Kaul, Andrei Rafailovich

Kaul Andrei Rafailovchi
Fil:Kaul A.R.jpg
Födelsedatum 12 mars 1945 (77 år gammal)( 1945-03-12 )
Födelseort Murom , Sovjetunionen
Land  Sovjetunionen → Ryssland 
Vetenskaplig sfär oorganisk kemi , oorganiska material
Arbetsplats ISSP RAS , Institutionen för kemi, Lomonosov Moscow State University
Alma mater Institutionen för kemi, Lomonosov Moscow State University
Akademisk examen Doktor i kemivetenskap
Akademisk titel Professor
Utmärkelser och priser Ryska federationens statliga pris - 2003

Andrei Rafailovich Kaul (född 12 mars 1945 , Murom , Vladimir-regionen, Sovjetunionen ) är en rysk oorganisk kemist , doktor i kemiska vetenskaper , professor , chef för Laboratory of Chemistry of Coordination Compounds vid Kemiska fakulteten vid Moscow State University uppkallad efter M.V. Lomonosov , en välkänd specialist inom området för oorganiska funktionella material.

Biografi

Andrei Rafailovich föddes den 12 mars 1945. Fadern är ingenjör-lärare, chef för avdelningen för ång- och gasturbiner vid Ivanovo Power Engineering Institute . Mamma är en medeltida historiker, docent vid Ivanovo Pedagogical University . Fader, efter nationalitet, utsattes Volgatysken två gånger för administrativ utvisning från Moskva (1941 till Kazakstan , 1944 med sin familj till Novosibirsk ). I mars 1945 familjen flyttade till Ivanovo .

Tog examen från skola nummer 32 i Ivanovo. 1962 gick han in på fakulteten för kemi vid Moscow State University. M.V. Lomonosov, som tog examen 1967 vid Institutionen för allmän kemi. Efter examen från fakulteten fick han i uppdrag att arbeta vid Institute of Solid State Physics vid Ryska vetenskapsakademin i laboratoriet för kristallers mekaniska egenskaper (1967-1969), där han utvecklade en teknik för att mäta depolarisationsströmmar i dielektrikum . 1969 gick han in på forskarskolan vid fakulteten för kemi vid Moscow State University. M.V. Lomonosov, där han senare gick från doktorand (1969-1972) till tjänsten som professor och chef för laboratoriet.

Vetenskaplig verksamhet

Doktorsavhandling "Termodynamisk studie av högtemperaturstabiliteten hos föreningar av sällsynta jordartsmetalloxider med ett antal oxider av övergångselement" (1973) [1] ägnas åt att bestämma den termodynamiska stabiliteten hos oxidfaser baserat på jämviktstrycken för syre under dissociationen av komplexa oxider och beräkningen av deras fria bildningsenergier. Detta arbete utfördes med metoden för elektromotoriska krafter i celler med en fast elektrolyt baserad på zirkoniumdioxid . I avhandlingen fastställdes för första gången ett kvantitativt samband mellan parametrarna som kännetecknar distorsionen av kristallgittret och den termodynamiska stabiliteten hos komplexa oxider (till exempel föreningar RFeO 3 , CuR 2 O 4 , Cu 2 R 2 O 5 , där R är ett sällsynt jordartsmetall) [2] . Dessa resultat gjorde det möjligt för oss att för första gången konstatera att i alla morfotropiska serier av föreningar som tillhör den bredaste klassen av perovskiter , åtföljs förvrängningen av det kubiska gittret av en minskning av föreningarnas termodynamiska stabilitet.

Senare (1973-1987) kombinerades termodynamiska studier med metoden för elektromotoriska krafter med arbete inom området oorganisk kemi av fasta elektrolyter och fasta joner. Betydande forskning har utförts kring utveckling av nya metoder för syntes av Na+-ledande fast elektrolyt baserad på β-aluminiumoxid för Na-S-strömkällor (stearatsyntesmetod, kryokemisk teknologi). För första gången föreslogs och utvecklades metoder för fastfas-jonbyte som involverade β-aluminiumoxid , vilket gjorde det möjligt att erhålla keramiskt substituerad β-aluminiumoxid med en konduktivitet av kalium, litium, silver, koppar, zink och protonjoner [ 3] . Dessa keramiska katjoniska ledare har använts som fasta elektrolyter i elektrokemiskt termodynamikarbete. I en vetenskaplig grupp ledd av A.R. Kaul 1984-1987. banbrytande utvecklingar av keramiska protonfasta elektrolyter baserade på komplexa bariumoxider genomfördes, i synnerhet för första gången syntetiserades en protonledare BaCeO 3 , dopad med yttriumoxid, som har en protonledningsförmåga, vars värde fortfarande är ett rekord .

