Аннотация: Проведен анализ исследований получения шихты ниобата лития, используемой для выращивания методом Чохральского кристаллов LiNbO3:Mg. Шихта синтезирована на основе прекурсоров Nb2O5:Mg разного генезиса. Приведены результаты исследований шихты LiNbO3:Mg методами рентгенофазового анализа, атомно-эмиссионного спектрографического анализа, газовой хромато-массспектрометрии, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и лазерной абляцией. Установлено, что в изученных системах наблюдается равномерное распределение примеси магния в шихте, что приводит к получению кристаллов высокого оптического качества с коэффициентами распределения примеси выше единицы. Показано, что присутствие органических включений позволяет ввести больше магния в растущий кристалл. Результаты имеют важное значение в технологии выращивания монокристаллов ниобата лития при выборе способа синтеза шихты с целью использования полученных из нее кристаллов в конкретных областях техники.

Аннотация: Методом молекулярной динамики проведена имитация процесса синтеза из высокотемпературной газовой фазы нанокластеров Cu-Au. В качестве начальной конфигурации были использованы 91124 атомов Cu и Au, расположенных хаотично в пространстве с разным процентным соотношением. За основу используемой компьютерной модели синтеза из газовой фазы была взята экспериментальная установка, находящаяся в Институте ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН. На базисе полученных данных сделаны выводы о реальном химическом составе кластеров на конечной стадии формирования. Показано, что кластеры с размером более 400–500 атомов придерживаются заданного целевого соотношения, максимальные отклонения от него фиксировались только у атомного пара стехиометрического состава. В остальных случаях с сокращением процентного содержания атомов золота в исходном паре происходило уменьшение отклонений кластеров от заданного целевого состава. Определено, что причиной этого стало разное кристаллическое строение полученных при моделировании наночастиц.

Аннотация: В данной работе методом молекулярной динамики с использованием многочастичного EAM-потенциала исследованы биметаллические наночастицы Cu-Ag пяти стехиометрических составов различного размера. Установлены закономерности структурообразования, описаны их характерные особенности. В частности, в составах с 10, 70 и 90 ат.% содержанием Cu после охлаждения расплавов образуются характерные структуры ГЦК с пересекающимися плоскостями атомов ГПУ фазы. В составах 30 и 50 ат.% Cu доля распознанных фаз не превышает 20% от общего числа атомов. Выявлена тенденция к образованию структуры ядро-оболочка в составах с высоким содержанием меди, в то время как в наносплаве с преобладанием серебра формируется так называемая луковичная структура. С использованием калорических кривых потенциальной части внутренней энергии определены температуры плавления и кристаллизации. Установлено, что концентрационные зависимости температуры плавления биметаллических наночастиц Cu-Ag имеют минимум, отвечающий эквиатомному составу, для всех исследованных размеров. Для температуры кристаллизации как концентрационные зависимости, так и размерные выражены слабее, но также эквиатомному составу для всех размеров соответствует минимальное значение температуры кристаллизации. C увеличением размера биметаллических наночастиц Cu-Ag наблюдается слабый рост температуры кристаллизации.

Аннотация: В области трибологии перспективны магнитные смазочные масла, в которых для повышения их коллоидной устойчивости используют полимеры, однако их применение ограничено низкой намагниченностью коллоида. Повысить намагниченность наномасел возможно путем синтеза полимерных оболочек непосредственно на поверхности магнитных частиц в процессе получения наномасел. Описаны особенности технологии синтеза магнитных смазочных наномасел с полимерными сольватными оболочками на частицах, которые защищают их от коагуляции. Полимеризация молекул гидроксикислоты протекает по механизму поликонденсации на твердой поверхности магнетита. Вязкость магнитного коллоида возрастает из-за увеличения толщины сольватной оболочки. Исходя из этого предложено дифференциальное уравнение, которое показывает зависимость скорости роста вязкости коллоида от скорости реакции поликонденсации. Экспериментальная проверка уравнения показала, что оно выполняется с точностью до 8%. Полученное уравнение позволяет определить важную термодинамическую характеристику – энергии активации процесса синтеза полимерных оболочек на поверхности дисперсных частиц. Для расчетов нужно знать скорость изменения вязкости коллоида с дисперсионной средой без мономера (гидрокислоты). Поэтому, в процессе синтеза полимера отбираются пробы промежуточного магнитного коллоида небольшого объема, которые используются для определения вязкости коллоида и дисперсионной среды, содержащей мономер. Затем находится вязкость коллоида с чистой дисперсионной средой, необходимая для расчетов энергии активации реакции поликонденсации. По оценочным расчетам, ошибка определения энергии активации не превышает 11%. На практике, с помощью установленного значения энергии активации полимеризации, можно выполнять целенаправленный выбор оптимального температурно-временного режима стабилизации магнитного коллоида с целью получения магнитного наномасла с требуемыми характеристиками вязкости и агрегативной устойчивости. Экспериментальные исследования проводились на специально разработанных приборах для оценки коллоидной стабильности и динамической вязкости магнитных коллоидов.

