Предисловие — стр. 7

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ, НАНОСИСТЕМ И НАНОМАТЕРИАЛОВ — стр. 8

X. Баззал, Е.С. Воропай, Н.А. Алексеенко, М.Н. Коваленко, H.Trinh. Ngoc, А.П. Зажогин
Исследования процессов образования нанопорошков Al₂O₃ и Al в плазме при воздействии расфокусированных сдвоенных лазерных импульсов на алюминий в атмосфере воздуха — стр. 8
Abstract: Изучено влияние величины и типа расфокусировки сдвоенных лазерных импульсов на целенаправленное формирование компонентного и зарядового состава лазерной плазмы при воздействии сдвоенных лазерных импульсов на мишень из алюминиевого сплава АД1 (спектрометр LSS-1). Показано, что при расфокусировке более +1 мм интенсивность линии ионов Al III увеличивается в несколько раз в сравнении с нулевой расфокусировкой, интенсивность линий ионов Al II , N II также более менее монотонно увеличивается. Одновременно с этим интенсивность полос AlO практически становится равным нулю. При значении величины расфокусировки 1 мм проведены исследование процессов образования смешанных нанопорошков Al₂O₃ и Al при воздействии последовательных серий сдвоенных лазерных импульсов энергией 53 мДж и меж-импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету. Размер первичных частиц Al₂O₃ оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 30-40 нм, а Al – 45-60 нм. Частицы собраны в агломераты.
Keywords: оксидированные нанопорошки Al, Al2O3, субоксиды AlO, импульсное лазерное распыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы.

Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
Полевая десорбция интеркалированных атомов цезия с графена на грани (100) иридия — стр. 18
Abstract: С помощью полевой десорбционной микроскопии исследована десорбция атомов цезия с квазисферической науглероженной поверхности монокристалла иридия. Получены полевые электронные и десорбционные изображения поверхности при образовании графена на грани (100) иридия. Полевые электронные изображения поверхности эмиттера до интеркалирования и после интеркалирования графена атомами цезия не изменяются. Электрическое поле стимулирует десорбцию атомов цезия из интеркалированного состояния, вследствие разрыва связей крайних атомов углерода с поверхностью грани (100) иридия. С помощью покадровой регистрации показана возможность наблюдения локализации дефектов графенового слоя на поверхности полевого эмиттера. Показано, что полевая десорбция атомов цезия из интеркалированного состояния начинается с дефектов графена расположенных по периметру островка графена. Обнаружено, что десорбционные центры могут располагаться не только по периметру графенового островка, но и в центральной его части в случае образования неупорядоченного графена.
Keywords: полевая десорбционная микроскопия, графен, полевой эмиттер, щелочные металлы, интеркалирование.

Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
Полевая десорбционная микроскопия полевых электронных эмиттеров с углеродным покрытием — стр. 25
Abstract: Полевые электронные эмиттеры в форме металлического острия с пленкой углерода на поверхности обладают рядом перспективных эксплуатационных свойств. Характеристики эмиттера зависят от фазового состава, толщины и однородности пленки. Определение параметров пленок толщиной в один или несколько моноатомных слоев представляет определённые трудности. В данной работе образование и характеристики углеродных наноструктур на поверхности полевых эмиттеров из иридия и рения исследуются с помощью полевой десорбционной микроскопии непрерывного режима. На полевых десорбционных изображениях области углеродных наноструктур проявляются в виде локальных вспышек (лавинообразная десорбция). При покадровом анализе видеозаписей вспышек обнаружено несколько стадий формирования вспышек и выявлены различия в протекании десорбции с углеродных наноструктур на иридии и на рении. Обнаруженные различия объясняются образованием на иридии однослойного,на рении многослойного графена. Десорбционные изображения выявляют неоднородности и локальные различия толщины пленки. Показано, что полевая десорбционная микроскопия непрерывного режима позволяет определять закономерности формирования полевых десорбционных изображений различных углеродных наноструктур, в частности, однослойного и многослойного графена на поверхности полевого эмиттера, и проводить диагностику поверхности после науглероживания и контролировать однородность получаемого покрытия. Получаемые данные полезны для разработки технологии эффективных полевых электронных эмиттеров.
Keywords: полевая десорбция, углерод, наноструктуры, рений, иридий, полевые эмиттеры.

А.В. Блинов, А.А. Гвозденко, А.В. Блинова, А.В. Кобина, А.Б. Голик, Д.Г. Маглакелидзе, О.К. Вишницкая
Определение оптимальных параметров синтеза наночастиц серебра, стабилизированных полиэтиленгликолем — стр. 32
Abstract: В рамках данной работы представлены результаты исследования влияния концентраций стабилизатора и прекурсора на процесс синтеза наночастиц серебра. В качестве прекурсора использован нитрат серебра, а в качестве стабилизатора – полиэтиленгликоль с молекулярной массой от 200 до 600 Да. Синтез осуществляли методом химического восстановления в водной среде. Полученные образцы исследовали фотонно-корреляционной спектроскопией и спектрофотометрией. Установлено наличие характеристической полосы поглощения на 400 нм в спектрах поглощения всех образцов наноразмерного серебра, стабилизированного полиэтиленгликолем, что обусловлено возникновением поверхностного плазмонного резонанса у металлических наночастиц серебра. Также установлено, что при наибольшей и наименьшей концентрации стабилизатора, равных, соответственно, 0,005 и 0,1 мас.%, в реакционной системе наблюдается формирование крупных частиц серебра со средним гидродинамическим радиусом от 132 до 1900 нм. В результате определены оптимальные параметры синтеза агрегативно устойчивых наночастиц серебра: концентрация нитрата серебра С_м(AgNO₃) =0,05 M и концентрация полиэтиленгликоля, равная 0,01 — 0,05 %. Проведено компьютерное квантово- химическое моделирование. Установлено, что энергетически выгодным является взаимодействие атома серебра с концевой гидроксогруппой в молекуле полиэтиленгликоля в элементарном акте взаимодействия при стабилизации наночастиц серебра данным полимером. Данный тип взаимодействия характеризуется абсолютной химической жесткостью, равной η=0,146 эВ, и внутренней энергией Е=—2048,34 ккал / моль.
Keywords: наночастицы серебра, полиэтиленгликоль, стабилизатор, прекурсор, спектрофотометрия, плазмонный резонанс, фотонно-корреляционная спектроскопия, компьютерное квантово-химическое моделирование.

А.Н. Болотов, О.О. Новикова
Вискозиметрия нанодисперсных магнитных жидкостей и смазочных масел. 1. Приборное обеспечение реологических исследований магнитных нанодисперсных жидких сред — стр. 44
Abstract: Анализ литературных источников показывает, что существующие вискозиметры не всегда и не полностью могут обеспечить комплексные исследования магнитных наножидкостей для научных и практических целей. Разработана конструкция магнитного ротационного вискозиметра, на котором исследования могут проводиться в широком диапазоне значений индукции магнитного поля. Магнитное поле в приборе направлено ортогонально напряжению сдвига и может изменяться от нуля до 1,7·10⁵ А/м. Прибор имеет два измерительных зазора заполненных жидкостью, что повышает точность результатов исследований маловязких жидкостей. Вискозиметр позволяет измерять стандартные характеристики магнитных наножидкостей (коэффициент вязкости, пластическая вязкость, предельное напряжение сдвига и др.), а также изучать структурные особенности жидкостей при сдвиговых напряжениях. Скорость сдвига в жидкости может стабильно поддерживаться в широком диапазоне  (1÷5)·10³  с^-1. Вязкость исследуемых жидкостей может изменяться от 10^-3 Па·с  до ≈10² Па·с. Для исследований на вискозиметре требуется небольшое количество магнитной наножидкости объемом около 3,5 см³. Математическое описание процесса ламинарного течения жидкости в кольцевом зазоре вискозиметра позволило оптимизировать его геометрические размеры и получить формулы для расчета коэффициента вязкости, напряжения сдвига и скорости сдвига, используя экспериментальные данные.
Keywords: магнитная наножидкость, реология, коаксиальный вискозиметр, напряжение сдвига, скорость сдвига, коэффициент вязкости, магнитное поле, внешнее и внутреннее трение.

А.Н. Болотов, О.О. Новикова, В.В. Мешков
Вискозиметрия нанодисперсных магнитных жидкостей и смазочных масел. 2. Метрологический анализ прибора для реологических исследований магнитных нанодисперсных жидких сред — стр. 56
Abstract: Проведен анализ основных источников методических погрешностей магнитного ротационного вискозиметра, позволивший усовершенствовать конструкцию и исключить критические режимы исследований. Теоретическая оценка систематической погрешности прибора показала, что значение относительной ошибки измерений можно довести до значения менее 1%. Наибольший вклад в систематическую погрешность прибора вносит нестабильность температурного режима исследуемой наножидкости и неточность определения высоты слоя жидкости, контактирующего с измерительным цилиндром. Измерение вязкости эталонных жидкостей на магнитном вискозиметре показало, что экспериментальные значения незначительно, примерно на 0,9% завышены. Тарировка прибора на различных эталонных жидкостях позволила снизить суммарную ошибку измерений до десятых долей процента. Магнитный ротационный вискозиметр может найти применение при нестандартных научных исследованиях структуры и реологических характеристик наножидкостей, для оперативного контроля процессов синтеза магнитных жидкостей и аттестации магнитных наножидкостей, предназначенных для технического применения.
Keywords: магнитная наножидкость, реология, вискозиметр, напряжение сдвига, скорость сдвига.

Н.Н. Большакова, Е.В. Вахтеров, А.И. Иванова, Б.Б. Педько, Е.М. Семенова
Термоиндуцированные доменные процессы в хромсодержащих кристаллах триглицинсульфата — стр. 65
Abstract: В работе представлены результаты исследований термоиндуцированных доменных процессов в хромсодержащих кристаллах триглицинсульфата. Показано, что изменение температуры кристаллов ТГС:Cr³⁺ в отсутствие внешних электрических полей сопровождается перестройкой доменной структуры, которая наиболее интенсивно происходит в области фазового перехода. Деполяризующее поле величиной ~1,4·10⁵ В∙м^-1, которое порождается градиентным изменением температуры образца, вызывает процесс переключения его доменной структуры. В неотожженных кристаллах при концентрациях примеси, превышающих 5·10^-3 вес. % процессы переключения затруднены, а интенсивность термоиндуцированных доменных процессов существенно ниже аналогичных для образцов с меньшим содержанием примеси. На интенсивность процессов переключения кристаллов ТГС :Cr³⁺ существенное влияние оказывает скорость их нагревания. Зависимости интегрального числа скачков переполяризации от скорости нагревания образцов  N=f (V)  носят экстремальный характер. Экстремумы кривых  N= f (V) лежат в интервалах скоростей (0,2—0,8) K·c^-1. Доменная структура кристаллов ТГС :Cr³⁺ состоит из матрицы основного домена, линзовидных и ламелеобразных доменов. Под воздействием электронного пучка наблюдается эволюция доменной структуры, сопровождающаяся ростом доменов, их слиянием и переключением образца. Высокотемпературный отжиг кристаллов приводит к их полидоменизации.
Keywords: триглицинсульфат, доменная структура, лиганд, процессы переключения, отжиг.

В.А. Грешняков, Е.А. Беленков
Формирование нового алмазоподобного бислоя на основе графена 5-7 — стр. 76
Abstract: Выполнены первопринципные расчеты структуры и свойств орторомбического графена L_5-7 и нового алмазоподобного бислоя, формируемого на его основе. Расчеты методом теории функционала плотности показали, что графен L_5-7, состоящий из топологических дефектов Стоуна-Уэльса, должен устойчиво существовать при нормальных условиях, и его структура должна волнообразно гофрироваться. При сильном одноосном сжатии бислойного графена L_5-7 может происходить формирование нового алмазоподобного бислоя DL_5-7. Давление фазового перехода «L_5-7 → DL_5-7» составляет 10,1 ГПа, когда межслоевое расстояние в бислойном графене уменьшается до 1,61 Å. Этот бислой имеет орторомбическую кристаллическую решетку (pbam) с параметрами a=10,145 Å и b=5,270 Å. Элементарная ячейка бислоя DL_5-7 pbam содержит 32 атома углерода. Длины связей изменяются в интервале от 1,5590 до 1,6226 Å, тогда как углы между связями принимают значения от 89,62 до 140,8°. Структура алмазоподобного бислоя должна быть стабильна до 270 К. Рассчитанные значения поверхностной плотности и разностной полной энергии этого бислоя относительно полной энергии алмаза равны  1,19·10^-5  г/см² и 1,31 эВ/атом, соответственно. Бислой DL_5-7 pbam должен быть полупроводником с шириной прямой запрещенной зоны 1,63 эВ.
Keywords: графен, топологические дефекты, алмазоподобный слой, первопринципные расчеты, кристаллическая структура.

О.С. Гусева, О.В. Малышкина, А.И. Иванова, К.Н. Бойцова
Особенности структуры керамики на основе ниобата бария – кальция — стр. 85
Abstract: В работе получены и исследованы образцы керамики на основе ниобата бария – кальция Ca_xBa_1-xNb₂O₆, с различным процентным соотношением бария и кальция (с x =1; 0,9; 0,8; 0,7 ; 0,6 ; 0,5; 0,4 ; 0,3; 0,2 ; 0,1 и 0). Исследовано влияние температуры спекания на структуру и диэлектрические свойства керамики. Одна партия образцов спекалась при температуре 1100°С, вторая при температуре 1250°С. Показано, что температуры спекания 1100°С не достаточно для получения хороших сегнетоэлектрических свойств, а процесс рекристаллизации зерен не завершен. Согласно исследованиям элементного состава, у образцов, спеченных при температуре 1250°С с содержанием  Ca≥0,5 , атомы Ba присутствуют не во всех зернах, что оказывает влияние и на ход температурных зависимостей диэлектрической проницаемости. По диэлектрическим свойствам выделяется образец с  x=0,3 .
Keywords: пьезоэлектрическая керамика, ниобат бария — кальция, бессвинцовые материалы, структура зерен, диэлектрическая проницаемость.

О.В. Девицкий, А.А. Кравцов, И.А. Сысоев
Исследование состава пленок GaAs_1-yBi_y, полученных методом импульсного лазерного напыления — стр. 96
Abstract: Методом одноосного холодного прессования были изготовлены мишени  GaAs_1-y Bi_y  с содержанием Bi 1 и 22 %. Из полученных мишеней впервые было проведено импульсное лазерное напыления тонких пленок  GaAs_1-y Bi_y на подложках GaAs и Si . Были исследованы состав, спектры комбинационного рассеяния и фотолюминесценции тонких пленок GaAs_1-y Bi_y, полученных из мишеней с содержанием Bi 1 и 22 %. По данным спектров фотолюминесценции тонких пленок  GaAs_1-y Bi_y на подложках GaAs определено, максимальное содержание Bi в пленках не превышает 2,7 %. Полученные результаты хорошо коррелируют с результатами энергодисперсионного анализа, состав пленок, полученных из мишеней с содержанием Bi 1 и 22 % — GaAs_0,975Bi_0,025 и GaAs_0,973Bi_0,027. Установлено, что фононная мода  LO (GaBi).  связанная с нарушением упорядоченности при смешении фаз GaAs и GaBi , находиться на частоте 181 см^-1. Для тонкой пленки, полученной на подложке Si наблюдалась мода LO (GaAs) , которая менее выражена и смещена на 3 см^-1 влево, в то время как запрещенная правилами отбора мода TO (GaAs) имеет более высокую интенсивность и ее смещение составляет около 1 см^-1 относительно частоты  TO (GaAs) моды тонкой пленки, полученной на подложке GaAs.
Keywords: тонкие пленки, импульсное лазерное напыление, GaAs 1-y Bi y , комбинационное рассеяние света, фотолюминесценция.

О.В. Девицкий
Морфология поверхности и структура тонких пленок InGaAsN на Si — стр. 106
Abstract: Методом импульсного лазерного напыления в атмосфере аргоно-азотной газовой смеси из мишени In_0,02Ga_0,98As впервые были получены тонкие пленки InGaAsN на подложках GaAs и Si . Мишень In_0,02Ga_0,98As формировалась методом одноосного прессования из порошков GaAs и InAs. Методами атомно силовой микроскопии и рентгеновской дифракции исследованы морфология поверхности и структура данных тонких пленок. Показано, что пленки In_0,02Ga_0,98As_1-yN_y на Si имеют средний размер кристалла 0,93 нм, а пленки и In_0,02Ga_0,98As_1-yN_y  на GaAs — 0,99 нм. Определено, что уменьшение давления аргоно-азотной смеси при импульсном лазерном напылении тонких пленок 0,02 0,98 1-y y In Ga As N  на подложках GaAs и Si приводит к снижению значения среднеквадратичной шероховатости поверхности. Наименьшую среднеквадратическую шероховатость равную 0,25 нм имела тонкая пленка In_0,02Ga_0,98As_1-yN_y на подложке GaAs, полученная в вакууме, наибольшую среднеквадратическую шероховатость имела тонкая пленка In_0,02Ga_0,98As_1-yN_y  на подложке Si , полученная при давления аргоно-азотной смеси от 10 Па — 19,37 нм.
Keywords: InGaAsN , импульсное лазерное напыление, спектры комбинационного рассеяния света, тонкие пленки.

А.Х. Дышекова, А.М. Кармоков, А.И. Хасанов, Р.М. Калмыков, З.В. Шомахов
Морфология и состав границы раздела монокристаллов хлорида натрия со свинцом — стр. 115
Abstract: Методами электронной микроскопии и рентгеноспектрального анализа исследована межфазная граница раздела жидкого свинца с хлоридом натрия после охлаждения и разрыва контакта. На поверхностях разрыва образцов обнаружено накопление поверхностно-активных примесей, содержащихся как объеме свинца, так и в хлориде натрия. Как показывают результаты рентгеноспектрального анализа, содержание примесей на поверхности подложки хлорида натрия превышает объемное содержание на несколько порядков. На поверхности свинца также наблюдается значительное накопление примесей кремния и индия. В исследованных образцах наблюдается анизотропия растекания жидкого свинца по поверхности монокристаллов хлорида натрия. Линия разрыва, затвердевшей капли свинца с монокристаллической поверхностью хлорида натрия ориентации (110) , заметно отклоняются от круга. Кроме того, на электронно-микроскопическом изображении межфазной поверхности свинца после отрыва от подложки хлорида натрия ориентации (100) , наблюдаются участки в виде «сигары», в которых обнаружено накопление примесей. Данные участки имеют ориентации, совпадающие с кристаллографическим направлением подложки.
Keywords: свинец, хлорид натрия, электронная микроскопия, межфазная граница, рентгеноспектральный анализ.

В.В. Ефремов, М.Н. Палатников, О.Б. Щербина
Метастабильное состояние с высокой электропроводностью в Li_0,12Na_0,88Tа_0,25Nb_0,75O₃ синтезированном при высоком давлении — стр. 123
Abstract: Представлены результаты исследования сегнетоэлектрического твердого раствора Li_0,12Na_0,88Ta_0,25Nb_0,75O₃ со структурой перовскита, основанного на ниобате натрия и синтезированного в условиях высокого давления и температуры. Методом импеданс спектроскопии в области температур 290 — 800 К были определены значения удельных проводимостей на постоянном токе, энергии активации носителей заряда и реальная часть диэлектрической проницаемости. Показана эволюция температурных аномалий удельной проводимости и диэлектрической проницаемости при термоциклировании. Обнаруженные эффекты связаны со структурными фазовыми переходами, определена температура Кюри. Li_0,12Na_0,88Ta_0,25Nb_0,75O₃ претерпевает фазовый переход второго рода. Установлено, что в Li_0,12Na_0,88Ta_0,25Nb_0,75O₃ образуется метастабильная фаза, обладающая высокой электропроводностью в области комнатной температуры. При нагреве выше температуры Кюри данная фаза разрушается. Обсуждаются возможные механизмы обнаруженных явлений.
Keywords: импеданс спектроскопия, твердые растворы на основе ниобата натрия, высокое давление, метастабильная фаза, фазовые переходы.

А.Д. Зигерт, Г.Г. Дунаева, Н.Ю. Сдобняков
Фрактальный анализ лабиринтной доменной структуры феррит-гранатовых пленок в процессе перемагничивания — стр. 134
Abstract: В данной работе с использованием комплекса экспериментальных методик и специализированного программного обеспечения исследуются магнитные висмутсодержащие феррит-гранатовые пленки, выращенные на подложках из гадолиний-галлиевого граната. Методом оптической магнитометрии получены предельные петли магнитного гистерезиса для дефектных и бездефектных участков висмутсодержащих феррит-гранатовых пленок. Установлено, что вдали от дефектов петля демонстрирует бескоэрцитивное поведение в пределах погрешности. Для случая перемагничивания вблизи дефекта появляется коэрцитивное состояние с H_cI ~ 1 Э. Для разных участков предельной петли магнитного гистерезиса определена фрактальная размерность. Полученные значения лежат в диапазоне D_L=1,35÷1,46 для произвольного участка пленки и D_L=1,37÷1,54 для участка с дефектами. Определены типичные морфологические характеристики поверхности висмутсодержащей феррит- гранатовой пленки. Полученные результаты позволяют для эпитаксиальных висмутсодержащих магнитных пленок феррит-граната прогнозировать взаимосвязь между значением намагниченности и значением фрактальной размерности.
Keywords: магнитные пленки, феррит-гранат, объемные дефекты, доменная структура, коэрцитивная сила, фрактальная размерность, нанорельеф.

В.И. Иванов, С.А. Пячин
Сепарация частиц в полидисперсной наносуспензии в поле лазерного излучения — стр. 146
Abstract: На основе стационарного решения уравнения диффузии изучена сепарация наночастиц в прозрачной полидисперсной водной суспензии с различными типами распределений по размерам под действием силы светового давления, возникающей в поле лазерного излучения интенсивностью 0,5—500 кВт/см². Установлено, что на дно кюветы преимущественно будут осаждаться частицы радиусом более 100 нм, а концентрация более мелких наночастиц во всем объеме суспензии останется без изменений. В случае симметричного начальное распределения наночастиц по размерам воздействие интенсивного светового пучка на суспензию приводит к нарушению симметрии кривой функции распределения, а также смещению максимума в область меньших размеров частиц на облучаемой поверхности. Если начальное распределение по размерам имеет несимметричный характер, исходное одномодовое распределение частиц по размерам трансформируется в двумодовое. Данная методика может быть использована для выделения
Keywords: лазерное излучение, полидисперсная среда, наночастицы, осаждение, сепарация.

Д.В. Иванов, А.С. Антонов, Е.М. Семенова, А.И. Иванова, В.А. Анофриев, Н.Ю. Сдобняков
Различные схемы получения фрактального рельефа наноразмерных пленок платины — стр. 156
Abstract: В работе исследуется морфология рельефа наноразмерных пленок платины на поверхности слюды с помощью сканирующего зондового (в режиме атомного-силового) и туннельного микроскопов. Пленки платины исследовались непосредственно после их получения на установке магнетронного напыления, а также после отжига в муфельной печи в воздушной атмосфере. Отжиг позволял установить возможные диапазоны изменения фрактальной размерности и высотных параметров, соответствующие деградации нанорельефа. Получены значения фрактальной размерности для пленок разной толщины при двух альтернативных методах исследования на разных исходных масштабах образцов: на основе данных атомно-силового микроскопа – c D=2,17÷2,38 и сканирующего туннельного микроскопа – c D=2,28÷2,50 в зависимости от последовательности напыления слоев и отжига пленок. Выбор последовательности операций магнетронного напыления и отжига и внешних условий позволяют формулировать рекомендации по развитию технологии «выращивания» структур с заданной морфологией поверхности.
Keywords: сканирующая зондовая микроскопия, режим атомно-силового микроскопа, сканирующая туннельная микроскопия, магнетронное напыление, отжиг, нанорельеф, параметры шероховатости, фрактальная размерность, пленки платины.

А.И. Иванова, А.Д. Зигерт, С.А. Третьяков, Е.М. Семенова, Э.Т. Дильмиева, А.Ю. Карпенков, Е.В. Барабанова, Н.Ю. Сдобняков
Микроморфология поверхности быстрозакаленных лент сплавов Гейслера — стр. 166
Abstract: В работе представлены результаты исследований микро- и наноструктуры поверхности быстрозакаленных лент сплавов Гейслера (Ni₅₇Mn₂₁Al₂₂, Ni₅₇Mn₂₁Al₁₉Si₃, Ni₄₀Co₁₀Mn₃₄Al₁₆) методами сканирующей электронной и атомно-силовой микроскопии. Рассмотрено влияние химического состава на размер, геометрию границ и структуру зерен. Показано, что все исследуемые образцы обладают наноразмерным мартенситным рельефом, определены его параметры. Установлено, что поперечное сечение лент представлено кристаллическими зернами разной формы и размера, что обусловлено отличием скоростей охлаждения по краям и в центре ленты. Проведено элементное картирование поверхности поперечного сечения лент с помощью рентгеновского энергодисперсионного спектрометра, установлено равномерное распределение химических элементов в образцах. Показано, что легирование лент состава Ni₅₇Mn₂₁Al₂₂ кобальтом вызывает изменение микроморфологии поверхности и оказывает значительное влияние на ход полевых зависимостей намагниченности и доменную структуру образцов.
Keywords: сплавы Гейслера, структурное превращение, быстрозакаленные ленты, микроструктура поверхности, мартенситный рельеф.

А.И. Иванова, К.А. Мариничева, С.А. Третьяков, А.М. Иванов, С.В. Молчанов, И.А. Каплунов
Температурная зависимость оптического пропускания монокристаллов германия — стр. 177
Abstract: Проведены исследования оптического пропускания в диапазоне длин волн 2—14 мкм монокристаллов германия, легированных донорными и акцепторными примесями (удельное сопротивление германия 1—3 Ом·см), в интервале температур от 86К до 523К. Рассчитаны значения коэффициентов ослабления α для исследуемых кристаллов; минимальные значения коэффициентов ослабления (0,0015—0,0231 см-1) в интервале температур от 86К до 323К характерны для монокристаллов германия, легированных сурьмой, в диапазоне 2—11 мкм. Исследования показали, что низкие значения α и коэффициента пропускания τ на длине волны 3,39 мкм для кристаллов Ge:Sb и Ge:Bi позволяют применять эти низкоомные кристаллы германия для газовых гелий-неоновых лазеров при температурах от 86К до 323К. Исследованы температурные изменения геометрии поверхности кристалла на наноразмерном уровне. Показано, что нагрев кристаллического германия приводит к увеличению диффузного отражения излучения от поверхности. Сделан вывод о возможности использования низкоомных кристаллов германия, легированных сурьмой, в качестве элементов инфракрасной оптики в интервале температур 86—373К.
Keywords: монокристаллы германия, температурная стабильность, оптическое пропускание, коэффициент ослабления, нанорельеф поверхности, диффузное отражение.

Р.М. Калмыков, А.М. Кармоков, З.В. Шомахов, А.Х. Дышекова
Наноразмерные структуры в матрице PbTe с примесями CdSe — стр. 187
Abstract: В работе проведены электронно-микроскопические исследования полупроводниковых соединений на основе PbTe с примесями дисперсных фаз CdSe . Как показали результаты исследования, в исходном нелегированном соединении PbTe содержание атомов свинца составляет около 63,8 вес%, а содержание теллура составляет 36,2 вес%, т.е. соответствует стехиометрическому составу. Согласно изображениям электронного микроскопа, эти компоненты равномерно распределены по площади. Результаты исследования также показали, что образующиеся новые фазы имеют размеры зерен от 90 нм до 2 мкм. Полученные значения параметра решетки для соединения теллурида свинца и сингония хорошо согласуются с литературными данными. Структура образующихся фаз имеет такую же симметрию, как и исходное нелегированное соединение PbTe , гранецентрированную кубическую решетку с классом симметрии Fm3m . В молекулах новых образующихся фаз, в которых преобладают содержания элементов Cd и Se, обнаружено изменение сингонии кристаллической решетки.
Keywords: теллурид свинца, селенид кадмия, наноразмерные структуры, параметр решетки, фазовые изменения.

Е.С. Карташинская
К оценке площади, приходящейся на молекулу пав в 2D-монослое, при переходе от жидко-растянутой к жидко-конденсированной фазе на поверхности вода/воздух — стр. 196
Abstract: Предложен метод оценки площади A_c , приходящейся на молекулу монослоя ПАВ, вначале перехода от жидко-растянутой к жидко-конденсированной фазе на основе двух теоретических моделей. Термодинамическая модель поведения дифильных монослоев с учетом неидеальности энтропии смешения позволяет оценить величину энергий Гиббса кластеризации ПАВ на основе Π-А-изотерм, полученных при различных температурах. С другой стороны квантово-химический подход также дает возможность рассчитать данный термодинамический параметр и оценить структурные особенности получаемых монослоев. Величины энергий Гиббса кластеризации малых ассоциатов ПАВ и геометрических параметров элементарных ячеек монослоев были рассчитаны ранее с помощью квантово-химического полуэмпирического метода РМ3 для восьми классов дифильных соединений: насыщенные и этоксилированные спирты, насыщенные и цис-моноеновые карбоновые кислоты, α-гидрокси- и α -аминокислоты, N -ацилпроизводные аланина и диалкилзамещенные меламина. Эти параметры были использованы в термодинамической модели с учетом неидеальности энтропии смешения для расчета величин A_c . Оцененные значения A_c адекватно отражают экспериментальную температурную зависимость для рассматриваемого фазового перехода: с ростом температуры площадь, приходящаяся на молекулу ПАВ фиксированной длины цепи, уменьшается, и, наоборот, с ростом длины цепи ПАВ при фиксированной температуре величина A_c увеличивается. Это позволяет использовать предложенный подход в прогностических целях.
Keywords: дифильный монослой, энергия Гиббса кластеризации, элементарная ячейка, фазовый переход, термодинамическая модель.

М.Н. Коваленко, Н.А. Алексеенко, Л.В. Маркова, Л.С. Рутковская, А.П. Зажогин, М.П. Патапович
Исследования процессов образования прекурсоров для получения нанокерамик типа CuAl₂O₄ при воздействии сдвоенных лазерных импульсов на сплавы АД1 и М2 в атмосфере воздуха — стр. 209
Abstract: Проведено исследование процессов образования смешанных нанопорошков Al , оксидов меди и алюминия, прекурсоров для получения нанокерамик типа CuAlO₂ и CuAl₂O₄ при воздействии сдвоенных лазерных импульсов энергией 53 мДж и между импульсным интервалом 10 мкс на мишень, состоящую из пластинок алюминия марки АД1 и меди марки М2, склеенных между собой и помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету. Установлено, что последовательное воздействие серий сдвоенных лазерных на мишень из алюминия, а затем на мишень из меди приводит к многократному увеличению выхода субоксидов AlO, ионов и атомов алюминия и меди в лазерном факеле, направляемом на подложку, при напылении пленок, по сравнению с воздействием одиночными лазерными импульсами. Изучены процессы, происходящие на поверхности подложки при напылении пленок. Показана возможность получения прекурсоров для получения нанокерамик типа CuAl₂O₄ и CuAlO₂ .
Keywords: оксидированные нанопорошки Al , Al2O3 , субоксиды AlO, оксиды меди, CuAl2O4 , CuAlO2 , импульсное лазерное распыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия.

А.А. Кравцов, И.С. Чикулина, Д.С. Вакалов, О.М. Чапура, С.О. Крандиевский, О.В. Девицкий, В.А. Лапин
Исследование люминесценции YAG: Ce, допированного наночастицами серебра — стр. 220
Abstract: В работе впервые было исследовано влияние наночастиц серебра на люминесценцию иттрий-алюминиевого граната, легированного церием. С помощью метода химического восстановления был синтезирован золь с размером наночастиц серебра ≈100 нм. Керамический порошок люминофора иттрий-алюминиевого граната, легированного церием, был получен методом двухстадийного осаждения в уротропин. Золь наночастиц серебра в концентрациях от 0,125 до 0,1 мл вводили в порошок- прекурсор перед прокаливанием. Было показано, что при данном способе введения наночастиц серебра интенсивность фотолюминесценции возрастала по сравнению с эталоном. Оптимальной концентрацией в рамках исследования являлась концентрация 0,25 мл. При данной концентрации увеличение интенсивности фотолюминесценции на длине волны 540 нм составило порядка 10%. Проведенные исследования показали, что наночастицы серебра могут с успехом применяться для увеличения яркости люминофора иттрий-алюминиевого граната, легированного церием, без искажения и ухудшения спектральных характеристик.
Keywords: наночастицы серебра, керамический порошок, люминесценция, иттрий-алюминиевый гранат, легированный церием, оптические свойства.

А.А. Крылов, А.И. Иванова, В.Г. Алексеев, М.А. Феофанова, Н.В. Баранова
Изменение структуры поверхности пленок полупроводниковых полимеров в процессе обратимого окисления-восстановления — стр. 228
Abstract: Методом растровой электронной микроскопии исследована морфология поверхности пленок полупроводниковых полимеров: полианилина, поли-о-толуидина, поли-α-нафтиламина. Пленки получены электрохимическим синтезом из подкисленных минеральными кислотами растворов их мономеров методом циклической вольтамперометрии. Пленки сформированы на платиновых подложках, сделанных по принципу биметаллических пластинок. Процессы обратимого окисления и восстановления полученных пленок осуществляли с применением электрического тока в водных растворах соляной кислоты, что приводило к допированию полимеров хлорид анионами. Показано, что поверхность пленок полианилина и поли-о-толуидина имеет схожую структуру, состоящую из многочисленных сферических зерен размером от 1 до 5 мкм. Поверхность пленок поли-α-нафтиламина существенно отличается и состоит из дендронов и крупных пор. При этом, во всех случаях наблюдаемые надмолекулярные образования для пленок в окисленном состоянии имеют несколько больший размер, чем для пленок в восстановленном состоянии, что обусловлено изменением конформации макромолекул.
Keywords: полупроводниковые полимеры, полианилин, поли-о-толуидин, поли-α- нафтиламин, электрохимический актуатор, растровая электронная микроскопия.

Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин
Электронно-стимулированная десорбция атомов лития адсобированных на поверхности интерметаллида золото-литий — стр. 235
Abstract: Получена тонкая пленка интерметаллида Li_xAu_y при комнатной температуре при напылении атомов Li на слой адсорбированного золота на поверхности вольфрама. Исследованы процессы электронно-стимулированной десорбции (ЭСД) атомов Li с поверхности  Li_xAu_y. Показано, что ЭСД атомов Li может наблюлаться только в том случае, когда напылено не менее одного монослоя атомов Li и с Au . Зависимость выхода ЭСД атомов Li от количества напыленного Li и Au имеет максимум при напылении двух монослоев атомов Li на Au. Полученные результаты свидетельствуют о формировании  Li_xAu_y различной стехиометрии: от  Li_xAu_y с дефицитом атомов лития до LiAu при напылении двух монослоев атомов Li . В энергетическом распределении по кинетическим энергиям десорбирующихся атомов Li обнаружено два пика: высокоэнергетический и низкоэнергетический. Первый из них связан с десорбцией атомов Li из Li_xAu_y, а второй в десорбцией атомов Li из верхнего монослоя атомов Li .
Keywords: электронно-стимулированная десорбция, адсорбция, литий, золото, интерметаллические соединения.

Ю.В. Кузнецова
Повышение эффективности метода контактной силовой спектроскопии атомно-силового микроскопа — стр. 243
Abstract: Предложена методика, оптимизирующая метод контактной силовой спектроскопии. С помощью макроязыка, интегрированного в программное обеспечение NOVA установки сканирующего зондового микроскопа Solver P47, был разработан алгоритм, позволяющий анализировать силовые кривые, не покидая его основного интерфейса. Апробация метода выполнена на образцах синтезированного полимера, поскольку одним из важнейших механических свойств, определяющим их спектр областей применения, является упругость. В работе получены локальные значения модуля Юнга на поверхности полимера методом контактной силовой спектроскопии c применением скрипта YUNG, разработанного с помощью макроязыка, интегрированного в программу управления сканирующего зондового микроскопа. Показано, что применение скрипта YUNG позволяет оптимизировать метод контактной силовой спектроскопии по поиску показателя степени γ, выбору модели для расчета силы взаимодействия для дальнейшего определения локального модуля Юнга.
Keywords: атомно-силовая микроскопия, метод контактной атомно-силовой спектроскопии, модуль Юнга, модуль упругости, задача Герца.

Д.С. Кулешов, А.В. Блинов, А.А. Блинова, М.А. Ясная, Д.Г. Маглакелидзе, О.К. Вишницкая
Сравнение эффективности различных детекторов сканирующего электронного микроскопа «MIRA-LMH» для исследования микроструктуры наноматериалов — стр. 250
Abstract: На первом этапе были синтезированы объекты исследования – диоксид кремния методом Штобера, где в качестве прекурсора использовали тетраэтоксисилан, и нанокомпозит ZnO–Au золь-гель методом с использованием в качестве прекурсора 2–водного ацетата цинка. На втором этапе, микроструктуру и морфологию полученных образцов исследовали методом растровой электронной микроскопии на сканирующем электронном микроскопе «MIRA-LMH» фирмы «Tescan» с применением как классического детектора вторичных электронов, так и дополнительных детекторов – внутрилинзового детектора вторичных электронов и детектора отраженных электронов. В результате исследований установлено, что при использовании детектора вторичных электронов получаются изображения с топографическим контрастом и практически без шумов. При использовании внутрилинзового детектора вторичных электронов создаются изображения только материального контраста, без влияния рельефа поверхности. Также использование данного детектора позволило получить высококачественные изображения с большим разрешением на расстоянии от образца 5 мм. При использовании детектора отраженных электронов с рабочим расстоянием до образца 8 мм и увеличении разрешающей способности микроскопа, полученные изображения имеют низкий контраст границ, но представляют композиционную информацию с высокой чувствительностью. Таким образом, установлено, что внутрилинзовый детектор вторичных электронов, с рабочим расстоянием до образца 5 мм, является оптимальным для получения четких изображений микроструктры поверхности наноматериалов при многократном увеличении.
Keywords: диоксид кремния, нанокомпозит ZnO–Au, сканирующая электронная микроскопия, детекторы, микроструктура.