Efter upptäckten av fenomenet högtemperatursupraledning 1986 koncentrerades A.R. Kauls vetenskapliga intressen till utvecklingen av kemiska metoder för framställning och studier av tunna filmer av högtemperatursupraledare [4] . Den största framgången har uppnåtts i utvecklingen av metoden för kemisk ångdeposition (MOCVD, Metalorganic chemical vapour deposition) [5] . Detta underlättades till stor del av den omfattande erfarenheten från Laboratory of Chemistry of Coordination Compounds i syntes och studier av flyktiga beta-diketonater av ett brett spektrum av metaller. Mycket uppmärksamhet ägnades också åt den tekniska förbättringen av utrustningen för MOCVD-metoden: olika system för pulsad tillförsel av reagensånga till reaktorer patenterades och implementerades, som ett resultat av vilket det blev möjligt att reproducerbart erhålla epitaxiella filmer av multikomponentoxider, som är grunden för utvecklingen av nya funktionella material. År 1995 försvarade A.R. Kaul sin doktorsavhandling "Fysiska och kemiska grunder för att erhålla överjoniska och supraledande material" [6] . Därefter utvidgades praxisen med kemisk avsättning av tunnfilmsmaterial till flerkomponentföreningar med lovande elektriska och magnetiska egenskaper, såsom REE- och ACH-manganiter med kolossal magnetresistens , nickelater och koboltiter av sällsynta jordartsmetaller, ferroelektriska ämnen och olika oxidheterostrukturer [7] , [8] . För dessa tunnfilmsobjekt studerades sambanden mellan sammansättning, struktur och funktionella egenskaper, och påverkan av tryck- och dragspänningar hos filmens kristallgitter under epitaxiell tillväxt på substratet fastställdes. Dessa resultat ingick i arbetet av ett team av anställda vid Institutionen för oorganisk kemi, ledd av Acad. Yu.D. Tretyakov, tilldelades Ryska federationens statliga pris i kemi 2003. Många observationer av skillnader i fassammansättningen av epitaxiella filmer jämfört med pulver och keramik med identisk sammansättning förklarades av effekten av epitaxiell bindning med substratet. Senare föreslog A.R. Kaul att man skulle använda detta fenomen, kallat epitaxiell stabilisering, som en metodologisk grund för syntesen av olika instabila faser i form av tunna filmer. Tillsammans med O.Yu Gorbenko utvecklades en termodynamisk modell och teori om fenomenet epitaxiell stabilisering, rollen av termodynamiska och strukturgeometriska faktorer som bestämmer möjligheten till epitaxiell stabilisering av instabila faser klargjordes [9] . På grundval av detta koncept, arten av förändringar i fasförhållanden i epitaxiella filmer på substrat i jämförelse med det autonoma tillståndet för samma ämnen (i form av pulver, keramik, enkristaller), en ökning av ömsesidig löslighet och en minskning i reaktiviteten hos ämnen i epitaxialtillståndet är etablerade. Slutsatserna av teorin bekräftas av många experimentella resultat om syntesen av tunna filmer av komplexa oxider från gasfasen. Sålunda syntetiserades några okända föreningar och de kända morfotropiska serierna utökades, inklusive granater från början av REE-familjen, ortorombiska manganiter och hexagonala ortoferriter för små REE, etc. Som ett resultat av den epitaxiella stabiliseringen av instabila föreningar i form av tunna filmer blev en självständig gren av riktad oorganisk syntes. Cykeln av verk av A.R. Kaul och O.Yu. Gorbenko "Heteroepitaxy i utvecklingen av nya tunnfilmsmaterial baserade på oxider: nya möjligheter" tilldelades Lomonosov-priset (II grad) vid Moskvas statliga universitet 2005.

Vid samma tidpunkt inledde A.R. Kaul arbetet med utveckling och teknisk utveckling av andra generationens HTSC-trådar baserade på supraledare av familjen sällsynta jordartsmetaller avsatta i form av mycket orienterade mikrontjocka skikt på metallsubstrat belagda med tunna buffertskikt [10] . För att utföra detta komplexa och mångfacetterade arbete, som förenade ett team av studenter - utexaminerade från A.R. Kauls forskarutbildning, skapades ett innovativt forsknings- och produktionsföretag CJSC SuperOx (www.superox.ru), som nu har blivit ett av de viktigaste världstillverkare av HTSC-trådar [11] .

Forskningsarbetet av A.R. Kaul är för närvarande inriktat på att öka stabiliteten hos HTSC-trådarnas strömförande kapacitet till ett externt magnetfält, för vilket nya tunnfilms HTSC-kompositmaterial med artificiellt införda icke-supraledande pinningscenter utvecklas. Samtidigt utvecklas tunnfilmsmaterial med en metall-dielektrisk övergång baserad på vanadindioxid [12] .