Аннотация: Численным анализом на основе метода молекулярной динамики рассмотрен процесс формирования из высокотемпературной газовой среды бинарных нанокластеров Cu-Au разного целевого состава. Основное внимание было уделено изучению вопроса формирования кристаллической структуры в таких кластерах и определения ее типа. Показано, что рост процентного содержания атомов золота в первичной газовой среде существенно влияет на образование внутреннего строения имитируемых наночастиц. При относительно небольшой добавке происходит полное исчезновение кластеров с ГЦК строением с формированием наночастиц практически только с пятичастичной симметрией с подавляющим преобладанием Dh конфигурации. Если испарять оба прекурсора с равной скоростью, то рост процентного содержания в газовой смеси атомов золота приводит к тому, что кластеры CuAu часто оказываются неспособными сформировать какую-либо явно различимую кристаллическую форму, из-за чего примерно каждый четвертый кластер фиксировался в аморфном состоянии. Сделан вывод, что причиной данного явления может быть разделение атомов разного сорта, характерное для бинарных наночастиц моделируемого химического состава.

Аннотация: С помощью полевой электронной и десорбционной микроскопии исследована модификация эмиссионной поверхности в нанометровом масштабе при адсорбции атомов бария на поверхности рениевого полевого эмиттера. Получены полевые электронные изображения поверхности эмиттера, отражающие локализацию атомов бария на поверхности эмиттера, представляющую квазисферическую поверхность монокристалла рения. Показано влияние температуры эмиттера с адсорбированным барием на изменение работы выхода эмиттера. Напыление при комнатной температуре приводит к появлению зависимости работы выхода от концентрации адсорбата с минимумом в области оптимального покрытия. Отжиги эмиттера при T=600 K после напыления каждой порции бария вызывают исчезновение минимума. Работа выхода после достижения минимального значения (оптимальное покрытие адсорбированными атомами) остается постоянной при увеличении количества адсорбированных атомов бария на поверхности эмиттера. На полевом электронном изображении обнаружено резкое изменение локализации атомов бария, обусловленное фазовым переходом с образованием островков в области грани (011?1?) рения. Изменение характера зависимости работы выхода связано с фазовым переходом в пленке бария с образованием островков бария. Концентрация бария в островке постоянна и соответствует оптимальному покрытию. Работа выхода островка является минимальной и определяет эмиссионные свойства эмиттера. Кратковременный отжиг эмиттера с адсорбированным барием с концентрацией, меньше оптимальной, снижает работу выхода до значения близкого к минимальному. Последующий отжиг не изменяет работу выхода. Вольтамперные характеристики полевого эмиттера при адсорбции атомов бария смещаются в область низких напряжений и перестают смещаться с наступлением фазового перехода.