В.А. Лапин, А.А. Кравцов, Д.С. Кулешов, Ф.Ф. Малявин
Исследование возможности снижения плотности дислокаций несоответствия в пленках Ge / Si с буферным слоем — стр. 263
Abstract: В работе исследована возможность улучшения качества гетероэпитаксиальных структур Ge/Si с буферным слоем. Показано, что при использовании подготовительного слоя, состоящего из наноостровков,  зарощенных низкотемпературным буферным слоем, возможно проявление так называемого эффекта аннигиляции дислокаций несоответствия в объеме буферного слоя  Buf, что  значительно улучшает приборное качество получаемых структур. Представлена зависимость морфологии поверхности слоя чистого Ge на буфере от времени роста наноостровков в интерфейсе Si /Buf . Выявлены оптимальные технологические параметры роста наноостровков для получения слоя Ge с минимальной значением шероховатости. Наилучших результатов удалось достичь при времени осаждения наноостровков 2 мин. При этом была достигнута минимальное значение шероховатости поверхности, равное 78 нм. Показано, что при дальнейшем увеличении размеров наноостровков, процесс аннигиляции дефектов замедляется, и рост низкотемпературного буферного слоя сменяется трехмерным островковым ростом, что увеличивает перепады рельефа поверхности выращиваемого слоя.
Keywords: гетероэпитаксия, молекулярно-лучевая эпитаксия, дислокации несоответствия, буферный слой, аннигиляция дефектов.

В.В. Малашенко, Т.И. Малашенко
Особенности неупругих процессов в материалах с наноразмерными дефектами — стр. 272
Abstract: Теоретически проанализирована высокоскоростная деформация сплавов, содержащих зоны Гинье-Престона, в условиях высокоэнергетических внешних воздействий. Анализ выполнен в рамках теории динамического взаимодействия структурных дефектов. Исследуемый механизм диссипации заключается в необратимом переходе энергии внешних воздействий в энергию дислокационных колебаний. Получено аналитическое выражение динамического предела текучести с учетом всех структурных дефектов, содержащихся в сплаве. Показано, что в условиях высокоэнергетических внешних воздействий наноразмерные дефекты влияют на характер зависимости механических свойств от концентрации атомов второго компонента.  Зависимость динамического предела текучести от концентрации атомов второго компонента становится немонотонной и имеет минимум. Выполнены численные оценки концентрации, при которой предел текучести становится минимальным. При таком значении концентрации происходит переход от доминирования торможения дислокации зонами Гинье-Престона к доминированию торможения атомами второго компонента.
Keywords: высокоскоростная деформация, дислокации, зоны Гинье-Престона, точечные дефекты, наноматериалы.

О.В. Малышкина, К.В. Пацуев, А.И. Иванова, М. Али
Сравнительный анализ свойств керамик ниобата натрия и ниобата натрия – лития — стр. 278
Abstract: Авторами исследовано влияние температуры синтеза ниобата натрия, на состояние поляризации в образцах керамики чистого ниобата натрия и модифицированного литием. Проведено сравнительное исследование структуры и пироэлектрических свойств полученных образцов. Показано, что введение в качестве модификатора лития приводит к существенному изменению структуры в глубине образцов керамики на основе ниобата натрия. Если в глубине образцов чистого ни ниобата натрия, как и на поверхности, различаются отдельные зерна, то центральная часть керамики ниобата натрия-лития представляет собой сплошной массив, в котором отдельные зерна не наблюдаются. Во всех образцах, кроме чистого ниобата натрия, синтезированного двойным синтезом (первый при 650 °C, второй при 700 °C), установлено существование градиента поляризации по толщине образцов, направленного от стороны, соответствующей положительному концу вектора поляризации к стороне, соответствующей отрицательному концу вектора поляризации.
Keywords: пьезоэлектрическая керамика, бессвинцовые материалы, пироэлектрический эффект, спонтанная поляризация, структура зерен.

Д.В. Мамаев, С.А. Меркурьев, О.В. Малышкина
Определение процентного содержания пор в пьезоэлектрической керамике по изображениям с РЭМ с помощью КСИНС — стр. 286
Abstract: Авторами получены образцы пьезоэлектрической керамики ниобата калия натрия с концентрацией пор 10,25 и 40 объемных %. Разработана капсульная свёрточная искусственная нейронная сеть для определения процентного содержания пор по изображению. C помощью растрового электронного микроскопа получено обучающее  множество примеров (фотографии поверхности и сколов подготовленных образцов). Разработка и апробация капсульной свёрточной искусственной нейронной сети осуществлена в несколько этапов. На первом проведено ее обучение с помощью метода обратного распространения ошибки. На втором – тестирование на проверочном множестве. На заключительном этапе проведено сравнение полученных результатов с результатами метода сравнения плотности материала. Показано, что данный метод можно использовать для решения задачи определения процентного содержания пор в KNN , поскольку полученные результаты сопоставимы с результатами, полученными другим методом. Установлено, что в образцах, в которых не были специально добавлены поры, также присутствуют поры (порядка 5 %).
Keywords: пьезоэлектрическая керамика, капсульная свёрточная искусственная нейронная сеть, искусственные нейронные сети, содержание пор.

Е.В. Мараева, В.А. Мошников
Тепловая десорбция азота как способ контроля размеров наночастиц в композициях на основе оксида цинка и гидроксиапатита — стр. 294
Abstract: Работа посвящена анализу возможности применения метода тепловой десорбции азота для определения размеров наночастиц в композициях на основе гидроксиапатита и оксида цинка, изготовленных в форме таблеток с помощью ручного гидравлического пресса. Исходные порошки гидроксиапатита получены методом химического осаждения с использованием микроволнового излучения. С применением сорбционного метода БЭТ анализируется удельная поверхность порошков, составляющих композиции, до и после прессования, исследуется влияние состава композиций на удельную поверхность. Приводится расчет средних размеров наночастиц в композициях на основе результатов сорбционных измерений в рамках моделей сферических и стержневидных наночастиц. Область применения рассматриваемых материалов – медицина, в том числе использование в адресной доставке лекарств и в костной инженерии в качестве биоактивных покрытий, нанесенных на поверхность металлического биоимплантата.
Keywords: гидроксиапатит, оксид цинка, адсорбция, удельная поверхность.

А.В. Матвеев, М.Ю. Машуков, А.В. Нартова, Н.Н. Санькова, А.Г. Окунев
Автоматический анализ изображений микроскопии с применением облачного сервиса DLgram01 — стр. 300
Abstract: Исследование материалов методами микроскопии нередко включает стадию подсчета количества наблюдаемых объектов и определения их статистических параметров, для чего необходимо измерять сотни объектов. В работе описан облачный сервис DLgram01, который позволяет специалистам в области материаловедения, не имеющих навыков программирования, выполнять автоматизированную обработку изображений–определять количество и параметры (площадь, размер) изучаемых объектов. Сервис разработан с использованием новейших достижений в области глубокого машинного обучения, для обучения нейронной сети пользователю необходимо разметить несколько изучаемых объектов. Обучение нейронной сети производится автоматически за несколько минут. Важными особенностями сервиса DLgram01 является возможность корректировать результаты предсказания нейронной сети, а также получение детальной информации о всех распознанных объектах. Использование сервиса позволяет существенно сократить временные затраты на количественный анализ изображений,снизить влияние субъективного фактора, повысить точность анализа и его эргоемкость.
Keywords: микроскопия, распознавание, наночастицы, глубокие нейронные сети, искусственный интеллект.

Е.Н. Муратова
Тепловизионные исследования мембран пористого оксида алюминия — стр. 312
Abstract: Изучение оптических свойств наноразмерных мембран пористого анодного оксида алюминия позволяет значительно расширить области применения данного материала. В работе представлены результаты тепловизионных исследований мембран пористого анодного оксида алюминия с различными структурными параметрами. Построены профили распределения температуры для мембран, полученных в различных электролитах на основе серной, щавелевой и ортофосфорной кислотах. Установлено, что экранирование ИК излучения сильнее (примерно на 30%) проявляется у мембран с меньшим диаметром пор d^s_pore ≈20 нм по сравнению с мембранами, у которых d^l_{por e} ≈нм. Это связано с рассеиванием теплового излучения на неоднородностях структуры, которых значительно больше в мембранах пористого анодного оксида алюминия, полученных на серной кислоте. В качестве источников неоднородности выступают поры малого диаметра, недотравленные области и дефекты. Также, за счет повышенной активности серной кислоты по сравнению с другими используемыми кислотами большее количество анионов встраивается в структуру образца.
Keywords: пористый оксид алюминия, мембраны, диаметр пор, оптические свойства, тепловизизор, ИК излучение.

О.Н. Мусская, В.К. Крутько, А.И. Кулак, Е.Н. Крутько
Композиты на основе фосфатов кальция и наночастиц меди — стр. 320
Abstract: Боргидридным методом с использованием полимерных стабилизаторов (полиэтиленгликоля, поливинилпирролидона) синтезированы наночастицы меди. Методом оптической спектроскопии установлено, что наибольшей стабильностью (до 1,5 месяца) обладают наночастицы меди, полученные при мольном соотношении Cu /полимер 1:3—6. Показано, что в отсутствии полимера либо при его небольшом содержании (мольное соотношение Cu /полимер 1:1) происходит агрегирование образующихся наночастиц и выпадение осадка, содержащего медь и ее оксиды (Cu₂O , CuO). Механическим смешиванием аморфизированных фосфатов кальция (в порошковой и гелевой форме) и наночастиц меди (в виде коллоидного раствора) получен порошковый композит, содержащий фазы Ca₁₉Cu₂H₂(PO₄)₁₄ и Cu₂PO₄OH. Выявлено, что при совместном осаждении фосфатов кальция и наночастиц меди происходит встраивание ионов меди в кристаллическую решетку фосфатов кальция с образованием смешанных кислых и средних солей.
Keywords: аморфизированные фосфаты кальция, гидроксиапатит, наночастицы меди, поливинилпирролидон, полиэтиленгликоль, композиты.

Г.А. Мустафаев, А.Г. Мустафаев, Н.В. Черкесова
Распределение заряда в системе Al₂O₃-SiO₂ при воздействии ионизирующих излучений — стр. 329
Abstract: Полупроводниковые МДП (металл – диэлектрик – полупроводник) структуры являются ключевыми элементами современной электронной техники, в том числе устройств работающих в условиях воздействия проникающих излучений. Одним из возможных подходов к уменьшению радиационных эффектов в МДП структурах является использование диэлектриков, которые уменьшают генерацию и накопление избыточного пространственного заряда в объеме диэлектрика. В работе исследована система диэлектриков Al₂O₃–SiO₂. Исследование показывает пригодность использования МДП структур, на основе системы диэлектриков, для формирования приборов с высокой радиационной стойкостью. Нанесение слоя Al₂O₃ поверх слоя SiO₂ улучшает рабочие характеристики МДП структур за счет повышения однородности параметров. Основной эффект влияния слоя Al₂O₃ на параметры структур заключается в уменьшении механических напряжений на границе SiO₂ -подложка. Захват ловушками электронов в Al₂O₃ , компенсирует заряд захваченных дырок в Al₂O₃ , и снижает паразитный ток через Al₂O₃.
Keywords: ионизирующее излучение, поверхностные состояния, распределение заряда, система диэлектриков, радиационная стойкость.

Н.В. Пермяков
Использование жидких зондов на основе эвтектического раствора для исследования проводящих свойств тонких пленок — стр. 338
Abstract: Работа посвящена разработке модульной четрырехзондовой установки с использованием жидкого контакта на основе индий-галлиевого эвтектического раствора ( EGaIn), с помощью которого можно создать прижимные жидкие контакты, не вносящие механические деформации в измеряемые структуры. Предлагается использовать данную установку для измерения вольт-амперных характеристик тонко пленочных образцов. Предполагается модульная схема измерений. Каждый зонд управляется четырьмя моторами для позиционирования и выдавливания капли из шприца для формирования нужного размера пятна контакта. Используется оптический контроль для подготовки зондов и измерения диаметра сформированных контактных областей.Подобраны параметры изготовления жидких зондов, а именно скорости выдавливания и перемещения зонда вдоль вертикальной оси для формирования капли конической формы . Управление установкой осуществляется в среде LabView.
Keywords: индий-галлиевая эвтектика, электрический зонд, регулируемый размер контактной области, тонкие пленки, вольт-амперная характеристика.

В.А. Полухин, Р.М. Белякова, Э.Д. Курбанова
Влияние легировавания Ti, Mo и W на кинетические и прочностные характеристики мембранных сплавов на основе Nb и V — стр. 345
Abstract: Проведен анализ влияния Ti, Mo и W на характер аморфной нано- и кристаллической структуры на  прочностные и кинетические характеристики – диффузии D и проницаемости Ф водорода в мембранных сплавах, созданных на основе бинарных Ni–Nb и  V–Ni. Легирование сплавов Ni–V титаном, молибденом и вольфрамом ведет к постепенному замещению ими ниобия и ванадия и способствует образованию нескольких второстепенных фаз хотя и действующих как барьеры для диффузии водорода, но способствующих снижению процессов гидридообразования. Выявлена строгая зависимость кинетики водорода не только от термодинамических параметров – температуры и давления, но и от наличия свободного объема в формируемых аморфных, нано-кристаллических и кристаллических сплавов. Установлено, что процессы селективности, динамика водорода – его поток J , определяемый произведением диффузии и проницаемости ( J=D×Ф), зависят от базового состава, выбора легирующих элементов (Ti, Mo и W ), а также формируемых структур – аморфной, нанокристаллической и полифазной дуплексной кристаллической микроструктурой. Установлено, что тщательно подобранный состав определяет производительность селективного процесса и способствует выделению высокочистого водорода с последующими его приложениями для зеленой энергетики.
Keywords: водород, аморфные и нанокристаллические сплавы, V, Ni, Ti, Zr, Nb, структуризация, селектвность, растворимость, проницаемость, диффузия, гидриды, аккумуляция, термостабильность, хрупкость, кристаллизация, моделирование, икосаэдрические кластеры, нанофазы, дуплексная структура, фазы Лавеса.

Г.И. Свердлик, А.Ю. Атаева, А.Р. Атаев, Е.А. Хадзарагова, Л.Т. Вазиева
Анализ методов исследования размеров наночастиц — стр. 358
Abstract: В представленной работе рассмотрены методы определения размеров наночастиц различными способами. Определен эффективный метод нахождения возможных вариантов. Содержатся сведения о многообразии этих методов и о приёмах их реализации. Выбрана и проанализирована информация по различным методам и исследованиям. Рассмотрены принципиально отличающиеся методы нахождения размеров наночастиц. Одними из перспективных методов являются бесконтактные (оптические). Подвергнуты анализу и приведены диапазоны крупности исследуемых частиц при использовании методов: оптической микроскопии, электронной микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии. Описаны принципы работы и возможные схемы установок для изучения исследуемого материала. Более подробно освещен седиментационный метод с применением центрифугирования и рентгеновского принципа детекции. Отмечены его преимущества перед другими методами. Приведены примеры его использования на экспериментальной установке, позволяющей получать дифференциальные и интегральные характеристики в различных базисах, которые позволяют анализировать распределение частиц по крупности при гранулометрическом исследовании материалов, включая наноматериалы.
Keywords: наночастицы, седиментационный метод, седиментометр, гравитационная седиментация, центрифугирование, дифференциальные и интегральные кривые.

Е.М. Семенова, М.Б. Ляхова, Д.В. Иванов, А.И. Синкевич, А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков
Фрактальный анализ наноструктуры гетерогенного высококоэрцитивного сплава — стр. 368
Abstract: Методом атомно-силовой микроскопии получены изображения наноструктры составляющих гетерогенного интерметаллида SmCoCuFeZr в высококоэрцитивном состоянии. На микроуровне в сплавах выделили два типа областей (фазовых составляющих) отличающихся по интегральному элементному составу и интервалам коэрцитивности. На основе данных атомно-силового микроскопа проводится анализ фрактальных характеристик поверхности этих областей. Показано, что фрактальная размерность наноструктуры коррелирует с локальной коэрцитивностью фазовых составляющих. Фазовая составляющая с относительно низкой коэрцитивностью демонстрирует возможность существования структур с фрактальной размерностью в диапазоне 2,396–2,475, что соответствует умеренно развитому фрактальному рельефу. При этом высококоэрцитивная составляющая с регулярной наноструктурой характеризуется более высокой фрактальной размерностью 2,452–2,508, а на отдельных участках образца встречались области с фрактальной размерностью до 2,577 .
Keywords: атомно-силовая микроскопия, нанорельеф, наноструктура, морфология поверхности, коэрцитивность, фрактальная размерность.

Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников
Водородные связи в кристаллах ниобата лития разного состава — стр. 376
Abstract: Методом ИК-спектроскопии в области валентных колебаний OH– групп выполнен анализ комплексных дефектов, обусловленных наличием в структуре кристалла водородных связей, в номинально чистых кристаллах ниобата лития конгруэнтного и стехиометрического состава с разным отношением Li /Nb, а также в кристаллах LiNbO₃:Zn(0,04–6,5 мол.% ZnO), легированных цинком в широком диапазоне концентраций, полученным по технологии прямого легирования расплава. Выявлено влияние легирующих примесей на концентрацию OH– групп, вид и локализацию комплексных дефектов в структуре кристалла. Показано, что изменение количества позиций атомов водорода в структуре кристалла LiNbO₃ позволяет с достаточной точностью судить о соответствии его состава стехио метрическому или конгруэнтному составу. Для легированных кристаллов LiNbO3:Zn(0,04–6,5 мол.% ZnO) получены данные, свидетельствующие об изменении при прохождении концентрационных порогов характера комплексообразования OH–групп с точечными дефектами катионной подрешетки. При этом, вследствие изменения механизма вхождения легирующего катиона в структуру кардинально изменяются свойства кристалла. Вклад в различие частот (и, соответственно, в значение квазиупругих постоянных связей OH–) в спектре конгруэнтного кристалла и легированных кристаллов может вносить также различие электроотрицательностей и ионных радиусов основных и легирующих катионов.
Keywords: монокристалл, ниобат лития, дефекты, ИК-спектры поглощения, легирование, валентные колебания OH– групп.

Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, М.Н. Палатников
Влияние способа легирования на однородность и оптические свойства кристаллов LiNbO₃:Mg — стр. 383
Abstract: Представлены результаты сравнительных комплексных исследований методами спектроскопии комбинационного рассеяния света и лазерной коноскопии композиционной однородности и некоторых оптических свойства близких по составу сильно легированных монодоменизированных кристаллов LiNbO₃ :Mg (5,03 мол. % MgO) и LiNbO₃ :Mg (4,75 мол. % MgO ), с концентрацией магния, близкой к пороговому значению ≈5 мол. % MgO , выращенных из шихты, синтезированной с использованием прекурсора Nb₂O₅:Mg (метод гомогенного легирования), а также выращенных при непосредственном добавлении магния в расплав (метод прямого легирования). Показано, что методом гомогенного легирования с использованием прекурсора Nb₂O₅:Mg можно получать отличающиеся низким коэрцитивным полем более композиционно однородные сильно легированные монокристаллы LiNbO3:Mg , чем методом прямого легирования расплава магнием. При этом более однородное распределение легирующей добавки в кристаллах гомогенного легирования начинает формироваться уже на стадии синтеза прекурсора Nb₂O₅ :Mg и шихты ниобата лития при формировании химически активных комплексов, определяющих преимущественно кислородно-октаэдрическую структуру прекурсора Nb₂O₅ :Mg .
Keywords: кристалл ниобата лития, гомогенное и прямое легирование, комбинационного рассеяния света, лазерная коноскопия.

В.М. Скачков, Л.А. Пасечник, И.С. Медянкина, Н.А. Сабирзянов
Изучение свойств диффузионно-твердеющих композиционных припоев модифицированных смесью порошков Ti – Mo — стр. 392
Abstract: В статье обсуждается возможность регулирования свойств диффузионно- твердеющего припоя на основе легкоплавких сплавов галлий-олово, галлий-индий- олово, галлий-олово-цинк и твердой компоненты состоящей из порошка сплава медь- олово посредством введения смеси инертных порошков металлического титана и молибдена после термической обработки при различных температурах. Оценена микротвердость и термическая устойчивость композиционных диффузионно-твердеющих припоев. Показано, что термическая обработка при более высоких температурах способствует переходу припоя в равновесное состояние, при этом происходит резкое увеличение твердости. Методом рентгенофазового анализа определены образующиеся в результате диффузионного твердения фазы. Показано, что при различных температурах обработки образуются разные фазы – наноразмерные интерметаллические соединения. За счет небольших добавок наполнителей, инертных или слабовзаимодействующих с галлием, но хорошо им смачиваемых, характеристики диффузионно-твердеющего припоя значительно улучшаются.
Keywords: композиционные диффузионно-твердеющие припои, металлический порошок, свойства, микротвердость, дифференциально-термический анализ.

М.В. Старицын, М.Л. Федосеев, Е.Ю. Каптелов, С.В. Сенкевич, И.П. Пронин
Изменение структуры субмикронных пленок ЦТС при тонком варьировании состава в области морфотропной фазовой границы — стр. 400
Abstract: В работе обсуждаются возможности тонкого варьирования состава субмикронных сегнетоэлектрических пленок твердых растворов цирконата-титаната свинца, соответствующих области морфотропной фазовой границы. Варьирование состава осуществлялось путем изменения расстояния от мишени до подложки в диапазоне 30–70 мм в установке высокочастотного магнетронного распыления керамической мишени при осаждении пленок на «холодную» подложку платинированного кремния. Это позволило изменять состав осаждаемых пленок (т.е., элементное соотношение атомов Zr и Ti ) в диапазоне 0–1,5% при сохранении однофазности сформированных перовскитовых пленок в процессе отжига при 580°C. При этом пленки характеризовались элементной неоднородностью состава по толщине, достигающей нескольких процентов. Толщина тонких слоев цирконата-титаната свинца составляла 500 нм. Исследовались изменения микроструктуры и параметров кристаллической решетки. Изменения состава пленок сопровождались существенными изменениями характера сферолитовой микроструктуры и ростовой текстуры. Был обнаружен резкий скачок квазикубического параметра кристаллической решетки, причиной которого может являться фазовая трансформация сегнетоэлектрической фазы – от ромбоэдрической модификации к двухфазному состоянию, предположительно состоящему из моноклинной и тетрагональной модификаций.
Keywords: твердые растворы цирконата-титаната свинца, тонкие пленки, морфотропная фазовая граница, тонкое варьирование состава, микроструктура.

О.Р. Стародуб, В.М. Воскресенский, Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников
Сравнительный анализ влияния легирующих ионов иттрия и бора на образование дефектов в кристаллах ниобата лития — стр. 411
Abstract: Кристалл ниобата лития, являющийся широко используемым и весьма востребованным в настоящее время нелинейно-оптическим материалом, примечателен своей способностью к варьирования широкого спектра сегнетоэлектрических и нелинейно-оптических характеристик в зависимости от типа и концентрации примесного иона, а также от соотношения Li/Nb . На основе разработанного нами подхода к моделированию кластеров в кристалле ниобата лития, в котором рост кластера идёт не элементарными ячейками, а кислородными октаэдрами, проведён сравнительный анализ особенностей внедрения в кристалл примесных ионов иттрия и бора с одинаковым зарядом +3. Показано, что встраивание, вследствие различного ионного радиуса, идёт по двум механизмам: если для металла иттрия действует обычный механизм, когда примесной ион локализуется внутри кислородного октаэдра, то ион неметаллического элемента бора встраивается в тетраэдрические пустоты структуры, а именно в кислородные плоскости, образующие октаэдр. При этом влияние данных примесных ионов на одну из важнейших характеристик ниобата лития оказывается диаметрально противоположным :иттрий усиливает фоторефрактивный эффект, бор – понижает, что необходимо учитывать при направлении целевого использования кристаллов ниобата лития.
Keywords: ниобат лития, моделирование, кластеры, вакансионные модели, дефекты подрешётки, монокристаллы, сегнетоэлектрики.

Б.М. Хуболов
Физико-химические свойства электрохромных сложных оксидов вольфрама — стр. 421
Abstract: Приведён краткий обзор проблемы электрохромизма в неупорядоченных тонких пленках сложных оксидов вольфрама на основе экспериментальных результатов, опубликованных ранее. Рассмотрены проблемы ионно-электронного упорядочения в сложных оксидах вольфрама M_xWO₃(M = Na, K и x=0,3), их взаимосвязь с динамикой процесса электрохромного окрашивания в этих конденсированных системах. Рассмотрены возможные пути решения обозначенных проблем. Отправной точкой нашего похода к исследованию электрохромизма и разработки физических основ технологии электрохромных устройств явился отказ от общепринятого электрохимического рассмотрения этого явления. Мы убеждены в том, что электрохромный эффект является чисто твердотельным эффектом, происходящим в конденсированной системе с сильной электронной корреляцией. Электронная структура твердого тела, имеющаяся на границе раздела твердое тело-электролит в значительной степени, управляет характером и скоростью реакций, которые протекают на его поверхности. В случае окислов роль, которую играет электронная структура особенно сложна. Все изложенное указывает на необходимость рассмотрения влияния глубоких уровней в объеме оксидной вольфрамовой бронзы и на ее поверхности, граничащей с электролитом на процесс электрохромного окрашивания.
Keywords: сложные оксиды вольфрама, электрохромный эффект, оксидная вольфрамовая бронза, тонкая пленка, монокристалл.

Б.М. Хуболов
Оптические свойства аморфных тонких пленок оксидных натрий-вольфрамовых бронз — стр. 430
Abstract: В работе измерены спектральные зависимости оптической плотности аморфных тонких пленок оксидной натрий-вольфрамовой бронзы тетрагональной структуры состава Na_0,3 WO₃ , конденсированной на стеклянные подложки, термостатированные при температурах 373,473 и 573K, а так же отожженные на воздухе и в вакууме, и электрохромно окрашенных. В качестве исследуемой оптической характеристики была выбрана оптическая плотность D , пропорциональная, как известно, коэффициенту поглощения. Спектральные измерения пленок, осажденных на подложки в диапазоне температур 373,473 и 573K показали однотипность спектральных характеристик, с пиком экситонного поглощения в ближнем ультрафиолете. Полоса минимального поглощения лежит в диапазоне длин волн 400÷460 нм, а примесного поглощения – широкой полосой в области 650÷1000 нм с максимумом в диапазоне 900÷1000 нм. Подобная спектральная характеристика и определяет сине-голубой цвет тонкой пленки на просвет. Изучение оптических свойств тонких пленок натрий-вольфрамовых бронз представляет собой актуальную задачу.
Keywords: натрий-вольфрамовая бронза, тонкая пленка, монокристалл, электрохромный эффект, оптическая плотность, спектральные характеристики.

И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева
Влияние полиморфных превращений на анизотропию поверхностной энергии и работы выхода электрона лития — стр. 439
Abstract: На базе электронно-статистического метода показана связь и проведена оценка поверхностной энергии и работы выхода электрона граней кристаллов лития с учетом дисперсионного, поляризационного и осцилляционного взаимодействия атомов поверхностного слоя. Считалось, что кристаллическая решетка не имеет дефектов. Модифицированы выражения поправок и аналитического соотношения, связывающего работу выхода электрона и поверхностную энергию с учетом типа кристаллической решетки и ориентации граней. Рассчитана работа выхода электрона и поверхностная энергия гладких граней при предельных температурах существования полиморфных фаз лития. Установлено влияние полиморфных превращений и температуры на анизотропию. Температурный коэффициент работы выхода электрона бездефектного кристалла положителен и составляет порядка 0,1–1 мэВ. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментальными данными для поликристаллов.
Keywords: работа выхода электрона, поверхностная энергия, литий, полиморфизм.

З.В. Шомахов, С.С. Налимова, Р.М. Калмыков, К. Аубекеров, В.А. Мошников
Исследование микроструктуры и состава модифицированных наночастицами серебра слоев диоксида олова — стр. 447
Abstract: Слои диоксида олова синтезированы гидротермальным методом из водного раствора SnF₂ . Наночастицы серебра осаждены на поверхность полученных слоев методом фотовосстановления. Проведено исследование морфологии поверхности образцов методом атомно-силовой микроскопии. Размер наночастиц серебра зависит от концентрации раствора AgNO₃, используемого для проведения реакции фотовосстановления. При синтезе из раствора с концентрацией 0,02 М размер полученных наночастиц составляет варьируется от 10 до 100 нм, при увеличении концентрации раствора в два раза размер наночастиц составляет порядка 100 нм. С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии изучен состав поверхности слоев до и после осаждения наночастиц серебра. При выбранных условиях синтеза формируется слой диоксида олова без посторонних включений, и происходит осаждение металлического серебра. Химический сдвиг пиков олова и кислорода после осаждения наночастиц серебра свидетельствует об обмене электронами между оловом и серебром. Полученные слои представляют интерес для применения в области полупроводниковых адсорбционных газовых сенсоров.
Keywords: диоксид олова, наночастицы серебра, газовые сенсоры, атомно- силовая микроскопия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

2. ТЕОРИЯ НАНОСИСТЕМ — стр. 457

В.В. Измайлов, М.В. Новоселова
Корреляционно-спектральный анализ топографии технических поверхностей на наномасштабном уровне — стр. 457
Abstract: Исследована нанотопография некоторых типичных технических поверхностей и экспериментально определены характеристики профиля наношероховатости как случайного процесса – автокорреляционная функция и спектральная плотность. Показано, что для исследованных поверхностей их профилограммы могут рассматриваться как реализации случайного стационарного нормального эргодического процесса. Проведена визуальная проверка нормальности процесса сравнением экспериментальных значений ординат профиля с теоретическими значениями, подчиняющимися нормальному распределению, а также сравнением полигона частот с теоретической функцией плотности вероятности нормального распределения. Количественное подтверждение нормальности процесса выполнено с применением критерия согласия Колмогорова. Показано, что на уровне значимости p=0,05  гипотеза о нормальности случайного процесса (профиля наношероховатости поверхности) не противоречит экспериментальным результатам. Определены интервалы корреляции рассмотренных процессов. Вид автокорреляционных функций и величины интервалов корреляции говорят о случайном характере профиля поверхности: на интервале, равном одному – двум средним значениям шага неровностей профиля его ординаты становятся практически некоррелированными. Графики спектральных плотностей свидетельствуют о том, что профиль поверхности можно рассматривать как широкополосный случайный шум с преобладанием низкочастотных составляющих.
Keywords: поверхность, нанотопография, профильный метод, случайный процесс, нормальное распределение, автокорреляционная функция, спектральная плотность, интервал корреляции.

С.П. Крамынин
Влияние размера и давления на температурные зависимости термодинамических свойств платины — стр. 465
Abstract: Основываясь на параметрах парного потенциала межатомного взаимодействия Ми–Леннард-Джонса для Pt , и используя RP-модель нанокристалла, изучены температурные, барические и размерные зависимости следующих свойств: модуля упругости, коэффициента теплового расширения, изобарной теплоемкости и поверхностной энергии. Расчет уравнения состояния Pt показал хорошее согласие с экспериментом. Уравнение состояния было рассчитано вдоль пяти изотерм: T=300, 1300, 1500, 1700, 1900 К. Впервые с единых позиций выполнены расчеты температурных зависимостей указанных свойств Pt в диапазоне от 0 K до 1500 K вдоль изобар 0 и 50 ГПа. Расчеты указанных зависимостей проведены как для макро-, так и для нанокристалла кубической формы из 306 атомов. Показано, что при изобарно-изотермическом уменьшении размера нанокристалла Pt происходит уменьшение значений модуля упругости и поверхностной энергии, а значения коэффициента теплового расширения и изобарной теплоемкости увеличиваются на исследуемом интервале температур.
Keywords: платина, нанокристалл, размерные зависимости, уравнение состояния, поверхностная энергия.

Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин
Расчеты электронной структуры 2D-слоев интерметаллида NaAu — стр. 475
Abstract: Проведен расчет плотности состояний различной толщины 2D -слоев интерметаллида NaAu . 2D-слоев интерметаллида NaAu моделировались суперячейки NaAu (111) 2×2×2. Для монослойного 2D-слоя интерметаллида NaAu установлено наличие запрещенной зоны с шириной 1,87 эВ. Увеличение толщины толщины 2D-слоев интерметаллида NaAu до двух монослоев показал уменьшение ширины запрещенной зоны до 0,81эВ. Дальнейшее увеличение толщины 2D -слоев интерметаллида NaAu приводит к исчезновению запрещенной зоны, что указывает на переход полупроводник – металл для 2D-слоя интерметаллида NaAu толщиной три монослоя. Валентная зона 2D-слоя интерметаллида NaAu сформирована в основном Au 5d электронами, с незначительным вкладом Au 6s и Au 6p электронов. Зона проводимости NaAu образована в основном Au 6p электронами с незначительным вкладом электронов  Na 3s.
Keywords: электронная структура, интерметаллические соединения, 2D -слой, аурид натрия.

Ю.А. Малышкин
Предпочтительное присоединение с выбором, зависящим от пригодности — стр. 483
Abstract: Исследуется асимптотическое поведение максимальной степени вершины в графе предпочтительного присоединения с выбором вершины, основанном как на ее степени, так и на дополнительном параметре (пригодности). Модели предпочтительного присоединения широко используются для моделирования сложных сетей (таких как нейронные сети и т.д.). Они строятся следующим образом. Мы начинаем с двух вершин и ребра между ними. Затем на каждом шаге мы рассматриваем выборку из уже существующих вершин, выбранных с вероятностями, пропорциональными их степеням плюс некоторый параметр β>-1. Затем мы добавляем новую вершину и соединяем ее ребром с вершиной из выборки, на которой достигается максимум произведения ее степени на ее пригодность. Мы доказали, что в зависимости от параметров модели возможны три типа поведения максимальной степени вершины – сублинейное, линейное и порядка n/ lnn, где n – число вершин в графе.
Keywords: сложные сети, случайные графы, предпочтительное присоединение, случайный выбор, пригодность.

В.С. Мясниченко, П.В. Матренин, Н.Ю. Сдобняков
Предсказание энергии связи по структурным дескрипторам металлических наносплавов — стр. 495
Abstract: Обсуждается проблема предсказания энергии связи для тернарных металлических наночастиц и построение моделей обучения на базе структурных дескрипторов. Были построены регрессионные зависимости удельной межатомной энергии связи для тернарной наносистемы Au–Ag–Cu. Использовался ряд из пяти радиальных признаков, зависящих от попарного межатомного расстояния дескрипторов структуры наночастицы. Для более корректной оценки точности была применена кросс-валидация, далее полученные на валидационных частях выборки результаты усреднялись. Полученная модель ограниченно предсказывает значение удельной межатомной энергии связи внутри группы данных для наночастиц одного состава, а для всей выборки средняя по модулю ошибка составляет 14%. При этом модель практически безошибочно определяет состав наночастицы из нескольких вариантов.Наибольшее значение коэффициента детерминации на всей выборке получено с помощью ансамблевого алгоритма случайный лес. Обнаружена отрицательная корреляция между энергией связи наносплава и положением первого пика радиальной функции распределения для атомов меди.
Keywords: машинное обучение, функция радиального распределения, структурный дескриптор, энергия связи, тернарный наносплав.

В.М. Самсонов, И.В. Талызин, В.В. Пуйтов, С.А. Васильев
О проблеме применимости концепции температуры Таммана к наноразмерным объектам: к 160-летию Густава Таммана — стр. 503
Abstract: Во введении представлен краткий критический обзор имеющихся интерпретаций температуры Таммана, обычно определяемой как T_T^(∞)=0,5T_m^(∞), и температуры Хюттига T_H^(∞)=0,3T_m^(∞), где m– макроскопическое значение температуры плавления материала. Для наночастиц предложено в указанных выше определяющих соотношениях заменить T_m^(∞) на температуру плавления малого объекта T_m, т.е. определить T_T как 0,5 T_m, а T_H как 0,3T_m. В молекулярно-динамических экспериментах на наночастицах Au , осуществленных с помощью LAMMPS, было установлено, что при температуре T=T_T как в центральной части ГЦК-наночастицы, так и в её поверхностном слое возникают локальные очаги квазикристаллической структуры, которые попеременно идентифицируются программой OVITO то как имеющие кристаллическую структуру, то как не имеющие кристаллической упорядоченности. Однако, вопреки мнению Э. Рукенштейна (1984), при T=T_T жидкий слой на поверхности кристаллической наночастицы еще не образуется. Вместе с тем в наших молекулярно-динамических экспериментах не обнаружено какое-либо проявление температуры Хюттига T_H в структуре кристаллических наночастиц Au .
Keywords: температура Таммана, температура Хюттига, металлические наночастицы, поверхностное плавление, спекание, молекулярная динамика.

М.И. Скобин, М.А. Феофанова, Т.В. Крюков
Теоретическое и экспериментальное исследование макромолекулярных наноструктур на основе гепарина и лантаноидов — стр. 513
Abstract: Исследование синтетических и природных материалов пригодных для создания наноносителей и их модификация обеспечит прорыв в лечении многих заболеваний. Хорошим выбором для создания наноносителей являются гликозаминогликаны (гепарин и его производные), благодаря их уникальным биологическим и физико-химическим особенностям. Формирование композиций было исследовано методом pH -метрического титрования при 37 °С на фоне 0,15 М NaCl . С использованием программы NewDALSFEK определены значимые формы и химические равновесия. В диапазоне pH от 2,7 до 5 образуется комплекс вида {[LnHep]}_n, где Hep^3- – мономерное звено макромолекулы гепарина. Получены данные об устойчивости нанокомпозиций:   lgβ[PrHep]=4,27±0,04, lgβ[SmHep]=4,28±0,03, lgβ[EuHep]=4,28±0,03.  Методом M06-HF в сочетании с базисным набором CSDZ+* выполнено квантово-химическое моделирование комплексов.
Keywords: гепарин, лантаноиды, константа устойчивости, квантово-химическое моделирование, антикоагулянты, метод Хартри-Фока.

