Сорокин Павел Борисович д.ф.-м.н., доцент Сорокин Павел Борисович,  ФГБНУ Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, научный руководитель инфраструктурного проекта "Теоретическое материаловедение наноструктур" лаборатория "Неорганические наноматериалы" НИТУ "МИСиС"  

Победитель открытого международного конкурса на получение грантов НИТУ "МИСиС" для поддержки научных  исследований в области развития научного направления, проводимых под руководством ведущих ученых



Область научных интересов: 

Атомистическое моделирование, наноструктуры, нанотехнология, квантово-химические расчеты из первых принципов, теория функционала плотности, эмпирические методы расчета. 

Основные научные достижения:

Работы Сорокина П.Б. посвящены быстрорастущей области материаловедения двумерных наноструктур, берущей свое начало с момента получения и исследования графена (первой моноатомной плёнки). Интереснейшие свойства графена позволяют рассматривать его в качестве основы будущей наноэлектроники. Главным препятствием при этом является отсутствие возможности контролируемого открытия нулевой запрещённой зоны графена, с чем и связано одно из наиболее широко развиваемых направлений исследований двумерных материалов. Другое направление исследований посвящено изучению неорганических 2D аналогов графена, имеющих особые проводящие и магнитные свойства. Работы ведущего учёного затрагивают оба направления данной области материаловедения.

Сорокиным П.Б. совместно с коллегами был изучен фазовый переход из многослойного графена в диаман без приложения внешнего давления (или лишь при малом его значении) когда процесс перехода облегчён функционализацией поверхностей плёнки. Этот принципиально новый эффект, имеющий место только на наноуровне, названный «химически индуцированный фазовый переход», связан с прямым влиянием поверхностных эффектов на термодинамику процесса формирования данного материала.

первые, на основе ab initio расчётов свободной энергии Гиббса, была получена фазовая диаграмма (P,T,h) для системы «алмазная плёнка-многослойный графен». В диаграмме учтена роль толщины плёнки h. Из данной диаграммы легко можно определить необходимые условия получения новых квазидвумерных материалов.

Также было получено, что эффект химически индуцированного фазового перехода позволяет синтезировать углеродные плёнки не только с алмазной, но и с лонсдейлитовой структурой, что может позволить синтезировать монокристалл гексагонального алмаза, который, как известно, является более жёстким чем алмаз. Причём было показано, что кристаллическая структура получаемой плёнки будет зависеть от расположения адатомов на поверхности графена, что можно контролировать с помощью внешнего давления и температуры.

В сотрудничестве с группой проф. Pulickel Ajayan (Университет Райса) были изучены механические свойства нитрид борных плёнок атомарной толщины. Измеренные механические свойства плёнок с помощью наноиндентирования были подтверждены модельными экспериментами процесса наноиндентирования. Теоретические расчёты позволили объяснить необычные экспериментальные результаты, такие как высокий двумерный модуль упругости и прочие механические свойства h-BN слоя. Работа была опубликована в Nano Letters, и процитирована более 500 раз.

В совместной работе с Tulane University, США, опубликованной в журнале Nature Physics, было проведено исследование свойств новой двумерной пленки состава Nb3SiTe6. Экспериментально и теоретически получено, что при уменьшении толщины пленки в ней появляется эффект слабой антилокализации в магнитопереносе, что позволило сделать заключение о подавлении электрон-фононного взаимодействия вызванного перехода фононного спектра из 3D в 2D.

Была показана общая тенденция графитизации в сверхтонких пленках ионного состава, включая структуры типа каменной соли и CsCl. В работе, опубликованной в Nano Letters в 2014 году, была определена критическая толщина графитизации для ряда соединения, меньше которой происходит спонтанный переход кубической фазы в слоистую графитоподобную фазу. Процесс графитизации в исследуемых ионных соединениях был исследован более детально на примере сверхтонких слоев кубического хлорида натрия. Было получено [, что в наномасштабе сверхтонкие слои кубического NaCl становятся нестабильными вследствие дипольного момента, дестабилизирующего поверхность, что способствует превращению в графитоподобную фазу. Была получена критическая толщина, при которой происходит превращение кубической пленки в графитоподобную.

Исследовательские проекты и контракты:

НИР ФЦП 14.В37.21.1645. Исследование путей создания и свойств монокристаллической алмазной плёнки нанометровой толщины

РФФИ 12-02-31261. Исследование особенностей электронных, упругих и механических свойств материалов на основе кластеров алмазов нанометрового размера

Грант Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук

Research Project of Federal Target Program 14.В37.21.1645. The study of fabrication methods and properties of single-crystal diamond films with nanometer thickness

RFBR 12-02-31261. Investigation of the features of the electronic, elastic and mechanical properties of the materials based on the nanosized diamond clusters

Grant of President of Russian Federation for government support of young PhD scientists

Научное признание

Премия Российского клуба Европейской Академии (Academia Europaea) для молодых учёных в области физики, премия Scopus Award Russia 2015

Публикации

Более 60 публикаций в международных журналах в том числе Nature Physics, Nature Communications, Nano Letters, ACS Nano, J. Phys. Chem. Lett. и др./ More than 60 papers in international journals which include Nature Physics, Nature Communications, Nano Letters, ACS Nano, J. Phys. Chem. Lett. etc.