Аннотация: В настоящей работе представлены результаты исследований влияния деформации, полученной методом всесторонней изотермической ковки, на микроструктуру и магнитные свойства сплава системы NiMnGa. Показано, что микроструктура исходного сплава в ходе деформации претерпевает изменения, уменьшается размер зерен и формируется двухкомпонентная структура. Методом магнитно-силовой микроскопии визуализирована магнитная доменная структура исходного и деформированного сплавов. Показано, что искажение формы доменов связано с присутствием мартенситного рельефа и межзеренных границ, 180-градусные магнитные домены непрерывны в пределах кристаллитов, при этом они пересекают плоские параллельные между собой границы мартенситных пластин. Исследование температурных и полевых зависимостей намагниченности исходного и подверженного всесторонней изотермической ковке образцов демонстрирует незначительное уменьшение намагниченности и смещение температуры фазового перехода в сторону низких температур. Сделан вывод, что деформация методом всесторонней изотермической ковки может рассматриваться как способ коррекции температуры фазового перехода в сплавах NiMnGa с сохранением намагниченности.

Аннотация: С помощью золь-гель технологии сформированы образцы тонких плёнок SnO2, а также композитные слои CuO:SnO2 и ZnO:SnO2 с различной концентрацией примеси посредством смешения золей. Плёнки подвергались термообработке в потоке кислорода при 550°C. Поверх плёнок сформирована контактная система методом термического испарения хрома с последующим осаждением через маску на образец. На температурной зависимости проводимости для слоев на основе чистого диоксида олова наблюдается локальный максимум проводимости в области 250°C, что, вероятно, связано с термоактивационным процессом десорбции кислорода. Проводимость слоёв диоксида олова уменьшается по мере увеличения концентрации добавки меди. Добавка 2% меди на порядок уменьшает долговременный дрейф базовой линии проводимости пленок на воздухе, что может быть связано с образованием малоподвижных ассоциативных комплексов меди и вакансий кислорода. Наибольшую чувствительность к парам этанола во всем исследуемом диапазоне концентраций проявляли композитные слои с добавлением 6% цинка. Установлено, что добавка оксида меди и цинка повышает отклик газочувствительных сенсоров газа на основе слоёв SnO2 к парам этанола, а также снижает время отклика на воздействие газовых проб в диапазоне рабочих температур 150-300°C.

Аннотация: В настоящей работе представлены результаты комплексных исследований влияния деформации, полученной методом всесторонней изотермической ковки, на магнитокалорические свойства сплава Гейслера на основе Ni-Mn-Ga. Прямые измерения адиабатического изменения температуры показали, что в результате циклирования образца в магнитном поле ?0?H=1,85 Тл, ?Tad(T)0>H может уменьшаться на величину, соответствующую необратимому изменению температуры на этапе первого цикла намагничивания, связанному с выделением срытой теплоты перехода. Пренебрежение этим эффектом приводит к завышенной оценке магнитокалорического эффекта материалов с переходом первого рода. Анализ влияния деформационной обработки на температуры фазовых превращений и величину магнитокалорического эффекта указывает на то, что применение всесторонней изотермической ковки к исходному составу привело к незначительному уменьшению намагниченности, а следовательно и величины магнитокалорического эффекта, а также смещению температуры фазового перехода в сторону низких температур и уменьшение ширины температурного гистерезиса на температурных зависимостях магнитных свойств, измеренных в процессе нагревания и охлаждения образца.

Аннотация: В работе методом твердофазного синтеза получены образцы керамики состава Са0,3Ba0,7Nb2O6 чистого и с модифицирующими добавками (5%) SrTiO3, KTaO3 или LiTaO3. У всех исследуемых составов керамик выявлено наличие крупных и мелких зерен. Показано, что вхождение LiTaO3 в состав керамики Са0,3Ba0,7Nb2O6 на порядок уменьшает размер зерен, а вхождение SrTiO3 приводит к удлинению формы зерна. На основе анализа элементного состава установлено, что введение модификаторов в состав Са0,3Ba0,7Nb2O6 уменьшает избыток кислорода в структуре тетрагональной вольфрамовой бронзы, по сравнению с немодифицированной керамикой Са0,3Ba0,7Nb2O6. Максимум на температурной зависимости диэлектрической проницаемости практически не зависит от типа модификатора и лежит в интервале 279- 285°С. Это на 60 градусов выше температуры Кюри монокристалла Са0,3Ba0,7Nb2O6. Независимо от температуры измерения, максимальное значение диэлектрической проницаемости имеет материал Са0,3Ba0,7Nb2O60 + 5%SrTiO3. Тогда как минимальное значение диэлектрической проницаемости при комнатной температуре имеет образец Са0,3Ba0,7Nb2O6 + 5%LiTaO3, а в точке Кюри – образец Са0,3Ba0,7Nb2O6.