В.М. Юров, В.И. Гончаренко, В.С. Олешко, С.А. Гученко
Толщина поверхностного слоя и анизотропия поверхностной энергии кубических кристаллов рутения — стр. 522
Abstract: В работе рассмотрены вопросы анизотропии поверхностного слоя и анизотропии поверхностной энергии кубических кристаллов рутения. В основе этого рассмотрения лежит эмпирическая модель атомарно-гладких кристаллов, толщина поверхностного слоя которых зависит от одного фундаментального параметра – атомного объема элемента. Расчеты кристаллов рутения показали, что толщина поверхностного слоя кристаллов рутения во всех направлениях не превышает d(I)<10 нм и они представляют собой наноструктуру. Кристаллы рутенийалюминий, рутенийгафний, рутенийтитан, рутенийцирконий имеют σ >3 Дж/м2 в направлении (100). Нами рассмотрена задача о диффузии газа в нанометровой пластине рутения. В отличие от классической задачи в полученном уравнении появляется логарифмический член. Это приводит к расходимости в начале координат. Поэтому граничные условия нужно задавать не при x=0, а при x=d(0) – длине де Бройлевской волны электронов. Только в этом случае имеют смысл классические уравнения диффузии. Существенно также, что, согласно полученному уравнению, диффузии нанопластины зависит как от материала пластины через коэффициент диффузии массивного образца, так и от размерного фактора. В классическом случае такой зависимости нет. Для описания фазовых переходов в наноструктурах предложены различные модели, среди которых можно отметить метод среднего поля Ландау, в котором используется параметр порядка. Мы воспользуемся теорией Ландау, заменяя температуру T на координату h .
Keywords: поверхностный слой, наноструктура, поверхностная энергия, атомный объем, размерный эффект, рутений.

3. ПЕРВОПРИНЦИПНОЕ И АТОМИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ — стр. 534

В.Г. Алексеев, П.О. Бабуркин, S. Tung, П.В. Комаров
Компьютерное моделирование π – π взаимодействий молекул тетратиофена — стр. 534
Abstract: Надмолекулярная организация сопряженных полимеров сильно влияет на подвижность носителей заряда и, следовательно, на свойства производимых электронных устройств на их основе. Поэтому является важным научится строить вычислительные модели способные воспроизводить структуру таких полимеров с максимально возможной точностью. Одной из главных движущих сил процесса самосборки надмолекулярных структур в сопряженных полимерах является  π–π взаимодействие. Его учет является достаточно трудной задачей, особенно при построении мезомасштабных моделей. В данной работе мы используем теорию функционала электронной плотности для отработки методики расчета сопряженных полимеров с учетом π–π взаимодействия. Были изучены геометрические характеристики пачек из четырех молекул тетратиофена. Выполненные расчеты показывают, что использование функционала M06-2X-D3 позволяет корректно моделировать взаимодействия молекул олиготиофенов и структуру образующихся агрегатов, в то время как полуэмпирические расчёты методом PM7 сопряженных полимеров пригодны лишь для быстрой предварительной оптимизации моделей. Разработанная методика расчетов имеет важное значение для параметризации мезомасштабных схем моделирования.
Keywords: органические солнечные элементы, органические полимеры, тиофены, квантово-химические расчеты, π–π стекинг-взаимодействие.

М.Е. Беленков, В.М. Чернов
Моделирование полиморфных разновидностей гексагонального графена, функционализированного гидроксильными группами — стр. 541
Abstract: Моделирование кристаллической и электронной структуры слоев гексагонального графена, на поверхность которых были химически адсорбированы гидроксильные группы, было выполнено методом теории функционала плотности. В результате расчетов была установлена возможность устойчивого существования пяти структурных разновидностей COH–L₆ слоев. Слоевая плотность изменяется от 1,62 до 1,72 мг/м2. Длина водород-кислородной связи варьируется в диапазоне от 1,046 до 1,079 Å, а углерод-кислородной связи – от 1,455 до 1,465 Å. Ориентация O–H связей относительно плоскости слоев может варьироваться в зависимости от выбора элементарной ячейки слоя. Минимальной энергией сублимации и равной 18,69 эВ/(COH) обладает слой COH–L₆–T4, а максимальную энергию сублимации 18,93 эВ/(COH) имеет слой COH–L₆–T1. Электронная структура всех COH слоев характеризуется наличием прямой запрещенной зоны на уровне энергии Ферми, изменяющейся в диапазоне от 3,02 до 4,56 эВ.
Keywords: графен, химическая адсорбция, гидроксильные группы, ab initio расчеты, кристаллическая структура, электронные свойства, полиморфизм.

Р.М. Белякова, Э.Д. Курбанова, В.А. Полухин
Анализ характеристик мембранных сплавов на основе Nb – Ni и V – Ni — стр. 552
Abstract: Для получения сверхчистого водорода мембранной технологией вместо дорогостоящих сплавов Pd рассмотрены более дешёвые на основе металлов Nb и V . Накапливаемый в матрицах обычных мембран водород формирует специфические полиэдрические плотноупакованные гидридные образования особенно с повышение температур от 473 до 673 К и риском разрушения мембран. Благодаря легированию титаном этих сплавов повысились рабочие характеристики мембран: диффузия и проницаемость водорода, прочность, износоустойчивость и термостабильность. В кристаллических аналогах проблема образования гидридов также была решена повышением концентрации Ti с формированием эвтектических фаз в тройных составах сплавах, например, Nb_85-xTi_xNi₁₅ и V_85-xTi_xNi₁₅. С формированием в указанных составах соединений NiTi и NiTi₂ образование гидридов блокируется даже при нагреве, благодаря устойчивым процессам водородной селективности.
Keywords: легирование Ti, тройные сплавы Nb–Ni–Ti, V–Ni–Ti, гидрирование, абсорбция, диффузия, водородопроницаемость, формирование фазы, гидриды Me–H, охрупчивание, дуплексная матричная микроструктура.

М.Д. Малышев, S-H. Tung, П.В. Комаров
Молекулярно-динамическое моделирование смесей модифицированных фуллеренов и 1,8-октандитиола — стр. 562
Abstract: В данной работе мы сообщаем о результатах сравнительного атомистического моделирования двух систем, содержащих функцианализированные фуллерены метилового эфира фенил- C₆₁-масляной кислоты (PC₆₁BM) и фенил- C₇₁ — масляной кислоты (PC71BM) в присутствии растворителя 8,1-октандитиола (ODT ). Для реализации расчетов использовался метод молекулярной динамики на базе программного пакета LAMMPS. Зафиксировано принципиальное различие в упаковке молекул PC₆₁BM и PC₇₁BM. В случае систем с PC₆₁BM наблюдается тенденция к постепенному разделению растворителя и фуллеренов. При этом в образцах с PC₇₁BM наблюдается тенденция к формированию устойчивых трехмерных сетчатых структур, образованных двумя взаимопроникающими фазами: фуллеренами и молекулами ODT . С целью проверки масштабируемости наблюдаемого структурного упорядочения для смеси PC₇₁BM с ODT было выполнено моделирование в ячейке с удвоенным размером ребер. В этом случае мы также наблюдаем формирование биконтинуальных структур из фуллеренов и растворителя.
Keywords: атомистическая молекулярная динамика, модифицированные фуллерены, высококипящий растворитель, сетки, биконтинуальные структуры.

В.С. Мясниченко, П.М. Ершов, К.Г. Савина, А.Д. Веселов, С.С. Богданов, Н.Ю. Сдобняков
Закономерности структурообразования в биметаллических наночастицах с разной температурой кристаллизации — стр. 568
Abstract: В данной работе исследуются закономерности структурообразования на примере биметаллических наночастиц Au–Ag, Ti–Al, Ti–V. Данные биметаллические наночастицы обладают различным размерным несоответствием и различной температурой кристаллизации. Проведены серии молекулярно-динамических экспериментов, по результатам которых проанализированы конечные конфигурации с наименьшей энергией и получены концентрационные зависимости энергии смешения. Анализ концентрационных зависимостей энергии смешения позволяет прогнозировать составы и размеры биметаллических наночастиц, которые могут проявлять нестабильность, как например для биметаллических наночастиц Ti–V. Асимметричность отдельных концентрационных зависимостей энергии смешения свидетельствуют о специфических структурных превращениях, характерных именно для данного состава и размера. Установлено, что для биметаллических наночастиц Au–Ag, Ti–Al характерна структурная сегрегация, и она активно проявляется при малых концентрациях более легкоплавкого компонента. Конкурирующими фазами в данном случае выступают ГЦК и ГПУ фазы. Кроме того, для средних из рассматриваемых в статье размеров исследована зависимость температуры кристаллизации от состава биметаллических наночастиц.
Keywords: метод молекулярной динамики, потенциал сильной связи, биметаллические наночастицы, структурообразование, температура кристаллизации, энергия смешения, стабильность.

Н.А. Панькин
Изменение структуры нанокластеров титана при термическом воздействии: молекулярно-динамическое моделирование — стр. 580
Abstract: Исследование структуры нанокластеров при различных температурах является актуальной задачей современного материаловедения. Данный факт обусловлен перспективой их применения при создании материалов с уникальными физическими, механическими, химическими и эксплуатационными свойствами. Компьютерное моделирование проводилось методом классической молекулярной динамики в программном комплексе LAMMPS. Для описания межатомного взаимодействия в кластере использовалась модификация многочастичного потенциала Финниса-Синклера. Проведено изучение структуры нанокластеров титана различного размера. Они получены при различных скоростях охлаждения из жидкого состояния. Увеличение скорости охлаждения приводит к формированию субблочной структуры и росту числа атомов с неупорядоченным окружением. Они обусловлены тем, что большие скорости охлаждения препятствуют равновесному протеканию процессов перестройки атомной структуры с формированием дальнего порядка. Областей с икосаэдрической структурой не обнаружено. Показано, что температура кристаллизации и энергия связи уменьшаются при убывании размера нанокластера. Рост скорости охлаждения увеличивает разницу температур точек начала и конца кристаллизации, соответственно. Результаты моделирования свидетельствуют о менее выраженной размерной зависимости температуры кристаллизации – её оценочное значение для макроскопической системы (810К) гораздо ниже значения для массивного титана (1940К).
Keywords: нанокластер, энергия связи, температура кристаллизации, скорость охлаждения, структура, метод молекулярной динамики.

Д.А. Рыжкова, С.Л. Гафнер, Ю.Я. Гафнер
Роль «магических» ГПУ чисел в устойчивости внутреннего строения нанокластеров Ag₈₉ и Ag₁₅₃ — стр. 593
Abstract: В настоящее время серебро активно применяется в микроэлектронике, в основном благодаря своей высокой электро- и теплопроводности. Учет процессов взаимодействия между металлом и световой волной (плазмонные эффекты) дает совершенно новые технические приложения серебра. Эти приложения становятся возможными благодаря сильному взаимодействию между падающим светом и свободными электронами в наноструктурах. К настоящему времени уже стало понятно, что размер, форма и структура наночастиц определяют их плазмонные свойства, в том числе резонансные частоты. Следовательно, подгонкой размера, внешнего вида металлической наноструктуры и ее внутреннего строения, можно управлять светом с очень большой степенью точности. В данной работе методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи TB-SMA (second moment approximation of tight-binding) были изучены границы термической стабильности различной исходной структурной фазы в малых кластерах серебра с числом атомов, соответствующим «магическим» числам ГПУ структуры. Было показано, что характер термически индуцированных структурных переходов в исследуемых группах нанокластеров резко отличается. Данный факт может позволить создать малые кластеры серебра с требуемым внутренним строением.
Keywords: нанокластеры, серебро, компьютерное моделирование, «магические» числа, ГПУ структура, сильная связь.

Д.А. Рыжкова, С.Л. Гафнер, Ю.Я. Гафнер
Устойчивость внутреннего строения нанокластеров Ag₅₅ и Ag₁₄₇ при вариации начальной морфологии — стр. 604
Abstract: В статье методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи TB-SMA (second moment approximation of tight-binding) проводится сравнительный анализ характера термически индуцированных структурных переходов в нанокластерах серебра, число атомов в которых соответствует «магическим» числам икосаэдрической структуры, при вариации их начальной морфологии. Показано, что в случае начальной ГЦК конфигурации формирование Ih модификации происходит либо на этапе предварительной термической релаксации, либо в ходе дальнейшего нагрева. При начальной аморфной морфологии характер структурных переходов претерпевает значительные изменения. Так, например, формирующаяся Ih модификация обладает большей стабильностью в области высоких температур и точка плавления нанокластеров смещается на величину более 100 К. Такой эффект обусловлен более плавным изменением удельной потенциальной энергии нанокластера в сравнении со случаем, когда устойчивая Ih конфигурация формируется при низких температурах. Полученные данные могут быть использованы при процессах создания нанокластеров серебра с требуемым внутренним строением.
Keywords: структурная стабильность, нанокластеры, серебро, компьютерное моделирование, структура, сильная связь.

Н.Ю. Сдобняков, С.С. Богданов, А.Д. Веселов, К.Г. Савина, Н.И. Непша, А.Ю. Колосов, В.С. Мясниченко
Влияние размерного эффекта на закономерности структурообразования в биметаллических наночастицах Au-Co — стр. 612
Abstract: В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи исследовались биметаллические наночастицы Au–Co трёх стехиометрических составов различного размера. Установлены закономерности структурообразования, описаны их характерные особенности. В частности, в составах с 50ат.% и 75ат.% содержанием Au образуются множественные малые ядра локальной икосаэдрической симметрии. Только в составе Co — 25 ат.% Au с увеличением размера частиц преобладают кристаллические фазы. Выявлены составы, в которых внутренняя симметрия наночастицы определена наличием одного икосаэдра, либо сверхструктуры из нескольких икосаэдров. Рассчитаны концентрационные зависимости энергии смешения биметаллической наночастицы Au–Co. Показано, что в определённом диапазоне размеров существуют концентрационные составы, при которых биметаллический наносплав может проявлять нестабильность. С использованием калорических кривых потенциальной части внутренней энергии определены температуры кристаллизации. Установлено, что температура кристаллизации демонстрирует умеренный, либо существенный, в зависимости от состава, рост с увеличением размера биметаллических наночастиц  Au–Co.
Keywords: метод молекулярной динамики, биметаллические наночастицы, кобальт, золото, размерное несоответствие, структурообразование, стабильность, температура кристаллизации, энергия смешения.

Д.Н. Соколов, Н.Ю. Сдобняков, К.Г. Савина, А.Ю. Колосов, В.С. Мясниченко
Новые возможности высокопроизводительных расчетов наносистем с использованием программного обеспечения Metropolis — стр. 624
Abstract: Описана архитектура и программное обеспечение Metropolis для проведения компьютерного моделирования методом Монте-Карло, а также его модификации. В качестве потенциала используется потенциал сильной связи, однако это не исключает возможности использования других модификаций апробированных многочастичных потенциалов. В сравнении с предыдущими программными реализациями метода Монте-Карло данная модификация увеличила скорость расчетов в 700 раз для выбранного размера наночастицы. Представлены данные по сходимости результатов моделирования методом Монте-Карло на примере температуры плавления. Разработанный программный комплекс постоянно апробируется для расчетов различных моно- и многокомпонентных наночастиц и наносистем. Полученные результаты показывают достаточно хорошее согласие с другими численными методами, в первую очередь с молекулярной динамикой, и реальным экспериментом. Дальнейшее развитие программного комплекса и улучшение показателей эффективности его работы планируется с использованием параллелизации вычислений и использование технологии вычислений на графических процессорах CUDA.
Keywords: компьютерный эксперимент, метод Монте-Карло, гибридные методы, наночастицы, интерфейс Metropolis API.

И.В. Чепкасов
Исследование интеркаляции калия в структуру графен / MoS₂ — стр. 639
Abstract: Используя современные расчеты из первых принципов, в данной работе мы систематически изучали интеркаляцию атомов калия в гибридную двухслойную структуру графене/MoS₂. В ходе исследования были определенны концентрации атомов калия при которых энергия формирования является отрицательной. Так в частности при концентрации атомов калия, по отношению к атомам молибдена, не более x=0,43 формирование слоя атомов калия между слоями графен/ MoS₂ является энергетически выгодным. Начиная с концентрации атомов калия x>0,75 наблюдается увеличение расстояние между слоями графен и MoS₂, что в дальнейшем приводит к разрушению структуры. Расчет зарядов показал, что атом калия при небольших концентрациях отдает примерно 0,8–0,85 электрона, 0,35 из которых перетекает на атомы углерода, а 0,4–0,5 перетекает на дисульфид молибдена. Расчёт разность электронных плотностей показал, что связь между слоями графена, дисульфид молибдена и калия имеет ковалентный характер.
Keywords: калий-ионные аккумуляторы, аноды, интеркаляция, дихалькогениды переходных металлов, графен, теория функционала электронной плотности.

4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ — стр. 646

Е.С. Бахвалова, А.В. Быков, Л.Ж. Никошвили, Л.Л. Киви
Влияние природы галогена на адсорбционную способность арилгалогенидов на кластерах палладия — стр. 646
Abstract: В данной работе методом теории функционала плотности проведен расчет энергий адсорбции бензольного кольца на маленьких кластерах Pd⁰ (состоящих из четырех или девяти атомов). Показано, что адсорбция бензола на кластерах палладия ведет к заметному выигрышу системы в энергии: –146 кДж/моль в случае Pd₄ и –117 кДж/моль в случае Pd₉ . Кроме того, для системы Pd₄⚹C₆H₆ рассчитаны энергии адсорбции хлор-, бром- и йоданизола. Показано, что адсорбция йоданизола, характеризующаяся наибольшим выигрышем системы в энергии (–278 кДж/моль), происходит диссоциативно и безактивационно, что принципиально отличает его от хлор- и броманизола. Полученные данные могут использоваться для объяснения различий в поведении катализаторов на основе сверхсшитого полистирола в реакциях кросс-сочетания различных арилгалогенидов c фенилбороновой кислотой, а также того факта, что арилйодиды могут провоцировать образование гомогенных форм палладия.
Keywords: палладий, кластеры, арилгалогениды, кросс-сочетание Сузуки, теория функционала плотности.

Е.А. Богданова, В.М. Скачков, И.М. Гиниятуллин, Д.И. Переверзев, К.В. Нефедова
Получение биокомозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита с оксидами циркония и кремния — стр. 655
Abstract: В статье обсуждается возможность получения упрочненного композиционного материала с пористой структурой на основе наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из раствора. Новый материал получен путем механохимичекого синтеза гидроксиапатита с армирующими добавками диоксида циркония и кремниевой кислоты. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физико-химических методов анализа. Показано влияние качественного и количественного состава композита на протекание процессов спекания, пористость, прочностные характеристики, степень дисперсности и морфологию исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂–15%SiO₂ ·nH₂O–5%ZrO₂ . Композиционный материал обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент.
Keywords: гидроксиапатит, оксид циркония, оксид кремния, композиционные биоматериалы, кристалличность, микротвердость.

Е.А. Богданова, В.М. Скачков
Перспективные композиционные материалы на основе наноразмерного апатита со связующим агентом – желатин — стр. 664
Abstract: Порошки наноразмерных гидроксиапатита и фторапатита синтезированы методом осаждения из растворов. В качестве связующего вещества использован пищевой желатин. Такая композиция имеет высокую адгезию на материалах различной природы и пористости. Получены также пористые пленки и гранулы с развитой удельной поверхностью. Рассмотрены их микроструктуры. Изучена возможность  использования коллоидной суспензии и водной суспензии кристаллического апатита в сочетании с раствором желатина в качестве биоактивного материала, как для создания покрытий, так и получения гранул. Установлено, что использование порошка апатита совместно с желатином позволяет существенно сократить сроки формирования биоактивного покрытия и значительно повысить его адгезионную прочность. Сопоставлены получаемые гранулы апатита по размерам в зависимости от концентрации желатина в водном растворе. На разработанные биоактивные покрытия и гранулированный материал на основе наноразмерного апатита со связующим агентом поданы заявки на патент.
Keywords: гидроксиапатит, фторапатит, желатин, коллаген, биоматериал, биоактивные покрытия, адгезия, гранулы.

Д.А. Зерница, В.Г. Шепелевич
Исследование структуры и свойств бессвинцовых быстрозатвердевших сплавов на основе цинка при термической обработке — стр. 672
Abstract: Представлены результаты исследований влияния сверхвысоких скоростей охлаждения расплава, равных не менее 10⁵ К/с, на свойства быстрозатвердевших сплавов системы Zn–Sn. Верхняя область фольги, контактирующая с кристаллизатором в процессе затвердевания, имела дисперсные частицы второй фазы, и по мере удаления от верхних слоёв размеры частиц укрупнялись. При комнатной температуре протекает распад пересыщенного твёрдого раствора с выделением дисперсных частиц. Дополнительная термическая обработка приводит к укрупнению частиц второй фазы, и способствует снижению микротвёрдости. Быстрозатвердевшие фольги с максимальной концентрацией цинка характеризуются наличием текстуры (0001) , которая по мере увеличения содержания олова в цинке ослабляется, и при легировании выше 20 мас. % Sn происходит перестройка на текстуру (1010). Термическая обработка до 160°С не приводит к изменению текстуры.
Keywords: высокоскоростное затвердевание, бессвинцовые припои, сплав , Zn–Sn микротвёрдость, элементарная ячейка, изохронный отжиг, распад, твёрдый раствор.

Д.В. Иванов, В.А. Анофриев, В.А. Кошелев, А.С. Антонов, С.А. Васильев, Н.Ю. Сдобняков
Моделирование послойного роста фрактальных металлических пленок Pt-Rh — стр. 682
Abstract: В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи проведено моделирование процесса молекулярно-лучевой эпитаксии с целью определения закономерностей при формировании фрактальных металлических пленок платины на поверхности родия. Установлена возможность формирования фрактальных структур как в островковых пленках платины на поверхности родия, так и в сплошной пленке. Установлены параметры компьютерного эксперимента, определяющие переход от отдельных островковых пленок к сплошной пленке в указанной системе. С использованием различных программных продуктов Gwyddion и Image Analysis, а также собственной разработки FractalSurface проанализирован диапазон изменения фрактальной размерности при различных условиях молекулярно-динамического эксперимента методом подсчета кубов. Полученные значения фрактальной размерности в целом находятся в приемлемом согласии между собой, однако существует ряд исключений, которые обсуждаются более подробно. Сравнительный анализ получаемых результатов позволяет формулировать рекомендации для методики создания, корректировки и прецизионного контроля при «выращивании» структур с заданной морфологией поверхности
Keywords: молекулярно-лучевая эпитаксия, молекулярно-динамическое моделирование, потенциал сильной связи, фрактальная размерность, метод подсчета кубов, платина, родий, программное обеспечение по обработке изображений.

Ю.Ф. Иванов, Ю.А. Абзаев, А.А. Клопотов, Н.А. Прокопенко, О.С. Толкачев, П.Ю. Никитин, В.В. Шугуров, А.Д. Тересов, М.С. Петюкевич
Особенности cтруктурно-фазового состояния пленки на основе высокоэнтропийного сплава AlNbTiZrСu, синтизированной путем осаждения многоэлементной металлической плазмы — стр. 693
Abstract: В данной работе приведены результаты структурных исследований пленок толщиной до 5 мкм высокоэнтропийных сплавов системы AlNbTiZrCu . Пленки были синтезированы на металлических и металлокерамических подложках путем осаждения многоэлементной металлической плазмы, созданной электродуговым плазменно ассистированным одновременным независимым распылением нескольких катодов. Показано, что пленки являются слоистым материалом и имеют аморфно-кристаллическую структуру. Установлено, что облучение пленок импульсным электронным пучком (18 кэВ, 20 Дж/см², 50 мкс, 3 имп., 0,3 с^-1) сопровождается кристаллизацией материала. Показано, что в полученных пленках доминирует соединение состава AlNbTiZr с параметром решетки 0,32344 нм. На основе теоретических расчетов получены структурные данные кристаллической решетки AlTi_0,86Zr_0,95Nb и определены механические и термодинамические характеристики этого соединения.
Keywords: высокоэнтропийный сплав, плазма газового разряда низкого давления, система «пленка/подложка», импульсный электронный пучок, фазовый состав, структура.

Н.А. Клычков, В.В. Симаков, И.В. Синёв, Д.А. Тимошенко
Динамика отклика сенсора на основе наноструктурированного слоя диоксида олова при воздействии паров изопропанола — стр. 708
Abstract: C помощью золь-гель технологии синтезированы наноструктурированные газочувствительные пленки диоксида олова. Исследовано влияние температуры на проводимость сенсора в атмосфере очищенного воздуха, на величину отклика сенсора при воздействии паров изопропанола различной концентрации. На температурной зависимости проводимости плёнки диоксида олова в атмосфере чистого воздуха наблюдается локальный минимум. Уменьшение проводимости с ростом температуры в диапазоне 300…350оС может быть связано с диссоциацией молекулярной формы адсорбированного кислорода. При температурах выше 350°С проводимость возрастает из-за десорбции атомарной формы адсорбированного кислорода с поверхности газочувствительного слоя диоксида олова. Обнаружено, что наибольший отклик к газовым пробам достигается при рабочей температуре сенсора порядка 350°С. Предполагается, что это обусловлено наличием на поверхности атомарной формы хемосорбированного кислорода. Проведен анализ концентрационных и температурных зависимостей времени отклика сенсора при воздействии паров изопропанола. Время отклика сенсора монотонно уменьшается с повышением содержания примеси в газовых пробах, по-видимому, из-за увеличения скорости адсорбции частиц примеси из газовой фазы на поверхность газочувствительного слоя. Установлено, что зависимость времени отклика от рабочей температуры имеет аррениусовский вид, что может быть связано с термоактивированными адсорбционно-десорбционными и гетерогенными химическими процессами на поверхности активного слоя сенсора.
Keywords: золь-гель метод, наноструктурированные пленки, диоксид олова, время отклика сенсора газа.

А.И. Ковтун, А.Г. Мисюра
Физико-химические свойства нанокомпозитного гидрогелевого покрытия на текстильном носителе для лечения ран — стр. 717
Abstract: Нанотехнологии с использованием биополимеров находят широкое применение в биомедицинских приложениях. В данной работе разработаны нанокомпозитные гидрогели на основе природных (хитозан, карбоксиметилцеллюлоза) и синтетических (поливиниловый спирт) полимеров с наночастицами серебра для нанесения на текстильный носитель. В качестве сшивающих реагентов при создании гидрогелей использовали диальдегид карбоксиметилцеллюлозы и борную кислоту. Были определены физико-химические свойства (сорбционная способность при одностороннем контакте с модельной средой, степень набухания, паропроницаемость, капиллярность) гидрогелевых покрытий на текстильном носителе, и кинетика выхода лекарственных веществ (лидокаин, диоксидин), включенных в состав гидрогелей. Показано, что материалы с двухслойным покрытием характеризуются более высокими сорбционными свойствами по отношению к физиологическому раствору и более длительным выходом лекарственных средств, чем материалы с однослойным покрытием. Выход лекарственных веществ из двухслойных покрытий происходит в два этапа с максимальным высвобождением в течение двух суток. Полученные текстильные материалы с пленочным нанокомпозитным гидрогелевым покрытием могут найти применение в качестве перевязочных средств при лечении ран.
Keywords: гидрогель, наночастицы серебра, текстиль, хитозан, поливиниловый спирт, диальдегид карбоксиметилцеллюлозы, кинетика выхода лекарственных веществ, перевязочное средство, лечение ран.

Э.Д. Курбанова, Р.М. Белякова, В.А. Полухин
Специфика структуры эффективных мембранных сплавов на основе ниобия, ванадия и циркония — стр. 728
Abstract: Аморфные, нанокристаллические мембранные сплавы на основе элементов V группы с уникальными механическими и функциональными свойствами и с матричной дуплексной микроструктурой активно способствуют развитию водородной энергетики. Имеются еще не вполне разрешенные проблемы для этих новых сплавов – их низкая термическая стабильность, недосточная механическая прочность (пластичность, твердость), а также охрупчивание интерметаллидное и гидридное. Для эффективного применения разрабатываются сплавы с тройным составом – в которые помимо элементов V группы входят и легирующие металлы никель и титан. Получают не только аморфные и нанокристаллические сплавы, применимые в электронике и электроэнергетике, а также мембранные сплавы с дуплексной матричной структурой, объединяющей аморфные, так нано- и квазикристаллические дендритно упрочняющие фазы, как упрочняющие аморфную матрицу. В специализируемых мембранных тройных сплавах формируются соединения NiTi и NiTi₂ , стабилизирующие и предохраняющие нано- и кристаллические мембраны от хрупкого разрушения. Установлено, что интенсивное образование гидридов в этих альтернативных мембранных сплавах столь же не желательно, как и для традиционных сплавов на основе палладия. Рассматриваемые сплавы действительно позволяют получить газообразный водород высокой чистоты с применением новых составов взамен дорогостоящих мембран на основе сплавов Pd–Au / Ag /Cu.
Keywords: аморфные и нанокристаллические сплавы, никель, титан, цирконий, ниобий, структуризация, мембранное разделение газов, очистка водорода, растворимость, проницаемость водорода, аккумуляция, термостабильность, хрупкость, кристаллизация, моделирование, диффузия, нанофазы, гидриды Me–H, охрупчивание, дуплексная матричная микроструктура.

О.В. Малышкина, Г.С. Шишков, А.И. Иванова
Оптимизация технологии получения композита на основе феррита бария и титаната бария — стр. 740
Abstract: В работе показано, что в результате спекания образцов композита титанат бария (80 объемных %) – феррит бария (20 объемных %) в фарфоровом тигле при температуре 1300°С возникает эвтектика. В результате сравнения свойств образцов, полученных при различных температурах спекания, установлено, что оптимальные свойства имеют образцы, спеченные при 1250°С. Проведено сравнение структуры и диэлектрических свойств образцов керамики титаната бария и композита титанат бария (80 объемных %) – феррит бария ( 20 объемных %), спеченных при температуре 1250°С. Показано, что добавление в состав титаната бария 20 % феррита бария повышает значение диэлектрической проницаемости, пироэлектрического коэффициента и пьезоэлектрического модуля d₃₃ композита в 1,5–2 раза по сравнению с керамикой титаната бария, тогда как значение пьезоэлектрического модуля d₃₁ остается без изменения. Введение в состав керамики титаната бария 20 % феррита бария достаточно для того, чтобы полученный композит имел магнитные характеристики, соответствующий чистому ферриту бария.
Keywords: мультиферроик, феррит бария, титанат бария, магнито- электрический композит, структура пьезоэлектрической керамики.

С.М. Маслобоева
Анализ методов синтеза легированной бором шихты ниобата лития, используемой для выращивания монокристаллов — стр. 750
Abstract: Проведен анализ известных методов синтеза шихты ниобата лития, легированной бором, которая используется при выращивании монокристаллов высокого оптического качества методом Чохральского. Установлено, что способ гомогенного легирования (шихта получается из прекурсора Nb₂O₅ : B и Li₂CO₃) по сравнению с твердофазным (шихта получается из смеси Li₂CO₃ : Nb₂O₅ : H₃BO₃) позволяет выращивать кристаллы LiNbO₃ : B с более однородным распределением в них примеси бора, а также в объеме расплава, при этом упрощаются технологические режимы, устанавливаемые при росте кристаллов. В работе впервые рассмотрен жидкофазный метод синтеза шихты, исключающий стадию прокалки гомогенизированной смеси пентаоксида ниобия и карбоната лития. Результаты имеют важное значение при выборе технологии выращивания легированных бором монокристаллов ниобата лития для конкретных областей техники
Keywords: ниобат лития, синтез шихты, монокристалл, легирование, бор, оптическое качество.

А.А. Пономарева, В.Е. Ситникова, К.А. Цой
Создание каталитических покрытий золь-гель методом для увеличения экологических показателей интерметаллидных пористых горелок — стр. 760
Abstract: Экологические параметры энергетического оборудования важны с точки зрения минимизации негативного воздействия на окружающую среду. Интерметаллидные инфракрасные пористые беспламенные горелки являются новым поколением горелочных устройств с улучшенными характеристиками. Газовые горелки относятся к наиболее эффективным устройствам прямого преобразования теплоты горения в энергию инфракрасного излучения. Несмотря на улучшенные по сравнению с традиционными горелками экологические характеристики инфракрасных пористых горелок, при работе они могут выделять нежелательные и опасные продукты горения газовых смесей (или других топлив), особенно при переходных и высокомощных режимах. В этой работе были получены каталитические покрытия оксидных систем на основе церия с небольшим добавлением оксидов кремния. Осаждение каталитического материала на пористые интерметаллидные подложки фиксировалось с применением весового метода, оптической системы анализа и сканирующей электронной микроскопии, а изучение химической структуры – с помощью ИК-спектроскопии. Выявлено равномерное распределение покрытия по поверхности подложки и соответствие ИК-пиков химическому составу синтезированных систем.
Keywords: каталитические покрытия, металлооксидные структуры, пористые горелки, золь-гель технология, инфракрасная спектроскопия.

Т.И. Правильникова, О.А. Голованова
Осаждение фосфатов кальция из модельного раствора плазмы крови на стали марки 12Х18Н10Т — стр. 769
Abstract: В работе представлено исследование процессов осаждения минерально- органических образований в модельном растворе плазмы крови в присутствии добавок альбумина, глицина, глюкозы, глутаминовой и молочной кислот. Методом рентгенофлуоресцентного анализа изучен фазовый состав образцов. Для измерения площади покрытия образца модифицированным фосфатом кальция были сделаны фотографии. На фотографиях были выделены области покрытия твердой фазой и с помощью программы ToupView произведен расчет степени покрытия образцов стали. Осаждение кристаллической фазы происходит на всех исследуемых образцах. Отличия заключаются в распределении кристаллов по поверхности пластины. Добавка альбумин ингибирует процесс осаждения гидроксилапатита на исследуемых образцах. Показано, что добавки глюкозы, глутаминовой и молочной кислот катализируют процесс осаждения гидроксилапатита на поверхности стального образца. В процентном соотношении, от общей площади фотографии, наибольшее количество осажденного порошка гидроксилапатита наблюдается у образцов с добавлением глюкозы.
Keywords: минерально-органические образования, плазма крови, кальцификаты, кристаллизация, гидроксилапатит, осаждение, сталь марки 12X18H10T.

Е.В. Ракша, В.А. Глазунова, О.Н. Осколкова, П.В. Сухов, Г.К. Волкова, А.А. Давыдова, Ю.В. Берестнева, М.В. Савоськин
Углеродные наночастицы на основе терморасширенного графита: влияние способа получения ТРГ на морфологию частиц — стр. 777
Abstract: В работе представлены результаты исследования морфологии углеродных наночастиц, образующихся при жидкофазном расслоении терморасширенного графита в трет-бутаноле. Используемый в работе терморасширенный графит получен путем термического расширения соинтеркалата нитрата графита с уксусной и муравьиной кислотами в режиме термоудара при 500°С и 900°С. Исходный соинтеркалант по данным рентгенофазового анализа представляет собой смесь соединений II-й и IV-й стадий интеркалирования. Методом просвечивающей электронной микроскопии установлено, что дисперсии углеродных наночастиц, образующиеся при расслоении терморасширенного графита в трет-бутаноле под действием ультразвука, содержат в основном малослойные графены, планарные размеры которых достигают 8 мкм. Обсуждается влияние условий получения терморасширенного графита на морфологию образующихся углеродных наночастиц. Дисперсии на основе терморасширенного графита, полученного при более низкой температуре, помимо малослойных графенов содержат также значительное количество аморфных углеродных частиц с планарными размерами до 100 нм.
Keywords: малослойные графены, жидкофазное расслоение, нитрат графита, соинтеркалирование.

В.М. Скачков
Изменение свойств диффузионно-твердеющего припоя от состава жидкометаллической компоненты — стр. 788
Abstract: В статье обсуждается изменение свойств диффузионно-твердеющего припоя в зависимости от состава жидкометаллической компоненты на основе легкоплавких сплавов галлия: галлий-олово, галлий-индий-олово и галлий-олово-цинк при взаимодействии с порошком сплава медь-олово (ПМОСФ5) подвергнутых низкотемпературной (125°С) и высокотемпературной (500°С) термической обработке. Механические свойства оценены измерением микротвердости, а термические исследованы методом дифференциально-термического анализа. Термическая обработка при высоких температурах способствует переходу припоя в равновесное состояние, при этом происходит значительное увеличение твердости. По графикам дифференциально-термического анализа рассчитаны экзотермические эффекты. Методом рентгенофазового анализа определены образующиеся в результате диффузионного твердения фазы. Показано, что при различных температурах обработки образуются разные фазы – наноразмерные интерметаллические соединения. Экспериментально доказано улучшение механических свойств диффузионно-твердеющего припоя при наличии цинка растворенного в галлиевом жидком сплаве.
Keywords: композиционные диффузионно-твердеющие припои, экзотермические эффекты, свойства, микротвердость, дифференциально-термический анализ, рентгенофазовый анализ.

Д.А. Тимошенко, И.В. Синёв, В.В. Симаков, Н.А. Клычков
Распознавание газовоздушных смесей с помощью одиночного сенсора газа на основе нитевидных нанокристаллов диоксида олова — стр. 796
Abstract: Нитевидные нанокристаллы диоксида олова были выращены методом физического осаждения из паровой фазы и перенесены на контактную систему методом замороженной капли. Полученные сенсоры обладают газочувствительностью, воздействие паров газов-восстановителей приводит к увеличению их проводимости. Показано, что существует долговременный дрейф проводимости сенсора при воздействии пробы. Исследована концентрационная зависимость чувствительности сенсора к парам этанола, ацетона и пропанол-2 при температуре 300°С. На основе анализа концентрационных зависимостей проводимости рассчитаны энергии десорбции частиц, а также положения донорных уровней, индуцированных при адсорбции газов-восстановителей, относительно акцепторного уровня кислорода. Показано, что рассчитанные параметры имеют существенно меньший по сравнению с проводимостью временной дрейф. Использование указанных параметров позволяет распознавать газовоздушные смеси, т.е. однозначно отнести одну из трех исследованных проб к её классу.
Keywords: нитевидные нанокристаллы, диоксид олова, распознавание газов, полупроводниковый сенсор газа, газочувствительность.

