Kaul, Andrei Rafaelovich

Kaul Andrei Rafailovchi
Archivo:Kaul A.R.jpg
Fecha de nacimiento 12 de marzo de 1945 (77 años)( 03/12/1945 )
Lugar de nacimiento Múrom , URSS
País  URSS → Rusia 
Esfera científica química inorgánica , materiales inorgánicos
Lugar de trabajo ISSP RAS , Departamento de Química, Universidad Estatal Lomonosov de Moscú
alma mater Departamento de Química, Universidad Estatal Lomonosov de Moscú
Titulo academico Doctor en Ciencias Químicas
Título académico Profesor
Premios y premios Premio Estatal de la Federación Rusa - 2003

Andrei Rafailovich Kaul (nacido el 12 de marzo de 1945 , Murom , región de Vladimir, URSS ) es un químico inorgánico ruso , Doctor en Ciencias Químicas , Profesor , Jefe del Laboratorio de Química de Compuestos de Coordinación de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú que lleva el nombre de M.V. Lomonosov , un conocido especialista en el área de materiales funcionales inorgánicos.

Biografía

Andrei Rafailovich nació el 12 de marzo de 1945. El padre es ingeniero-profesor, jefe del departamento de turbinas de vapor y gas en el Instituto de Ingeniería de Energía de Ivanovo . La madre es historiadora medievalista, profesora asociada en la Universidad Pedagógica de Ivanovo . Padre: por nacionalidad, el alemán del Volga fue dos veces objeto de expulsión administrativa de Moscú (en 1941 a Kazajstán , en 1944 con su familia a Novosibirsk ). en marzo de 1945 la familia se mudó a Ivanovo .

Graduado de la escuela número 32 en Ivanovo. En 1962 ingresó en la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú. MV Lomonosov, quien se graduó en 1967 en el Departamento de Química General. Después de graduarse de la facultad, fue asignado a trabajar en el Instituto de Física del Estado Sólido de la Academia Rusa de Ciencias en el laboratorio de propiedades mecánicas de los cristales (1967-1969), donde desarrolló una técnica para medir corrientes de despolarización en dieléctricos. . En 1969 ingresó a la escuela de posgrado de la Facultad de Química de la Universidad Estatal de Moscú. MV Lomonosov, donde luego pasó de estudiante graduado (1969-1972) al puesto de profesor y jefe del laboratorio.

Actividad científica

La tesis doctoral "Estudio termodinámico de la estabilidad a alta temperatura de compuestos de óxidos de tierras raras con varios óxidos de elementos de transición" (1973) [1] está dedicada a determinar la estabilidad termodinámica de las fases de óxido en función de las presiones de equilibrio del oxígeno durante la disociación de óxidos complejos y el cálculo de sus energías libres de formación. Este trabajo se realizó por el método de las fuerzas electromotrices en celdas con un electrolito sólido a base de dióxido de circonio . En la tesis, por primera vez, se estableció una relación cuantitativa entre los parámetros que caracterizan la distorsión de la red cristalina y la estabilidad termodinámica de óxidos complejos (por ejemplo, compuestos RFeO 3 , CuR 2 O 4 , Cu 2 R 2 O 5 , donde R es un elemento de tierras raras) [2] . Estos resultados nos permitieron afirmar por primera vez que en todas las series morfotrópicas de compuestos pertenecientes a la clase más amplia de perovskitas , la distorsión de la red cúbica se acompaña de una disminución en la estabilidad termodinámica de los compuestos.

Posteriormente (1973-1987) los estudios de termodinámica por el método de las fuerzas electromotrices se combinaron con trabajos en el campo de la química inorgánica de electrolitos sólidos y estado sólido iónico. Se ha llevado a cabo una importante investigación sobre el desarrollo de nuevos métodos para la síntesis de electrolito sólido conductor de Na+ basado en β-alúmina para fuentes de corriente de Na-S (método de síntesis de estearato, tecnología crioquímica). Por primera vez, se propusieron y desarrollaron métodos de intercambio iónico en fase sólida que involucran β-alúmina , lo que permitió obtener β-alúmina cerámica sustituida con una conductividad de iones de potasio, litio, plata, cobre, zinc y protones . 3] . Estos conductores catiónicos cerámicos se han utilizado como electrolitos sólidos en trabajos de termodinámica electroquímica. En un grupo científico dirigido por A.R. Kaul en 1984-1987. se llevaron a cabo desarrollos pioneros de electrolitos sólidos de protones cerámicos basados ​​en óxidos de bario complejos, en particular, por primera vez se sintetizó un conductor de protones BaCeO 3 , dopado con óxido de itrio, que tiene una conductividad de protones, cuyo valor sigue siendo un récord .