Аннотация: Работа посвящена изучению процессов, протекающих в граничном смазочном слое, в которых нанодисперсные магнитные частицы играют определяющую или значительную роль. Исследовалось трение между металлическими поверхностями смазанными маслами с различной концентрацией магнитной нанодисперсной фазы. Дисперсионная среда магнитных масел состояла из жидкостей с различными физико-химическими свойствами: диоктилсебацината, триэтаноламина, полиэтилсилоксана. Было показано, что интенсивность изнашивания поверхностей с твердостью выше, чем у наночастиц монотонно возрастает по мере увеличения концентрации частиц, а износ носит абразивный характер. Интенсивность изнашивания более мягких материалов проходит через минимум при концентрации частиц около 2 об.%. Магнитная сепарация крупных агломератов в масле позволяет на некоторое время уменьшить абразивный износ, пока они не образуются снова в условиях трения. Выявить закономерности влияния нанодисперсных частиц на силу трения не удалось, вероятно оно несущественное. Рассмотрено несколько примеров косвенного влияния нанодисперсных частиц на граничное трение. Во всех примерах определяющую роль играет огромная по площади активная поверхность частиц в единице объема масла. Например, в условиях трения может активно образовываться атомарный водород при химическом взаимодействии жирных кислот с поверхностью. Атомарный водород аккумулируется в подповерхностных порах, молизуется там. Повышенное давление в порах, создаваемое молекулами водорода, приводит к увеличению износа по механизму отслаивания. Представляют научный интерес установленные закономерности влияния нанодисперсных частиц на скорость формирования граничного смазочного слоя и коррозионный износ поверхностей, вызванный поверхностно-активными присадками в магнитном масле.

Аннотация: Проведен расчет параметров кавитационного пузырька при облучении расплава алюминия акустическими волнами. Получены зависимости числа Маха от амплитуды при частотах 1-20 кГц, использованных в экспериментах. Установлена связь между резонансной частотой акустических волн и размером кавитационных пузырьков в жидком алюминии. В допущении возможности обобщения линейной теории Миннерта на случай вязких жидкостей получена зависимость максимального радиуса кавитационных пузырьков от частоты акустического поля при различных температурах с учетом поверхностного натяжения, плотности и вязкости жидкого алюминия. Установлено, что с увеличение частоты акустического поля радиус кавитационных пузырьков уменьшается. Оценено изменение температуры внутри кавитационного пузырька в зависимости от радиуса пузырька в любой момент его сжатия при адиабатических условиях. Показано, что при уменьшении радиуса пузырька до критического размера, температура внутри него может возрастать на порядок.

Аннотация: В работе представлены результаты исследования влияния паров парателлурита в процессе спекания на структуру и диэлектрические свойства многокомпонентной системы на основе керамики ниобата натрия–калия (mKNN) общей формулой (Na0,5K0,49Li0,05Sr0,05)(Nb0,9Ta0,05Ti0,05)O3. Установлено, что парателлурит входит в состав керамики, изменяя форму и увеличивая размер зерен на порядок. Если зерна, содержащие только материал mKNN, имеют кубическую форму, то присутствие теллура приводит к формированию зерен в виде достаточно длинных трубок (когда длина в несколько раз превышает диаметр) с пористой внутренней структурой. Введение в состав mKNN добавки TeO2 приводит к исчезновению максимума на температурной зависимости диэлектрической проницаемости при температуре 240?С, соответствующему несегнетоэлектрическому структурному фазовому переходу, и сглаживанию резонансного – антирезонансного пика в диапазоне 5 – 15 МГц, появляющегося в системе KNN при введении модификаторов.