А.И. Фомин, Н.А. Панькин
Фазовый состав, субструктура и остаточные макронапряжения в поверхностном слое полученного методом электроконтактной приварки ленты — стр. 802
Abstract: Методами рентгенографии и электронной микроскопии исследован поверхностный слой чугуна   ВЧ50–2 после его обработки электроконтактной приваркой. В качестве присадочного материала использовалась лента из стали 50ХФА. Применялись технологии обработки с созданием промежуточного слоя из никелевого порошка ПГН-12Н-01 и без него. Получены результаты о фазовом составе, субструктуре и остаточных напряжениях. Исследуемая система состоит из фаз α–Fe и γ–Fe. Параметры субструктуры (микродеформации и измельчение блоков) имеют одинаковые значения для различных режимов электроконтактной приварки. Остаточные напряжения носят растягивающий характер и уменьшаются при создании промежуточного слоя из никелевого порошкового материала. Основной механизм их образования – термические воздействия на материал, обрабатываемый электроконтактной приваркой. Установлено, что после электроконтактной приварки ленты могут образовываться трещины, их ориентация преимущественно параллельно обрабатываемой поверхности обусловлена наличием большого градиента температур.
Keywords: электроконтактная приварка, фазовый состав, микродеформации, размер субблоков, макронапряжения.

5. НАНОХИМИЯ — стр. 809

С.А. Бибанаева, В.М. Скачков
Влияние металлических добавок на конверсию гематита при переработке бокситов методом Байера — стр. 809
Abstract: Работа посвящена изучению влияния моно- и сложносоставных металлических добавок на процесс переработки бокситов гидрощелочным способом. Изучен химический качественный и количественный состав, морфология красных шламов (КШ) полученных в условиях автоклавного высокотемпературного выщелачивания. Проведены рентгенофазовые исследования, направленные на определение состава и структуры соединений в красном шламе. Показана перспективность метода автоклавного выщелачивания трудновскрываемых бокситов с одновременным извлечением глинозема и конверсии гематита в магнетит газообразным водородом. Установлено, что способ позволяет переработку бокситов с высокой степенью извлечения глинозема и позволяет получать красные шламы с различным содержанием магнитной фракции и низким содержанием натрия. Полученный магнетизированный красный шлам пригоден для переработки с помощью магнитной сепарации и делает перспективным сырьем для черной металлургии. Определена зависимость степени конверсии гематита в магнетит от вида восстанавливающего агента. По результатам исследований был получен патент на изобретение.
Keywords: выщелачивание бокситов, восстановление железа, процесс Байера, красный шлам, гематит, магнетит.

И.Е. Глазов, В.К. Крутько, Р.А. Власов, О.Н. Мусская, Л.В. Кульбицкая, А.И. Кулак
Осаждение гибридных нанокомпозитов гидроксиапатит / аутофибрин в слабощелочной среде — стр. 818
Abstract: Синтезированы гибридные нанокомпозиты на основе гидроксиапатита и аутофибрина в форме фибринового сгустка либо цитратной плазмы путем осаждения при pH 9. «Мягкие» условия осаждения и быстрое выделение нанокомпозитов способствовали сохранению биополимерной матрицы аутофибрина. Дестабилизация дополнительной фазы аморфного фосфата кальция с образованием стехиометрического гидроксиапатита обусловлена влиянием макромолекул фибрина. Формирование кальцийдефицитного гидроксиапатита с x≈0,1 и Ca/P 1,65 происходило в среде цитратной плазмы, который после 800°С превращался в смесь гидроксиапатит / β трикальцийфосфат. Синтез композитов на основе биомиметического апатита осуществляли при добавлении 30 об.% модельного раствора Simulated Body Fluid (SBF). Влияние ионов Mg²⁺, CO₃^2-, входящих в состав SBF, способствовало стабилизации аморфного фосфата кальция и образованию карбонатзамещенного гидроксиапатита, устойчивого к термическим превращениям до 800°С. Совокупное влияние аутофибрина и ионов введенного SBF позволило управлять составом минеральной составляющей гибридных нанокомпозитов без разрушения биополимерной матрицы.
Keywords: гибридный нанокомпозит, гидроксиапатит, фибрин, цитратная плазма, аморфный фосфат кальция, кальцийдефицитный гидроксиапатит, карбонат- гидроксиапатит.

О.А. Голованова
Синтез и свойства Sr-содержащего трикальцийфосфата — стр. 829
Abstract: Sr -замещенный трикальцийфосфат был получен методом осаждения из водных растворов. Синтетические твердые фазы исследовали с помощью рентгеннофазового анализа, ИК-Фурье спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионного анализа. Надосадочная жидкость была исследована на наличие ионов Ca²⁺ и PO₄^3- для вычисления Са/Р соотношения. Выявлено, что ионы стронция входят в состав трикальцийфосфата, однако не изменяют его фазовый состав. Добавление ионов стронция в исходный раствор способствует уменьшению размеров кристаллитов и увеличению их пористости. Данные по энергодисперсионному анализу подтвердили, что ионы стронция входят в состав образцов ТКФ. Но при увеличении их концентрации, полного замещения ионов кальция на ионы стронция в структуре ТКФ не происходит. При изучении биорезорбируемости полученных образцов с помощью прямой потенциометрии установлено, что образцы, содержащие ионы стронция в своем составе, имеют меньшее значение скорости резорбции. При этом, наибольшие значения скорости растворения фиксируются в кислых средах.
Keywords: кристаллизация, фосфаты кальция, замещенный трикальцийфосфат, стронций, биорезорбируемость.

Ю.А. Губарев, Н.Ш. Лебедева, М.О. Тонкушина, И.Д. Гагарин, А.Я. Голуб, А.А. Остроушко
Взаимодействие нанокластерного железосодержащего полиоксометаллата с доксорубицином — стр. 841
Abstract: Актуальной проблемой в области адресной доставки лекарственных веществ являются аспекты, относящиеся к транспорту высокотоксичных препаратов, обладающих нежелательными побочными эффектами, в частности противоопухолевых. Были рассчитаны термодинамические параметры комплексообразования нанокластерного полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀}, перспективного в качестве средства адресной доставки лекарств, и широко применяемого в клинической практике цитостатика–доксорубицина. Взаимодействие доксорубицина {Mo₇₂Fe₃₀} сопровождалось экзотермическим эффектом, что говорит об энергетически выгодном образовании комплекса. Кинетика процесса высвобождения доксорубицина из комплекса в буферном растворе с pH , соответствующим значению pH крови, была изучена методом люминесцентной спектроскопии. Были определены константы скорости процессов деструкции {Mo₇₂Fe₃₀} в комплексе, сопровождающейся высвобождением доксорубицина, и дальнейшего комплексообразования высвободившегося доксорубицина с продуктами распада {Mo₇₂Fe₃₀}. В будущем возможно управление скоростью высвобождения доксорубицина путем дополнительной стабилизации {Mo₇₂Fe₃₀} , например, путем его ассоциации с альбумином.
Keywords: нанокластерные полиоксометаллаты, доксорубицин, комплексообразование, адресная доставка, наночастицы, константа скорости, термодинамические параметры.

Н.А. Клычков, В.В. Симаков, И.В. Синёв, Д.А. Тимошенко
Мультипараметрическое распознавание паров органических веществ с помощью сенсора газа на основе наноструктурированной пленки диоксида олова — стр. 852
Abstract: Исследовано влияние паров органических веществ (изопропанола, этанола и ацетона) различной концентрации на отклик сенсоров газа на основе наноструктурированных пленок диоксида олова, синтезированных золь-гель методом. Экспериментально установлено, что напуск газовых проб, содержащих пары органических веществ, приводит к увеличению проводимости наноструктурированных пленок диоксида олова. В области высоких концентраций (более 50% от насыщенного пара) концентрационная зависимость проводимости имеет тенденцию к насыщению. Показана возможность распознавания сорта примесного газа с помощью статистической обработки отклика только одного сенсора при различных концентрациях анализируемой пробы. Определено положение поверхностного донорного уровня примесного газа относительно акцепторного уровня кислорода и теплота десорбции частиц исследуемых газов. Предложен новый метод мультипараметрического распознавания газовых смесей, основанный на использование в качестве признаков классификации физико-химических параметров анализируемых газов, не зависящих от их концентрации.Установлено, что предложенный метод мультипараметрического распознавания газовых смесей имеет более высокую надежность по сравнению со стандартными методами, основанными на анализе отклика сенсоров газа.
Keywords: сенсор газа, золь-гель метод, предварительная обработка сигнала, параметры адсорбционных центров, мультипараметрическое распознавание газовых смесей.

В.К. Крутько, А.Е. Дорошенко, О.Н. Мусская, С.М. Рабчинский, А.И. Кулак
Формирование апатитов на электроосажденных кальцийфосфатах в системах Ca(NO₃)₂ / NH₄H₂PO₄ и CаCO₃ / Ca(H₂PO₄)₂ — стр. 860
Abstract: Методом электрохимического осаждения на титановых пластинах при комнатной температуре в двухэлектродной ячейке при постоянной плотности тока 30 мА/см2 и времени осаждения 10 мин получены кальцийфосфатные покрытия: брушитные в системе Ca(NO₃)₂/NH₄H₂PO₄ при pH = 4  и композитные (брушит/кальцит/апатит) в системе CaCO₃/Ca(H₂PO₄)₂ при pH = 5. Выдерживанием кальцийфосфатных покрытий обоих типов в модельном растворе SBF в течение 1 месяца определяли апатитообразующую способность (биоактивность). Новообразованный аморфизированный апатитовый слой после термообработки при 800°С кристаллизовался в β –трикальцийфосфат/гидроксиапатит на брушитных покрытиях и в гидроксиапатит на композитных покрытиях за счет присутствия кальцита, карбонат-ионы которого являются инициаторами образования гидроксиапатита, а также апатитных наночастиц в исходном покрытии. Полученные кальцийфосфатные покрытия перспективны в качестве биопокрытий повышающих остеоинтеграцию металлических имплантатов.
Keywords: кальцийфосфатные покрытия, брушит, кальцит, модельный раствор SBF, аморфизированный апатит, гидроксиапатит.

В.К. Крутько, Л.Ю. Маслова, О.Н. Мусская, Т.В. Сафронова, А.И. Кулак
Модифицирование кальцийфосфатной пенокерамики биоапатитом в среде SBF — стр. 870
Abstract: Получена многофазная кальцийфосфатная пенокерамика, представленная β -трикальцийфосфатом (65%) и β -пирофосфатом кальция ( 25 %), включающая гидроксиапатит (5 %) и α -трикальцийфосфат (5 %), пористостью 60 – 64 % со сквозной архитектурой пенополиуретана. Нанесение слоя гидроксиапатита приводило к увеличению содержания гидроксиапатита до 25 %,  α-трикальцийфосфата до 40 %, и повышению статической прочности до 0,03 МПа при снижении пористости до 49 %. Нанесение второго слоя гидроксиапатита способствовало повышению содержания гидроксиапатита до 40 %, статическая прочность достигала 0,05 МПа при пористости 40 %. Формирование биоапатита в виде слоя «пеносфер» размером от 2 до 10 мкм происходило в процессе модифицирования всех видов пенокерамики в растворе SBF в течение 21 – 28 суток. Модифицированная кальцийфосфатная пенокерамика, обогащенная α -трикальцийфосфатом и гидроксиапатитом, характеризовалась максимальной статической прочностью 0,08 МПа при пористости 38%.
Keywords: кальцийфосфатная пенокерамика, гидроксиапатит, пенополиуретан, трикальцийфосфат, SBF (Simulated body fluid), биоапатит.

Т.В. Крюков, М.А. Феофанова, М.И. Скобин, А.И. Иванова
Синтез и физико-химическое исследование металлокомплекса церия и цефазолина — стр. 881
Abstract: В данной работе коллективом авторов путём взаимодействия водных растворов хлорида трёхвалентного церия и натриевой соли цефазолина получено и выделено в твердом виде металлокомплексное соединение. Его элементный состав установлен с помощью метода рентгеноспектрального электронно-зондового анализа, описаны термические характеристики данного соединения, температура его разложения, состав и способ координации внутренней сферы данного металлокомплекса был уточнен методами термогравиметрии, и дифференциальной сканирующей калориметрии и методом ИК-спектроскопии. На основании полученных данных установлено, что внутренняя сфера металллокомплекса содержит в своем составе три молекулы цефазолина и три молекулы внутрисферной воды. Состав внутренней сферы отвечает брутто-формуле  [CeCzl₃(H₂O)₃]. На основании данных ИК-спектроскопии сделаны выводы о координации цефазолина к центральному иону через амидную и карбоксильную группы.
Keywords: координационные соединения редкоземельных элементов, цефазолин, комплексы цефазолина, цефалоспорины.

Ю.А. Малкандуев, А.А. Кокоева, А.Т. Джалилов
Полимеризация при взаимодействии α-галоидакриловых кислот с третичными аминами — стр. 890
Abstract: Приведены результаты самопроизвольной полимеризации α-хлоракриловой и α -бромакриловой кислот с третичными аминами при невысокой температуре. В результате самопроизвольной полимеризации при взаимодействии α -галоидакриловых кислот с третичными аминами образуются полимеры, содержащие четвертичные аммониевые группы. С целью подтверждения данного предположения были проведены ЯМР- и ИК-спектроскопические исследования продуктов самопроизвольной полимеризации. Показано, что сопутствующая реакция кватернизации, спонтанной полимеризации, имеет место как в смеси реагентов, так и в присутствии растворителя, т.е. и при смешении непредельного амина и галоидного алкила. Изучены кинетические закономерности реакции полимеризации и показано, что реакция кватернизации, являющаяся лимитирующей стадией процесса самопроизвольной полимеризации, протекает по S_N2–механизму. Описываются первые попытки получения новых нанокомпозиционных материалов на основе синтезированных сополимеров и модифицированного монтмориллонита. Анализ литературных данных показывает, что особенности получения нанокомпозитов на основе Na⁺ –монтмориллонита и водорастворимых сополимеров ранее не изучались.
Keywords: полиэлектролиты, хлоракриловая кислота, бромакриловая кислота, самопроизвольная полимеризация, кинетика полимеризации, четвертичные аммониевые соли, накомпозит.

И.С. Медянкина, В.М. Скачков, Л.А. Пасечник
Кинетика гидрохимического фторирования кремнийсодержащих отходов титаномагнетитовых руд — стр. 900
Abstract: Предложен способ получения высокодисперсного аморфного кремнезема из отходов обогащения низкотитанистых ванадий содержащих титаномагнетитов АО «ЕВРАЗ Качканарский ГОК» – хвостов мокрой магнитной сепарации. Применение раствора гидрофторида аммония (NH₄HF₂) позволяет практически селективно извлечь кремний в раствор в виде гексафторосиликата аммония. Степень извлечения кремния раствором 1,0–2,5мас.% NH₄HF₂ за 6 часов составляет 46%. Диффузионный процесс выщелачивания кремния из ХММС описывается кинетическим уравнением 1–(1–α)^1/3=0,0043·exp(–5230/RT)·τ. Аморфный кремнезем SiO₂ , полученный золь-гель методом из фторидного кремнийсодержащего раствора, имеет высокоразвитую поверхность S_red=320 м2/г, рассчитанный из средней плотности «белой сажи» размер частиц составляет d_med=10 нм. Увеличение концентрации NH₄HF₂ до 20 мас.% приводит к повышению растворимости кремния, а также других компонентов хвостов мокрой магнитной сепарации, которые являются нежелательными примесями в конечном продукте SiO₂. В целом показана перспективность гидрохимического выщелачивания кремнийсодержащих промышленных отходов – хвостов мокрой магнитной сепарации слабыми растворами гидрофторида аммония для синтеза чистого аморфного SiO₂.
Keywords: хвосты мокрой магнитной сепарации, аморфный кремнезем, гидрофторид аммония, фторирование, кинетика процесса.

С.С. Налимова, З.В. Шомахов, К.Н. Пунегова, А.А. Рябко, А.И. Максимов
Синтез и исследование газочувствительных наноструктур системы Zn–Sn–O — стр. 910
Abstract: Наностержни оксида цинка синтезированы гидротермальным методом. Проведена обработка полученных образцов в водно-спиртовом растворе станната калия и мочевины при 170°С в течение 30 и 60 минут. В результате получены наноструктуры Zn–Sn–O. Химический состав поверхности образцов ZnO и Zn–Sn–O исследован с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Проанализирована их чувствительность к парам изопропилового спирта (1000 мд) при температурах 120°С, 180°С, 250 °С. Показано перераспределение электронной плотности при формировании композитных наноструктур Zn–Sn–O, проявляющееся в химическом сдвиге пиков O1s и Zn2p. Это свидетельствует о перестроении химических связей при замещении атомов цинка оловом. Обнаружено, что чувствительность композитных структур к парам изопропилового спирта значительно превышает чувствительность ZnO во всем исследуемом температурном диапазоне. Улучшение газочувствительных свойств связано с наличием в образцах системы Zn–Sn–O поверхностных центров различного типа, принимающих участие в адсорбции и окислении изопропилового спирта.
Keywords: оксид цинка, станнат цинка, газовые сенсоры, наностержни, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

Д.А. Роженцев, Р.Р. Мансуров, Н.К. Ткачев, О.В. Русских, А.А. Остроушко
Каталитические свойства в гетерогенной реакции фентона поверхности нанопористого железа, полученного посредством электрохимического деаллоинга в расплавленных хлоридных смесях — стр. 919
Abstract: Исследованы образцы частично окисленного микро- и нанопористого железа, полученного методом высокотемпературного деаллоинга железо-марганцевого сплава в солевом расплаве. При помощи электронной микроскопии получены данные о морфологии образцов и составе их поверхности, установлено, что уже после отмывки при комнатной температуре на воздухе образовались оксидные фазы железа в виде вискеров толщиной порядка 10 нм. В ходе получения образцов достигалось количественное удаление марганца из исходного сплава. Оценена каталитическая активность полученных образцов в гетерогенной реакции Фентона по окислению красителя метилового оранжевого пероксидом водорода. На первом этапе протекания реакции, описываемой уравнением реакции первого порядка, ее скорость определялась наиболее активной расходуемой частью образцов, далее реакция переходила в стационарный режим. Более высокой каталитической активностью обладали нанопористые образцы.
Keywords: нанопористое железо, деаллоинг, вискеры оксидов железа, каталитическая активность, реакция Фентона.

А.М. Хараев, Р.Ч. Бажева
Исследование релаксационных переходов в некоторых ароматических полиэфирах — стр. 928
Abstract: Методом спинового зонда проведено систематическое изучение основных релаксационных переходов жесткоцепных стеклообразных полимеров в широком интервале температур с применением спиновых зондов разного размера на примере полисульфона. В главной области релаксации ароматических полиэфиров с помощью метода спинового зонда обнаружены два перегиба. Два перегиба, обнаруженные на температурной зависимости времени корреляции вращения, являются следствием размораживания сегментальной подвижности в областях с различной упаковкой сегментов. Показано, что высокотемпературный перегиб соответствует размораживанию сегментальной подвижности кооперативного типа (α -переходу), а перегиб при более низкой температуре β -размораживанию сегментальной подвижности локального типа (α’-процессу). Для объяснения природы данного перехода была использована теоретическая модель полимера, где предполагается, что в аморфных полимерах возможны разные уровни надмолекулярной организации, т.е. существование более упорядоченных и более плотно упакованных областей, которые чередуются с более «рыхлыми» и менее упорядоченными областями. Исследовано влияние различных факторов на положение α’-перехода на температурной шкале. Выбор объема зонда на основе строго обоснованной модели его движения позволил выявить взаимосвязь между вращательным движением зонда и движением отдельных сегментов аморфного полимера ниже температуры стеклования.
Keywords: полиэфир, полисульфон, поликарбонат, метод спинового зонда, температура стеклования, температура предстеклования.

М.А. Ясная, А.В. Блинов, А.Б. Голик, Д.Г. Маглакелидзе, А.А. Гвозденко, А.А. Кравцов, А.А. Блинова
Исследование влияния молекулярной массы полиэтиленгликоля на термические превращения наноразмерного оксида меди — стр. 937
Abstract: В данной работе получены образцы наноразмерного оксида меди, стабилизированного полиэтиленгликолем различных марок с молекулярными массами от 200 до 6000 Да. Методом рентгеновской дифрактометрии исследована кристаллическая структура полученных образцов наноразмерного оксида меди. В результате рентгенофазового анализа установлено, что структура образцов представляет собой моноклинную кристаллическую решетку, с пространственной группой C2/c. Методом фотонно-корреляционной спектроскопии изучено влияние молекулярной массы полимера на размер наночастиц. Анализ результатов исследования показал наличие во всех образцах наноразмерного оксида меди (II), стабилизированного полиэтиленгликолем с различной молекулярной массой, одной фракции частиц, распределение которых по размеру носит мономодальный характер. Установлено, что молекулярная масса полиэтиленгликоля оказывает, влияние на размер частиц CuO в коллоидных растворах, при этом фазовый состав и размеры кристаллитов остаются неизменными. Средний гидродинамический радиус частиц CuO в полученных образцах составляет порядка 140±40 нм. Наименьшие значения гидродинамического радиуса 70±15 нм наблюдаются в образце наноразмерного оксида меди, стабилизированного полиэтиленгликолем с молярной массой 6000 Дa. Методом синхронного термического анализа исследовано влияние стабилизатора с различными молекулярными массами на фазовые переходы образцов при термической обработке. В результате термического анализа установлено, что оптимальной температурой прокаливания порошков наноразмерного CuO является 500°C.
Keywords: оксид меди (II), полиэтиленгликоль, синхронный термический анализ, рентгеновская дифрактометрия, фотонно-корреляционная спектроскопия.

Предисловие — стр. 7

1. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ, НАНОСИСТЕМ И НАНОМАТЕРИАЛОВ — стр. 8

Х. Баззал, Н.А. Алексеенко, Е.С. Воропай, М.Н. Коваленко, N.H. Trinh, А.П. Зажогин
Спектральные исследования процессов образования нанопорошков алюминия при воздействии короткими сериями сдвоенных лазерных импульсов в атмосфере воздуха — стр. 8
Abstract: Проведено исследование процессов образования оксидированных нанопорошков Al в зависимости от количества импульсов при воздействии сдвоенных лазерных импульсов энергией 52 мДж и меж-импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету. Установлено, что наибольшая интенсивность линий ионов Al(III) наблюдается при малом, порядка 15 импульсов, количестве последовательных сдвоенных импульсов в серии. Размер первичных частиц, оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 50-60 нм, частицы собраны в агломераты.
Keywords: оксидированные нанопорошки Al, Al2O3, субоксиды AlO, импульсное лазерное распыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы.

Е.В. Барабанова, Н.М. Оспельников, А.И. Иванова
Электрофизические свойства твердых растворов NaNb_1-xFe_xO_3-δ (x=0; 0,1; 0,2) — стр. 16
Abstract: Введение легирующих примесей является классическим способом модификации свойств сложных оксидов семейства перовскита с общей формулой ABO₃. В качестве основы для создания твердых растворов широко используется ниобат натрия NaNbO₃. Введение замещающих катионов проводится как по позиции A, так и по позиции B. При этом особый интерес представляет случай, когда валентность легирующей примеси больше или меньше валентности исходного катиона в узле. В этом случае образуется дефектная структура, которая может обладать уникальными свойствами. Данная работа посвящена исследованию электрофизических свойств керамики ниобата натрия с примесью Fe³⁺. Замещение производилось по позициям катионов ниобия Nb⁵⁺. Показано, что для таких составов характерно значительное увеличение электропроводности, понижение температуры Кюри и размытие фазового перехода.
Keywords: ионная проводимость, катионная вакансия, сегнетоэлектрические твердые растворы, ниобат натрия, диэлектрическая проницаемость, размытый фазовый переход, сегнетоэлектрики-релаксоры.

А.В. Блинов, А.А. Кравцов, В.В. Раффа, В.Н. Крамаренко, С.О. Крандиевский, Д.Г. Маглакелидзе, А.А. Блинова
Влияние условий синтеза на агрегативную стабильность алкозолей Ag — стр. 25
Abstract: Впервые в работе представлены результаты исследования влияния типа спиртовой среды на свойства высококонцентрированных золей наночастиц серебра. С помощью спектрофотометрии установлено наличие селективной полосы поглощения, обусловленной поверхностным плазмонным резонансом наночастиц серебра. Измерение дзета-потенциала показало, что вне зависимости от типа среды поверхность наночастиц серебра заряжена отрицательно. Обнаружено, что наиболее агрегативно устойчивые частицы, сохраняющие стабильность в концентрированных растворах хлорида натрия, получены в среде изопропилового спирта и характеризуются дзета-потенциалом, равным -99,8 мВ.
Keywords: наночастицы серебра, оптические свойства, электроакустическая спектроскопия, дзета-потенциал, стабильность наночастиц.

А.В. Блинов, Д.Г. Маглакелидзе, А.А. Кравцов, А.А. Блинова, А.А. Гвозденко, А.Б. Голик, В.В. Раффа, Е.В. Коновалова
Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц MnO₂ — стр. 33
Abstract: В работе впервые представлены результаты исследования микроструктуры наночастиц диоксида марганца, стабилизированных серосодержащими аминокислотами. По результатам сканирующей электронной микроскопии обнаружено наличие в образцах наночастиц диаметром 15-30 нм. С помощью спектрофотомерии установлены оптимальные массовые соотношения прекурсоров для получения стабильных золей наночастиц диоксида марганца, которые составляют KMnO₄: метионин – 1:1 и KMnO₄: цистеин – 3:1. Исследование влияния активной кислотности среды на стабильность наночастиц диоксида марганца показало, что образцы MnO₂, полученные с использованием метионина, стабильны при 4 ≤ pH ≤ 11, а с использованием цистеина стабильны при 5 ≤ pH ≤ 8.
Keywords: активная кислотность среды, диоксид марганца, наночастицы, спектрофотометрия.

Н.Н. Большакова, С.Д. Завьялова, Г.М. Некрасова, Е.М. Семенова
Влияние ионов ниобия на диэлектрические и переполяризационные свойства кристаллов титаната бария — стр. 42
Abstract: В работе представлены результаты исследований диэлектрических свойств, процессов переключения и доменной структуры ниобийсодержащих кристаллов титаната бария. Показано, что существенную роль в поведении доменной структуры кристаллов BaTiO₃:Nb⁵⁺ играет примесь ниобия Nb⁵⁺, ионы которого замещают Ti⁴⁺ и изменяют ионный состав решетки. При изменении температуры со скоростью порядка 0,3 К×с^-1 механически свободных кристаллов BaTiO₃:Nb⁵⁺ в отсутствие внешних электрических полей, процессы перестройки доменной структуры происходят под воздействием внутренних термоупругих напряжений ~0,7 МПа и деполяризующих полей ~20 кВ×м^-1
Keywords: BaTiO3 , униполярное состояние, переполяризация, лиганд.

П.А. Дементьев, М.Н. Лапушкин
Изменения структуры наночастиц золота на поверхности вольфрама, вызванные нагревом — стр. 53
Abstract: Исследовано формирование наночастиц золота на поверхности вольфрама и влияние прогрева на их структуру. Найдено, что термическое напыление атомов золота на поверхность вольфрама при комнатной температуре приводит к формированию хаотично расположенных наночастиц. Средняя площадь наночастиц составляет 10210 нм². Прогрев в течение 30 минут при температуре 600K приводит к слиянию наночастиц, что находит отражение в увеличении средней площади наночастиц до 19520 нм². Дальнейший прогрев в течение 30 минут при температуре 600K не приводил к увеличению средней площади наночастиц. Анализ формы наночастиц показал, что они являются эллипсоидами. Непрогретые наночастицы имеют большую полуось 110 ± 30 нм и эксцентриситет 1,5 ± 0,4. Прогрев золотых наночастиц приводит к увеличению полуоси до 200 ± 120 нм и эксцентриситета до 1,8 ± 0,6. Показано, что наночастицы после прогрева приобретают форму обрезанного эллипсоида.
Keywords: наночастицы, атомно-силовая микроскопия, топография поверхности, золото, вольфрам.

В.В. Ефремов, М.Н. Палатников, О.Б. Щербина
Электропроводность при комнатной температуре в Li_0,12Na_0,88Ta_0,25Nb_0,75O₃, синтезированном при высоком давлении — стр. 61
Abstract: Методом импеданс спектроскопии в области температур 290-460 К исследован сегнетоэлектрический твердый раствор Li_0,12Na_0,88Ta_0,25Nb_0,75O₃ со структурой перовскита, синтезированный в условиях высокого давления и температуры. Определены значения статических удельных проводимостей, наиболее вероятные времена релаксации в зависимости от температуры, энтальпии активации носителей заряда и реальная часть диэлектрической проницаемости. Обнаружено, что при комнатной температуре Li_0,12Na_0,88Ta_0,25Nb_0,75O₃ обладает высокой электропроводностью, близкой к суперионной. Обсуждаются возможные механизмы обнаруженных явлений.
Keywords: твердые растворы, термобарический синтез, импеданс спектроскопия, электропроводность, энтальпия активации носителей заряда.

Д.В. Иванов, А.С. Антонов, Е.М. Семенова, А.И. Иванова, С.А. Третьяков, Н.Ю. Сдобняков
Получение наноразмерных пленок платины, обладающих фрактальными свойствами — стр. 73
Abstract: Проведено комплексное исследование морфологии рельефа наноразмерных пленок платины на поверхности слюды с помощью сканирующего зондового (в режиме атомного-силового) и туннельного микроскопов, а также оптического интерференционного профилометра. Описаны характерные особенности нанорельефа поверхности пленок платины различной толщины, включая фрактальные свойства. Получены значения фрактальной размерности для пленок разной толщины при двух альтернативных методах исследования на разных исходных масштабах образцов: на основе данных атомного-силового микроскопа – D_c = 2,28 ÷ 2,35 и сканирующего туннельного микроскопа – D_c = 2,12 ÷ 2,26. Для сравнения приведены экспериментальные данные других авторов. Предложены рекомендации по развитию технологии «выращивания» структур с заданной морфологией поверхности.
Keywords: сканирующая зондовая микроскопия, режим атомно-силового микроскопа, сканирующая туннельная микроскопия, нанорельеф, параметры шероховатости, фрактальная размерность, пленки платины.

Ю.Ф. Иванов, А.А. Клопотов, Е.А. Петрикова, М.Е. Рыгина, О.С. Толкачев, В.Д. Клопотов
Структурно-фазовое состояние силумина заэвтектического состава, облученного импульсным электронным пучком — стр. 89
Abstract: Силумин (сплав алюминия с кремнием) является дешевым промышленным сплавом, обладающим хорошей коррозионной стойкостью, высокими удельными механическими свойствами и хорошими литейными свойствами, вследствие чего нашел широкое применение в современной промышленности (авиа- и машиностроение, приборостроение, судостроение и т.д.). Целью настоящей работы является анализ закономерностей преобразования структуры и фазового состава поверхностного слоя силумина заэвтектического состава (Al — 22 вес. % Si), подвергнутого облучению интенсивным импульсным электронным пучком. Установлено, что облучение силумина импульсным электронным пучком (18 кэВ, 25 Дж/см², 200 мкс, 3 имп., 0,3 с^-1) приводит к плавлению поверхностного слоя толщиной до 60 мкм, высокоскоростная кристаллизация которого сопровождается формированием субмикро- нанокристаллической многофазной структуры. Показано, что алюминий (твердый раствор на основе ГЦК кристаллической решетки) формирует ячейки высокоскоростной кристаллизации; на границах ячеек расположены наноразмерные частицы вторых фаз. Выполнен анализ трехкомпонентных диаграмм состояния системы Al-Si-Fe-Cu (основные элементы исследуемого силумина) и продемонстрирована возможность формирования в сплаве в равновесных условиях большого количества двух- и трехэлементных соединений. Методами дифракционной электронной микроскопии показано, что наряду с трехэлементными фазами в силумине образуются и фазы на основе четырех и, возможно, большего количества элементов.
Keywords: силумин заэвтектического состава, импульсный электронный пучок, элементный и фазовый состав, дефектная субструктура, диаграммы равновесия.

А.И. Иванова, Е.М. Семенова, Г.Г. Дунаева, С.В. Овчаренко, С.А. Третьяков, А.Д. Зигерт
Влияние дефектов на магнитные характеристики феррит-гранатовых пленок — стр. 103
Abstract: В работе рассмотрено влияние объемных дефектов, связанных с локальным механическим повреждением и термическим лазерным воздействием, на доменную структуру и магнитные характеристики эпитаксиальных висмутсодержащих магнитных пленок феррит-граната Bi : ФГ. Установлено, что одноосные пленки Bi : ФГ устойчивы к объемным дефектам, размер которых не превышает ширину доменов пленки. Показано, что рассмотренные объемные дефекты пленки оказывают влияние на процесс намагничивания пленки, ход кривых намагничивания, на величину коэрцитивной силы. Воздействие лазерным импульсом с плотностью мощности 800 Дж/см² приводит к увеличению коэрцитивной силы локального участка пленки в 4 раза (с 0,33 Э до 1,44 Э).
Keywords: магнитные пленки, феррит-гранат, объемные дефекты, доменная структура, коэрцитивная сила.

Б.С. Карамурзов, Р.А. Кутуев, М.Х. Понежев, В.А. Созаев, А.Х. Шерметов, А.А. Шокаров
Политермы угла смачивания тугоплавких металлов расплавами свинец-натрий — стр. 113
Abstract: Методом лежащей капли изучена температурная зависимость краевого угла смачивания сплавов разной концентрации на подложках из Co — Cr, Ni — Cr, нержавеющей стали 25X18H9C2. Измерения проводились методом лежащей капли в широком интервале температур от 359°C до 800°C в атмосфере чистого He марки А. Показано, что значение угла смачивания уменьшается с увеличением температуры, наблюдаются пороги смачивания.
Keywords: политермы угла смачивания, порог смачивания, подложки из Co — Cr, Ni — Cr, 25X18H9C2.

Ю.Н. Касумов, А.Р. Манукянц, В.А. Созаев, Б.М. Хуболов
Фазообразование в контактных прослойках, возникающих при контактном плавлении меди и алюминия — стр. 120
Abstract: В настоящей работе предпринимается попытка выявить особенности структуры контактных прослоек при контактном плавлении меди с алюминием марки АМГ-2 (cостав мас. %: Mg – 1,8 – 2,8,  Mn – 0,2 –0,6, Cu – 0,1, Zn – 0,2, Fe – 0,4, Si – 0,4, остальное – алюминий) и алюминий-литиевым сплавом (Al – 0,4 ат. % Li). Изучение контактного плавления в системе Cu / Al важно для разработки технологии контактно-реактивной пайки, получения слоистых интерметаллических композиционных материалов, создания теплоотводов полупроводниковых приборов, моделирование дендритообразования. Установлено, что в контактных прослойках образуются интерметаллиды, влияющие на хрупкость соединений меди с алюминием и эвтектические структуры.
Keywords: контактное плавление, контактное взаимодействие, система алюминий/медь, эвтектики, фазообразование в контактных прослойках.

С.П. Крамынин
Размерные зависимости свойств сплава Mo-W — стр. 128
Abstract: Основываясь на параметрах парного потенциала межатомного взаимодействия Ми–Леннард-Джонса для Mo и W были рассчитаны параметры потенциала для сплава замещения Mo — W эквиатомного состава. Получены размерные зависимости для уравнения состояния, модуля упругости, коэффициента теплового расширения, изобарной теплоемкости, поверхностной энергии и производной поверхностной энергии по температуре. Также получены температурные зависимости коэффициента теплового расширения изобарной теплоемкости для макро- и нано-кристаллов сплава Mo — W.
Keywords: вольфрам, молибден, нанокристалл, сплав, размерные зависимости, уравнение состояния, поверхностная энергия.

В.В. Малашенко, Т.И. Малашенко
Влияние наноразмерных дефектов на динамический предел текучести сплавов — стр. 136
Abstract: Теоретически проанализирована высокоскоростная деформация состаренных сплавов, содержащих зоны Гинье-Престона. Получено аналитическое выражение вклада зон Гинье-Престона в величину динамического предела текучести. Показано, что динамическое торможение дислокаций наноразмерными дефектами существенно отличается от торможения точечными дефектами.
Keywords: дислокации, зоны Гинье-Престона, точечные дефекты, наноматериалы, высокоскоростная деформация, динамический предел текучести.

М.Н. Палатников, Н.В. Сидоров, А.В. Кадетова, Н.А. Теплякова, О.В. Макарова
Концентрационный порог в кристаллах LiNbO₃:Tb — стр. 142
Abstract: Выращена серия кристаллов ниобата лития, легированных тербием. Исследованы процессы кристаллизации кристаллов LiNbO₃:Tb ([Tb] = 0,1 — 2,89  мас.%) и концентрационные зависимости их структурных характеристик. Проведены сравнительные исследования фоторефрактивных свойств кристаллов LiNbO₃:Tb различного химического состава. В кристаллах LiNbO₃:Tb обнаружен концентрационный порог вблизи [Tb] ~ 2,2 — 2,3 мас.%, в области которого наблюдаются аномалии физико-химических, оптических и структурных характеристик.
Keywords: монокристалл, ниобат лития, легирование, тербий, структурные характеристики, фоторефрактивные свойства, концентрационный порог.

Е.М. Семенова, М.Б. Ляхова, Д.В. Иванов, Ю.В. Кузнецова, Д.Ю. Карпенков, А.И. Иванова, А.Ю. Карпенков, А.И. Синкевич, А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков
Влияние низкотемпературной обработки на магнитные свойства соединения Sm(Co, Cu, Fe)₅ — стр. 149
Abstract: Представлены результаты исследования микро-, нано- и магнитной доменной структуры сплавов Sm(Co_0,45, Cu_0,40, Fe_0,15)₅ после выплавки и термических обработок. Показано, что гомогенизация и последующий низкотемпературный отжиг при 400°С позволяют сформировать микроскопически гомогенную структуру с наноразмерными неоднородностями по составу. Такая структура позволяет реализовать коэрцитивную силу H_cI до 32 кЭ на литых образцах. Температурные зависимости коэрцитивной силы и остаточной намагниченности образцов в диапазоне от 300 до 700 К имеют линейно убывающий характер. Показано, что наноструктуре сплава с наибольшей H_cI соответствует фрактальная размерность D_f-n ~ 2,3.
Keywords: Sm(Co0,45, Cu0,40, Fe0,15)5 , коэрцитивная сила, наноструктура, доменная структура, фрактальная размерность.

