Kaul, Andrei Rafailovich

Kaul Andrei Rafailovchi
Fil:Kaul A.R.jpg
Fødselsdato	12. marts 1945 (77 år)( 1945-03-12 )
Fødselssted	Murom , USSR
Land	USSR → Rusland
Videnskabelig sfære	uorganisk kemi , uorganiske materialer
Arbejdsplads	ISSP RAS , Institut for Kemi, Lomonosov Moscow State University
Alma Mater	Institut for Kemi, Lomonosov Moscow State University
Akademisk grad	Doktor i Kemividenskab
Akademisk titel	Professor
Priser og præmier

Andrei Rafailovich Kaul (født 12. marts 1945 , Murom , Vladimir-regionen, USSR ) er en russisk uorganisk kemiker , doktor i kemiske videnskaber , professor , leder af Laboratory of Chemistry of Coordination Compounds ved det kemiske fakultet ved Moscow State University opkaldt efter M.V. Lomonosov , en velkendt specialist inden for området uorganiske funktionelle materialer.

Biografi

Andrei Rafailovich blev født den 12. marts 1945. Far er ingeniør-lærer, leder af afdelingen for damp- og gasturbiner ved Ivanovo Power Engineering Institute . Mor er en middelalderhistoriker, lektor ved Ivanovo Pædagogiske Universitet . Fader efter nationalitet blev Volga-tyskeren to gange udsat for administrativ udvisning fra Moskva (i 1941 til Kasakhstan , i 1944 med sin familie til Novosibirsk ). I marts 1945 familien flyttede til Ivanovo .

Uddannet fra skole nummer 32 i Ivanovo. I 1962 gik han ind på fakultetet for kemi ved Moscow State University. M.V. Lomonosov, der dimitterede i 1967 i Institut for Generel Kemi. Efter sin eksamen fra fakultetet fik han til opgave at arbejde ved Institute of Solid State Physics ved det russiske videnskabsakademi i laboratoriet for krystallers mekaniske egenskaber (1967-1969), hvor han udviklede en teknik til måling af depolarisationsstrømme i dielektrikum . I 1969 gik han ind på kandidatskolen ved Det kemiske fakultet ved Moscow State University. M.V. Lomonosov, hvor han senere gik fra kandidatstuderende (1969-1972) til stillingen som professor og leder af laboratoriet.

Videnskabelig aktivitet

Ph.d.-afhandling "Termodynamisk undersøgelse af højtemperaturstabiliteten af forbindelser af sjældne jordarters oxider med et antal oxider af overgangselementer" (1973) [1] er afsat til at bestemme den termodynamiske stabilitet af oxidfaser baseret på ligevægtstrykket af ilt under dissociationen af komplekse oxider og beregningen af deres frie dannelsesenergier. Dette arbejde blev udført ved metoden med elektromotoriske kræfter i celler med en fast elektrolyt baseret på zirconiumdioxid . I afhandlingen blev der for første gang etableret en kvantitativ sammenhæng mellem de parametre, der karakteriserer forvrængning af krystalgitteret og den termodynamiske stabilitet af komplekse oxider (f.eks. forbindelser RFeO 3 , CuR 2 O 4 , Cu 2 R 2 O 5 , hvor R er et sjældent jordarters grundstof) [2] . Disse resultater gjorde det muligt for os at fastslå for første gang, at i alle morfotropiske serier af forbindelser, der tilhører den bredeste klasse af perovskitter , er forvrængningen af det kubiske gitter ledsaget af et fald i forbindelsernes termodynamiske stabilitet.

Senere (1973-1987) blev termodynamiske undersøgelser ved hjælp af metoden med elektromotoriske kræfter kombineret med arbejde inden for uorganisk kemi af faste elektrolytter og faststofioniske stoffer. Der er udført betydelig forskning i udvikling af nye metoder til syntese af Na+-ledende fast elektrolyt baseret på β-aluminiumoxid til Na-S strømkilder (stearatsyntesemetode, kryokemisk teknologi). For første gang blev metoder til fastfase-ionbytning, der involverer β-aluminiumoxid , foreslået og udviklet , som gjorde det muligt at opnå keramisk substitueret β-aluminiumoxid med en ledningsevne af kalium, lithium, sølv, kobber, zink og protonioner [ 3] . Disse keramiske kationiske ledere er blevet brugt som faste elektrolytter i elektrokemisk termodynamisk arbejde. I en videnskabelig gruppe ledet af A.R. Kaul i 1984-1987. banebrydende udviklinger af keramiske faste protonelektrolytter baseret på komplekse bariumoxider blev udført, især blev der for første gang syntetiseret en protonleder BaCeO 3 , doteret med yttriumoxid, som har en protonledningsevne, hvis værdi stadig er en rekord .