10 наиболее важных публикаций/Top 10 papers:

1.      J. Hu, X. Liu, C.L. Yue, J.Y. Liu, H.W. Zhu, J.B. He, J. Wei, Z.Q. Mao, L.Yu. Antipina, Z.I. Popov, P.B. Sorokin, T.J. Liu, P.W. Adams, S. Radmanesh, L. Spinu, H. Ji and D. Natelson, Enhanced electron coherence in atomically thin Nb3SiTe6, Nature Physics 11, 6, 471-476  (2015)

2.      A.G. Kvashnin, P.B. Sorokin, B.I. Yakobson Flexoelectricity in carbon nanostructures: nanotubes, fullerenes, nanocones J. Phys. Chem. Lett. 6, 2740-2744 (2015)

3.      Yu.A. Kvashnina, A.G. Kvashnin, M.Yu. Popov, B.A. Kulnitskiy, I.A. Perezhogin, E.A. Tyukalova, L.A. Chernozatonskii, P.B. Sorokin, V.D. Blank, Toward the ultra-incompressible carbon materials. Computational simulation and experimental observation, J. Phys. Chem. Lett. 6, 2147–2152 (2015)

4.      D.M.Tang., D.G. Kvashnin, S. Najmaei, Y. Bando, K. Kimoto, P. Koskinen, P. Ajayan, B.I. Yakobson, P.B. Sorokin, J. Lou, D. Golberg, Nanomechanical cleavage of molybdenum disulphide atomic layers, Nature Communications 5, 3631 (2014)

5.      A.G. Kvashnin, P.B. Sorokin, D. Tománek Graphitic phase of NaCl. Bulk properties and nanoscale stability. J. Phys. Chem. Lett. 5, 22, 4014-4019 (2014)

6.      A.G. Kvashnin, L.A. Chernozatonskii, B.I. Yakobson, P.B. Sorokin, Phase diagram of quasi-two-dimensional carbon, Nano Letters 14, 2, pp. 676-681 (2014)

7.      P.B. Sorokin, H. Lee, L. Yu. Antipina, A.K. Singh and B.I. Yakobson Calcium-decorated carbyne networks as hydrogen storage media Nano Lett. 11, 7, 2660–2665 (2011)

8.      L.A. Chernozatonskii, P.B. Sorokin, A.A. Kuzubov, B.P. Sorokin, A.G. Kvashnin, D.G. Kvashnin, P.V. Avramov and B.I. Yakobson, The influence of size effect on the electronic and elastic properties of diamond films with nanometer thickness J. Phys. Chem. C 115, 1, 132-136 (2011)

9.      L. Song, L. Ci, H. Lu, P.B. Sorokin, C. Jin, J. Ni, A.G. Kvashnin, D.G. Kvashnin, J. Lou, B.I. Yakobson and P.M. Ajayan, Large scale growth and characterization of atomic hexagonal boron nitride layers Nano Lett.10, 8, 3209-3215 (2010)

10.   L. A. Chernozatonskii, P.B. Sorokin and J. Brüning, Two-dimensional semiconducting nanostructures based on single graphene sheets with lines of adsorbed hydrogen atoms, Applied Physics Letters 91, 183103 (2007)

Рецензирование:

Nano Letters, Advanced Materials, Applied Physics Letters, Physica Status Solidi (в списке 100 лучшихрецензентов журнала 2010/2011 ггhttp://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291521-3951/homepage/pss_Top100_Refs.html), Nanoscale, Physical Chemistry Chemical Physics, Computational Materials Science

Nano Letters, Advanced Materials, Applied Physics Letters, Physical Status Solidi (in top 100 referee list of 2010/2011.http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291521-3951/homepage/pss_Top100_Refs.html), Nanoscale, Physical Chemistry Chemical Physics, Computational Materials Science

Деятельность в МИСиС: 

Ведущий учёный

Хобби:

Чтение, путешествия

Сорокин на отдыхе.jpg


Российская Федерация

ФГБНУ Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов

Учёные степень и звание: д.ф.-м.н., доцент

Название кафедры/лаборатории: Лаборатория моделирования новых материалов

Занимаемые должности: Ведущий научный сотрудник 



Назад к списку



Наши проекты

Последние комментарии



Яндекс.Метрика