А.П. Сигаев, И.А. Аверин, А.А. Карманов, И.А. Пронин, Н.Д. Якушова
Исследование адсорбционных свойств наноструктурированных плёнок на основе диоксида олова — стр. 162
Abstract: Представлены результаты теоретических и экспериментальных исследований свойств поверхности наноструктурированных плёнок на основе диоксида олова методами ИК-Фурье-спектроскопии, эллипсометрии, а также индикаторным методом распределения центров адсорбции. Для дополнительной постобработки наноструктурированных плёнок с целью активации адсорбционных центров использовано травление в индуктивно-связной плазме.
Keywords: золь-гель-технология, плёнки, смешанные оксиды, ИК-Фурье-спектроскопия, центры адсорбции, спектрофотометрия, индикаторный метод распределения центров адсорбции, плазма.

Ю.М. Спивак, Р.А. Кастро, М.П. Севрюгина, М.А. Кузнецова, В.А. Мошников
Диэлектрическая релаксация в слоях POR — Si в области низких частот — стр. 170
Abstract: Методом электрохимического анодного травления получен макропористый кремний с высокоомным мезопористым наноструктурированным «скин»-слоем на поверхности. Измерения частотных зависимостей диэлектрических коэффициентов полученных слоев пористого Si выполнены в частотном интервале 5∙10^-3 < f < 10⁶ Гц при температуре 295 К и приложенном напряжении 1 В. Выявлен максимум тангенса угла диэлектрических потерь, который, наиболее вероятно, обусловлен преобладанием дипольно-релаксационного механизма поляризации. Обнаружено распределение релаксаторов по временам релаксации, предложена интерпретация полученных результатов с точки зрения строения пористого слоя.
Keywords: пористый кремний, наноструктурированный слой, импеданс, интерфейс, диэлектрическая релаксация, низкочастотная диэлектрическая спектроскопия, ионно-электронной микроскопия.

О.Р. Стародуб, В.М. Воскресенский, Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников
Влияние легирующего иона на процессы дефектообразования в моделируемых кластерах ниобата лития — стр. 180
Abstract: Разработанный нами подход к расчету кластеров в структуре кристалла ниобата лития на основе не элементарных ячеек, а кислородных кластеров, позволяет не допустить разорванности структур на границах кластера и сохранить электронейтральность модельного кластера. Обнаружены оптимальный размер кластера, имеющий минимум энергии, и структура, стремящаяся к структуре конгруэнтного кристалла ниобата лития, подтверждающая энергетическую оптимальность конгруэнтного кристалла. При введении легирующего иона 3+ во всех трёх случаях концентраций наблюдается энергетический оптимум именно вблизи конгруэнтного соотношения Li / Nb. Также наблюдается понижение энергии после оптимизации модельного кластера, что согласуется с данными спектрального анализа об образовании внутри кристалла микрокластеров с локальным упорядочением структуры.
Keywords: ниобат лития, моделирование, кластеры, вакансионные модели, дефекты подрешётки, монокристаллы, сегнетоэлектрики..

А.В. Твардовский, Д.С. Зайцев, А.А. Фомкин
Изменение термодинамических характеристик углеродного адсорбента ФАС-3 при адсорбции бензола — стр. 190
Abstract: Впервые проведены комплексные исследования адсорбционной деформации – сорбострикции микропористого углеродного адсорбента ФАС-3 при адсорбции паров бензола из потока газа-носителя – азота в неравновесных условиях. Изучены изотермы адсорбции паров бензола микропористым  углеродным адсорбентом ФАС-3 в равновесных условиях. Были представлены формулы и проведены расчеты изменений энтропии и внутренней энергии адсорбента в адсорбционном процессе
Keywords: адсорбция, адсорбент, адсорбционная деформация адсорбентов, дилатометрический метод измерения адсорбционной деформации адсорбентов, термодинамика адсорбционной деформации адсорбентов.

Н.А. Теплякова, Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников
Расчет концентрации точечных дефектов катионной подрешетки и гидроксильных групп в кристаллах ниобата лития разного состава — стр. 200
Abstract: Исследованы ИК-спектры поглощения в области валентных колебаний OH-групп кристаллов ниобата лития стехиометрического и конгруэнтного составов. Рассчитана концентрация OH-групп, отношение Li / Nb, а также концентрация точечных дефектов Nb_Li и V_Li. Результаты расчетов совпадают с литературными данными и подтверждаются фазовой диаграммой ниобата лития. Показано, что увеличение количества свободных протонов (вносящих вклад в проводимость) может обуславливать более высокие электропроводность, скорость термической фиксации голограмм и снижение эффекта фоторефракции.
Keywords: монокристалл, ниобат лития, дефекты, ИК-спектры поглощения, валентные колебания OH-групп.

Р.А. Титов, В.М. Воскресенский, Н.В. Сидоров, Н.А. Теплякова, М.H. Палатников
Моделирование структуры кристаллов LiNbO₃, выращенных с применением флюса B₂O₃ — стр. 206
Abstract: Показано, что элемент B³⁺ в следовых количествах (≈10^-4 масс. %) может встраиваться в составе группы [BO₃]^3- в грани кислородных тетраэдров кристаллической структуры LiNbO₃. При этом бор заметно искажает анионный каркас кристалла, изменяя длины <O — O> связей, улучшает упорядочение структурных единиц катионной подрешетки, изменяет поляризуемость кислородно-октаэдрических кластеров MeO₆ (Me — Li, Nb), определяющую сегнетоэлектрические и нелинейно-оптические свойства кристалла.
Keywords: монокристалл, ниобат лития, оксид бора, ИК-спектроскопия поглощения, комбинационное рассеяние света, компьютерное моделирование.

Б.М. Хуболов
Электрокристаллизация тонких пленок натрий — вольфрамовых бронз — стр. 213
Abstract: В работе рассмотрены вопросы получения тонких пленок натрий-вольфрамовых бронз кубической структуры методом электрокристаллизации. Приведены основные параметры полученных пленок. Сняты спектры отражения пленок для неокрашенных и окрашенных пленок. Исследование приповерхностного слоя монокристаллов натрий-вольфрамовых бронз методами протонографии и ядерных реакций показало их высокое структурное совершенство. Анодная и катодная поляризации монокристаллов приводят к изменению структуры их приповерхностного слоя. Обеднение по натрию приповерхностного слоя присутствует и при катодной и при анодной поляризации, и глубина обеднения растет с ростом времени поляризации величины напряжения. Электронографией исследованы тонкие пленки натрий-вольфрамовых бронз, установлена аморфная структура свеженапыленных пленок для всех температур подложки. Отжиг электронным лучом приводит к кристаллизации пленок.
Keywords: натрий-вольфрамовая бронза, электрокристаллизация, тонкая пленка, монокристалл, спектры отражения, электрохромный эффект, эдектрохромный индикатор.

З.В. Шомахов, С.С. Налимова, З.Х. Калажоков, В.А. Мошников
Анализ изменения состава поверхности при образовании наноструктур станната цинка — стр. 222
Abstract: Наноструктуры станната цинка были синтезированы гидротермальным методом, в качестве исходных материалов были использованы наностержни оксида цинка. Образование многокомпонентных оксидов было исследовано с помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Установлено, что в процессе гидротермального синтеза происходит постепенное встраивание ионов олова в кристаллическую решетку наностержней оксида цинка и замещение ионов цинка. с образованием наноструктур станната цинка. Исследование влияния времени синтеза на химический состав поверхности полученных образцов показало, что формирование станната цинка происходит через 1 час, что подтверждается изменением энергий связи цинка и кислорода. При более длительном синтезе происходит разрушение наноструктур станната цинка, оксидов цинка и олова на поверхности образца практически не наблюдается.
Keywords: станнат цинка, наноструктуры, гидротермальный синтез, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия.

М.А. Ясная, А.В. Блинов, А.А. Блинова, И.М. Шевченко, Д.Г. Маглакелидзе, А.О. Сенкова
Определение оптимальных режимов измерения размера коллоидных частиц методами фотонно-корреляционной и акустической спектроскопии — стр. 232
Abstract: В данной работе представлены результаты измерения размера коллоидных частиц SiO₂ двумя методами – фотонно-корреляционной спектроскопией динамического рассеяния света и акустической спектроскопией. Математическая обработка экспериментальных данных с помощью программного обеспечения спектрометров «Photocor-Complex» и «DT-1202» позволила получить гистограммы распределения по размерам коллоидных частиц диоксида кремния в стандартном образце. Впервые установлено, что оптимальными параметрами для измерения размера коллоидных частиц SiO₂ методом фотонно-корреляционной спектроскопии являются концентрация вещества менее 1 %, угол положения фотодетектора 90° и количество измерений в цикле 50 — 100, а акустической спектроскопии – концентрация 1 %.
Keywords: фотонно-корреляционная спектроскопия динамического рассеяния света, акустическая спектроскопия, коллоидные частицы.

2. ТЕОРИЯ НАНОСИСТЕМ — стр. 243

Л.П. Арефьева, И.Г. Шебзухова
Влияние поверхностных и межфазных характеристик на поведение фазовой диаграммы наночастиц сплава палладий-платина — стр. 243
Abstract: Проведен расчет температур плавления и кристаллизации и построена фазовая диаграмма металлических частиц системы Pd — Pt размером 10 нм. Поверхностная и межфазная энергии, их температурные и размерные зависимости оценивались модифицированным электронно-статистическим методом. Установлено, что вид фазовой диаграммы для наночастиц Pd — Pt имеет существенные отличия от диаграммы объемных фаз, включая гистерезис плавления-кристаллизации.
Keywords: размерные эффекты, температура плавления, температура кристаллизации, фазовая диаграмма, гистерезис плавления-кристаллизации, бинарные наночастицы, система палладий-платина.

М.Д. Малышев, П.М. Пахомов, П.В. Комаров
Использование модели липких сфер для качественного воспроизведения основных фазовых переходов цистеин-серебряного раствора — стр. 252
Abstract: В настоящей работе сформулированная ранее мезоскопическая модель цистеин-серебряного раствора, в которой кластеры меркаптида серебра рассматриваются как жесткие «липкие» сферы, реализована на базе программного пакета LAMMPS. Ключевым параметром, оказывающим непосредственное влияние на морфологию формирующихся агрегатов и поведение системы в целом, является концентрация соли. Выполненные тестовые расчеты показывают, что построенная модель может воспроизводить этап созревания, образование волокон гель сетки и коагуляции цистеин-серебряного раствора на мезомасштабном уровне.
Keywords: меркаптид серебра, гидрогель, супрамолекулярная система, супрамономер, мезоскопическое моделирование, крупнозернистая модель.

В.С. Мясниченко, Н.Ю. Сдобняков, А.Н. Базулев, П.М. Ершов, Е.М. Давыденкова
Размерные зависимости коэффициента линейного расширения и модуля упругости моно- и биметаллических наночастиц — стр. 260
Abstract: Проведена серия молекулярно-динамических экспериментов по охлаждению разупорядоченных металлических наночастиц Au, Cu, Al, Ti и биметаллических наносплавов Au — Cu и Ti — Al с использованием потенциала сильной связи. Получены размерные зависимости коэффициента линейного расширения и модуля упругости для моно- и биметаллических частиц. В первом приближении размерная зависимость коэффициента линейного расширения обратно пропорциональна соответствующей зависимости для температуры плавления наночастицы, что коррелирует с аналитической моделью. Молекулярно-динамические результаты предсказывают более умеренный относительный рост коэффициента линейного расширения, по сравнению с аналитической моделью. Установлено, что модуль упругости увеличивается с уменьшением размера наночастиц.
Keywords: биметаллические наночастицы, метод молекулярной динамики, потенциал сильной связи, коэффициент линейного расширения, объёмный модуль упругости, размерная зависимость, аппроксимация.

В.С. Мясниченко, П.М. Ершов, С.С. Богданов, К.Г. Савина, П.В. Матренин, Н.Ю. Сдобняков
Кристаллизация биметаллических наночастиц: влияние размерного несоответствия атомов и внешнего давления — стр. 274
Abstract: В данной работе проведено молекулярно-динамическое моделирование процесса кристаллизации из расплава биметаллических наночастиц Co — Au различного состава. Исследовалось влияние размерного несоответствия радиусов атомов, входящих в биметаллическую систему, а также внешнего давления на конечные конфигурации, охлажденные до температуры 100 К. Установлено, что удельная потенциальная энергия для биметаллической наночастицы Co — Au увеличивается с увеличением внешнего давления. Кроме того, при увеличении внешнего давления происходят структурные изменения, а именно нелинейным образом меняется среднее число икосаэдрических атомов внутри кластера. Зависимость удельной потенциальной энергии биметаллических наночастиц Co — Au различного состава от коэффициента размерного несоответствия ξ носит более сложный характер. Минимум для обогащенного золотом состава и эквиатомного состава наблюдается при значении ξ = 1,09 и ξ = 1,15 соответственно.
Keywords: биметаллические наночастицы, метод молекулярной динамики, структурное превращение, икосаэдр, внешнее давление, размерное несоответствие.

Д.В. Пьянзин, Н.А. Панькин, А.Н. Чалдышкин, Н.И. Чистяков
К вопросу определения коэффициента теплового расширения материалов — стр. 284
Abstract: Проведено экспериментальное исследование и компьютерное моделирование в программном комплексе ANSYS термического воздействия на металлический материал. Обнаружено уменьшение значений коэффициента теплового расширения при увеличении скорости нагрева образца. Показано, что данное поведение обусловлено наличием градиента температур между его центральной и поверхностью частями. Выявлено хорошее согласие результатов компьютерного моделирования с соответствующими экспериментальными данными. Значения коэффициента теплового расширения близки к истинным, которые были определены при малых скоростях нагрева/охлаждения или при длительной выдержке образца при конечной и начальной температурах. Результаты моделирования в ANSYS могут быть использованы при интерпретации и прогнозировании тепловых свойств металлических материалов.
Keywords: коэффициент теплового расширения, моделирование, скорость нагрева, градиент температуры, эксперимент.

В.И. Романовский, А.Ю. Колосов, А.А. Хорт, В.С. Мясниченко, К.Б. Подболотов, К.Г. Савина, Д.Н. Соколов, Е.В. Романовская, Н.Ю. Сдобняков
Особенности синтеза наночастиц Cu — Ni: эксперимент и компьютерное моделирование — стр. 293
Abstract: Сочетание эксперимента и компьютерного моделирования позволили исследовать особенности процесса синтеза наночастиц Cu — Ni. Наночастицы синтезированы методом экзотермического горения в растворах. Рентгено-фазовый анализ полученных материалов показал, что все образцы представляют собой чистые биметаллические нанопорошки с искаженной кубической кристаллической структурой каждого металла. Методом Монте-Карло в температурном диапазоне от 300 до 600 K установлены закономерности формирования манжеты для двух случаев начального расположения наночастиц меди и никеля: непосредственное соприкосновение и относительное смещение на величину 0,2 нм. Показана возможность тесной интеграции кристаллических структур в результате взаимодействия наночастиц Cu и Ni.
Keywords: Cu — Ni, коалесценция, компьютерное моделирование, потенциал Гупта, метод Монте-Карло, экзотермическое горение в растворах.

В.М. Самсонов, И.В. Талызин
К проблеме стабильности наноразмерных островковых пленок и протяженных пленок, наноразмерных по толщине — стр. 310
Abstract: Геометрическая нестабильность наноразмерных островковых пленок интерпретируется как проявление явления смачивания в твердом состоянии, а нестабильность сплошных пленок, наноразмерных по толщине, – как следствие десмачивания в твердом состоянии. С использованием молекулярно-динамического  эксперимента исследованы закономерности и механизмы растекания твердых наночастиц Pb по различным граням Cu при температуре, на 10 К ниже температуры плавления наночастиц выбранного размера (10 нм). Полученные в молекулярно-динамических экспериментах результаты сравниваются с экспериментальными данными, относящимися к микрочастицам Pb размером 5 — 10 мкм. Установлено, что в одной и той же системе «островок-подложка» могут одновременно наблюдаться оба явления: смачивания в твердом состоянии и десмачивания в твердом состоянии.
Keywords: островковые пленки, сплошные пленки наноразмерной по толщины, смачивание в твердом состоянии, десмачивание в твердом состоянии, молекулярная динамика.

И.Г. Шебзухова, Л.П. Арефьева
Оценка поляризационной и дисперсионной поправок к поверхностной энергии граней металлических кристаллов — стр. 319
Abstract: На базе электронно-статистического метода получены выражения и рассчитаны дисперсионная и поляризационная поправки к поверхностной энергии граней кристаллов IA металлов на границе с вакуумом. Обе поправки сильно анизотропны. Дисперсионная поправка увеличивает величину поверхностной энергии граней (от 3 до 23 %), поляризационная – снижает менее, чем на 1 %. Учет данных взаимодействий улучшает согласие результатов расчета поверхностной энергии с экспериментальными данными расплавов.
Keywords: поверхностная энергия, дисперсионное взаимодействие, поляризация ионов, щелочные металлы, электронно-статистический метод.

3. ПЕРВОПРИНЦИПНОЕ И АТОМИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ — стр. 326

М.Е. Беленков, В.М. Чернов
Ab initio расчеты кристаллической и электронной структуры полиморфов 5-7 фторографена — стр. 326
Abstract: Первопринципные расчеты структуры и электронных свойств двух новых полиморфных разновидностей фторографена были выполнены методом теории функционала плотности. Новые слои фторографена могут формироваться при химической адсорбции фтора на поверхности 5 — 7 графеновых слоев. Структура слоя первого типа более деформирована по сравнению со структурой второго типа (деформационные параметры Def_T1 = 60,48° и Def_T2 = 31,51°). Энергии сублимации и ширины запрещенных зон составляют 13,85, 14,17 эВ/(CF), и 4,09, 3,32 эВ для CF-L_5-7 слоев T1, T2 типов соответственно.
Keywords: графен, фторографен, ab initio расчеты, кристаллическая структура, электронные свойства, полиморфизм.

А.Н. Белов, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов
Меры эффективности базиса в задаче внутреннего вращения — стр. 338
Abstract: Рассмотрено понятие вариационного предела при численном решении торсионного уравнения Шрёдингера и определены значения энергий состояний и переходов между ними на вариационном пределе в зависимости от размера базиса. На большом числе модельных потенциалов показано, что количество достоверно вычисляемых уровней линейно зависит от числа базисных функций. Данное число уровней (номер наибольшего достоверного состояния) рекомендовано в качестве меры эффективности базиса. Для базиса плоских волн найдено, что коэффициент углового наклона линейной зависимости составляет ≈ 1,03.
Keywords: внутреннее вращение, торсионное уравнение Шрёдингера, базисные функции, эффективность базиса, плоские волны.

И.Н. Беляева, И.К. Кириченко, О.Д. Пташный, Н.Н. Чеканова, Т.А. Ярхо
Нормализация классических гамильтоновых систем с двумя степенями свободы — стр. 348
Abstract: В работе исследовано семейство гамильтоновых систем с двумя степенями свободы. Расчетами сечений Пуанкаре показано, что при произвольных значениях параметров функции Гамильтона система является неинтегрируемой и в ней реализуется динамический хаос. Найдено, что для трех наборов параметров рассматриваемая система является интегрируемой, однако в одном интегрируемом случае при этих же значениях параметров на поверхности потенциальной энергии имеется область с отрицательной гауссовой кривизной, в то же время в двух других случаях интегрируемости при соответствующих значениях параметров областей с отрицательной гауссовой кривизной не имеется. Таким образом, наличие областей с отрицательной гауссовой кривизной на поверхности потенциальной энергии не достаточно для развития в системе глобального хаоса. Получена классическая нормальная форма для произвольных значений параметров.
Keywords: гамильтоновы системы, нормализация, компьютерное моделирование, поверхность потенциальной энергии.

Р.М. Белякова, В.А. Полухин
Проницаемость водорода сквозь сплавы тантала, легированные Nb и W — стр. 356
Abstract: Проведен анализ исследований мембранных сплавов Ta₇₇Nb₂₃ и Ta_94,9W_5,1 с оценкой их характеристик – термостабильности, прочности – измерением микротвердости, матричной структуры – рентгеновским анализом, а также динамики водорода – диффузии (теоретически) и экспериментально – проницаемости. Эффективность выделения водорода с применением сплавов Ta₇₇Nb₂₃ и Ta_94,9W_5,1 превышала таковую палладиевых, измеренной при тех же условиях испытаний.
Keywords: водородо-селективные мембраны, сплавы тантала, растворимость, поглощение, проницаемость, диффузия, концентрация, разделение газов, очистка, охрупчиваемость, термостабильность, стойкость к водородному охрупчиванию.

Ю.Б. Высоцкий, Е.С. Карташинская
Изменение pK_A насыщенных карбоновых кислот и аминов при их димеризации на межфазной поверхности вода/воздух. Квантово-химический подход — стр. 370
Abstract: Предложен теоретический подход к оценке pK_A димеров насыщенных карбоновых кислот C_nH_2n+1COOH и аминов C_nH_2n+1NH₂ (n = 6 — 16) на межфазной поверхности вода/воздух. Модель основана на расчете лишь энергий Гиббса образования и ассоциации димеров ПАВ в нейтральной и ионизированной форме в водной и газовой фазах. Расчеты проведены с использованием полуэмпирического квантово-химического метода РМ3 и РМ6 в рамках модели экранирования проводникового типа COSMO. Показано, что наиболее энергетически выгодным является образование димеров с одной ионизированной и одной нейтральной молекулой ПАВ. Установлено, что величина поверхностного pK_A для димеров ПАВ зависит от их длины цепи ПАВ.
Keywords: диссоциация, алифатические амины, карбоновые кислоты, pKA , энтальпия, энтропия, энергия Гиббса димеризации, полуэмпирические методы.

Ю.Я. Гафнер, С.Л. Гафнер, Ю.А. Куликова
Некоторые новые результаты моделирования процессов газофазного синтеза наночастиц Cu — Au — стр. 384
Abstract: Методом молекулярной динамики на основе потенциала сильной связи проведена имитация процесса синтеза из высокотемпературной газовой среды бинарных нанокластеров Cu — Au методом конденсации. В качестве начальной конфигурации были использованы 31124 атомов Cu и Au, расположенных хаотично в пространстве с целевым химическим составом Cu₃Au, CuAu, Cu₉₀Au₁₀ и Cu₆₀Au₄₀. Найдено, что в случаях стехиометрического химического состава исходной газовой смеси (CuAu или Cu₃Au) наблюдается выделение очень мелких кластеров с подавляющим содержанием в них атомов золота. Также было показано, что многие полученные при таком синтезе наночастицы обладали пятичастичным строением. Сделано предположение, что причиной такого расположения атомов в исследуемых соединениях может быть разный размер атомов золота и меди, приводящий к «разрыхлению» кристаллической решетки.
Keywords: нанотехнологии, нанопорошки, компьютерное моделирование, потенциал сильной связи, наночастицы, медь, золото.

А.А. Гвозденко, А.В. Блинов, М.А. Ясная, А.Б. Голик, В.В. Раффа, В.Н. Крамаренко, Д.Г. Маглакелидзе, И.М. Шевченко
Компьютерное квантово-химическое моделирование поликомпонентных систем SiO₂ — Me_xO_y — стр. 394
Abstract: Впервые с помощью компьютерного квантово-химического моделирования показана возможность формирования поликомпонентных систем SiO₂ — Fe₃O₄, SiO₂ — MnO₂ и SiO₂ — CuO путем адсорбции на поверхности микросфер SiO₂ металлоксидного слоя, состоящего из наночастиц диоксида марганца (IV), смешанного оксида железа или наночастиц оксида меди (II). По результатам сканирующей электронной микроскопии установлено, что формирование металлоксидного слоя в образце SiO₂ — Fe₃O₄ произошло наиболее равномерно среди всех представленных образцов поликомпонентных систем. В рамках квантово-химического моделирования установлено, что наиболее энергетически выгодным и стабильным является взаимодействие SiO₂ с наночастицами Fe₃O₄.
Keywords: нанокомпозиты, поликомпонентные системы, квантово-химическое моделирование, золь-гель метод.

В.А. Грешняков, Е.А. Беленков
Структура и устойчивость алмазоподобного тетрагонального слоя: первопринципные расчеты — стр. 405
Abstract: Методом теории функционала плотности было выполнено теоретическое исследование нового слоевого полиморфа алмаза DL_4-8, состоящего из двух полимеризованных тетрагональных графеновых слоев L_4-8. Установлено, что новый алмазоподобный слой имеет двумерную тетрагональную решетку с параметром a = b = 0,3822 нм и толщиной 0,1599 нм. Рассчитанные поверхностная плотность и ширина запрещенной зоны этого слоя равны 0,109 мкг/см² и 2,63 эВ, соответственно. Новый слой DL_4-8 должен быть устойчивым, как минимум, до 220 К. Также установлено, что слой DL_4-8 может быть получен при сильном одноосном сжатии двух графеновых слоев L_4-8 при давлении 29,6 ГПа.
Keywords: графен, алмазоподобный слой, первопринципные расчеты, кристаллическая структура, фазовые переходы.

М.А. Журавков, Ю.Е. Нагорный, Д.Н. Политаев
Сравнительный анализ результатов численного моделирование механического поведения графена и силицена в рамках общего гармонического поля — стр. 415
Abstract: В статье представлены результаты применения модели общего гармонического поля для численного моделирования механических свойств близких по геометрической форме образцов наноструктур графена и силицена. Проведён расчёт коэффициентов жёсткости элементов для этой модели на основе жёсткостей пары базовых через собственные частоты колебаний трёхузловых фрагментов. Приведены зависимости упругих модулей от линейных размеров. В обоих случаях наблюдается рост модуля продольной упругости с выходом на асимптоту при увеличении длины образца и очень слабая зависимость от его ширины. Коэффициент поперечной деформации уменьшается с ростом ширины. Увеличение длины даёт у графена рост данного показателя, а у силицена – его снижение.
Keywords: общее гармоническое поле, графен, силицен, упругие коэффициенты, собственные частоты колебаний, модуль Юнга, коэффициент Пуассона.

Д.В. Иванов, С.А. Васильев, Н.Ю. Сдобняков, Е.В. Романовская, В.А. Анофриев, В.А. Кошелев, А.С. Антонов
Моделирование процесса формирования фрактальных металлических пленок — стр. 424
Abstract: В данной работе методом молекулярной динамики с использованием потенциала сильной связи проведено моделирование процесса молекулярно-лучевой эпитаксии с целью определения закономерностей при формировании фрактальных металлических пленок на твердой поверхности. В качестве подложки использовалась медь, пленка формировалась из атомов золота. Показана возможность формирования фрактальных структур в островковой пленке золота на поверхности меди. Различными аналитическими методами с использованием программного продукта Gwyddion проанализирован диапазон изменения фрактальной размерности при различных условиях молекулярно-динамического эксперимента.
Keywords: молекулярно-лучевая эпитаксия, молекулярно-динамическое моделирование, потенциал сильной связи, фрактальная размерность, золото, медь.

А.В. Котомкин, Н.П. Русакова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов
Электронные параметры структурных изомеров k,k-дифтороктана — стр. 438
Abstract: Проведено исследование электронного строения 6,6-дифторундекана (6,6 — F₂C₁₁H₂₂) и структурных изомеров k,k-дифтороктана ( k,k — F₂C₈H₁₆, где 1 ≤ k ≤ 8, k – положение фторов в углеводородной цепи). В рамках «квантовой теории атомов в молекулах» найдены переносимые или «стандартные» электронные параметры топологических атомов и атомных групп (заряд, объем и энергия). Оценена дальность индуктивного воздействия атомов фтора и фторсодержащих фрагментов (CHF₂ и CF₂) на ближайшее окружение. Установлено, что влияние CHF₂ распространяется на четыре CH₂, а CF₂ на две CH₂ группы в обе стороны по алкильной цепи. Получены данные по изменениям электронных параметров в зависимости от удаления от атома фтора. Составлен ряд групповых электроотрицательностей, согласно которому CF₂ является более сильным акцептором электронной плотности, чем CHF₂.
Keywords: индуктивный эффект, электроотрицательность, квантовая теория атомов в молекуле, электронная плотность, дифторалканы.

В.В. Мавринский, Е.А. Беленков
Графиновые слои, сформированные на основе слоев 5 — 7 графена — стр. 446
Abstract: Методом молекулярной механики MM2 рассчитана геометрически оптимизированная структура 43 новых полиморфных разновидностей L_5-7 графиновых слоев, модельно сформированных на основе слоев 5 — 7 графена. Установлено, что возможно существование 3 полиморфных разновидностей α типа и по 20 разновидностей β и γ типов. Наиболее устойчивым должен быть слой γ1 — L_5-7α так как у него минимальный параметр деформации Def = 9,0°. Новые полиморфы графина могут найти практическое применение в качестве молекулярных сит или адсорбентов водорода.
Keywords: графен, графиновые слои, гибридные углеродные соединения, полиморфизм, двухмерные наноструктуры, кристаллическая структура.

В.А. Полухин, Н.И. Сидоров, Р.М. Белякова
Водородопроницаемость аморфных, нано- и кристаллических сплавов на основе железа и никеля — стр. 457
Abstract: Исследована кинетика проницаемости и диффузии водорода в гидрированых мембранных сплавах на основе Fe и Ni, обладающих функциональными характеристиками, конструкционной прочностью и термостабильностью, и являющихся многообещающей альтернативой дорогим палладиевым сплавам. Изучены прочностные характеристики, термостабильность и устойчивость к водородному охрупчиванию. Рассмотрены механизмы структурирования, диффузии и проницаемости водорода в кристаллическом, аморфном, нанокристаллическом состояниях. Для мембранных сплавов особо важным аспектом является сочетание в открытых структур (аморфных и ОЦК), в то время как для аккумулирования водорода, помимо каналов транспорта (диффузии и проницаемости) также необходимы и высокоплотные интерметаллидные кластеры. Отмечено, что при длительной эксплуатации вследствие возникновения плотных кластерных конфигураций среднего упорядочения, сокращающих диффузионные каналы, начинается снижение через них транспорта водорода.
Keywords: мембранные сплавы, аморфная структура, межатомные связи, кластеры, гидрирование, стеклование, сорбция, диффузия, проницаемость, интерметаллиды, гидриды, водородная энергетика, молекулярная динамика.

В.В. Пуйтов, И.В. Талызин, С.А. Васильев, В.М. Самсонов
Разработка и апробирование алгоритмов генерации начальных конфигураций изомеров металлических нанокластеров — стр. 474
Abstract: Разработаны и апробированы алгоритмы генерации начальных конфигураций икосаэдрических, декаэдрических и кубооктаэдрических нанокластеров. Алгоритмы и соответствующие компьютерные программы апробированы на примере изомеров нанокластеров Au. С использованием молекулярной динамики исследованы закономерности термоиндуцированных структурных превращений в наночастицах золота с исходной кубооктаэдрической конфигурацией. Установлено, что плавлению кубооктаэдров предшествует их переход в икосаэдрические изомеры.
Keywords: наночастицы, икосаэдры, декаэдры, кубооктаэдры, алгоритмы генерации, нанокластеры Au, молекулярная динамика, термоиндуцированные структурные превращения.

Ю.Я. Гафнер, Д.А. Рыжкова
Термическая стабильность строения малых ГЦК–магических размеров кластеров серебра с начальной аморфной конфигурацией — стр. 486
Abstract: Частицы серебра размером меньше длины волны видимого света способны в значительной мере поглощать свет вследствие поверхностного плазмонного резонанса, частота и интенсивность которого зависит от формы и структуры наночастиц. То есть контроль строения нанокластеров Ag, широко применяемых в плазмонике, позволяет управлять длинами волн света, которые они рассеивают и поглощают. В данной статье рассматривается вопрос термической стабильности малых кластеров Ag с числом атомов, соответствующих «магическим» числам ГЦК структуры, при начальной аморфной конфигурации кластеров. Показано, что начальная аморфная морфология частиц способна в существенно изменить характер структурообразования нанокластеров Ag: формирование стабильной ГЦК структуры сменяется переходом к Dh- и Ih- конфигурациям.
Keywords: нанокластеры, серебро, структура, компьютерное моделирование, сильная связь, молекулярная динамика, ГЦК конфигурация, аморфная морфология.

Д.С. Ряшенцев, Е.А. Беленков
Исследование новых полиморфных разновидностей нитрида бора с алмазоподобными структурами — стр. 493
Abstract: В работе проведено теоретическое исследование новых полиморфных разновидностей нитрида бора, имеющих алмазоподобные структуры. В результате расчетов методом теории функционала плотности в градиентном приближении была установлена возможность устойчивого существования четырех новых структурных разновидностей нитрида бора: BN — LA4, BN — LA5, BN — LA6 и BN — LA7. Энергия сублимации новых BN фаз варьируется в диапазоне от 16,85 до 17,84 эВ/(BN), ширина запрещенной зоны – от 4,34 до 6,07 эВ. Объемная плотность BN полиморфов изменяется от 3,020 до 4,452 г/см³.
Keywords: нитрид бора, алмазоподобные фазы, первопринципные расчеты, кристаллическая структура, электронные свойства, полиморфизм.

Н.Ю. Сдобняков, В.С. Мясниченко, К.Г. Савина, А.Ю. Колосов, А.Д. Веселов, А.Н. Базулев, Р.Е. Григорьев, Д.Н. Соколов
Исследование внутренней нанопористой структуры и внешней поверхности биметаллических наночастиц — стр. 504
Abstract: На примере двух биметаллических наночастиц Cu — Pt и Au — Ag исследуется внутренняя структура и внешняя поверхность в процессе избирательной коррозии. Рассматриваются эквиатомные составы с общим числом атомов N_tot = 3000. В процессе избирательной коррозии удалялась половина атомов меди и серебра соответственно. В качестве метода моделирования используется метод Монте-Карло, в рамках схемы Метрополиса. Межатомное взаимодействие описывается потенциалом сильной связи. Как и следовало ожидать, избирательная коррозия приводит к тому, что поверхностный слой частицы обогащается атомами одного из компонентов. Однако сердцевина частицы сохраняет структуру бинарного наносплава. Нами также установлено, что в результате избирательной коррозии формируется дефектная структура наночастицы. Соответственно, мы предполагаем, что именно эти дефекты (преимущественно вакансии) приводят к пористой структуре более крупных бинарных наночастиц, наблюдаемых в экспериментах по их избирательной коррозии. Изменение величины удельной поверхности на единицу объема либо веса влияет на адсорбционные и каталитические свойства, а также коррозионную стойкость биметаллических наночастиц.
Keywords: избирательная коррозия, бинарные металлические наночастицы, метод Монте-Карло, дефекты, пористость, наносплавы.

4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИЙ — стр. 516

Х. Баззал, Н.А. Алексеенко, Е.С. Воропай, М.Н. Коваленко, М.П. Патапович, А.П. Зажогин
Спектральные исследования процессов образования нанопорошков Al₂O₃ и AlN при воздействии на алюминий длинными сериями сдвоенных лазерных импульсов в атмосфере воздуха — стр. 516
Abstract: Проведено исследование процессов образования нанопорошков Al₂O₃ и AlN при воздействии сдвоенных лазерных импульсов энергией 52 мДж и между импульсным интервалом 10 мкс на алюминиевую мишень, помещенную в закрытую стеклянную прямоугольную кювету, в зависимости от количества импульсов. Установлено, что наибольшая интенсивность полос субоксида AlO и молекул AlN наблюдается при 40 — 50 последовательных сдвоенных импульсов в серии. Размер первичных частиц, оцененный с помощью электронной микроскопии высокого разрешения, преимущественно составил 30 — 40 нм, частицы собраны в агломераты. Методом комбинационного рассеяния показана возможность получения активных форм оксидов алюминия и продуктов взаимодействия их с кислородом и азотом воздуха в лазерной плазме, осаждаемых на стеклянную поверхность.
Keywords: оксидированные нанопорошки Al, Al2O3, AlN, субоксиды AlO, импульсное лазерное распыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы.

Е.А. Богданова, В.М. Скачков
Исследование реологических свойств гидроксиапатита и фторапатита, находящихся в коллоидном состоянии — стр. 525
Abstract: В статье обсуждается возможность практического применения суспензии гидроксиапатита и фторапатита в качестве компонентов лекарственных средств, фармацевтических композиций и биоматериалов. С использованием физико-химических методов анализа оценены их вязкость, плотность и степень дисперсности. Определены концентрационные интервалы, в которых исследуемые системы обладают свойствами, необходимыми для создания фармацевтических композиций и биоматериалов. Биологическая активность апатитов во многом зависит от степени дисперсности и проявляется тем больше, чем меньше размер их частиц, а полученные в данной работе наночастицы гидроксиапатита и фторапатита в суспензиях имеют размер частиц порядка 100 нм и менее, и, следовательно, реологические свойства у них проявятся наиболее полно.
Keywords: гидроксиапатит, фторапатит, реологические свойства, биоматериалы.

Е.А. Богданова, И.А. Веретенникова
Исследование особенностей спекания керамических материалов на основе гидроксиапатита и его замещенных форм — стр. 535
Abstract: Порошки стехиометрического и фторзамещенного гидроксиапатита с повышенной активностью к спеканию (температура начала уплотнения составляет 600 °С) синтезированы методом осаждения из раствора. Исследованы свойства синтезированных порошков и керамики после обжига. Показано, что введение фторид-ионов позволяет термически стабилизировать фазу апатита до температуры 1000 °С, повысить степень дисперсности и площадь удельной поверхности, почти в три раза увеличить микротвердость материала. Сопоставление распределения частиц по размерам в синтезированных порошках и распределения зерен в спеченной керамике подтвердили наследование керамикой наноструктуры исходных порошков.
Keywords: гидроксиапатит, фторзамещенный гидроксиапатит, спекание, биокерамика.