Efter opdagelsen af fænomenet højtemperatursuperledning i 1986 var A.R.Kauls videnskabelige interesser koncentreret om udviklingen af kemiske metoder til fremstilling og undersøgelse af tynde film af højtemperatursuperledere [4] . Den største succes er opnået i udviklingen af metoden til kemisk dampaflejring (MOCVD, Metalorganic chemical vapour deposition) [5] . Dette blev i vid udstrækning lettet af den omfattende erfaring fra Laboratory of Chemistry of Coordination Compounds i syntese og undersøgelse af flygtige beta-diketonater af en lang række metaller. Der blev også givet megen opmærksomhed til den tekniske forbedring af udstyr til MOCVD-metoden: forskellige systemer til pulserende tilførsel af reagensdamp til reaktorer blev patenteret og implementeret, som et resultat af hvilket det blev muligt reproducerbart at opnå epitaksiale film af multikomponentoxider, som er grundlaget for udvikling af nye funktionelle materialer. I 1995 forsvarede A.R. Kaul sin doktorafhandling "Fysiske og kemiske grundlag for at opnå superioniske og superledende materialer" [6] . Efterfølgende blev praksis med kemisk aflejring af tyndfilmsmaterialer udvidet til multikomponentforbindelser med lovende elektriske og magnetiske egenskaber, såsom REE og ACH manganitter med kolossal magnetoresistens , sjældne jordarters nikkelater og cobaltitter, ferroelektriske stoffer og forskellige oxidheterostrukturer [7] , [8] . For disse tyndfilmsobjekter blev forholdet mellem sammensætning, struktur og funktionelle egenskaber undersøgt, og indflydelsen af tryk- og trækspændinger af filmens krystalgitter under epitaksial vækst på substratet blev etableret. Disse resultater blev inkluderet i arbejdet i et team af medarbejdere fra Institut for Uorganisk Kemi, ledet af Acad. Yu.D. Tretyakov, tildelt Den Russiske Føderations statspris i kemi i 2003. Talrige observationer af forskelle i fasesammensætningen af epitaksiale film sammenlignet med pulvere og keramik med identisk sammensætning blev forklaret af effekten af epitaksial binding med substratet. Senere foreslog A.R. Kaul at bruge dette fænomen, kaldet epitaksial stabilisering, som et metodisk grundlag for syntesen af forskellige ustabile faser i form af tynde film. Sammen med O.Yu Gorbenko blev en termodynamisk model og teori for fænomenet epitaksial stabilisering udviklet, rollen af termodynamiske og strukturelt-geometriske faktorer, der bestemmer muligheden for epitaksial stabilisering af ustabile faser, blev belyst [9] . På grundlag af dette koncept, arten af ændringer i faseforhold i epitaksiale film på substrater i sammenligning med den autonome tilstand af de samme stoffer (i form af pulvere, keramik, enkeltkrystaller), en stigning i gensidig opløselighed og et fald i reaktiviteten af stoffer i epitaksial tilstand er etableret. Teoriens konklusioner bekræftes af mange eksperimentelle resultater om syntesen af tynde film af komplekse oxider fra gasfasen. Således blev nogle ukendte forbindelser syntetiseret, og de kendte morfotrope serier blev udvidet, herunder granater af begyndelsen af REE-familien, orthorhombiske manganitter og hexagonale orthoferriter til små REE osv. Som følge heraf er den epitaksiale stabilisering af ustabile forbindelser i form af tynde film blev en selvstændig gren af instrueret uorganisk syntese. Cyklus af værker af A.R. Kaul og O.Yu. Gorbenko "Heteroepitaxy i udviklingen af nye tyndfilmsmaterialer baseret på oxider: nye muligheder" blev tildelt Lomonosov-prisen (II grad) fra Moskva State University i 2005.

Samtidig påbegyndte A.R. Kaul arbejdet med udvikling og teknologisk udvikling af andengenerations HTSC-ledninger baseret på superledere af sjældne jordarters familie aflejret i form af meget orienterede mikrontykke lag på metalsubstrater belagt med tynde bufferlag [10] . For at udføre dette komplekse og mangefacetterede arbejde, som forenede et hold af studerende - kandidater fra A.R. Kaul's postgraduate studier, blev der oprettet et innovativt forsknings- og produktionsselskab CJSC SuperOx (www.superox.ru), som nu er blevet en af de vigtigste verdensproducenter af HTSC-ledninger [11] .

A.R. Kauls forskningsarbejde er i øjeblikket rettet mod at øge stabiliteten af HTSC-ledningernes strømbærende kapacitet til et eksternt magnetfelt, hvortil der udvikles nye tyndfilm HTSC-kompositmaterialer med kunstigt indførte ikke-superledende pinning-centre. Samtidig udvikles tyndfilmsmaterialer med en metal-dielektrisk overgang baseret på vanadiumdioxid [12] .

Undervisning og andre aktiviteter

Blandt eleverne i A.R. Kaulya 1 doktor i kemiske videnskaber, 27 kandidater til kemiske videnskaber, mere end 40 kandidatstuderende (specialister, bachelorer og kandidater) inden for områderne "faststofkemi" og "uorganisk kemi" (data for 2018).

Han er forfatter til 14 uddannelseskurser og underviser i sådanne uddannelseskurser for studerende fra Det Kemiske Fakultet og Det Materialevidenskabelige Fakultet som "Kemi af funktionelle materialer", "Fundamentals of Inorganic Synthesis", "Uorganisk materialevidenskab" og "Termodynamik af fastfasereaktioner og faseligevægte".

AR Kaul er medforfatter af mere end 20 patenter inden for uorganisk materialevidenskab af HTSC og faste elektrolytter.

Medlem af redaktionen for videnskabelige rapporter fra januar 2014 til i dag. vr., "Chemical Vapor Deposition", fra januar 1996 til december 1999 - "Superconducting Sience and Technology" og fra november 1988 til marts 1995 - "Superledningsevne: fysik, kemi, teknologi."

Hæder og priser

Priser fra Mendeleev Society.
2003 - Vinder af RF Statsprisen i kemi.
2005 - Pris opkaldt efter M. V. Lomonosov II grad.
2006 - ærestitel " Ædret professor ved Moscow State University ".

Noter