Después del descubrimiento del fenómeno de la superconductividad a alta temperatura en 1986, los intereses científicos de A.R. Kaul se concentraron en el desarrollo de métodos químicos para la producción y estudio de películas delgadas de superconductores de alta temperatura [4] . El mayor éxito se ha logrado en el desarrollo del método de depósito químico de vapor (MOCVD, depósito químico metalorgánico de vapor) [5] . Esto fue facilitado en gran medida por la amplia experiencia del Laboratorio de Química de Compuestos de Coordinación en la síntesis y estudio de beta-dicetonatos volátiles de una amplia gama de metales. También se prestó mucha atención a la mejora técnica de los equipos para el método MOCVD: se patentaron e implementaron varios sistemas para el suministro pulsado de vapor reactivo a los reactores, como resultado de lo cual fue posible obtener de forma reproducible películas epitaxiales de óxidos multicomponentes, que son la base para el desarrollo de nuevos materiales funcionales. En 1995, A.R. Kaul defendió su tesis doctoral "Fundamentos físicos y químicos para la obtención de materiales superiónicos y superconductores" [6] . Posteriormente, la práctica de la deposición química de materiales de película delgada se extendió a compuestos multicomponente con propiedades eléctricas y magnéticas prometedoras, como manganitas REE y ACH con magnetorresistencia colosal , niquelatos y cobaltitas de tierras raras, ferroeléctricos y varias heteroestructuras de óxido [7] , [8] . Para estos objetos de película delgada, se estudiaron las relaciones entre la composición, la estructura y las propiedades funcionales, y se estableció la influencia de los esfuerzos de compresión y tracción de la red cristalina de la película durante el crecimiento epitaxial en el sustrato. Estos resultados fueron incluidos en el trabajo de un equipo de funcionarios del Departamento de Química Inorgánica, encabezado por Acad. Yu.D. Tretyakov, galardonado con el Premio Estatal de Química de la Federación Rusa en 2003. Numerosas observaciones de diferencias en la composición de fase de películas epitaxiales en comparación con polvos y cerámicas de composición idéntica se explicaron por el efecto de la unión epitaxial con el sustrato. Más tarde, A.R. Kaul sugirió usar este fenómeno, llamado estabilización epitaxial , como base metodológica para la síntesis de varias fases inestables en forma de películas delgadas. Junto con O. Yu. Gorbenko, se desarrolló un modelo termodinámico y una teoría del fenómeno de la estabilización epitaxial, se elucidó el papel de los factores termodinámicos y estructural-geométricos que determinan la posibilidad de estabilización epitaxial de fases inestables [9] . Sobre la base de este concepto, la naturaleza de los cambios en las relaciones de fase en películas epitaxiales sobre sustratos en comparación con el estado autónomo de las mismas sustancias (en forma de polvos, cerámicas, monocristales), un aumento en la solubilidad mutua y una disminución en la reactividad de sustancias en el estado epitaxial se establecen. Las conclusiones de la teoría están confirmadas por muchos resultados experimentales sobre la síntesis de películas delgadas de óxidos complejos a partir de la fase gaseosa. Así, se sintetizaron algunos compuestos desconocidos y se ampliaron las series morfotrópicas conocidas, incluyendo granates de inicio de la familia REE, manganitas ortorrómbicas y ortoferritas hexagonales para REE pequeños, etc. Como resultado, la estabilización epitaxial de compuestos inestables en forma de las películas delgadas se convirtieron en una rama independiente de la síntesis inorgánica dirigida. El ciclo de trabajos de A.R. Kaul y O.Yu. Gorbenko "Heteroepitaxia en el desarrollo de nuevos materiales de película delgada basados ​​en óxidos: nuevas oportunidades" recibió el Premio Lomonosov (II grado) de la Universidad Estatal de Moscú en 2005.

Al mismo tiempo, A.R. Kaul comenzó a trabajar en el desarrollo y desarrollo tecnológico de cables HTSC de segunda generación basados ​​en superconductores de la familia de tierras raras depositados en forma de capas de micras de espesor altamente orientadas sobre sustratos metálicos recubiertos con finas capas amortiguadoras [10] . Para llevar a cabo este trabajo complejo y multifacético, que reunió a un equipo de estudiantes - graduados de los estudios de posgrado de A.R. Kaul, se creó una innovadora empresa de investigación y producción CJSC SuperOx (www.superox.ru), que ahora se ha convertido en una de las más importantes fabricantes mundiales de cables HTSC [11] .

El trabajo de investigación de A.R. Kaul actualmente tiene como objetivo aumentar la estabilidad de la capacidad de transporte de corriente de los cables HTSC a un campo magnético externo, para lo cual se están desarrollando nuevos materiales compuestos HTSC de película delgada con centros de fijación no superconductores introducidos artificialmente. Al mismo tiempo, se están desarrollando materiales de película delgada con una transición metal-dieléctrica a base de dióxido de vanadio [12] .