А.Н. Болотов, О.О. Новикова, В.В. Новиков
Магнитные силоксановые наножидкости адаптированные для условий граничного трения — стр. 546
Abstract: Известные в настоящее время магнитные смазочные наножидкости имеют недостаточно хорошие триботехнические характеристики при эксплуатации в режиме граничного трения. Предложен способ адаптации для граничного трения магнитных силоксановых наножидкостей, путем модификации их состава химически активными антифрикционными, противоизносными и противозадирными присадками. Создан ряд смазочных композиций магнитных наножидкости на основе полиэтилсилоксана ПЭС-5. Приведенные экспериментальные исследования показали, что наиболее значительное улучшение антифрикционных и противоизносных свойств наножидкостей достигается при введении в их структуру хлорсодержащих присадок Совол и 3Н2ТЭ. Добавление в наножидкость антиокислительной присадки ДФ-11, фторсодержащей присадки ЭО-1, металлоплакирующего соединения МКФ-18 не привело к значимому улучшению антифрикционных свойств. Установлено, что магнитные наножидкости с модифицирующими присадками, по трибосвойствам сопоставимы с традиционными немагнитными жидкими смазочными материалами и превосходят пластичные смазки на основе полиэтилсилоксана. Разработанные композиции на основе силоксановых наножидкостей, будут востребованы для смазывания подшипников качения и скольжения, зубчатых передач, контактных уплотнений, которые функционируют при низких и повышенных температурах в газовой среде или в условиях вакуума. Наиболее успешно они могут применяться в вакуумной и космической технике, для магнитных трибоузлов, где возможна только однократная заправка ограниченным объемом смазочного материала.
Keywords: магнитная смазочная наножидкость, граничное трение, изнашивание, смазка, антифрикционные и противоизносные присадки.

А.Н. Болотов, О.О. Новикова
Мобильный магнитометр для экспресс – теста намагниченности насыщения магнитных наножидкостей — стр. 557
Abstract: Работа направлена на создание магнитометрического прибора для точного определения намагниченности насыщения магнитных наножидкостей и подобных по свойствам функциональных дисперсных материалов. В основе прибора лежит магнитометрический метод с холловскими преобразователями индукции, усовершенствованный с учетом особенностей физико-механических свойств жидкостей. Измерительная магнитная система прибора построена таким образом, чтобы с помощью постоянных магнитов можно было создавать однородное намагничивающее поле величиной до (2 ÷ 4) · 10⁵ А/м в рабочем зазоре, где установлена кювета с изучаемой магнитной наножидкостью. Под кюветой с магнитной наножидкостью в среднем ее сечении располагается преобразователь Холла, который служит для измерения напряженности намагничивающего магнитного поля. Второй преобразователь Холла, предназначенный для измерения индукции магнитного поля в веществе, установлен в канавке прямоугольного сечения и располагается по центру магнитной наножидкости в кювете. Относительная ошибка измерения намагниченности на приборе не превышала 2 % для магнитных наножидкостей с намагниченностью в диапазоне от 10 кА/м до 50 кА/м. Созданный прибор может использоваться для экспресс – измерений в лабораторных и промышленных условиях и не требует специальных профессиональных навыков. Показано, что аддитивная составляющая инструментальной погрешности измерений зависит от значений остаточного напряжения (ЭДС неэквипотенциальности), побочных гальваномагнитных эффектов и термо-ЭДС измерительного преобразователя. Мультипликативная составляющая связана с временной и температурной нестабильностью коэффициента преобразования и тока или напряжения питания. Методическая погрешность магнитометра вызвана тем, что для измерений индукции магнитного поля используется не полностью замкнутая магнитная цепь. Показано, что по своим метрологическим параметрам прибор отвечает международным стандартам на магнитные измерения магнитомягких материалов. Прибор позволил определить намагниченность коллоидных систем в магнитных полях начала парапроцессов, индивидуальную намагниченность наночастиц дисперсной фазы, агрегативную устойчивость коллоидов в магнитных и гравитационных полях, оценить размеры сольватной оболочки наночастиц.
Keywords: магнитная наножидкость, намагниченность насыщения, преобразователи Холла, магнитная система, погрешность измерений, численное моделирование.

И.М. Гиниятуллин, Е.А. Богданова, К.В. Нефедова
Разработка композиционных материалов на основе наноразмерного гидроксиапатита, упрочненного оксидами алюминия и циркония — стр. 571
Abstract: В статье обсуждается возможность упрочнения наноструктурированного гидроксиапатита, полученного осаждением из раствора, путем введения армирующих добавок оксида алюминия и оксида циркония. Оценено влияние количества вводимой добавки и температуры отжига на линейную усадку, морфологию и микротвердость материала. Установлено, что максимальными прочностными характеристиками, плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности обладает образец Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ — 15%Al₂O₃ — 5%ZrO₂. Композит данного состава является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику.
Keywords: гидроксиапатит, композиционные биоматериалы, микротвердость.

А.А. Давыдова, Е.В. Ракша, О.Н. Осколкова, В.В. Гнатовская, П.В. Сухов, О.М. Падун, В.А. Глазунова, В.В. Бурховецкий, Г.К. Волкова, Ю.В. Берестнева, М.В. Савоськин
Малослойные графеновые частицы на основе терморасширенного соинтеркалата нитрата графита с уксусной и муравьиной кислотами — стр. 580
Abstract: Путем расслоения терморасширенного графита в этиловом и трет-бутиловом спиртах под действием ультразвука получены дисперсии малослойных графеновых наночастиц. Исходный терморасширенный графит получен термической обработкой в ударном режиме нагрева тройного соединения соинтеркалирования нитрата графита с уксусной и муравьиной кислотами. Проведено исследование структурных характеристик соинтеркалата нитрата графита и терморасширенного графита методом рентгенофазового анализа. Микроструктура и морфология полученных графеновых частиц исследованы методом просвечивающей электронной микроскопии.
Keywords: терморасширенный графит, малослойные графеновые наночастицы, нитрат графита, соинтеркалирование, рентгенофазовый анализ, просвечивающая электронная микроскопия.

О.В. Девицкий, А.А. Кравцов, А.С. Пащенко, И.А. Сысоев
Влияние термического отжига на структуру и оптические свойства тонких пленок нитрида алюминия на сапфире — стр. 591
Abstract: Представлены результаты экспериментального исследования влияния термического отжига на структуру, морфологию поверхности и оптические свойства тонких пленок нитрида алюминия на сапфире. Тонкие пленки нитрида алюминия на сапфире толщиной 200 нм отжигались на воздухе и в атмосфере азота при остаточном давлении газов в вакуумной камере установки ионно-лучевого осаждения не менее 100 Па при температуре 850 °C. Установлено, что при термическом отжиге пленок нитрида алюминия на сапфире в атмосфере азота происходит уменьшение среднеквадратичной шероховатости пленок до 0,8 нм, увеличение коэффициента пропускания в диапазоне длин волн 300 — 1000 нм вплоть до 96 %, а также повышение стехиометрии пленок. Показано, что для пленок нитрида алюминия на сапфире, отожжённых на воздухе, происходит окисление нитрида алюминия с образованием аморфного оксида алюминия при температуре 850 °C. Результаты энергодисперсионного анализа показали полное отсутствие азота на поверхности этих пленок. Снижение коэффициента пропускания во всем диапазоне длин волн для пленок AlN, отожжённых на воздухе, делает их не пригодными для применения в оптоэлектронике. Морфология поверхности этих пленок представляет собой массив остроконечных образований с максимальной высотой 190,7 нм и среднеарифметической шероховатостью поверхности 3,7 нм.
Keywords: нитрид алюминия, ионно-лучевое осаждение, термический отжиг, наногетероструктуры, сапфир, оптические свойства, энергодисперсионный анализ.

Д.А. Зерница, В.Г. Шепелевич
Формирование структуры быстрозатвердевшей фольги эвтектического сплава Sn — 8,8 мас.% Zn — стр. 601
Abstract: Представлены результаты исследования микроструктуры быстрозатвердевшей фольги эвтектического сплава Sn — 8,8 мас. % Zn поверхностей A и B, определены параметры микроструктуры. Проведено исследование текстуры выделений твёрдых растворов олова и цинка в фольге, представлены полюсные плотности дифракционных линий данных фаз. Изучено влияние сверхбыстрого охлаждения на распределение углов разориентации соседних и случайно выбранных зёрен для поверхностных слоёв фольги, контактирующих с подложкой (A) и атмосферой (B) соответственно.
Keywords: высокоскоростное затвердевание, сплав Sn — Zn, эвтектика, микроструктура, текстура, спинодальный распад, разориентация, двойникование.

В.В. Измайлов, М.В. Новоселова
Некоторые статистические распределения, характеризующие нанотопографию технических поверхностей — стр. 609
Abstract: Исследована нанотопография технических поверхностей деталей из высоколегированной термообработанной стали и электротехнического серебра после финишной механической обработки. Экспериментально определены функции плотности вероятности параметров нанотопографии – высот выступов и радиусов кривизны их вершин, которые необходимы для теоретического описания процессов контактного взаимодействия технических поверхностей (на примере поверхностей серебра и стали). Установлено, что распределение указанных параметров наношероховатости сильно асимметрично и далеко от нормального. Доказано, что для исследованных поверхностей плотность вероятности указанных параметров наношероховатости адекватно описывается бета-распределением. Достоверность данного заключения подтверждается с помощью критериев согласия Пирсона χ² и Романовского.
Keywords: поверхность, нанотопография, параметры, плотность вероятности, бета-распределение, критерии согласия.

А.А. Кравцов, О.В. Девицкий, Д.С. Кулешов, А.С. Пащенко
Исследование микроструктуры полимерных функциональных покрытий с наночастицами серебра для солнечных элементов — стр. 617
Abstract: В рамках работы на кремниевых солнечных элементах были получены полимерные функциональные покрытия с наночастицами серебра. Размер наночастиц, использовавшихся для создания покрытий составил ~100 нм. Впервые была исследована микроструктура полученных покрытий методом сканирующей электронной микроскопии. Было показано, что наночастицы имеют достаточно высокую и равномерную плотность распределения в покрытии. В покрытиях, полученных с помощью метода осушения присутствуют единичные дефекты в виде отсутствия пленки. Данные дефекты предположительно обусловлены перепадами микрорельефа на поверхности солнечных элементов и могут быть устранены путем повторного нанесения пленки. Проведенные экспериментальные исследования квантового выхода фотопреобразователей показали, что функциональные покрытия на основе полимеров с наночастицами серебра позволяют существенно улучшить характеристики кремниевых солнечных элементов.
Keywords: солнечные элементы, наночастицы серебра, функциональные покрытия, микроструктура, поливинилбутираль, морфология, плазмонный резонанс, увеличение эффективности, квантовый выход.

Т.В. Малинский, С.И. Миколуцкий, В.Е. Рогалин, Ю.В. Хомич, В.А. Ямщиков, И.А. Каплунов, А.И. Иванова
Модификация поверхности кремния при воздействии излучения наносекундного ультрафиолетового лазера — стр. 628
Abstract: Методами оптической профилометрии и сканирующей электронной микроскопии исследовано воздействие излучения наносекундного ультрафиолетового лазера (λ = 355 нм, длительность импульса 10 нс, энергия в импульсе – до 8 мДж, частота следования импульсов до 100 Гц) на монокристалл кремния. При плотности энергии ≥ 1,2 Дж/см² наблюдалось образование плазменного факела и кратера. При плотности энергии ≥ 0,2 Дж/см², возникают очаги микропробоя на дефектах обработки и зафиксированы следы неконтролируемого поднятия поверхности. Облучение сканирующим пучком лазера при плотности энергии 0,2 Дж/см² образует микрократеры на поверхности размером несколько мкм. С увеличением плотности энергии размер микропробоев увеличивался, и при плотности энергии ≥ 0,7 Дж/см² воздействие сканирующим лучом образует сплошную зону повреждений.
Keywords: лазерное воздействие, монокристалл кремния, УФ лазер, наносекундный импульс, микро- и наномодификация поверхности, пластическая деформация.

Ю.А. Малкандуев, А.А. Кокоева
Исследование оптических свойств водорастворимых электролитов на основе α-аминокислот — стр. 637
Abstract: Из литературы известно, что L-аминокислоты, кроме глицина, являются оптически активными веществами и обладают способностью вращать плоскость поляризации проходящего через него поляризованного луча света в левую сторону. В работе приводиться синтез и радикальная полимеризация водорастворимых полиэлектролитов на основе L-валина и L-лейцина. В работе описывается способ получения новых нанокомпозиционных материалов на основе синтезированных полимеров и модифицированного монтмориллонита. Исследованыоптически активных свойства и определены величина удельного вращения плоскости поляризации для алкилированной аминокислоты – N,N-диаллилвалина и N,N-диаллиллейцина.
Keywords: аминокислоты, радикальная полимеризация, алкилирование аминокислот, нанокомпозит, модифицированная глина, оптическая активность, удельное вращение плоскости поляризации, угол поворота.

О.В. Малышкина, А.И. Иванова, К.В. Пацуев
Влияние температуры синтеза на структуру керамики ниобата натрия – лития — стр. 644
Abstract: Авторами получены образцы и проведено исследование структуры и диэлектрических свойств пьезоэлектрической керамики на основе ниобатов натрия и лития (Li_0,1Na_o,9)NbO₃ при различных технологиях синтеза материала ниобата натрия. Проведено сравнительное исследование структуры и диэлектрических свойств полученных образцов. Показана существенная зависимость зернообразования в процессе спекания образцов от температуры синтеза состава NaNbO₃. Установлено, что температура фазового перехода сильно зависит от температуры первого синтеза ниобата натрия (первый синтез при температуре 650 °С – T_max ~ 375 °С, при температуре первый синтез 700 °С – T_max = 425 °С).
Keywords: пьезоэлектрическая керамика, бессвинцовые материалы, структура зерен.

О.В. Малышкина, А.И. Иванова, К.С. Карелина, Р.А. Петров
Особенности структуры керамики на основе титаната бария и титаната кальция — стр. 652
Abstract: В работе получены и исследованы образцы керамики на основе титаната бария и титаната кальция. Проведен анализ элементного состава полученной керамики. Показано, что в твердый раствор титанат кальция-бария Ba_1-xCa_xTiO₃ кальций входит c x < 0,3. В образцах керамики с x ≥ 0,3 избыток CaTiO₃ рекристаллизуется отдельными зернами. Увеличение концентрации кальция приводит как к уменьшению размера образцов, так и к уменьшению его плотности. Значительное увеличение размера зерен (в несколько раз) керамики BaTiO₃ по сравнению с керамикой CaTiO₃ приводит к соответствующему увеличению микротвердости образцов.
Keywords: пьезоэлектрическая керамика титаната бария, бессвинцовые материалы, структура зерен.

Г.А. Мустафаев, А.Г. Мустафаев, В.А. Панченко, Н.В. Черкесова
Разработка логического элемента на основе полифениленовых молекул — стр. 662
Abstract: Большое энергопотребление изделий интегральной электроники и дорогостоящие методы их производства, делает масштабирование кремниевых полупроводниковых устройств до размеров менее 50 нм непростой технологической и конструкторской задачей. В последнее время были достигнуты значительные успехи в разработке и исследовании изделий молекулярной электроники: молекулярных проводов, молекулярных диодов, изготовленных из отдельных молекул. Также были получены хорошие результаты в технологии формирования надежного электрического контакта с электропроводящими молекулами. Достижения в области наноэлектроники делают возможным разработку более сложных молекулярных электронных структур, например, цифровых логических схем. В данной работе проведено квантово-химическое моделирование молекулы, выполняющей функцию логического элемента, выполнена оптимизация равновесной пространственной конфигурации молекулы, разработана конструкция и синтезирована топология слоев для изготовления подложки для монтажа молекулы и создания внешних интерфейсов. Полученные результаты демонстрируют перспективность органической электроники как альтернативы кремниевым полупроводниковым материалам при разработке интегральных схем.
Keywords: моделирование, молекулярная электроника, логический элемент, наноэлектроника, молекулярный диод, цифровая логика, функциональная электроника.

Н.А. Панькин, А.Ф. Сигачев, В.П. Мишкин
Исследование диаграмм прессования при формовании смеси порошков меди и карбида кремния — стр. 672
Abstract: Проведено исследование смеси порошков меди и карбида кремния после одностороннего холодного формования в закрытой пресс-форме методами: растровой электронной микроскопии, гидростатического взвешивания и анализа диаграмм прессования. Выявлены основные этапы формования, их границы и характерные процессы, происходящие на каждом из них. Установлено, что на диаграмме формования можно выделить не менее трёх областей. Показано, что их границы (по давлению) определяются механическими свойствами материалов используемых порошков и процессами перераспределения / укладки структурных элементов и их упругой/неупругой деформации.
Keywords: медь, карбид кремния, диаграмма прессования, плотность, предельное давление, форма частиц, механизм формования.

Л.А. Пасечник, С.А. Бибанаева, И.С. Медянкина, С.П. Яценко
Механизм и кинетика нейтрализации медьсодержащих растворов модифицированными красными шламами глиноземного производства — стр. 681
Abstract: Предложены методы модификации красных шламов (КШ) обработкой соляной кислотой и карбонизацией с получением сорбционных материалов, пригодных для извлечения металлов из кислых растворов. Модификация КШ карбонизацией способствует увеличению площади и объема пор в карбонизированном шламе (КШК), что привело к более высокой сорбционной емкости до 246 мг Cu/г, при одновременной нейтрализации сернокислого медьсодержащего раствора с 1,5 до 4,5 единиц pH. Кислотная обработка приводит к меньшим положительным эффектам по извлечению меди. Кинетика сорбции описывается уравнениями как псевдо-первого порядка (R² > 0,96), так и псевдо-второго (R² > 0,98), определяя равнозначные вклады в общую скорость процесса стадий массопереноса и взаимодействия ионов. При изучении механизма установлено, что поверхностные диффузионные процессы на границе «твердое — жидкое» переходят в массоперенос ионов Cu²⁺ и химическое взаимодействие с функциональными группами на поверхности и внутри частиц модифицированных шламов. Для исходного шлама эти процессы практически эквивалентны. Десорбция меди водой и раствором этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) показала, что прочность связей в структуре КШК–Cu  и устойчивость поверхностных тройных комплексов Cu–ЭДТА–КШК оказывается выше, чем Cu–ЭДТА–КШ. Показана перспектива создания сорбционных материалов на основе промышленных отходов, в частности щелочных красных шламов, и их применение для поглощения токсичных металлов из кислых сточных вод с взаимной нейтрализацией и утилизацией разных видов техногенных отходов металлургических производств – твердых, газообразных и жидких.
Keywords: красные шламы, модификация поверхности, кислотная обработка, карбонизация, сорбция, десорбция, ионы меди(II).

Д.И. Переверзев, Е.А. Богданова, К.В. Нефедова
Получение биокомпозитов на основе наноразмерного гидроксиапатита, допированного оксидом циркония и фторидом кальция — стр. 697
Abstract: В статье обсуждается возможность упрочнения наноструктурированного гидроксиапатита (ГАП), полученного осаждением из раствора, путем введения оксида циркония и фторида кальция. Показано влияние качественного и количественного состава на протекание процессов спекания и прочностные характеристики исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂ — 15%CaF₂ — 5%ZrO₂. Композит обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику.
Keywords: гидроксиапатит (ГАП), композиционные биоматериалы, микротвердость.

Г.И. Свердлик, А.Ю. Атаева, А.Р. Атаев
Методика определения гидравлического сопротивления струйного барботера для улавливания мелкодисперсной пыли — стр. 706
Abstract: В СКГМИ (ГТУ) разработана конструкция струйного барботера, в основу которого положена запатентованная конструкция основного узла аппарата – распределительной тарелки, позволяющей реализовать в барботере пенный режим. Данный пылеуловитель позволяет улавливать мелкие частицы пыли (<1 мкм), включая наночастицы, не улавливаемые в рукавных фильтрах. В статье приведена методика расчета гидравлического сопротивления барботера, необходимая для использования при выборе вентилятора для процесса пылеулавливания в барботере. Гидравлическое сопротивление барботера определяется как сумма составляющих: статического давления слоя жидкости, капиллярного перепада в зоне образования пузырьков и сопротивлений деталей распределительной тарелки. Разработанная методика была использована при проектировании технологической линии очистки газов от пылевидных возгонов вельц-печей цинкового производства, содержащих наночастицы.
Keywords: гидравлическое сопротивление, барботер, пузырьки, наночастицы, капиллярный перепад, поверхностное натяжение.

И.В. Синёв, Н.А. Клычков, Д.А. Тимошенко, В.В. Симаков
Влияние освещения на распознавательную способность мультисенсорных микросистем на основе нитевидных нанокристаллов диоксида олова — стр. 713
Abstract: С помощью стандартных методов классификации данных показана возможность распознавания газовых смесей с помощью мультисенсорной микросистемы с газочувствительным слоем на основе нитевидных нанокристаллов. Проведенный статистический анализ экспериментальных результатов показал, что освещение светодиодом в ультрафиолетовом диапазоне газочувствительного слоя диоксида олова значительно увеличивает медианное расстояние Евклида-Махаланобиса между классами (распознавательная способность) различных газовых проб по сравнению с результатами измерений в темноте. Высказана гипотеза о том, что повышение распознавательной способности мультисенсорной микросистемы связано с селективным влиянием освещения на поверхностные химические реакции активных форм кислорода и частицами анализируемых газов.
Keywords: диоксид олова, нитевидные нанокристаллы, мультисенсорные микросистемы, ультрафиолетовое освещение, распознавание газовых смесей.

В.М. Скачков, Л.А. Пасечник, С.П. Яценко
Изучение свойств диффузионно-твердеющего композиционного припоя GaSn — CuSn — Mo — стр. 722
Abstract: В статье обсуждается возможность регулирования свойств диффузионно-твердеющего припоя (ДТП) на основе легкоплавкого сплава галлий-олово и твердой компоненты состоящей из порошка сплава медь-олово посредством введения инертного порошка металлического молибдена и термической обработки. Оценена  микротвердость и термическая устойчивость композиционных диффузионно-твердеющих припоев. Показано, что повторная термическая обработка при высоких температурах способствует переходу припоя в равновесное состояние, при этом происходит резкое увеличение твердости, почти на порядок. Подтверждено, что инертные наполнители снижают механическую прочность относительно начального диффузионно-твердеющего припоя, даже те, которые хорошо смачиваются галлием, однако существует некий диапазон, содержащий определенное количество инертного компонента, у порошка молибдена это 15%, при котором микротвердость композиционного припоя выходит на максимум.
Keywords: композиционные диффузионно-твердеющие припои, структура, свойства, микротвердость, дифференциально-термический анализ.

Д.А. Тимошенко, И.В. Синёв, В.В. Симаков
Создание сенсора газа на основе нитевидных нанокристаллов диоксида олова — стр. 731
Abstract: Методом осаждения из паровой фазы были выращены нитевидные нанокристаллы диоксида олова. Исследовано влияние технологических параметров синтеза на морфологию выращенных наноструктур. Показано, что увеличение парциального давления кислорода в диапазоне от 0,06 мбар до 9,3 мбар и температуры зоны осаждения в диапазоне от 940°С до 995°С приводит к увеличению диаметра формируемых нитевидных нанокристаллов. В экспериментах установлено, что средний диаметр нитевидных нанокристаллов варьировался от 80 нм до 250 нм. На основе полученных нанокристаллов был сформирован активный слой газового сенсора, чувствительный к парам ацетона в воздухе. Величина газочувствительности и характерные времена отклика полученного сенсора достаточны для практического применения в газоанализаторах и системах распознавания газовых смесей и запахов.
Keywords: нитевидные нанокристаллы, диоксид олова, физическое осаждение из газовой фазы, сенсоры газа, газочувствительность.

Б.М. Хуболов
Электрохимический синтез порошков оксидных вольфрамовых бронз — стр. 738
Abstract: Химическим анализом установлено, что при электрохимическом восстановлении в расплавах M₂WO₄ — WO₃ (M — Li, Na, K, Cs, Tl) образуются оксидные вольфрамовые бронзы различного состава и структуры. Изучена зависимость изменения равновесных потенциалов катодных продуктов от температуры и состава расплава. Установлено, что с увеличением содержания щелочного металла в вольфраматных расплавах число зародышей кристаллов уменьшается. Снижение температуры расплава и увеличение катодной плотности тока также приводит к уменьшению размеров зерен катодных осадков, что позволяет получать порошки оксидных вольфрамовых бронз контролируемой дисперсности. Методами рентгеноэлектронной спектроскопии и каналирования были исследованы структура конденсированных в среднем вакууме тонких пленок, а также монокристаллы натрий-вольфрамовых бронз электрохимически циклированных в анодном и катодном режимах для получения информации о толщине окрашивающего слоя.
Keywords: оксидная вольфрамовая бронза, порошки, электрохимический синтез, электролитическое восстановление, расплавы солей.

В.М. Юров, К.М. Маханов, В.С. Портнов
Наноструктуры в тонком слое угольного вещества — стр. 746
Abstract: В представленной работе рассмотрен поверхностный слой угольного вещества, структура и характеристики которого отличны от структуры объема. Этот слой имеет два уровня: d(I) равный 151,5 нм и d(II) ≈ 10 · d равный 1515 нм для антрацита. Для чистых металлов d(I) равно 1 — 6 нм, что на 2 порядка меньше поверхностного слоя угольного вещества. Толщина этого слоя имеет порядок толщин высших фуллеренов C₉₆, равного 135 нм. Все эти особенности угольного вещества, имеющего углеродную основу и представляющего собой полимер с надмолекулярной структурой, приводят к тому, что именно поверхностный слой определяет физические процессы в нем, связанные с протеканием газов и жидкости, а также с явлениями взрывоопасности.
Keywords: поверхностный слой, наноструктура, поверхностная энергия, атомный объем, размерный эффект, угольное вещество.

5. НАНОХИМИЯ — стр. 758

Н.А. Алексеенко, М.Н. Коваленко, Л.В. Маркова, А.П. Зажогин
Процессы образования нанодисперсных порошков Al₂O₃ с углеродом в электрической дуге постоянного тока — стр. 758
Abstract: Исследованы процессы образования нанодисперсных порошков Al₂O₃ с углеродом в электрической дуге постоянного тока при воздействии дугового разряда между электродом из алюминиевого сплава Д16Т и угольным электродом в атмосфере воздуха. Изучено влияние силы тока дуги на плазменно-дуговой синтез алюминий-углеродного материала, прекурсора для получения полых наночастиц Al₂O₃. Установлено, что с увеличением силы тока дуги от 4 до 14 А количество продукта увеличивается почти на порядок, несмотря на конкурирующие процессы диссоциации AlO при увеличении температуры от 5000 до 5500К.
Keywords: Al2O3 , субоксиды AlO , электрическая дуга постоянного тока, температура дуги, температура области образования субоксидов алюминия.

В.В. Алемасова, С.Р. Сухова, В.В. Кравченко, М.А. Зозуля, Л.А. Прокофьева, В.В. Бурховецкий, М.В. Савоськин
Влияние ультразвукa на структуру восстановленного тиомочевиной оксида графита — стр. 765
Abstract: Исследовано влияние ультразвука на процесс восстановления тиомочевиной оксида графита, полученного по методу Хаммерса. Установлено, что обработка оксида графита тиомочевиной в водном растворе приводит к частичному удалению кислородсодержащих и образованию серосодержащих функциональных групп на поверхности оксида графита. Ультразвук небольшой мощности способствует увеличению степени функционализации поверхности оксида графита серой. Методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии исследована морфология частиц частично восстановленного и функционализированного оксида графита. Показано, что ультразвук способствует образованию объемного гидрогеля с сильно развитой поверхностью.
Keywords: оксид графита, восстановление, функционализация, тиомочевина, ультразвук, структура, сканирующая электронная микроскопия, просвечивающая электронная микроскопия.

Е.С. Бахвалова, А.В. Быков, А.И. Сидоров, Л.Ж. Никошвили, Л.Л. Киви
Влияние типа ароматической полимерной матрицы на стабильность наноразмерных палладиевых катализаторов в реакции Сузуки — стр. 775
Abstract: Данная работа посвящена исследованию влияния типа полимерной матрицы сверхсшитого полистирола на активность и стабильность палладиевых катализаторов кросс-сочетания Сузуки. Показано, что применение сверхсшитого полистирола, функционализированного третичными аминогруппами, может быть перспективным с точки зрения обеспечения стабильности катализатора при рециклах, однако для достижения 100% конверсии арилгалогенида (4-броманизола) требуется применение сильного избытка фенилбороновой кислоты и основания. Катализатор на основе нефункционализированного сверхсшитого полистирола обладает более высокой активностью и позволяет, используя полуторакратный избыток фенилбороновой кислоты, достичь полной конверсии 4-броманизола за 60 мин реакции в мягких условиях (70°С, растворитель – смесь этанола и воды в соотношении 5:1). Недостатком такой системы является сильная адсорбция продукта кросс-сочетания в гидрофобной полимерной матрице.
Keywords: кросс-сочетание Сузуки, палладий, катализатор, наночастицы, сверхсшитый полистирол.

С.А. Бибанаева, Л.А. Пасечник, В.М. Скачков, В.Т. Суриков, С.П. Яценко
Влияние металлических добавок при гидрохимической переработке диаспор-бемитовых бокситов на физико-химические свойства восстановленных шламов — стр. 784
Abstract: Работа посвящена изучению высокотемпературного гидрохимического разложения минеральных комплексов диаспор-бемитовых бокситов методом Байера с извлечением макрокомпонентов – алюминия и железа в присутствии металлических восстановителей. Проведены рентгенофазовые исследования, направленные на определение состава и структуры новых соединений в магнетизированном красном шламе. По результатам физико-химических исследований продуктов выщелачивания рекомендованы оптимальные параметры восстановительного выщелачивания бокситов СУБРа, направленные на извлечение алюминия и синтез магнетита. Выявлены закономерности влияния вида металлического восстановителя на морфологию, фазовый состав, размер частиц в красном шламе (КШ).
Keywords: бокситы, выщелачивание, процесс Байера, восстановление железа, красный шлам, переработка, гематит, магнетит, дисперсность.

О.И. Гырдасова, Л.А. Пасечник, В.Н. Красильников, В.Т. Суриков, М.В. Кузнецов
Сорбционная и фотокаталитическая активность Zn_1-xCu_xO (x = 0,05 и 0,15) к As(III) в щелочной среде — стр. 792
Abstract: С использованием формиатогликолятных комплексов Zn_1-xCu_x (HCOO)(OCH₂CH₂O)_1/2  (0 ≤ x ≤ 0,15)  получены твердые растворы Zn_1-xCu_xO c 1D и композиты Zn_1-xCu_xO / CuO со сферической морфологией агрегатов соответственно. Материалы апробированы в реакции фотоокисления As(III) при воздействии ультрафиолетового и видимого излучения. Установлено, что медь является эффективной допирующей примесью в составе твердого раствора Zn_1-xCu_xO (0 ≤ x ≤ 0,1). Присутствие ее в оболочке композита Zn_1-xCu_xO / CuO негативно влияет на фотоактивность материала вплоть до подавления фотокатализа в видимом световом диапазоне. Показана также сорбционная эффективность материалов к мышьяку независимо от состава и морфологии материала. Согласно данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии на поверхности образцов после сорбции мышьяк находится преимущественно в виде As(III).
Keywords: оксид цинка, наногетероструктуры, синтез, прекурсоры, морфология, микроструктура, дефектная структура, динамика электронных возбуждений, фотокатализаторы.

Ю.Ф. Иванов, Е.А. Петрикова, С.В. Лыков, Ю.А. Денисова, А.Д. Тересов, О.С. Толкачев
Структура и свойства поверхностного слоя высокохромистой аустенитной стали, подвергнутой ионно-плазменному азотированию — стр. 805
Abstract: Ионное азотирование является одним из наиболее распространенных способов поверхностного упрочнения деталей и инструмента. Цель настоящей работы – выявление и анализ закономерностей преобразования структуры и свойств поверхностного слоя высокохромистой нержавеющей стали, подвергнутой низкотемпературному азотированию в плазме газового разряда низкого давления. Установлено, что насыщение азотом (790 К, 3 час.) аустенитной высокохромистой стали 20X23H18 в плазме газового разряда низкого давления сопровождается формированием в слое толщиной (55 — 60) мкм структуры пластинчатого типа с чередующимися пластинами аустенита и нитрида железа (поперечные размеры пластин не превышают 10 нм), микротвердость и износостойкость которой превышают в 6,5 раз и более чем в 400 раз соответствующие характеристики исходного состояния.
Keywords: плазма газового разряда низкого давления, аустенитная сталь, фазовый состав, дефектная субструктура, микротвердость, износостойкость.

А.И. Ковтун
Адсорбционные и дилатационные реологические свойства лактата хитозана на границе раздела жидкость-газ — стр. 816
Abstract: Методом формы осциллирующей капли исследованы адсорбционные и дилатационные реологические характеристики (модуль упругости и вязкости) лактата хитозана на границе раздела жидкость – газ. Определены зависимости динамического и равновесного поверхностного натяжения от концентрации лактата хитозана в растворе. Установлено, что полученные зависимости сходны с таковыми для поверхностно-активных высокомолекулярных соединений. Изучены зависимости поверхностных упругости и вязкости лактата хитозана от частоты осцилляций и концентрации. Показано, что лактат хитозана способен образовывать упругие адсорбционные слои со значениями модуля вязкоупругости сопоставимыми для биополимеров белковой природы.
Keywords: хитозан, поверхностное натяжение, модуль вязкоупругости, модуль упругости, модуль вязкости, граница раздела жидкость-газ.

М.Д. Корабель, И.В. Синёв, Д.А. Шикунов, Н.А. Клычков, Д.А. Тимошенко, В.В. Симаков
Принципы создания виртуальной мультисенсорной системы для распознавания газовых смесей — стр. 827
Abstract: В широком диапазоне концентраций газов различной химической природы (аммиака, ацетона, пропанола и этанола) исследовалась концентрационная зависимость газочувствительности сенсора газа на основе наноструктурированной пленки диоксида олова при различных режимах его работы. Экспериментально показано, что концентрационная зависимость газочувствительности носит степенной характер, показатель степени n различен для разных газовых проб, причем величина показателя степенного закона n зависит от режима работы сенсора и химической природы анализируемой пробы. Изученное явление позволяет распознавать газовые пробы, содержащие пары веществ различной химической природы. Вероятность классификации газовых проб аммиака, ацетона, пропанола и этанола методом ближайших соседей составила более 95%.
Keywords: диоксид олова, наноструктурированные пленки, адсорбция на неоднородной поверхности, распознавание паров органических веществ..

Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин
Электронно-стимулированная десорбция атомов калия адсорбированных на поверхности золота — стр. 836
Abstract: Создан ультратонкий слой интерметаллида K_xAu_y при комнатной температуре при напылении атомов калия на слой адсорбированного золота на поверхности вольфрама. Исследованы процессы электронно-стимулированной десорбции атомов K с поверхности K_xAu_y. Найдены квазирезонансные пики в зависимости выхода ЭСД от энергии возбуждения при 64 и 82 эВ, которые соответствуют возбуждению остовных уровней Au 5p_3/2 и Au 5p_1/2. Полученные результаты свидетельствуют о формировании K_xAu_y различной стехиометрии: от KAu₈ до KAu. Показано, что интерметаллид K_xAu_y, полученный при комнатной температуре, как полученный ранее K_xAu_y при 1000 K, является полупроводником. Предложена модель электронно-стимулированной десорбции атомов K в системе K / K_xAu_y / Au / W.
Keywords: электронно-стимулированная десорбция, адсорбция, щелочные металлы, золото, интерметаллические соединения.

Ю.А. Малкандуев, М.Б. Бегиева, А.А. Кокоева, А.К. Микитаев, А.Т. Джалилов
Химические превращения сополимеров α–галоидов акриловой кислоты с N–винилпирролидоном — стр. 845
Abstract: Приведены результаты сополимеризации α-галогенов акриловой кислоты с N-винилпирролидоном в присутствии аминирующих агентов, при низких температурах в органической среде. ИК-спектры полученных сополимеров подтверждают реакцию аминирования. Исследованы зависимости приведенной вязкости водных растворов синтезированных полимеров и наблюдается «полиэлектролитное набухание». Синтезированные аминированные полимеры образовывают внутрикомплексные соединения с галогенидами двухвалентных металлов при комнатной температуре. В работе описываются первые попытки получения новых нанокомпозиционных материалов на основе синтезированных сополимеров и модифицированного монтмориллонита. Анализ литературных данных показывает, что особенности получения нанокомпозитов на основе Na⁺-монтмориллонита и водорастворимых сополимеров ранее не изучались.
Keywords: водорастворимые полиэлектролиты, сополимеризация, акриловая кислота, N-винилпирролидон, аминирование, накомпозит.

С.Ю. Меньшиков, К.А. Белозерова, А.А. Остроушко
Воздействие нанокластерного полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀} на окисление персульфатом йодид-ионов — стр. 853
Abstract: Изучены каталитические свойства нанокластерного железомолибденового полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀} в растворах при реализации окисления персульфатом йодид-ионов. Использована автоматизированная установка на базе спектрофотометрического метода анализа, управляемая компьютером. Сравнение литературных данных и кинетических данных окисления иодида персульфатом показывает, что кеплерат является гетерогенным катализатором. Эти данные позволяют предполагать нерадикальный механизм для разложения персульфата на поверхности молекул кластера на первой стадии реакции окисления иодида калия. Значение эффективной энергии активации процесса указывает на каталитическое воздействие {Mo₇₂Fe₃₀} на промежуточной стадии разложения пероксида водорода.
Keywords: нанокластерный железомолибденовый полиоксометаллат, кеплерат, каталитические свойства, окисление йодид-ионов, персульфат калия, пероксид водорода.

О.Н. Мусская, В.К. Крутько, А.И. Кулак
Синтез фосфатов магния в полимерной матрице — стр. 860
Abstract: Изучена зависимость фазового состава наноразмерных фосфатов магния (MgNH₄PO₄ · 6H₂O, Mg(H₂PO₄)₂, MgHPO₄ · 3H₂O, Mg₃(PO₄)₂ · 22H₂O) с размером кристаллитов 13 — 54 нм от условий осаждения из водных растворов в присутствии поливинилового спирта и его смеси с поливинилпирролидоном. В полимерной матрице дополнительно образуется примесная фаза MgOHCl. Наличие средних и двузамещенных фосфатов магния в пленках поливинилового спирта и поливинилового спирта / поливинилпирролидона ингибируют их термическую деструкцию.
Keywords: фосфаты магния, струвит, ньюберит, поливиниловый спирт, поливинилпирролидон, композиционные полимерные пленки.

