Анотація до роботи:

Зіолковський Д. В. Аніон-радикальні солі тетраціанохінодиметану з катіонами на основі похідних піразину. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.04 – фізична хімія. – Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, Харків, 2008.

Робота присвячена виявленню особливостей впливу кількості, розташування і типу замісників у катіонах на основі піразину та його похідних на структуру, оптичні, електрофізичні й магнітні властивості АРС TCNQ з цими катіонами.

Вперше для АРС TCNQ виявлено характер пакування часток, при якому окрім стопок TCNQ є частинки, що перпендикулярні їм, це обумовлює незвичайну стехіометрію солі [N-Et-Pz]TCNQ_2.5, а також призводить до підвищення розмірності оптичних та електрофізичних властивостей.

Показано, що структура АРС незначно змінюється при зміні положення метильних замісників у структурі катіону, а також при їхній заміні на аміногрупу. Ці зміни не спричиняють істотного й прогнозованого впливу на електрофізичні й оптичні властивості солей.

Вперше для АРС TCNQ спостерігається характер магнітного впорядкування, типовий для спінових драбин.

У результаті виконаних комплексних досліджень досягнуто основну мету роботи – одержано 11 нових АРС TCNQ з катіонами на основі піразину, його диметил-, тетраметил- і амінопохідних; спектрофотометрично встановлено їхній склад, вивчено кристалічну структуру шести з них, досліджено оптичні й електрофізичні властивості. Виявлено зв'язок будови катіонів зі структурними параметрами, оптичними, електрофізичними й магнітними властивостями АРС TCNQ з такими катіонами.

1. Вперше для АРС TCNQ виявлено характер пакування частинок, при якому окрім стопок TCNQ є частинки, що перпендикулярні їм, це обумовлює незвичайну стехіометрію солі [N-Et-Pz]TCNQ_2.5, а також призводить до підвищення розмірності електронної підсистеми АРС.

Для АРС з катіонами на основі похідних піразину спостерігається утворення шаруватих структур, де шари аніонів розділені катіонами; аніонні шари характеризуються різним характером перекривання часток TCNQ у них.

2. Показано, що, у випадку катіонів на основі похідних піразину, вільний, неалкильований атом азоту піразинієвого фрагменту не проявляє взаємодій із частинками TCNQ, які можна спостерігати за допомогою РСА. У солі [N-Et-Pz]TCNQ_2.5 такі взаємодії спостерігаються й можуть бути відповідальні за незвичайну структуру даної АРС.

3. Показано, що структура АРС переважно визначаеється наявністю піразинієвого фрагменту у катіоні і незначно змінюється при зміні положення метильних заступників у ньому, а також при їхній заміні на аміногрупу. Ці зміни не спричиняють істотного впливу на електрофізичні й оптичні властивості солей.

4. Всі вивчені АРС TCNQ є провідними матеріалами з невеликою шириною забороненої зони й підвищеною вимірністю електронної підсистеми у порівнянні з типовими АРС TCNQ. Їхня провідність закономірно зменшується при подовженні алкільного радикалу при кватернізованому атомі азоту в катіоні.

5. Вперше для АРС TCNQ, завдяки істотним міжстопковим взаємодіям, виявлено характер магнітного впорядкування, типовий для спінових драбин. Такі їхні властивості обумовлюють інтерес до подальших теоретичних і експериментальних досліджень особливостей магнітних взаємодій в АРС TCNQ з катіонами на основі піразину та його похідних.

6. На підставі всебічного вивчення властивостей одержаних АРС можна стверджувати про можливості їхнього застосування як матеріалів для мікроелектроніки та сенсорної техніки.

Публікації автора:

1. Crystalline and molecular structure of novel anion-radical salt (N-Et-Pz)(TCNQ)₃ (Pz is pyrazine) / D. V. Ziolkovskiy, A. V. Kravchenko, V. A. Starodub, O. N. Kazheva, A. V. Khotkevich // Functonal materials. — 2005. — Vol. 12, №3. — Pp. 577-582.

Здобувач провів синтез сполуки, взяв участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

2. New anion-radical salts (N-Me-2,5-di-MePz)TCNQ₂ and (N-Me-2,6-di-MePz)TCNQ₂ (Pz is Pyrazine) / O. N. Kazheva, D. V. Ziolkovskiy, G. G. Alexandrov, O. A. Dyachenko, V. A. Starodub, A. V. Khotkevich, G. Y. Vasilets // Functional Materials. — 2006. — Vol. 13, №4. — Pp. 692-696.

Здобувач провів синтез сполук, взяв участь в обробці даних рентгено-структурного аналізу та електрофізичних вимірів, взяв участь в обговоренні результатів та написанні статті.

3. Crystal and molecular structure of the new anion-radical salts — (N-Me-2-NH₂-Pz)(TCNQ)₂ and (N-Me-Tetra-Me-Pz)(TCNQ)₂ (Pz is pyrazine) / O. N. Kazheva, D. V. Ziolkovskiy, G. G. Alexandrov, A. N. Chekhlov, O. A. Dyachenko, V. A. Starodub, A. V. Khotkevich // Synthetic Metals. — 2006. — Vol. 156, № 16-17. — Pp. 1010-1016.