Enseñanza y otras actividades

Entre los alumnos de A.R. Kaulya 1 doctor en ciencias químicas, 27 candidatos de ciencias químicas, más de 40 estudiantes de posgrado (especialistas, licenciaturas y maestrías) en las áreas de “química del estado sólido” y “química inorgánica” (datos de 2018).

Es autor de 14 cursos de formación, y disertante de cursos de formación para alumnos de la Facultad de Química y de la Facultad de Ciencias de los Materiales como "Química de Materiales Funcionales", "Fundamentos de Síntesis Inorgánica", "Ciencia de Materiales Inorgánicos" y "Termodinámica de reacciones en fase sólida y equilibrios de fase".

AR Kaul es coautor de más de 20 patentes en el campo de la ciencia de materiales inorgánicos de HTSC y electrolitos sólidos.

Miembro del Consejo Editorial de Informes Científicos desde enero de 2014 hasta la actualidad. vr., "Deposición química de vapor", de enero de 1996 a diciembre de 1999 - "Ciencia y tecnología de superconductores" y de noviembre de 1988 a marzo de 1995 - "Superconductividad: física, química, tecnología".

Honores y premios

Notas

  1. ↑ Kaul AR Estudio termodinámico de la estabilidad a alta temperatura de compuestos de óxidos de tierras raras con varios óxidos de elementos de transición// Dis. candó. química nauk.122 cv enfermo. (Universidad Estatal de Moscú que lleva el nombre de M.V. Lomonosov. Facultad de Química. Departamento de Química General. 1973. Bibliografía. L. 115-122.
  2. ↑ Kaul AR, Portnoy VK, Tretyakov Yu D., Estudio termodinámico de la estabilidad a alta temperatura de ortoferritas de tierras raras// Ciencia de alta temperatura, 1977. Volumen 9, p. 61-70
  3. ↑ Kaul A.R., Kutsenok IB, Tretyakov Yu.D. Sobre la posibilidad de utilizar beta-alúmina de plata para estudios termodinámicos // Journal of Physical Chemistry. 1974. Volumen 48, No. 8, pág. 2128-2129
  4. ↑ Kaul AR Métodos químicos para obtener películas y recubrimientos de HTSC// Journal of the All-Union Chemical Society. D.I. Mendeleev. 1989. Volumen 34, No. 4, pág. 492-504
  5. ↑ Blednov AV, Gorbenko OY, Samoilenkov SV, Amelichev VA, Lebedev VA, Napolskii KS, Kaul AR Películas epitaxiales de calcio y fluoruro de estroncio sobre sustratos metálicos y de óxido muy desiguales por MOCVD: textura y morfología// química de los materiales. 2010. Volumen 22, No. 1, pág. 175-185
  6. ↑ Kaul. A.R. Bases físicas y químicas para la obtención de materiales superiónicos y superconductores// Dis. en forma de científico reporte dr. quimica ciencias/MGU im. MV Lomonomov. química falso 1995. Bibliografía. Con. 62-68.
  7. ↑ Kaul AR, Nikulin IV, Novojilov MA, Mudretsova SN, Kondrashov SV Oxygen Nonstoichiometry of NdNiO 3-δ and SmNiO 3-δ . Boletín de investigación de materiales. 2004. Volumen 39, pág. 775-791
  8. ↑ Gorbenko OY, Kaul AR, Kamenev AA, Melnikov OV, Graboy IE, Babushkina NA, Taldenkov AN, Inyushkin AV Estructuras variantes epitaxiales de las manganitas de perovskita con magnetorresistencia de túnel alto// Journal of Crystal Growth. 2005. Volumen 275, pág. 2453-2458
  9. ↑ Kaul A., Gorbenko O., Novojilov M., Kamenev A., Bosak A., Mikhaylov A., Boytsova O., Kartavtseva M. Estabilización epitaxial: una herramienta para la síntesis de nuevos materiales de óxido de película delgada // 2005. Journal of Crystal Growth, Vol. 275, No. 1, p. 2445
  10. ↑ Kaul AR, Roddatis VV, Akbashev AR, Lopatin S. Paredes de dominio ferroeléctrico estructural complejo en películas delgadas de ortoferritas hexagonales RFeO 3 (R=Lu,Er)// Applied Physics Letters. 2013. Volumen 9, pág. 61-70
  11. ↑ Molodyk A.A., Kaul A.R. Cintas HTSC de segunda generación: nuevos materiales para la industria de la energía eléctrica basados ​​en heteroestructuras epitaxiales // Russian Chemical Journal. 2013. Volumen 17, No. 6, pág. 48-65
  12. ↑ Makarevich AM, Sadykov II, Sharovarov DI, Amelichev VA, Adamenkov AA, Tsymbarenko DM, Plokhih AV, Esaulkov MN, Solyankin PM, Kaul AR Síntesis química de películas de dióxido de vanadio epitaxial de alta calidad con propiedades de interruptor eléctrico y óptico nítidas// Journal of Química de materiales. 2015. Volumen 3, pág. 9197-9205

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