Г.А. Мустафаев, А.Г. Мустафаев, В.А. Панченко, Н.В. Черкесова
Метод ионного перемешивания для формирования силицидного слоя — стр. 868
Abstract: Ионная имплантация ионами отдачи или ионное перемешивание, основанное на внедрении требуемой примеси из поверхностных слоев при передаче им кинетической энергии первичного пучка, имеют большие перспективы для получения структур и соединений с заданными свойствами. В процессе масштабирования сверхбольших интегральных схем паразитное сопротивление межсоединений и неомический характер контактов являются ограничивающими факторами. Перспективными материалами для использования в системах металлизации являются силициды тугоплавких металлов. В работе проведено исследование по внедрению ионов фосфора в систему молибден-кремний.  Полученные результаты демонстрируют возможность формирования силицида молибдена при пониженной температуре, применением имплантации ионов, вызывающих ионное перемешивание. Разработанная технология позволяет достичь однородной границы раздела силицида с кремнием, и необходимые электрофизические характеристики металлизации и омических контактов. Из-за заглубления границы раздела в объем полупроводника снижается влияние состояния поверхности кремния на параметры омических контактов, в результате обеспечивается их необходимая стабильность и воспроизводимость.
Keywords: ионная имплантация, омический контакт, металлизация, силицид, магнетронное напыление, термообработка, интегральная схема.

Я.И. Симонов, З.Н. Скворцова, В.Ю. Траскин
Деформация порошка кальцита в присутствии водных растворов различного состава — стр. 875
Abstract: Измеренные скорости уплотнения порошка кальцита под действием одноосной нагрузки в присутствии насыщенного раствора CaCO₃, содержащего катионы магния или гумат-анионы, сопоставлены с расчетами скорости деформации, проведенными с учетом растворимости, кинетики растворения и скорости массопереноса вещества матрицы в поровой жидкости. Адекватность предложенной схемы расчета подтверждается незначительным различием экспериментальных и вычисленных значений (в пределах 20%). Показано, что скорость деформации кальцита в растворах, содержащих ионы магния, лимитируется скоростью растворения материала из-за доломитизации поверхности. Замедление скорости уплотнения в присутствии гумат-анионов также происходит из-за частичного блокирования поверхности в результате адсорбции гумата.
Keywords: рекристаллизационная ползучесть, диффузионный и кинетический режимы деформации, растворимость, скорость растворения, межзеренные нанопрослойки, коэффициент диффузии.

М.О. Тонкушина, И.Д. Гагарин, О.В. Русских, К.А. Белозерова, А.А. Остроушко
Деструкция полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀} как транспортного агента в средах, моделирующих кровь, его стабилизация альбумином — стр. 885
Abstract: Создание и использование средств адресной доставки лекарств на основе нанокластерного полиоксометаллата {Mo₇₂Fe₃₀} подразумевает его деструкцию в организме, сопровождающуюся постепенным высвобождением лекарства. Были определены константы скорости процесса деструкции чистого {Mo₇₂Fe₃₀} и в составе ассоциата с сывороточным альбумином в растворах моделирующих среду крови (фосфатный буфер с pH 7,4 и сыворотка крови крупного рогатого скота). Показана стабилизация полиоксометаллата альбумином в модельных средах. Определено соотношение компонентов в ассоциате {Mo₇₂Fe₃₀}–альбумин, оно составило 1,6 ионов полиоксометаллата на молекулу альбумина.
Keywords: полиоксометаллат, нанокластер, {Mo72Fe30}, белковая корона, адресная доставка, скорость деструкции, константа скорости реакции.

6. ПЕРСОНАЛИИ — стр. 893

О.В. Малышкина
Памяти Ростислава Михайловича Гречишкина (1941–2020) — стр. 893
Abstract: Посвящается памяти Ростислава Михайловича Гречишкина, выдающегося советского и российского учёного-физика, специалиста в области магнитных явлений, доктора физико-математических наук, профессора кафедры прикладной физики физико-технического факультета Тверского государственного университета, руководителя научной школы по магнитоэлектронике.
Keywords: магнетизм, магнитооптика, ферромагнитные сплавы с памятью формы, доменная структура, наноструктурированные материалы, методы магнитных измерений.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ НАНОЧАСТИЦ, НАНОСИСТЕМ И НАНОМАТЕРИАЛОВ

Алемасова Н.В., Савоськин М.В., Вдовиченко А.Н., Прокофьева Л.А.
Ограничения при титриметрическом определении групп кислотного характера в оксиде графита — 6 стр.
Аннотация. Титриметрический метод Боэма при определении общего количества кислотных групп в оксиде графита по Хаммерсу дает искаженные результаты. Установлено, что дополнительная кислотность водной фазы суспензии оксида графита по Хаммерсу обусловлена интеркалированной серной кислотой. Добавление щелочи при кислотно-основном титровании сопровождается реакцией декарбоксилирования оксида графита по Хаммерсу. Для водной суспензии оксида графита по Броди подобного не наблюдается.
Ключевые слова: оксид графита, кислотные функциональные группы, циклическое кислотно-основное титрование.

Арефьева Л.П., Шебзухова И.Г., Сахно Т.А., Шахова Л.С.
Применение атомно-силовой микроскопии для исследования анизотропии межфазной энергии на границе металл-ориентированная подложка — 16 стр.
Аннотация: Разработанный нами метод определения анизотропии межфазной энергии в твердой системе применен для исследования нанокристаллов никеля на ориентированной подложке кремния. Частицы никеля были получены по механизму пар-жидкость-твердое тело методом осаждения в вакууме на подложку. Поверхность образца визуализировалась атомно-силовой микроскопией в полуконтактном режиме. Проведенный анализ АСМ-изображений позволил установить геометрические характеристики кристаллов никеля, исследовать рельеф. По полученным данным определена модельная форма и положение точки Вульфа равновесных кристаллов на подложке. Построены зависимости характеристической величины A/V^2/3  от эффективного контактного угла в двух направлениях и показано, что в данной системе межфазная энергия границы кристалл-подложка сильно анизотропна.
Ключевые слова: межфазная энергия, смачивание, нанокристаллы, атомно-силовая микроскопия, никель.

Ашхотов О.Г., Ашхотова И.Б., Алероев М.А., Крымшокалова Д.А.
Электронно-стимулированная адсорбция кислорода на поверхности металлов и полупроводников — 26 стр.
Аннотация: Явление электронно-стимулированной адсорбции имеет место практически во всех приборах, где используется электронная эмиссия. Электронно-стимулированная адсорбция может оказывать существенное влияние на состояние адсорбированного слоя. В настоящем обзоре приведены типичные результаты, полученные при изучении электронно-стимулированных процессов адсорбции кислорода из газовой фазы и основные закономерности изменения поверхностной структуры, вызванные электронно-стимулированной адсорбцией.
Ключевые слова: спектроскопия, поверхность, электроны, излучение, диссоциация, миграция, адсорбция, десорбция, эксперименты, экспозиция.

Багрышева И.С., Большакова Н.Н., Иванова А.И., Румянцев В.С., Семенова Е.М.
Процессы переключения дейтерированных кристаллов триглицинсульфата — 40 стр.
Аннотация: Представлены результаты исследования динамических процессов переполяризации кристаллов чистого и дейтерированного триглицинсульфата. Установлено, что дейтерирование и увеличение концентрации примеси аланина в дейтерированных кристаллах приводят к уменьшению величин относительной и эффективной диэлектрических проницаемостей, переключаемой поляризации и росту коэрцитивного поля и поля смещения. Дейтерирование и замещение части молекул глицина на аланин позволяет получить в кристаллах устойчивое униполярное состояние.
Ключевые слова: процессы переключения, доменная структура, триглицинсульфат, дейтерирование, униполярное состояние, растровая электронная микроскопия.

Баззал Х., Воропай Е.С., Зажогин А.П., Патапович М.П.
Спектральные исследования влияния расфокусировки на процессы образования AlO и AlN в плазме при воздействии лазерных импульсов на алюминиевый сплав Д16Т в атмосфере воздуха — 48 стр.
Аннотация: Изучено влияние расфокусировки сдвоенных лазерных импульсов на целенаправленное формирование компонентного и зарядового состава лазерной плазмы методом лазерной искровой спектрометрии (спектрометр LSS-1). Показана возможность как увеличения доли ионов алюминия  различной зарядности, так и нанокластеров AlO и AlN в лазерной плазме при последовательном воздействии серии расфркусированных сдвоенных импульсов на мишень, из алюминиевого сплава Д16Т.
Ключевые слова: AlO, AlN, импульсное лазерное напыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы.

Баззал Х., Воропай Е.С., Зажогин А.П., Патапович М.П.
Исследование влияния формы канала на процессы образования нанокластеров AlN и AlO в плазме при воздействии серий сдвоенных лазерных импульсов на алюминиевую мишень в воздушной атмосфере — 57 стр.
Аннотация: Исследованы процессы формирования формы микроканала и ее влияния на процессы образования AlO и AlN в лазерной плазме  при воздействии серий последовательных сфокусированных сдвоенных лазерных импульсов на поверхность мишени из алюминиевого сплава Д16Т в атмосфере воздуха. Показана возможность  увеличения количества как AlO и AlN, так и ионов азота, кислорода и алюминия  различной зарядности в лазерной плазме в зависимости от формы образующегося микроканала.
Ключевые слова: AlO, AlN, импульсное лазерное напыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы, форма микроканала.

Бахвалова Е.С., Никошвили Л.Ж., Матвеева В.Г., Kiwi-Minsker L.
Стабилизированные в ароматическом полимерном окружении наночастицы палладия – высокоактивные безлигандные катализаторы кросс-сочетания Сузуки — 65 стр.
Аннотация: Данная работа посвящена исследованию влияния типа полимерной матрицы сверхсшитого полистирола на формирование каталитически активных наночастиц палладия с использованием ацетата палладия в качестве прекурсора. Показано, что применение нефункционализированного сверхсшитого полистирола в качестве носителя позволяет сформировать наночастицы палладия большего диаметра (4-10 нм), чем в случае полимера, функционализированного аминогруппами. Однако такой катализатор проявляет более высокую активность в реакции кросс-сочетания Сузуки между 4-броманизолом и фенилбороновой кислотой. Для наиболее активного катализатора изучено влияние температуры реакции, состава растворителя и природы основания. Кроме того, в ходе исследования влияния природы арилгалогенида показано, что использование конкурирующих субстратов позволяет за 4 минуты достичь 100% конверсии 4-йоданизола в присутствии 4-броманизола.
Ключевые слова: кросс-сочетание Сузуки, палладий, катализатор, наночастицы, сверхсшитый полистирол.

Белякова Р.М., Пивень В.А., Cидоров Н.И., Полухин В.А.
Влияние гидридов Ti – H на межатомные взаимодействия и характеристики легированных Ti мембранных сплавов на основе V – Ni — 74 стр.
Аннотация. В условиях быстрой кристаллизации расплавов исследовано экспериментально влияние водорода на механизмы структурных превращений в сплавах V₈₅Ni₁₅ и V_85-xTi_xNi₁₅. Проведено моделирование структурирования фазовых композиций, диффузии и проницаемости водорода. Выявлены закономерности улучшения структурных характеристик сплавов, в результате легирования титаном, а также воздействия динамки водорода на стабильность формируемых фаз.
Ключевые слова: водород, ОЦК фаза, диффузия, проницаемость, моделирование, многочастичные потенциалы, сплавы титана, микроструктура, гибридизация полиморфно-фазовые переходы, мембранные технологии, гидриды.

Бернацкий Д.П., Павлов В.Г.
Полевая электронная эмиссия с наноструктурированной поверхности науглероженного иридия — 86 стр.
Аннотация: Исследованы характеристики полевой электронной эмиссии иридиевого острия, с различными углеродными образованиями на его поверхности. Обнаружено, что в ряде случаев покрытый углеродом эмиттер проявляет значительно большую стабильность эмиссии и устойчивость к воздействию остаточных газов при работе в недостаточно хороших вакуумных условиях по сравнению с металлическими эмиттерами.
Ключевые слова: электронная эмиссия, углерод, иридий, вакуум, поверхность.

Бернацкий Д.П., Павлов В.Г.
Полевая десорбция цезия для визуализации графитовых наноструктур на поверхности рениевого полевого эмиттера — 91 стр.
Аннотация: Методом полевой десорбционной микроскопии исследована десорбция атомов цезия в электрическом поле с науглероженного рениевого полевого эмиттера. Изучено влияние концентрации атомов цезия на величину десорбирующего напряжения и на распределение эмиссионных центров на поверхности эмиттера. Показано, что науглероживание рения может приводить к модификации поверхности с образованием углеродных наноструктур.
Ключевые слова: полевая десорбционная микроскопия, электрическое поле, полевой эмиттер, щелочные металлы, графитовые наноструктуры.

Бобрева Л.А., Маслобоева С.М., Сидоров Н.В., Палатников М.Н.
Влияние легирующих примесей Mg и Fe на концентрацию в кристалле ниобата лития комплексных дефектов, связанных с OH – группами — 97 стр.
Аннотация: По спектрам ИК-поглощения в области валентных колебаний OH^— -групп исследовано влияние легирующих примесей Mg, Mg + Fe на концентрацию комплексных дефектов Mg_Nb — OH — Mg_Li, Fe_Nb — OH — Mg_Li в кристаллах ниобата лития, выращенных из шихты, синтезированной с использованием гомогенно легированного прекурсора Nb₂O₅.
Ключевые слова: гомогенное легирование, шихта, монокристалл, ниобат лития, валентные колебания групп, комплексные дефекты.

Бурцев А.А., Бутковский О.Я.
Анализ кристаллических структур на поверхности нержавеющей стали — 107 стр.
Аннотация: В работе представлены эксперименты по кристаллизации из расплава с анализом морфологии возникающих кристаллических структур, показаны примеры возникновения сложных дендритных образований. С помощью энергодисперсионного рентгеновского анализа установлен химический состав различных типов кристаллов. Проанализирована связь между особенностями формирования морфологии и химическим составом.
Ключевые слова: лазерный нагрев, модификация поверхности металлов, кристаллизация, фрактал, дендритные кристаллы, энергодисперсионный анализ.

Дышекова А.Х., Кармоков А.М., Бжихатлов К.Ч.
Межфазные характеристики хлоридов калия и натрия с добавками серебра, олова и меди на границе с жидким свинцом — 115 стр.
Аннотация: Рассмотрено влияние малых добавок меди, серебра и олова на краевой угол смачивания и работу адгезии монокристаллов хлоридов калия и натрия. Выявлен характер межфазного взаимодействия границы раздела свинец – монокристаллы хлоридов натрия и калия с добавками указанных металлов.
Ключевые слова: краевой угол смачивания, работа адгезии, хлорид натрия, хлорид калия, монокристалл.

Егужокова Р.М., Иванова А.И., Семенова Е.М.
Доменная структура и магнитотранспортные свойства тонких пленок ферритов-гранатов — 123 стр.
Аннотация: Настоящая статья содержит обзор результатов эксперимента по применению магнитотранспортных свойств пленок феррит-гранатов в микрофлюидных устройствах. Приведены экспериментальные данные о силовом воздействии магнитных полей на доменную структуру пленок, связанных с микросферами, представляющими собой наночастицы магнетита, покрытые полимером. Показано направленное движение микросфер, определяемое силой и направлением приложенного магнитного поля, а также геометрией доменов феррит-гранатовых пленок.
Ключевые слова: феррит-гранатовая пленка, магнитные микросферы, магнитная манипуляция.

Ефремов В.В., Палатников М.Н., Щербина О.Б.
Сравнительное исследование электрофизических характеристик керамического и монокристаллического танталата лития — 129 стр.
Аннотация: Методами зондовой микроскопии исследована микроструктура керамического танталата лития LiTaO₃, полученного на основе мелкодисперсного микрокристаллического монофазного порошка. В работе проведено сравнительное исследование дисперсии комплексного импеданса Z^*(ω) керамического танталата лития LiTaO₃ и кристаллического образца неполярного среза X-ориентации, выращенного по методу Чохральского. По измеренным Z и φ определялись действительная и мнимая составляющие комплексных диэлектрической проницаемости и импеданса (адмиттанса).
Ключевые слова: танталат лития, керамика, микроструктура, импеданс-спектроскопия, электропроводность.

Иванов Д.В., Антонов А.С., Сдобняков Н.Ю., Семенова Е.М., Скопич В.Л., Романовская Е.В., Афанасьев М.С.
Фрактальные свойства наноразмерных пленок никеля и хрома — 138 стр.
Аннотация: Проведено исследование морфологии рельефа наноразмерных пленок никеля и хрома на поверхности слюды с помощью сканирующего зондового микроскопа. Описаны характерные особенности нанорельефа поверхности исследуемых пленок, включая фрактальные свойства. Полученные данные по фрактальной размерности сравниваются с имеющимися экспериментальными данными, а также данными полученными с использованием сканирующей туннельной микроскопии. Предложены рекомендации по развитию технологии «выращивания» структур с заданной морфологией поверхности.
Ключевые слова: сканирующая зондовая микроскопия, нанорельеф, фрактальная размерность, наноразмерные пленки никеля и хрома.

Измайлов В.В., Новоселова М.В.
О соотношении диффузной и баллистической составляющих контактного электросопротивления на микро- и наномасштабном уровне — 153 стр.
Аннотация: Проанализировано соотношение диффузной и баллистической составляющих контактного электросопротивления, а также роль микро- и наношероховатости контактирующих поверхностей в формировании электрического сопротивления контакта и его составляющих. В контактах неровностей наношероховатости преобладает баллистическая составляющая сопротивления, в контактах неровностей микрошероховатости – диффузная.
Ключевые слова: электрический контакт, контактное сопротивление, диффузионное сопротивление, баллистическое сопротивление, микрошероховатость, наношероховатость.

Киселева М.А., Соковнин С.Ю., Балезин М.Е.
Получение и изучение свойств композиционных нанопорошков Al₂O₃ + Ag — 161 стр.
Аннотация. Наночастицы из оксида алюминия, частично покрытого серебром, были получены радиационно-химическим методом в размере 50 и 80 нм, причем площадь покрытия составляла 2-3% и 16-40% соответственно. Изучена стабильность суспензии перед облучением с использованием разных стабилизаторов. Определена причина изменения окраски суспензий после обработки ультразвуком. Антибактериальная активность композиционного нанопорошка исследована на винных дрожжах.
Ключевые слова: нанопорошок, наночастицы, наносекундный электронный пучок, оксид алюминия, покрытый серебром, антибактериальные свойства.

Кнатько М.В., Лапушкин М.Н.
Исследование адсорбции уротропина на интерметаллиде NaAu₂ методом поверхностной ионизации — 169 стр.
Аннотация: На основании исследования поверхностной ионизации уротропина на поверхности сплава NaAu₂ проанализирована ориентация адсорбированных молекул. Определено, что ионизация и обменные реакции между адсорбированными молекулами происходят на специфических центрах сплава, которым можно приписать рекордно высокую работу выхода поверхности более 7,6 эВ.
Ключевые слова: адсорбция, работа выхода поверхности, уротропин, поверхностная ионизация, масс-спектрометрия.

Кокоева А.А., Бегиева М.Б., Малкандуев Ю.А., Докшукина М.А.
Кондуктометрический метод определения электропроводности растворов полиэлектролитов — 177 стр.
Аннотация: Реакцией радикальной полимеризации получен новый полимер на основе аминоэтановой кислоты. Кондуктометрическим методом были измерены молярная и удельная значения электропроводности водных растворов исходной аминокислоты, мономера и полимера. Полученные результаты показывают что наиболее ярко выраженными электропроводящими свойствами обладает полимер – поли – N, N – диаллиламиноэтановая кислота.
Ключевые слова: полиэлектролиты, физико-химические свойства, электропроводность, молярная электропроводность, удельная электропроводность, электрическая проводимость.

Кузнецов Ю.А., Лапушкин М.Н.
Электронно-стимулированная десорбция атомов лития с вольфрама, покрытого монослоем кислорода — 184 стр.
Аннотация: Исследована электронно-стимулированная десорбция нейтральных атомов лития с поверхности вольфрама, покрытого монослоем кислорода. Предложена модель процессов электронно-стимулированной десорбции атомов на поверхности вольфрама с адсорбированным монослоем кислорода. Показаны общность и различие процессов электронно-стимулированной десорбции для высоко- и низкоэнергетических пиков в распределениях десорбирующихся атомов по кинетическим энергиям.
Ключевые слова: электронно-стимулированная десорбция, адсорбция, щелочные металлы.

Малашенко В.В., Малашенко Т.И.
Особенности дислокационной динамики в приповерхностной нанообласти кристалла — 192 стр.
Аннотация: Теоретически проанализировано скольжение дислокаций в приповерхностном нанослое кристалла, содержащего точечные дефекты. Получено аналитическое выражение силы динамического торможения дислокаций точечными дефектами. Показано, что поверхность кристалла оказывает существенное влияние на динамику дислокаций в приповерхностной области.
Ключевые слова: дислокации, точечные дефекты, поверхность, наноматериалы.

Малышкина О.В., Тесникова Е.С., Малышева Н.Е., Иванова А.И.
Структурные особенности керамики ниобата натрия–лития — 198 стр.
Аннотация: Авторами синтезированы образцы и проведены исследования структуры пьезоэлектрической керамики на основе ниобатов натрия и лития Li_1-xNa_xNbO₃. Показана существенная зависимость зернообразования в процессе спекания образцов от соотношения Li / Na. С учетом анализа структуры и измерения температурной зависимости диэлектрической проницаемости выявлены оптимальные составы для возможного практического применения Li_0,1Na_0,9NbO₃ и Li_0,4Na_0,6NbO₃.
Ключевые слова: пьезоэлектрическая керамика, бессвинцовые материалы, структура зерен.

Милёхин Ю.М., Коптелов А.А., Коптелов И.А., Рогозина А.А.
Кинетика термического разложения энергетического композиционного материала на инертном связующем — 206 стр.
Аннотация: Приведены результаты исследования кинетики термического разложения модельного смесевого энергетического материала K – 2, основными компонентами которого являются перхлорат аммония, октоген, алюминий и инертное связующее – полибутадиен, пластифицированный трансформаторным маслом. Энергия активации E определена изоконверсионными методами и методом Киссинджера по данным термического анализа при скоростях нагрева b < 5 К/мин. В открытой системе в образцах последовательно реализуются процессы испарения пластификатора (E = 65 кДж/моль), термического разложения октогена (E_max = 192 кДж/моль) и перхлората аммония. При ограничении свободного выхода газообразных продуктов реакции пики максимальной скорости тепловыделения в октогене смещаются в область более высоких температур, термическое разложение K – 2 завершается раньше по сравнению с открытой системой. Предложено объяснение механизма этого явления.
Ключевые слова: энергетический материал, октоген, перхлорат аммония, термическое разложение, энергия активации.

Остроушко А.А., Русских О.В., Гагарин И.Д., Филонова Е.А.
Изучение генерирования зарядов при синтезе наноразмерных сложных оксидов в реакциях горения органо-неорганических прекурсоров — 215 стр.
Аннотация: Установлено наличие генерирования электрических зарядов в прекурсорах в процессе синтеза наноразмерных сложных оксидов при реализации реакций горения композиций, включающих нитраты металлов, а также в качестве органических компонентов – глицин и глицерин. Для проведения измерений возникающей разности потенциалов использована разработанная автоматизированная система на основе измерителя параметров электростатического поля ИПЭП-1, система усиления сигнала.
Ключевые слова: Наноразмерные сложнооксидные материалы, синтез в реакциях горения, органо-неорганические композиции, генерирование зарядов, измерения.

Сидоров Н.В., Теплякова Н.А., Титов Р.А., Палатников М.Н.
Влияние бора на структурные особенности и фоторефрактивные свойства монокристаллов LiNbO₃ — 223 стр.
Аннотация: Выполнен анализ исследований монокристаллов LiNbO_3 стех, LiNbO_3 конг и LiNbO₃ : B (0,83 мол.% B₂O₃ в шихте). Установлено, что бор, присутствующий в расплаве, не входит в структуру кристалла LiNbO₃ и, связывая в процессе комплексообразования избыточный в расплаве конгруэнтного состава ниобий, приближает по величине друг к другу эффективные коэффициенты распределения лития и ниобия. При этом кристалл LiNbO₃ : B по упорядочению структурных единиц приближается к стехиометрическому кристаллу.
Ключевые слова: монокристалл, ниобат лития, фотоэлектрические поля, бор, легирование, структурирование расплава.

Стародуб О.Р., Воскресенский В.М., Сидоров Н.В., Палатников М.Н.
Анализ кластерообразования в моделируемых кристаллах ниобата лития — 232 стр.
Аннотация: В рамках полуклассической атомистической модели исследовались процессы кластеризации в кристалле ниобата лития LiNbO₃. Компьютерное моделирование энергетически равновесного кластера кристалла ниобата лития LiNbO₃ на основании кислородных октаэдров показало, что энергетически более выгодным является случайный заброс ионов в центр октаэдра. Также показано, что кластер с конгруэнтным соотношением Li / Nb оказывается оптимальным по энергии при любом методе заброса и величине модельного кластера.
Ключевые слова: ниобат лития, моделирование, кластеры, вакансионные модели, дефекты подрешётки, монокристаллы, сегнетоэлектрики.

Теплякова Н.А., Сидоров Н.В., Палатников М.Н.
Фоторефрактивные свойства и оптическая однородность кристаллов LiNbO₃ (6,0 вес.% K₂O) — 241 стр.
Аннотация: Выполнены сравнительные исследования кристаллов ниобата лития конгруэнтного и стехиометрического составов различного генезиса. Показано, что из конгруэнтного расплава с добавлением флюса 6,0 вес.% K₂O можно получать близкие к стехиометрическим кристаллы LiNbO₃, но при этом значительно превосходящие их по оптической однородности и фотоэлектрическим параметрам.
Ключевые слова: монокристалл, ниобат лития, фотоэлектрические поля, ширина запрещенной зоны ИК-спектры поглощения, валентные колебания OH-групп.

Хилько С.Л., Рогатко М.И., Макарова Р.А., Семенова Р.Г.
Использование метода дилатационной реологии для анализа свойств наноразмерных систем  — 249 стр.
Аннотация. Исследованы закономерности формирования межфазных слоев наноразмерных природных полиэлектролитов на основе гуминовых веществ и их комплексов с катионным поверхностно-активным веществом. Показано, что применение метода дилатационной реологии позволяет объяснять особенности поведения таких систем на границе раздела жидкость-газ.
Ключевые слова: дилатационная реология, межфазные слои, наноразмерные системы, природные полиэлектролиты, соли гуминовых веществ, комплексы ПАВ‑полиэлектролит.

Хуболов Б.М., Подлинов В.П.
Особенности электрохромного эффекта в сложных оксидах переходных металлов — 259 стр.
Аннотация: Обзорно рассмотрены некоторые особенности электрохромно чувствительных монокристаллов и тонких пленок сложных оксидов переходных металлов. На основе результатов исследований, позволяющих делать выводы о конкретных моделях физического процесса, лежащего в основе электрохромного эффекта, сформулированы наиболее актуальные вопросы дальнейших исследований сложных оксидов переходных металлов для получения прикладных результатов, способных стать основой высокоэффективной технологии электрохромных устройств. Обоснована эффективность сложных оксидов переходных металлов, как более перспективного электрохромного материала.
Ключевые слова: электрохромный эффект, сложные оксиды переходных металлов, оксидная вольфрамовая бронза, монокристаллы, тонкие пленки.

Шишулин А.В., Шишулина А.В.
Некоторые особенности высокотемпературных фазовых равновесий в наночастицах системы Si_x – Ge_1-x — 268 стр.
Аннотация: В рамках термодинамического подхода смоделированы фазовые равновесия в наночастицах различного состава системы Si_x – Ge_1-x в двухфазной области между температурами ликвидуса и солидуса. Показано, что равновесный состав жидкой и твердой фаз существенно зависит от исходного состава частицы, при этом характер зависимости может различаться с температурой. Уменьшением объема частицы сопровождается «сжатием» температурного интервала области гетерогенности.
Ключевые слова: наноструктурирование, наночастицы, германий, кремний, плавление, ликвидус, солидус.

Шомахов З.В., Молоканов О.А., Кармоков А.М.
О некоторых аспектах исследования электропроводности в специальных стеклах электронной оптики — 277 стр.
Аннотация: Изучены закономерности изменения электрофизических свойств стекол C87 — 2, C78 — 4, C78 — 5, применяемых в электронной оптике. Проведен сравнительный анализ влияния пропущенного электрического тока на образование новой фазы и время достижения фазового равновесия в стеклах. Установлено, что отжиг приводит к равновесному состоянию, стабилизирует структуру, а также снижает электропроводность стекла.
Ключевые слова: микроканальная пластина, свинцово-силикатное стекло, боратно-бариевое стекло, удельная электропроводность, изотермический отжиг, электромассоперенос, фазовое равновесие.

ТЕОРИЯ НАНОСИСТЕМ

Беляева И.Н., Кириченко И.К., Пташный О.Д., Чеканов Н.А., Чеканова Н.Н., Ярхо Т.А.
Решение одномерного уравнения Шредингера с учетом эффектов туннелирования методом компьютерного расчета — 283 стр.
Аннотация: Изложена общая схема метода интегрирования обыкновенных дифференциальных уравнений второго порядка с регулярными особыми точками. Приведен алгоритм нахождения общего решения дифференциального уравнения второго порядка с регулярными особыми точками. Рассмотрено уравнение Шредингера для ангармонического осциллятора с потенциалом четвертой, шестой и восьмой степенями нелинейности, найдены значения его энергетического спектра.
Ключевые слова: обыкновенное дифференциальное уравнение, ангармонический осциллятор, волновая функция, обобщенные степенные ряды.

Беляева И.Н., Чеканов Н.А., Кириченко И.К., Чеканова Н.Н.
Учет эффектов туннелирования при вычислении энергетического спектра уравнения Шредингера — 291 стр.
Аннотация: Изложена общая схема метода интегрирования дифференциальных уравнений второго порядка в виде степенных рядов. Приведены результаты расчетов для уравнения Шредингера с потенциалами с двумя и тремя минимумами для квантовых ангармонических осцилляторов. Необходимая точность расчетов контролируется числом членов в степенных рядах и количеством знаков в мантиссе десятичных чисел. Показана структура расположения энергетических уровней и волновые функции.
Ключевые слова: обыкновенное дифференциальное уравнение, энергетический спектр, волновая функция, обобщенные степенные ряды.

Блинов А.В., Гвозденко А.А., Ясная М.А., Голик А.Б., Блинова А.А., Шевченко И.М., Крамаренко В.Н.
Нейросетевое исследование влияния параметров синтеза на размерные характеристики наночастиц Fe₃O₄ — 298 стр.
Аннотация: В работе показана возможность применения нейросетевой обработки экспериментальных данных для исследования влияния различных факторов на процесс синтеза наноразмерного двойного оксида железа. Получена математическая модель, адекватно описывающая влияние температуры, массы стабилизатора и объема осадителя на размер наночастиц двойного оксида железа. Определены оптимальные режимы синтеза наноразмерного Fe₃O₄, обеспечивающие высокое содержание частиц со средним гидродинамическим радиусом менее 100 нм.
Ключевые слова: наночастицы двойного оксида железа, нейросетевое моделирование, многослойный персептрон, поверхность отклика, метод динамического рассеяния света.

Киселев В.М., Голованова О.А.
Применение теории фракталов для изучения процесса кристаллизации брушита в присутствии добавок — 307 стр.
Аннотация: Изучена возможность применения метода фрактального анализа для образцов брушита, в том числе модифицированных органическими и неорганическими добавками. Определены зависимости между фрактальными параметрами и характеристиками образцов. Результаты исследования могут применяться для развития экспресс-методов анализа, используемых при изучении синтетических биоматериалов на основе фосфатов кальция.
Ключевые слова: брушит, фрактальный анализ, осаждение, фосфаты кальция, фрактальная размерность, биоматериалы, высыхающие капли.

Крамынин С.П.
Зависимость теплофизических свойств ниобия от размера нанокристалла — 315 стр.
Аннотация: С единых позиций на основе парного межатомного потенциала взаимодействия Ми–Леннард–Джонса и RP-модели нанокристалла рассчитаны как уравнение состояния, так и изменение теплофизических свойств нанокристалла Nb вдоль изотерм 300 K и 3000 K c ростом давления. Изучено изменение барических зависимостей теплофизических свойств и температуры плавления нанокристалла ниобия при уменьшении размера.
Ключевые слова: ниобий, нанокристалл, размерные зависимости, уравнение состояния, температура плавления.

Мусская О.Н., Крутько В.К., Кулак А.И., Насань О.А., Хвесеня С.С., Добыш В.А., Тарасевич В.А., Будейко Н.Л., Сычева О.А.
Трехмерные модели на основе полилактида и гидроксиапатита — 326 стр.
Аннотация: Методом послойного наплавления получены трехмерные модели на основе полилактида, содержащего 1 и 5% гидроксиапатита. Тестирование in vitro показало, что модифицирование поверхности полимерных моделей 4% гелем гидроксиапатита либо водной суспензией, содержащей 4% поливинилового спирта и 4% гидроксиапатита, позволяет улучшить биоактивные свойства таких материалов.
Ключевые слова: 3D печать, метод послойного наплавления, полилактид, гидроксиапатит, поливиниловый спирт.

Нагорный Ю.Е.
Численное моделирование механического поведения силицена в рамках обобщённого гармонического поля — 336 стр.
Аннотация: Для модели обобщённого гармонического поля получены коэффициенты жёсткости двух линейных и двух угловых элементов из коэффициентов жёсткости двух линейных элементов модели поля центральных сил. Перерасчёт проведён через частоты трёхузлового элемента собранного из этих элементов. Осуществлено численное моделирование равномерного растяжения образцов силицена. Найдены зависимости продольного и двух поперечных упругих модулей от линейных размеров образцов.
Ключевые слова: обобщённое гармоническое поле, силицен, коэффициенты жёсткости, собственные частоты,  модуль Юнга, коэффициент Пуассона.

Полухин В.А., Белякова Р.М.
Специфика формирования кластерных структур Фриауфа, 2D – упаковок кагоме и фаз Лавеса при гидрировании сплавов титана. Кинетика водорода — 345 стр.
Аннотация. На основе результатов компьютерного моделирования и эксперимента проведен анализ влияния водорода и его кинетики на характер формирования в сплавах кластерно-блочных конфигураций – фаз Лавеса на основе полиэдров Фриауфа и структур кагоме, определяющих характеристики перспективных материалов с целью дальнейшего развития экологичных энергосберегающих технологий получения сверхчистого водорода и его аккумулирования в сплавах.
Ключевые слова: сплавы титана, гидрирование, кристаллизация, моделирование, полиэдры Фриауфа, диффузия, плотноупакованные конфигурации, наноструктуры кагоме, симметрия кластеров, фазы Лавеса.

Рыбина С.С., Третьяков С.А.
Моделирование распространения светового потока в среде с рассеивающими центрами — 356 стр.
Аннотация: Разработана математическая модель расчета параметров световых потоков, проходящих через светорассеивающую и поглощающую среду. В качестве среды были выбраны монокристаллы парателллурита и германия с известными оптическими параметрами и плотностями различных поглощающих и рассеивающих неоднородностей.
Ключевые слова: рассеяние, отражение, преломление, закон Бугера – Ламберта, индикатриса рассеяния.

Талызин И.В., Картошкин А.Ю., Васильев С.А., Самсонов М.В., Самсонов В.М.
О фазовой диаграмме наносплава Au-Si: молекулярно-динамическое и термодинамическое моделирование — 364 стр.
Аннотация: Фазовые диаграммы для наночастиц Au-Si строились с использованием молекулярной динамики и термодинамического моделирования, основывающегося на применении методологии CALPHAD, распространенной на наноразмерные объекты. Установлено, что для наночастиц эвтектическая температура уменьшается примерно на 200 К по сравнению с эвтектической температурой объемного сплава, а положение эвтектической точки несколько смещается в сторону меньших значений мольной доли Si.
Ключевые слова: наносплав Au-Si , фазовая диаграмма, молекулярная динамика, термодинамическое моделирование.

Чеснокова Н.А., Гущина А.С., Куранова Н.Н.
Термодинамика комплексообразования меди (II) с изоникотинамидом и кислотно-основных равновесий лиганда в водно-этанольных растворах — 374 стр.
Аннотация: В работе потенциометрическим методом получены константы устойчивости комплексов меди с изоникотинамидом и константы протонирования лиганда в интервале составов водно-этанольного растворителя 0,0 — 0,7 мольных долей этанола при 298,2 К и ионной силе среды 0,25 (NaClO₄).
Ключевые слова: изоникотинамид, медь (II), потенциометрия, этанол, растворитель, термодинамика, водно-органические растворы.

Шишулин А.В., Шишулина А.В.
Равновесный фазовый состав и взаимная растворимость компонентов в наночастицах фрактальной формы тяжелого псевдосплава W – Cr — 380 стр.
Аннотация: В рамках термодинамического подхода смоделировано влияние геометрических факторов на фазовые равновесия в наночастицах расслаивающихся твердых растворов системы W – Cr с конфигурацией core—shell. Получены зависимости взаимных растворимостей компонентов как функции фрактальной размерности частицы, и показано существенное изменение областей составов твердых растворов и термической устойчивости гетерогенных состояний в наночастицах различной формы.
Ключевые слова: распад раствора, растворимость, эффект формы, core—shell, вольфрам, хром, фрактальная размерность.

Юров В.М.
Толщина поверхностного слоя атомарно-гладких кристаллов — 389 стр.
Аннотация. В работе дан краткий обзор физики поверхностного слоя атомарно гладких кристаллов. Обзор содержит довольно большое количество практических приложений в различных областях междисциплинарных направлений. Показано, что толщина поверхностного слоя определяется одним фундаментальным параметром – атомным объемом кристалла.
Ключевые слова: поверхностный слой, наноструктура, поверхностная энергия, атомный объем, размерный эффект.