Undervisning och andra aktiviteter

Bland eleverna i A.R. Kaulya 1 doktor i kemiska vetenskaper, 27 kandidater för kemiska vetenskaper, mer än 40 doktorander (specialister, kandidatexamen och magister) inom områdena "fast tillståndskemi" och "oorganisk kemi" (data för 2018).

Han är författare till 14 utbildningskurser och föreläsare av sådana utbildningar för studenter vid fakulteten för kemi och fakulteten för materialvetenskap som "Kemi för funktionella material", "Fundamentals of Inorganic Synthesis", "Inorganic Materials Science" och "Termodynamik för fastfasreaktioner och fasjämvikter".

AR Kaul är medförfattare till mer än 20 patent inom vetenskapen om oorganiska material för HTSC och fasta elektrolyter.

Ledamot i redaktionen för vetenskapliga rapporter från januari 2014 till idag. vr., "Chemical Vapor Deposition", från januari 1996 till december 1999 - "Superconducting Sience and Technology" och från november 1988 till mars 1995 - "Superledning: fysik, kemi, teknologi."

Heder och utmärkelser

Anteckningar

  1. ↑ Kaul A.R. Termodynamisk studie av högtemperaturstabilitet hos föreningar av sällsynta jordartsmetalloxider med ett antal oxider av övergångselement// Dis. cand. chem. nauk.122 hk sjuk. (Moscow State University uppkallad efter M.V. Lomonosov. Kemiska fakulteten. Institutionen för allmän kemi. 1973. Bibliografi. L. 115-122.
  2. ↑ Kaul AR, Portnoy VK, Tretyakov Yu D., Termodynamisk studie av högtemperaturstabilitet hos orthoferriter från sällsynta jordartsmetaller// High Temperature Science, 1977. Volym 9, sid. 61-70
  3. ↑ Kaul A.R., Kutsenok I.B., Tretyakov Yu.D. Om möjligheten att använda silver beta-aluminiumoxid för termodynamiska studier // Journal of Physical Chemistry. 1974. Volym 48, nr 8, sid. 2128-2129
  4. ↑ Kaul A.R. Kemiska metoder för att erhålla filmer och beläggningar från HTSC// Journal of the All-Union Chemical Society. DI. Mendelejev. 1989. Volym 34, nr 4, sid. 492-504
  5. ↑ Blednov AV, Gorbenko OY, Samoilenkov SV, Amelichev VA, Lebedev VA, Napolskii KS, Kaul AR Epitaxial Calcium and Strontium Fluoride Films on Highly Mismatched Oxide and Metal Substrates by MOCVD: Texture and Morphology// Chemistry of Materials. 2010. Volym 22, nr 1, sid. 175-185
  6. ↑ Kaul. A.R. Fysikaliska och kemiska baser för att erhålla superjoniska och supraledande material// Dis. i form av vetenskapliga Rapportera dr chem. vetenskap/MGU im. M.V. Lomonomov. Chem. fak. 1995. Bibliografi. Med. 62-68.
  7. ↑ Kaul AR, Nikulin IV, Novojilov MA, Mudretsova SN, Kondrashov SV Oxygen Nonstoichiometri of NdNiO 3-δ and SmNiO 3-δ . Materialforskningsbulletin. 2004. Volym 39, sid. 775-791
  8. ↑ Gorbenko OY, Kaul AR, Kamenev AA, Melnikov OV, Graboy IE, Babushkina NA, Taldenkov AN, Inyushkin AV Epitaxiella variantstrukturer av perovskitmanganiterna med den höga tunnelmagnetoresistansen// Journal of Crystal Growth. 2005. Volym 275, sid. 2453-2458
  9. ↑ Kaul A., Gorbenko O., Novojilov M., Kamenev A., Bosak A., Mikhaylov A., Boytsova O., Kartavtseva M. Epitaxial stabilization - A tool for synthesis of new thin film oxide materials// 2005. Journal av Crystal Growth, volym 275, nr 1, sid. 2445
  10. ↑ Kaul AR, Roddatis VV, Akbashev AR, Lopatin S. Komplexa strukturella-ferroelektriska domänväggar i tunna filmer av hexagonala ortoferriter RFeO 3 (R=Lu,Er)// Applied Physics Letters. 2013. Volym 9, sid. 61-70
  11. ↑ Molodyk A.A., Kaul A.R. HTSC-band av andra generationen - nya material för elkraftindustrin baserade på epitaxiella heterostrukturer / / Russian Chemical Journal. 2013. Volym 17, nr 6, sid. 48-65
  12. ↑ Makarevich AM, Sadykov II, Sharovarov DI, Amelichev VA, Adamenkov AA, Tsymbarenko DM, Plokhih AV, Esaulkov MN, Solyankin PM, Kaul AR Kemisk syntes av högkvalitativa epitaxiella vanadindioxidfilmer med skarpa elektriska och optiska switchegenskaper// Journal Materialkemi. 2015. Volym 3, sid. 9197-9205

Länkar