Аннотация: Выполнен теоретический анализ неупругих процессов в состаренных сплавах в условиях интенсивных внешних воздействий. Анализ проведен в рамках теории динамического взаимодействия дефектов. Получено аналитическое выражение зависимости динамического предела текучести от плотности дислокаций. Определена причина различного влияния наноструктурных дефектов на движение дислокаций при высокоскоростной и квазистатической деформации. Показано, что при высокоскоростной деформации наноразмерные дефекты влияют на характер зависимости динамического предела текучести от плотности дислокаций. Эта зависимость становится немонотонной и имеет минимум. В точке минимума происходит переход от доминирования торможения дислокации зонами Гинье-Престона к доминированию её торможения другими дислокациями. Выполнены численные оценки вклада зон Гинье-Престона в величину предела текучести. Показано, что при высокой концентрации зон Гинье-Престона этот вклад является весьма существенным. Выполнены численные оценки плотности дислокаций, при которой нарушается соотношение Тейлора.

Аннотация: В статье исследовано влияние импульсного тока высокой плотности на деформационное поведение титана с различной дисперсностью структуры. Проведено сравнение особенностей деформационных кривых крупнозернистого и наноструктурированного технически чистого титана Grade 4 при растяжении с введением импульсного тока. Ток различной скважности и плотности от импульсного генератора подводили к образцу, находящемуся в захватах разрывной машины. Микроструктуру образцов крупнозернистого титана в головке образца и вблизи области разрушения в продольном сечении исследовали методом оптической микроскопии. Для исследования микроструктуры фольг наноструктурированного титана использовали метод просвечивающей электронной микроскопии. Электропластический эффект в исследованных материалах проявлялся на кривой растяжения в виде отдельных скачков напряжения вниз. При одинаковых режимах импульсного тока высокой скважности амплитуда скачков напряжения в крупнозернистом титане выше, чем в наноструктурном титане. Для тока низкой скважности скачки напряжения одинаковы в пластической области. Импульсный ток высокой скважности в наноструктурированном титане приводил к аномальному эффекту упрочнения, физическая природа которого нуждается в дополнительном исследовании. Использованные режимы импульсного тока не привели к заметным при оптическом увеличении структурным изменениям растягиваемых образцов, кроме исчезновения двойников и выделения частиц примесей в крупнозернистом титане. Фрактографические картины разрушения наноструктурированного титана, деформированного с током и без тока свидетельствуют о вязком разрушении без существенных изменений, что свидетельствует о минимальном тепловом вкладе в процессе экспериментов.

Аннотация: Плазменные технологии в последней четверти ХХ века совершили настоящую научно-технологическую революцию в микроэлектронике. Придя в мир технологии микроэлектроники в качестве необходимой альтернативы жидкостному травлению, исчерпавшему к тому времени свой ресурс, плазменные или «сухие» технологии стали основным инструментом создания элементов изделий электронной техники. XXI век, несомненно, начался и протекает под знаком совершенствования таких технологий в твердотельной электронике. Плазменные технологии включают совокупность методов нанесения тонких и сверхтонких слоев на подложку полупроводника, а также комплекс методов размерного травления таких слоев с заданными параметрами травления. Если рассматривать методики размерного травления с использованием сухих технологий, то всегда следует учитывать, что весь спектр таких методов широк. Одни способы, такие как радикальное и плазмохимическое травление, подразумевают мягкое, чисто химическое взаимодействие плазменной среды с материалом подложки, результатом чего является образование летучего продукта травления и его удаление (откачка) из плазменного объема. Другая группа «сухих» методик включает способы чисто физического воздействия высокоэнергетических частиц плазмы на поверхность материала и удаление атомов с поверхности только в результате распыления материала. Методом поверхностной фото-ЭДС исследована реальная поверхность монокристаллического кремния pтипа в интервале температур T 289-473 K до и после плазменной обработки. Обнаружено существенное различие спектров поверхностных электронных состояний, полученных при нагревании и охлаждении образцов. Нагрев приводит к десорбции газов и диссоциации молекул воды в поверхностном слое, что уменьшает поверхностный потенциал на порядок.

