Формирование магнитных никелевых наночастиц и изменения матрицы фталоцианина никеля при допировании натрием

Представлены результаты газофазного допирования фталоцианина никеля (NiPc) натрием с разной степенью допирования $(x)$, выполненного при 300$^\circ$C, а также результаты структурного анализа полученных образцов Na$_{x=0.2}$NiPc, Na$_{x=1}$NiPc, Na$_{x=3}$NiPc. Для изучения строения образцов и изменений их атомной структуры в зависимости от степени допирования использовались методы просвечивающей электронной микроскопии (TEM), спектроскопии комбинационного рассеяния света, рентгеновской дифракции (XRD) и рентгеновской абсорбционной спектроскопии (XAFS). Определены структурные параметры связей Ni–N, Ni–C, Ni–Ni, на основании которых установлено, что при малых дозах допирования натрием имеют место локальные структурные искажения части молекул фталоцианиновой матрицы в окрестности никеля, доля которых возрастает с увеличением степени допирования от $x$ = 0.2 до $x$ = 1. В результате допирования изменяется характер колебаний легких атомов, что указывает на появление дополнительной электронной плотности на пяти- и шестичленных кольцах. При высокой степени допирования натрием $(x=3)$ во фталоцианиновой матрице обнаружены никелевые наночастицы со средним размером около 20 nm и продукты распада молекул. Оцененная по данным XAFS доля атомов Ni в никелевых наночастицах от общего числа атомов Ni в Na$_{x=3}$NiPc обеспечила наличие устойчивых на воздухе комнатно-температурных магнитных свойств образца, сохраняющихся длительное время.