Здобувач провів синтез усіх сполук, взяв участь в обговоренні результатів їхнього синтезу, електрофізичних, структурних та спектральних даних.

4. The novel anion-radical salt (N-Et-2,5-di-Me-Pz)(TCNQ)₂ (Pz is Pyrazine) / D. V. Ziolkovskiy, O. N. Kazheva, G. V. Shilov, O. A. Dyachenko, A. V. Kravchenko, A. V. Khotkevich, V. A. Starodub // Functional Materials. — 2006. — Vol. 13, № 1. — Pp. 119-124.

Здобувач провів синтез солі, прийняв участь в обробці та інтерпретації даних електрофізичних та спектральних досліджень.

5. Magnetic Properties of Anion-Radical Salts Based on TCNQ Anion Radical / A. Radvkov, M. Kajakov, A. Feher, D. V. Ziolkovskiy, V. A. Starodub // Acta Physica Polonica A. — 2008. — Vol. 113, № 1. — C. 499 – 502.

Здобувач провів синтез сполук, взяв участь в обробці даних магнітних вимірювань та обговоренні результатів.

6. Spectral properties of the TCNQ anion radical salt (N-Me-2,5-(Me)₂-Pz)(TCNQ)₂ / B. Barszcz, A. Graja, D. V. Ziolkovskiy, V. A. Starodub // Synthetic Metals. — 2008. — Vol. 158, № 6. — P. 246-250.

Здобувачем проведено виміри спектрів КР та відбиття, одержано спектри оптичної провідності, взято участь в обговоренні результатів та написанні статті.

7. Новi анiон-радикальнi солi TCNQ як перспективнi сенсорнi матерiали / А. В. Кравченко, Д. В. Зiолковський, В. О. Стародуб, А. В. Хоткевич, О. С. Пишкiн // Sensor Electronics and Microsystem Technologies. — 2006. — Т. 4. — C. 81-85.

Здобувач прийняв участь у синтезах сполук та літературному пошуку за темою публікації, обговоренні результатів дослідження та його висновків.

8. The novel conducting TCNQ-salt — (N-(H₅C₂)-Pz)(TCNQ)₃ / V. A. Starodub, A. V. Kravchenko, D. V. Ziolkovskiy, A. Rothenberger, D. Fenske, A. Khotkevich // materials of Electronic processes in organic materials 5-th Int. conference. — Kyiv. — 2004. — P. 171.

Здобувач провів синтез сполуки, взяв участь в обговоренні результатів досліджень.

9. The new anion-radical salts based on a (N-Alk-Pz)(TCNQ)_m (Pz is pyrazine and their derivates, m = 1 – 3) / D. V. Ziolkovskiy, A. V. Kravchenko, V. A. Starodub, V. V. Khotkevich // materials of Conference on New Concepts and Materials for molecular Electronics and Nanotechnology (CMME' 04). — Poznan. — 2004. — P. 63.

Здобувач взяв участь у синтезі сполук, обробці та обговоренні результатів досліджень.

10. Anion-radical salts of TCNQ with pyrazinium derivatives as electronic materials / V. A. Starodub, A. V. Kravchenko, D. V. Ziolkovskiy, A. V. Khotkevich, G. V. Kamarcuk // materials of Electronic processes in organic materials 4-th Int. conference. — Kyiv. — 2002. — P. 120.

Здобувач прийняв участь у синтезі солей, обговоренні результатів дослідження та його висновків.

11. Ziolkovskiy D. V. New anion-radical salts TCNQ as perspective materials for sensors / D. V. Ziolkovskiy, V. A. Starodub // materials of International Conference «Functional Materials» ICFM ’ 2005. — Partenit. — 2005. — P. 351.

Здобувачем виконано літературний пошук за темою публікації та підготовлено матеріали публікації і доповідь на конференції.

12. Василец Г. Ю. Кристаллическая структура и электрические свойства АРС TCNQ с катионами на основе 2,5-диметилпиразина / Г. Ю. Василец, Д. В. Зиолковский // матеріали 3 Всеукраїнської Конференції молодих вчених та студентів з актуальних питань хімії. — Харьков. — 2005. — C. 101.

Здобувач прийняв участь у формулюванні задач, обговоренні результатів дослідження та його висновків.

13. Зиолковский Д. В. Анион-радикальные соли тетрацианохинодиметана с катионами на основе 2,5-диметилпиразина / Д. В. Зиолковский, В. А. Стародуб, Г. Ю. Василец // материалы ІІ Международной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Химия и современные технологии». — Днепропетровск. — 2005. — C. 128.

Здобувач прийняв участь у синтезах солей, обговоренні результатів дослідження, формулюванні висновків ті підготовці публікації.

14. Ziolkovskiy D. V. New anion-radical salts of TCNQ: unusual structures and physical properties. / D. V. Ziolkovskiy, V. A. Starodub // materials of The XV-th Conference "Physical Methods in Coordination and Supramolecular Chemistry". — Chiinu. — 2006. — P. 193.

Здобувачем оброблено значну частину експериментальних даних та проведено їх узагальнення, підготовлено матеріали публікації і доповідь на конференції.