Аннотация: В статье представлены результаты исследования влияния скорости перемешивания на дисперсные характеристики наноэмульсий жирорастворимого витамина E (альфа-токоферол ацетат). Скорость перемешивания варьировали в диапазоне 3000-22500 об/мин. В качестве выходного параметра рассматривали средний гидродинамический радиус мицелл жирорастворимого витамина E, который определяли методом динамического рассеяния света. Установлено, что в результате синтеза формируются мицеллы эмульсии жирорастворимого витамина E, имеющие мономодальное распределение по размерам. Наименьший средний гидродинамический радиус частиц составил 22 нм. Установлено, что увеличение скорости перемешивания с 3000 до 22500 об/мин вызывает уменьшение среднего гидродинамического радиуса мицелл. Наибольшие изменения наблюдаются при ? = 30 с, уменьшение среднего гидродинамического радиуса мицелл Rm происходит в 3,3 раза (с 210 до 63 нм). Важно отметить, что увеличение других параметров синтеза также приводит к уменьшению значения среднего гидродинамического радиуса мицелл наноэмульсий витамина Е. При ? = 22500 об/мин увеличение времени перемешивания с ? = 30 с до ? = 270 с приводит к уменьшению Rm на 19 нм (с 63 до 44 нм).

Аннотация: Выращиванием из гомогенного расплава методом бестигельной зонной плавки получены стеклообразные композитные материалы, имеющие высокие значения кислородной проводимости. Отмечена сложная архитектура композита: основной фазой является высокодефектный по катионной и анионной подрешеткам Y3-xLaxFe5–yO12+? со структурой граната, внутри которого наблюдается прорастание нитевидных кристаллов La1–xYxFe1–yO3 со структурой перовскита. Исследовано влияние метода синтеза поликристаллических прекурсоров, использованных в качестве сырья для получения расплава, на формирование структуры композитов La1-xYxFe1-yO3/Y3-xLaxFe5-yO12+?. Композит, полученный из прекурсора сформированного формиатным методом содержит ~87 мол.% основной фазы. Композит полученный из прекурсора сформированного методом СВС ~76 мол.% фазы граната. Полученные композиты имеют выделенное направление роста основной фазы Y3-xLaxFe5-yO12+? <100>.

Аннотация: Рассматривается модель внутреннего трения на мигрирующей межкристаллитной границе. Под действием переменного внешнего напряжения, ориентированного нормально к границе, происходит сжатие и растяжение сопрягающихся кристаллитов. Вследствие их анизотропии и взаимного разворота модули Юнга в направлении действия напряжения различны. Объемная плотность упругой энергии в кристаллитах различна. Это приводит к возникновению эффективной движущей силы миграции границы. В качестве модели выбран квадратный сегмент границы, закрепленный по периметру тройными стыками зерен. Противодействующим является напряжение Лапласа со стороны искривленной границы. Дифференциальное уравнение связи смещения границы с полным напряжением решается методом Фурье. На основе этого решения рассчитывается внутреннее трение. Спектр времен релаксации состоит из серии линий. Каждая из них соответствует пику Дебая. Главный пик имеет значительную величину, на него накладываются более мелкие пики. Результирующий максимум внутреннего трения уширяется по сравнению с пиком Дебая.

Аннотация: Пленки InAlN на Si (111) были получены с помощью ионно-лучевого осаждения с различными технологическими параметрами роста. Результаты исследования выращенных пленок методом сканирующей электронной микроскопии использовались для выявления условий получения сплошных пленок InAlN. Вследствие рассогласования параметров решетки пленки и подложки, рост имеет островковый характер, сплошную пленку удалось получить только при следующих технологических параметрах: Уровень энергии пучка U = 600 эВ при ионном токе пучка ji = 32 мА, с током нейтрализации пучка jn = 16 мА, температура подложки 400°С. С повышением концентрации азота до 80-90% в газовой смеси происходил переход от островкового к эпитаксиальному механизму роста. Соотношение элементов In, Al и N в пленке показало, активная плазма ионного пучка срывает слабосвязанные ионы и оставляет только нормально встроенные атомы азота N -3 , но чрезмерно сильное воздействие приводит к металлизации пленок.