ПЕРВОПРИНЦИПНОЕ И АТОМИСТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Бабуркин П.О., Малышев М.Д., Иванов В.А., Комаров П.В.
Можно ли учесть кристаллизуемость сопряженных полимеров в простых мезоскопических моделях? — 398 стр.
Аннотация: Рассмотрен вопрос построения крупнозернистых моделей матриц сопряженных полимеров с учетом их кристаллизации. Выполненное моделирование в рамках метода диссипативной динамики частиц показывает, что для имитации процесса кристаллизации можно использовать гибкие-полугибкие цепи с термодинамически несовместимыми блоками.
Ключевые слова: сопряженные полимеры, кристаллизация, мезоскопическое моделирование.

Беленков М.Е., Чернов В.М.
Кристаллическая и электронная структура 3-12 графена, функционализированного фтором — 406 стр.
Аннотация: Структура и электронные свойства новой структурной разновидности фторографена была рассчитана методом теории функционала плотности. Возможно существование только одной полиморфной разновидности фторографена на основе графена 3-12, в которой все атомы находятся в эквивалентных структурных позициях. Гексагональная элементарная ячейка 3-12 фторографена содержит 12 атомов, энергия сублимации составляет 13,77 эВ/(CF), ширина запрещенной зоны 3,43 эВ.
Ключевые слова: графен, фторографен, первопринципные расчеты, кристаллическая структура, электронные свойства, полиморфизм.

Блинов А.В., Ясная М.А., Блинова А.А., Шевченко И.М., Момот Е.В., Гвозденко А.А., Сенкова А.О.
Компьютерное квантово-химическое моделирование полимерной стабилизации наночастиц серебра — 414 стр.
Аннотация: В работе представлены результаты моделирования процесса стабилизации наночастиц серебра поливинилпирролидоном. Квантово-химическое моделирование проводили в программе QChem с использованием молекулярного редактора IQmol. На первом этапе были построены модели структур молекул полимера и полимерного комплекса с серебром. На втором этапе на основе построенных моделей произведен расчет полной энергии системы поливинилпирролидон-Ag  и установлен наиболее энергетически выгодный тип взаимодействия между атомами серебра и поливинилпирролидоном. На третьем этапе проведено моделирование спектральных характеристик молекулярного комплекса поливинилпирролидон-Ag  и сравнение полученных данных с ИК-спектрами синтезированных образцов поливинилпирролидон-Ag.
Ключевые слова: наночастицы серебра, поливинилпирролидон, стабилизация, компьютерное квантово-химическое моделирование.

Богданов С.С., Мясниченко В.С., Колосов А.Ю., Соколов Д.Н., Акимова Ю.Н., Антонов А.С., Сдобняков Н.Ю.
Особенности процесса кристаллизации в биметаллических наноструктурах под внешним давлением — 422 стр.
Аннотация: В данной работе исследовался процесс структурообразования на примере биметаллической наносистемы Au — Ag эквиатомного состава при различных внешних давлениях. Установлено, что на процесс образования ОЦК фазы внешнее давление влияет слабо, также как и размерный фактор. При этом сотношение между ГЦК, ГПУ, икосаэдрической фазами может существенно меняться как под влиянем внешнего давления, так и размерного фактора.
Ключевые слова: внешнее давление, кристаллизация, биметаллические наноструктуры, метод молекулярной динамики, потенциал внешней связи, структурные превращения.

Васильев С.А., Картошкин А.Ю., Самсонов М.В., Дьякова Е.В.
Молекулярно-динамическое моделирование плавления бинарной металлической нанопроволоки — 431 стр.
Аннотация: В данной работе проведено молекулярно-динамическое исследование процессов плавления бинарных металлических нанопроволок, различающихся по исходному составу и мезоскопической структуре (распределение компонентов между сердцевиной нанопроволоки и поверхностным слоем). На примере системы Ni — Cu показано, что соотношение компонентов и мезоскопическая структура действительно оказывают значительное влияние на температуру плавления и закономерности данного процесса. Так, при прочих равных условиях, нанопроволока Ni, покрытая атомами Cu, сохраняет свою стабильность при значительно больших температурах, чем нанопроволока Cu, покрытая атомами Ni.
Ключевые слова: металлическая нанопроволока, система Ni — Cu , плавление, размерная зависимость, молекулярная динамика.

Васильев С.А., Романов А.А., Востров Н.В., Скопич В.Л., Савина К.Г.
Изучение размерных зависимостей теплот плавления и кристаллизации нанокластеров платины и палладия методом молекулярной динамики — 436 стр.
Аннотация: На основе результатов молекулярно-динамического моделирования, полученных с использованием потенциала сильной связи, находились теплоты плавления, кристаллизации, а также сублимации и испарения нанокластеров платины и палладия. Полученные размерные зависимости имеют линейный характер при выборе обратного радиуса в качестве аргумента, что позволяет экстраполировать зависимости на соответствующие объемные фазы и сравнить их с табличным значением.
Ключевые слова: нанокластеры платины, нанокластеры палладия, молекулярная динамика; потенциал сильной связи, теплота плавления, теплота кристаллизации, теплота сублимации, теплота испарения.

Гафнер Ю.Я., Рыжкова Д.А., Замулин И.С.
Оценка применимости нанокластеров сплава меди и золота в качестве активного слоя ячеек фазоинверсной памяти — 443 стр.
Аннотация: В данной работе методом компьютерного моделирования был исследован процесс охлаждения из расплава нанокластеров сплава меди и золота различного химического состава с целью анализа их применимости в качестве материала активного слоя ячеек фазоинверсной памяти. По результатам исследования был сделан вывод о том, что оптимальными являются конфигурации с содержанием золота в сплаве 10% и 90% при размере частиц 8 и 4 нм соответственно.
Ключевые слова: фазоинверсная память, нанокластеры, компьютерное моделирование, золото, медь.

Гафнер Ю.Я., Гафнер С.Л.
Влияние химического состава на размер синтезированных из газовой фазы наночастиц Cu – Au — 449 стр.
Аннотация: Представлены результаты компьютерного моделирования методом молекулярной динамики синтеза бинарных нанокластеров Cu – Au методом конденсации из газовой среды. Для вычисления сил межатомного взаимодействия использовался модифицированный потенциал сильной связи с фиксированным радиусом обрезания. Начальной точкой процесса конденсации наночастиц из высокотемпературной газовой фазы была конфигурация, содержащая суммарно 91124 атомов Cu и Au, распределенных в простой кубической решетке с параметром решетки в 30a_B, где a_B – радиус Бора, с использованием периодических граничных условий. Для анализа процессов синтеза были выбраны химические композиции Cu₃Au, CuAu, Cu₉₀Au₁₀ и Cu₆₀Au₄₀, которые в процессе конденсации охлаждались жидким азотом.
Ключевые слова: нанотехнологии, нанопорошки, компьютерное моделирование, сильная связь, наночастицы, медь, золото.

Грешняков В.А., Беленков Е.А.
Фазовые превращения полиморфов алмаза LA3 и LA5 — 458 стр.
Аннотация: С использованием методов ab initio исследованы возможные способы получения алмазоподобных фаз LA3 и LA5, состоящих из полимеризованных циклобутановых колец. Установлено, что фаза LA3  может быть получена из графитов L₆ AA и L_4-6 AA при давлениях от 50 до 67 ГПа. Фаза LA5 может быть сформирована из графитов L₆ AB и L_4-8 AB при давлениях от 45 до 71 ГПа. Кроме того, фаза LA5 может быть получена при сильном одноосном сжатии фазы LA3 при давлении, превышающем 160 ГПа.
Ключевые слова: алмаз, алмазоподобные фазы, первопринципные расчеты, кристаллическая структура, фазовые переходы.

Карташинская Е.С., Высоцкий Ю.Б.
Квантово-химический анализ термодинамики совместной димеризации карбоновых кислот и алифатических аминов на поверхности раздела фаз вода/воздух — 466 стр.
Аннотация: В рамках квантово-химического полуэмпирического метода РМ3 рассчитаны термодинамические параметры образования и совместной димеризации алифатических аминов C_nH_2n+1NH₂ и кислот C_nH_2n+1COOH (n = 6-16). Установлено, что порог самопроизвольной димеризации смешанных ассоциатов ПАВ составляет 18-19 углеродных атомов в цепи при 298 К. При этом образование трех из четырех типов смешанных димеров изоэнергетично и занимают промежуточное положение между соответствующими чистыми димерами аминов и карбоновых кислот, что говорит в пользу дальнейшего образования смешанной 2D-пленки доменной структуры.
Ключевые слова: алифатические амины, карбоновые кислоты, энтальпия, энтропия, энергия Гиббса димеризации, метод РМ3.

Котомкин А.В., Русакова Н.П., Туровцев В.В., Орлов Ю.Д.
Стерический эффект в молекулах дифторалканов — 478 стр.
Аннотация: Найдено  равновесных конформаций молекулы CHF₂ — (CH₂)₆ — CH₃. В рамках «квантовой теории атомов в молекулах» рассчитаны равновесные геометрии, полные энергии и изучено их электронное строение. Анализ и сравнение электронных параметров позволили выявить в некоторых структурах стерическое воздействие от фторсодержащей группы CHF₂.
Ключевые слова: стерический эффект, электроотрицательность, квантовая теория атомов в молекуле, электронная плотность, фторалканы.

Мясниченко В.С., Самсонов В.М., Сдобняков Н.Ю., Бембель А.Г., Васильев С.А., Колосов А.Ю., Савина К.Г., Ершов П.М., Соколов Д.Н.
Компьютерные модели процесса избирательной коррозии бинарных металлических наночастиц — 487 стр.
Аннотация: Для воспроизведения явления избирательной коррозии бинарных металлических наночастиц (на примере системы Au — Ag) разработаны две альтернативных компьютерных программы. Программа 1 последовательно удаляет из поверхностного слоя атомы заданного сорта, наиболее удаленные от геометрического центра частицы (мы моделировали частицы, состоящие из 1500 атомов Au и 1500 атомов Ag. Другая модель (программа 2) основывается на поиске и удалении атомов с наименьшими значениями энергии связи. Как и следовало ожидать, избирательная коррозия приводит к тому, что поверхностный слой частицы обогащается атомами одного из компонентов (в нашем случае атомами Au). Однако сердцевина частицы сохраняет структуру бинарного наносплава. Нами также установлено, что в результате избирательной коррозии формируется дефектная структура наночастицы. Соответственно, мы предполагаем, что именно эти дефекты (преимущественно вакансии) приводят к пористой структуре более крупных бинарных наночастиц Au — Ag в экспериментах по их избирательной коррозии.
Ключевые слова: избирательная коррозия, метод молекулярной динамики, бинарные металлические наночастицы, сегрегация, дефекты, структуры ядро-оболочка.

Мясниченко В.С., Колосов А.Ю., Щербатых К.Р., Сдобняков Н.Ю.
Моделирование диффузии вблизи раздела металлов в наносплавах Co – M (M = Au, Cu, Pt) — 500 стр.
Аннотация: В работе представлены результаты молекулярно-динамического моделирования для упорядоченных конфигураций наносплавов кобальта. Атомная диффузия в частицах Януса диаметром 3,6 нм исследовалась в диапазоне температур до 1200 K. Установлено, что коэффициент диффузии существенно зависит от состава наночастиц, а именно он степени размерного несоответствия компонент наносплава. В то же время, коэффициент диффузии незначительно увеличивается при удвоении удельного числа вакансий от 1% до 2%.
Ключевые слова: кобальтсодержащие наносплавы, объемная и поверхностная диффузия, граница раздела, вакансии, метод молекулярной динамики, Янус частицы.

Ряшенцев Д.С., Беленков Е.А.
Ab initio расчеты структуры и электронных свойств BN слоевых соединений из sp- и sp²— гибритизированных атомов — 511 стр.
Аннотация: BN-слои со структурой, подобной структуре графина были теоретически исследованы методом теории функционала плотности в обобщенном градиентном приближении. Модельное построение структуры sp+sp² полиморфных разновидностей BN слоев было выполнено на основе слоев гексагонального нитрида бора путем замены межатомных связей двухатомными молекулярными BN фрагментами. В результате теоретического анализа установлена возможность существования семи основных структурных разновидностей графиноподобного нитрида бора. Однако, при геометрической оптимизации устойчивыми оказались только шесть BN полиморфов. Структура полиморфа BN — L₆ — γ3 трансформировалась в структуру исходного слоя BN — L₆. Энергия сублимации графиноподобных BN слоев варьируется в диапазоне от 16,29 до 17,00 эВ / (BN), ширина запрещенной зоны – от 2,14 до 4,02 эВ. Слоевая плотность BN слоев изменяется от 0,33 до 0,58 мг/м².
Ключевые слова: нитрид бора, первопринципные расчеты, кристаллическая структура, электронные свойства, полиморфизм.

Сдобняков Н.Ю., Самсонов В.М., Колосов А.Ю., Васильев С.А., Мясниченко В.С., Соколов Д.Н., Савина К.Г., Веселов А.Д.
К проблеме стабильности/нестабильности биметаллических структур Co (ядро)/ Au (оболочка) и Au (ядро)/ Co (оболочка): атомистическое моделирование — 520 стр.
Аннотация: Для исследования термической стабильности/нестабильности наноструктур Co (ядро) – Au (оболочка) и Au (ядро) – Co (оболочка) осуществлялось их атомистическое моделирование с использованием потенциала сильной связи и двух альтернативных компьютерных программ, основывающихся на применении методов молекулярной динамики и Монте-Карло. Показано, что структуры Co (ядро) – Au (оболочка) и Au (ядро) – Co (оболочка) могут быть стабильными. Однако, метод молекулярной динамики предсказывает для наноструктур Au₂₅₀₀ (ядро)/ Co₂₅₀₀ (оболочка) в высокотемпературной области кратковременный распад с последующей самосборкой, в то время как метод Монте-Карло прогнозирует появление дефектов – полостей как в ядре, так и на границе двух компонентов наночастицы. Сделан вывод о том, что размерный эффект может быть основным фактором, определяющим стабильность/нестабильность для структур Co (ядро) – Au (оболочка) и Au (ядро) – Co (оболочка).
Ключевые слова: стабильность/нестабильность, метод молекулярной динамики, метод Монте-Карло, бинарные металлические наночастицы, структуры ядро-оболочка.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ НАНОТЕХНОЛОГИИ

Ашхотов О.Г., Ашхотова И.Б., Алероев М.А., Крымшокалова Д.А.
Влияние термообработки на состояние тонкопленочной системы Cr + Ni на кремнии  — 535 стр.
Аннотация: С использованием оже-электронной спектроскопии проведено экспериментальное исследование системы Si — Cr — Ni. Сравнительный анализ результатов до и после воздействия термоудара на границах раздела показал влияние температуры на распределение элементов по толщине напыленных слоев. Увеличение количества термоударов приводит к тому, что на поверхности кремниевой подложки остается никель, а хром диффундирует в кремний.
Ключевые слова: анализ, подложка, распределение, спектр, система, монохроматичность, энергоанализатор, термоудар, электронная пушка, температура, диффузия, адгезия.

Башкайкина А.Н., Панькин Н.А., Мишкин В.П.
Исследование систем Al – SiC и Cu – SiC после формования смеси порошков — 540 стр.
Аннотация: В настоящей статье приведены результаты исследования микроструктуры и плотности порошковых материалов систем Al – SiC и Cu – SiC. Они получены  холодным формованием смеси порошков меди, алюминия и карбида кремния. Предложена модель формования порошковых систем, состоящих из пластичного (металла) и хрупкого (SiC) материалов.
Ключевые слова: формование, микроструктура, порошковое тело, пористость, плотность, механистическая модель, металл, карбид кремния.

Богданова Е.А., Гиниятуллин И.М., Переверзев Д.И., Разгуляева В.М.
Влияние армирующих добавок на процессы спекания и упрочнения наноразмерного гидроксиапатита — 548 стр.
Аннотация: В статье обсуждается возможность упрочнения наноструктурированного гидроксиапатита (ГАП), полученного осаждением из раствора, путем введения армирующих добавок Al₂O₃, ZrO₂, SiO₂ (10, 15, 20, 30 масс.%). Показано влияние качественного и количественного состава на протекание процессов спекания и прочностные характеристики исследуемых образцов.
Ключевые слова: гидроксиапатит (ГАП), композиционные биоматериалы, керамика, спекание, микротвердость.

Болотов А.Н., Новикова О.О.
Смазочные свойства магнитных наножидкостей на основе эфиров карбоновых кислот — 555 стр.
Аннотация: Приведены технологические особенности синтеза и результаты исследований свойств относительно маловязких магнитных смазочных наножидкостей с дисперсионной средой на основе диэфиров карбоновых кислот. Показаны некоторые физико-химические и трибологические отличительные особенности диэфирных магнитных смазочных масел. Изучены смазочные свойства магнитных наножидкостей при различных условиях трения и установлены их специфические характеристики. Проанализировано влияние на трение ряда противоизносных присадок.
Ключевые слова: магнитная смазочная наножидкость, трение, изнашивание, смазка, антифрикционные и противоизносные присадки.

Болотов А.Н., Новикова О.О.
Магнитные свойства магнитных нанодисперсных смазочных масел — 564 стр.
Аннотация: В работе представлены результаты исследования магнитных свойств магнитных смазочных масел в исходном состоянии и после трибовоздействий. Определены параметры состава и структуры масел, изменяющиеся при трении и приводящие к потере его магнитных свойств. Свойства масел измерялись оригинальным магнитометром с датчиками Холла.
Ключевые слова: магнитные смазочные масла, трение, изнашивание, смазка, намагниченность магнитного масла, полярность дисперсионной среды.

Девицкий О.В., Кравцов А.А.
Исследование функциональных покрытий поливинилбутираля с наночастицами серебра для фотоэлектрических преобразователей — 574 стр.
Аннотация: На поверхности солнечных элементов были получены пленки поливинилбутираля с наночастицами серебра. Представлены спектральные зависимости внешнего квантового выхода солнечного элемента при различных концентрациях наночастиц серебра в пленке поливинилбутираля. Наибольшие увеличение величины внешнего квантового выхода солнечного элемента (на 22,3%) в спектральном диапазоне 540 — 1040 нм зафиксированы при концентрации наночастиц серебра в пленкообразующем растворе 7 ммоль/л.
Ключевые слова: плазмонный резонанс, наночастицы серебра, функциональные покрытия.

Злыгостева О.А., Соковнин С.Ю., Ильвес В.Г.
Управление текстурными свойствами нанопорошков SiO₂, SiO₂ – MnO₂, CaF₂ — 582 стр.
Аннотация: Физические и химические свойства наноматериалов зависят не только от природы вещества, но также от размера и формы частиц, а также размера и формы пор. В работе исследуются способы управления текстурными свойствами нанопорошков SiO₂, SiO₂ – MnO₂, CaF₂, полученных импульсным испарением электронным пучком в вакууме, за счет допирования на этапе получения, ультразвуковой обработки водных суспензий нанопорошков и облучения нанопорошков релятивистскими электронами.
Ключевые слова: управление свойствами, пористость, нанопорошок, диоксид кремния, фториды.

Иванова Г.Д., Мяготин А.В., Иванов В.И.
Светоиндуцированная линза в прозрачной плотной наносуспензии — 590 стр.
Аннотация: Рассмотрена концентрационная светоиндуцированная линза в прозрачной дисперсной среде при больших интенсивностях излучения с учетом взаимодействия (отталкивания) наночастиц. Показано, что зависимость светолинзового отклика от интенсивности излучения имеет максимум, обусловленный насыщением концентрации наночастиц в плотной наносуспензии.
Ключевые слова: светоиндуцированная линза, светолинзовый отклик, самовоздействие излучения, электрострикция, наносуспензия.

Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Толкачев О.С.
Структура и свойства поверхностного слоя высокохромистой аустенитной стали, борированной комплексным электронно-ионно-плазменным методом — 596 стр.
Аннотация: Установлено, что комплексная обработка поверхности высокохромистой нержавеющей стали 12X18H10T, сочетающая электровзрывное легирование титаном и бором и последующее облучение интенсивным импульсным электронным пучком, позволяет формировать многофазный субмикро- нанокристаллический поверхностный слоя толщиной до 60 мкм, микротвердость и износостойкость которого превышает микротвердость исходного состояния в 7 раз, износостойкость – более чем в 9 раз.
Ключевые слова: плазма, интенсивный импульсный электронный пучок, аустенитная сталь, титан, электровзрывное борирование, фазовый состав, дефектная субструктура, свойства.

Клопотов А.А., Иванов Ю.Ф., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Толкачев О.С., Волокитин О.Г., Клопотов В.Д.
Насыщение поверхности стали титаном и бором электронно-ионно-плазменным методом: фазово-структурный состав — 605 стр.
Аннотация: Осуществлен анализ диаграмм состояния систем Fe — B — Ti, Fe — Cr — B и Fe — Cr — Ti, описывающих фазовые превращения в высокохромистой нержавеющей стали 12X18H10T, легированной титаном и бором. Показано, что в условиях высокоскоростной закалки, реализуемой при электровзрывном легировании титаном и бором и последующем облучении интенсивным импульсным электронным пучком, в стали формируются лишь двухэлементные соединения.
Ключевые слова: аустенитная сталь, титан, бор, диаграмма состояния, интенсивный импульсный электронный пучок, электровзрывное легирование, фазовый состав, дефектная субструктура.

Крутько В.К., Мусская О.Н., Кулак А.И., Сафронова Т.В.
Термическая эволюция кальцийфосфатной пенокерамики, полученной на основе гидроксиапатита и монокальцийфосфата моногидрата — 615 стр.
Аннотация: Введение в гидроксиапатитовую суспензию 15 — 85 масс.% порошка монокальцийфосфата моногидрата Ca(H₂PO₄)₂ · H₂O после отжига при 1200°С приводит к формированию резорбируемых кальцийфосфатных фаз (трикальцийфосфат, пирофосфат кальция), что позволяет регулировать фазовый состав пенокерамики.
Ключевые слова: кальцийфосфатная пенокерамика, гидроксиапатит, монокальцийфосфат моногидрат, термическая эволюция, пирофосфат кальция, трикальцийфосфат.

Назаров А.Д., Панькин Н.А., Мишкин В.П.
Исследование порошковой системы «титан – медь» после холодного формования — 624 стр.
Аннотация: В настоящей статье приведены результаты исследования микроструктуры и плотности материала, полученного после формования смеси порошков меди и титана. Растровая электронная микроскопия свидетельствует о незначительной деформации (преимущественно в упругой области) частиц титана и пластической – для зерен меди. Данные растровой электронной микроскопии и результаты измерения плотности указывают на наличие в порошковом теле объема, занятого порами. Процесс прессования системы «медь – титан» хорошо описывается в рамках механистической модели.
Ключевые слова: механистическая модель, порошковое тело, микроструктура, плотность, поровое пространство, диаграмма прессования.

Неустроев Е.П., Прокопьев А.Р.
Свойства нанографита, образованного плазменным осаждением и последующей термообработкой — 629 стр.
Аннотация: Исследованы свойства нанографитовых чешуек, сформированных осаждением в плазме метана CH₄ на поверхность SiO₂ и последующей термообработки при 650°С, методами рамановской спектроскопии, атомно-силовой микроскопии и температурных зависимостей сопротивлений. Из результатов исследований установлено образование углеродной нанокристаллической структуры с размерами зёрен ~1,7 нм и толщиной до нескольких нанометров.
Ключевые слова: Плазменное осаждение, метан, термообработка, нанографит, механизм электропроводности.

Петрик Г.Г.
Межмолекулярные потенциальные кривые – «компаньоны» и прогноз на их основе критических параметров — 636 стр.
Аннотация: В описание межмолекулярной потенциальной кривой (ПК) введена точка перегиба. С учетом появляющихся возможностей проведен анализ потенциалов
Ми (n — 6), восстановленных по свойствам веществ из глобулярных молекул. Замеченные несоответствия в информации о форме потенциала для WF₆ стали отправной точкой анализа, который привел к новому понятию ПК–«компаньоны». Найдено, что по восстановленной ПК с малой погрешностью прогнозируется критическая температура, а по ПК-компаньону – критический объем веществ.
Ключевые слова: межмолекулярное взаимодействие, модельный потенциал, потенциальная кривая, факторы формы, точка перегиба, потенциал Ми (n — m), критические параметры, глобулы.

Саркисов В.В., Логвинович А.С., Щербакова В.Б., Садовская Л.Ю., Свиридова Т.В., Капариха А.В., Свиридов Д.В.
Управление структурой и морфологией металл-матричных композитов за счет использования редокс-активных нанофаз — 645 стр.
Аннотация: В работе представлены результаты исследования возможности создания металл-матричных композитов «никель – оксид переходного металла», отличающихся повышенной коррозионной стойкостью, за счет осуществления целенаправленного компактирования металлической матрицы в условиях катализа электрокристаллизационных процессов оксидными фазами с регулируемой редокс-активностью.
Ключевые слова: металл–матричные композиты, триоксид молибдена, триоксид вольфрама, пентаоксид ванадия, электрохимические никелевые покрытия.

Скачков В.М., Пасечник Л.А., Яценко С.П.
Легкоплавкие нетоксичные сплавы – матрицы композиционных составов для неразъемных соединений разнородных материалов — 654 стр.
Аннотация: Рассмотрен ряд диффузионно-твердеющих композиционных припоев для бесфлюсового соединения разнородных материалов. Проверены возможности изменения коэффициента термического расширения соединительных паяных швов. Показана технологичность использования паст припоев различного состава с рекомендациями по соединению разнородных материалов. Соединение разнородных материалов композиционными сплавами путем нанесения паст при комнатной температуре и последующей низкотемпературной обработке (< 180 °C) с получением вакуумплотных и прочных соединений находит широкое применение в новой технике (гироскопы, оптические квантовые генераторы, солнечные батареи, электронные системы и др.). Введение в состав композита гетеродисмических соединений позволяет получить соединительный шов обладающий промежуточным значением коэффициента термического расширения между соединяемыми деталями. Механохимическая активация, обеспечивая генерацию неравновесных структур дефектов, позволяет резко повысить реакционную способность и синтезировать новые фазы с высокой химической активностью. Создан нетоксичный пломбировочный материал, имеющий удобное время технологичности и превышающий механические показатели токсичных амальгам, «металлодент»/серебряная амальгама: предел прочности на сжатие через 1 час 160 / 110 МПа; микротвердость через 24 часа 2000 / 1200 МПа. Затвердевание композиций на основе матрицы из галлиевых сплавов с порошками меди или меди с оловом, цинком, серебром, индием, висмутом и др. происходит в основном с образованием среднетемпературных (450 — 550 °C) соединений.
Ключевые слова: галлий, диффузионно-твердеющий припой, бесфлюсовая пайка, порошок, сплав.

НАНОТЕХНОЛОГИИ В ЭКОЛОГИИ, БИОЛОГИИ И МЕДИЦИНЕ

Шикунов Д.А., Симаков В.В., Синёв И.В., Щербакова Е.А., Тимошенко Д.А.
Распознавание паров органических веществ в воздухе с помощью вариации режима работы газового сенсора — 665 стр.
Аннотация: Представлены результаты экспериментальных и теоретических исследований газочувствительных свойств газового сенсора на основе диоксида олова к парам органических веществ. Показано, что существует принципиальная возможность распознавания паров органических веществ с помощью одного хеморезистивного сенсора при различных температурных режимах работы его нагревателя.
Ключевые слова: сенсоры газа, тонкие пленки, диоксид олова, вариация режима работы, распознавание газовых смесей.

Алероев М.А., Ашхотов О.Г., Ашхотова И.Б.
Кинетика электронных спектров поверхности индия с адсорбированным кислородом — 6 стр.
Аннотация: В работе изучены спектры оже- и плазмонных потерь поликристаллического индия до и после выдержки в среде кислорода.  Исследована кинетика электронных состояний на поверхности индия с адсорбированными слоями кислорода (экспозиция в среде кислорода до 5000 Лэнгмюр и при атмосферном давлении при комнатной температуре). Показано, что выдержка в среде кислорода приводит к образованию упорядоченного оксидного слоя, состоящего из In₂O₃+In+O.
Ключевые слова: поверхность, адсорбция, индий, оксид, энергия, спектроскопия, кислород, анализ, ион, связь, атом.

Антонова Е.С., Пастушенков Ю.Г.
Особенности низкотемпературной трансформации микромагнитной структуры интерметаллида Ho₂Fe₁₇ — 13 стр.
Аннотация: В области температур 10 ÷ 110 К обнаружена возможность появления под действием магнитного поля трехфазной микромагнитной структуры в интерметаллиде Ho₂Fe₁₇, имеющем тип магнитной кристаллографической анизотропии легкая плоскость. Методом магнитооптического эффекта Керра определена температурная зависимость величины поля появления третьей магнитной фазы.
Ключевые слова: микромагнитная структура, магнитная анизотропия типа легкая плоскость, редкоземельные интерметаллиды. трехфазная магнитная структура.

Апеков А.М., Шебзухова И. Г.
Поляризационная и дисперсионная поправки к межфазной энергии граней кристаллов низкотемпературных модификаций кальция и бария на границе с неполярными органическими жидкостями — 20 стр.
Аннотация: В рамках электронно-статистического метода получены поляризационная и дисперсионная поправки к межфазной энергии граней кристаллов кальция и бария на границе с неполярными органическими жидкостями. Показана ориентационная зависимость поправок и межфазной энергий с учетом этих поправок.
Ключевые слова: межфазная энергия, поляризационная поправка, дисперсионная поправка, электронно-статистический метод, неполярная органическая жидкость, барий, кальций.

Арефьева Л.П., Шебзухова И.Г.
Смачивание и анизотропия межфазной энергии на границе контакта нанокристаллов индия с ориентированной подложкой — 27 стр.
Аннотация: На основе анализа Уинтерботтома равновесной формы кристалла разработана методика оценки смачивания и анизотропии межфазной энергии на границе контакта «частица-подложка». Эффективный контактный угол и отношение межфазных энергий твердой системы оцениваются по экспериментальным данным геометрических характеристик частиц, полученных с помощью АСМ. Полученные зависимости качественно согласуются с термодинамическими представлениями и данными для других систем.
Ключевые слова: межфазная энергия, смачивание, нанокристаллы, индий, анализ Уинтерботтома, атомно-силовая микроскопия.

Арефьева Л.П., Шебзухова И.Г.
Межфазная энергия металлических тонких пленок на границе с жидкими полярными диэлектриками — 35 стр.
Аннотация: Получены выражения для оценки межфазной энергии металлических тонких пленок на границе с органическим диэлектрическим покрытием. Рассмотрен случай границы контакта пленок кобальта с многоатомными спиртами – диолами. Сравнение с экспериментальными данными показывает хорошее согласие теоретической модели и реальных объектов.
Ключевые слова: межфазная энергия, многоатомные спирты, тонкие пленки, полярные органические диэлектрики.

Атаева А.Ю., Свердлик Г.И., Камболов Д.А., Атаев А.Р.
Современные методы гранулометрического анализа пылевидных материалов, содержащих наночастицы — 44 стр.
Аннотация: В работе методом аналитического дискового центрифугирования с рентгеновской детекцией изучено дифференциальное и интегральное распределение частиц доломитовой муки и возгонов вельц-печей цинкового производства по размерам. Рассмотрены результаты измерений для крупных частиц в режиме естественной седиментации G и для мелких частиц, включая наночастицы, в режиме центрифугирования Х.
Ключевые слова: гранулометрический анализ, седиментационный режим, режим центрифугирования, базис взвешивания, наночастицы, принцип детекции.

Ахмедов Э.Н.
Зависимость свойств от размера и формы нанокристалла золота в изобарических условиях — 53 стр.
Аннотация: Используя RP-модель нанокристалла, рассчитано уравнение состояния золота. На основе данного уравнения получена изобарическая (P = 0) зависимость температуры плавления от размера и формы нанокристалла. Показано, что чем сильнее форма нанокристалла отклоняется от энергетически оптимальной формы, тем при больших размерах достигается точка начала кристаллизации. Аппроксимация таких точек для различных форм позволила определить температуру начала кристаллизации макрокристалла Au: T_cr(N = ∞, P = 0) = 921K, которая совпала с правилом Турнбулла.
Ключевые слова: уравнение состояния, нанокристалл, золото, размер, форма.

Байдышев В.С.
Компьютерное моделирование процесса формирования ядро-оболочечных наночастиц Cu@Si — 64 стр.
Аннотация: В работе методом молекулярной динамики проведено компьютерное моделирования процессов конденсации ядро-оболочечных наночастиц системы Cu-Si. Показано, что одновременное охлаждение атомарных паров меди и кремния приводит к формированию частиц неупорядоченного сплава CuSi. Возможный механизм формирования ядро-оболочечных наночастиц Cu@Si (Cu – ядро, Si – оболочка) связан с осаждения малых кластеров кремния на предварительно сформированное ядро меди.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, молекулярная динамика, ядро-оболочечные наночастицы, конденсация.

Барахтин Б.К., Седлецкий Р.В.
Особенности структурных изменений при кристаллизации высоконаполненных композитов на полимерной основе — 73 стр.
Аннотация: Приведены результаты исследования образцов композитов с полимерной матрицей разного состава. Объемная доля квазиизотропно распределенных углеродных волокон в форме клубков менялась от 0,4 до 0,7. На фоне роста плотности, модуля Юнга и прочности композитов зафиксированы квазипериодические осцилляции механических параметров с изменением величины и знака коэффициента Пуассона. Установлены причины этого явления и предложена модель структурных изменений.
Ключевые слова: полимерные композиционные материалы, механические испытания, коэффициент Пуассона.

Бембель А.Г., Талызин И.В., Самсонов В.М.
Смачивание в твердом состоянии и динамика нанорельефа твердой поверхности — 83 стр.
Аннотация: С использованием молекулярной динамики изучалось явление смачивания в твердом состоянии в системах Cu (наночастица) / Cu (подложка). Было установлено, что механизм смачивания в твердом состоянии отвечает объемной и, в большей степени, поверхностной диффузии, что обосновывается линейной зависимостью квадрата радиуса нижнего монослоя растекающейся частицы от времени растекания. Выдвинута и обоснована гипотеза о деградации нанорельефа по механизму смачивания в твердом состоянии.
Ключевые слова: смачивание в твердом состоянии, поверхностная диффузия, наночастицы меди, поверхность меди, нанорельеф, молекулярная динамика.

Бернацкий Д.П., Павлов В.Г.
Влияние углерода на диффузию цезия по поверхности рения — 93 стр.
Аннотация: Методами полевой электронной и десорбционной микроскопии исследована диффузия цезия по поверхности рения и поверхности рения, покрытого углеродом. Использован метод непрерывной полевой десорбции, при которой поверхностная диффузия обеспечивает поступление адсорбата к месту десорбции. Обнаружено, что по покрытой углеродом поверхности идет интенсивная диффузия цезия, в то время как по поверхности рения диффузии нет.
Ключевые слова: поверхностная диффузия, щелочные металлы, электрическое поле, углерод, рений.

Бернацкий Д.П., Павлов В.Г.
Применение метода полевой десорбции натрия для исследования углеродных наноструктур на поверхности рениевого полевого эмиттера — 99 стр.
Аннотация: Методом полевой десорбционной микроскопии исследована десорбция атомов натрия с поверхности в электрическом поле с науглероженного рениевого полевого эмиттера. Изучено влияние концентрации атомов натрия и величины напряженности электрического поля на полевые электронные и десорбционные изображения поверхности. Показано, что науглероживание рения может приводить к модификации поверхности с образованием углеродных наноструктур.
Ключевые слова: полевая десорбционная микроскопия, электрическое поле, полевой эмиттер, щелочные металлы, углеродные наноструктуры.

Беров З.Ж., Манукянц А.Р., Касумов Ю.Н., Созаев В.А.
Фазообразование и структурные особенности двухслойных покрытий «титан/нихром» на искусственных поликристаллических алмазах — 106 стр.
Аннотация: В работе изучается фазообразование и структурные особенности двухслойных покрытий «титан/нихром» на поверхности искусственных поликристаллических алмазов марки АСБ-4. Пленка наносилась методом ионно-плазменного напыления в вакууме 10^-2 Па. Рентгенофазовый анализ пленок показал, что на поверхности образуются фазы Ni₄Ti₃, Cr₇Ni₃, Cr₂Ti, Cr_0,875Ti_0,125, NiTi и др. В пленках наблюдается образование сферических фаз, предположительно Cr_0,075Ti_0,125. На пленках алмаза, полученных рекуперацией, наблюдаются элементы структуры, характерные для Zn.
Ключевые слова: фазообразование, ионно-плазменная металлизация, рекуперация, алмазы.

Блинов А.В., Снежкова Ю.Ю., Ясная М.А., Дюдюн О.А., Казначеев Я.В., Шевченко И.М.
Сравнение точности методов измерения ζ-потенциала коллоидных частиц — 115 стр.
Аннотация: Работа посвящена выбору оптимального метода определения ζ-потенциала коллоидных частиц SiO₂. Электрокинетический потенциал измеряли двумя методами: методом акустической и электроакустической спектроскопий и методом горизонтального электрофореза в агарозном геле. На основе экспериментальных и расчетных данных был выбран оптимальный метод измерения ζ-потенциала коллоидных частиц SiO₂.
Ключевые слова:  ζ-потенциал, электроакустическая спектроскопия, электрофорез, абсолютная погрешность, относительная и нормированная погрешность, распределение среднего квадратичного отклонения.

Бобрева Л.А., Маслобоева С.М., Сидоров Н.В., Палатников М.Н.
Получение и исследование структурных особенностей кристалла LiNbO₃:Zn (2,12 мас.% Zn) — 124 стр.
Аннотация: Разработан метод получения гомогенно легированной цинком шихты LiNbO₃:Zn ([Zn] = 2,44 мас.%) конгруэнтного состава (отношение [Li]/[Nb]=0,96), из которой методом Чохральского выращен кристалл LiNbO₃:Zn с концентрацией Zn ~  2,12 мас.%. Методом ИК-спектроскопии поглощения в области валентных колебаний OH^—-групп в кристаллах LiNbO_3 конг и LiNbO₃:Zn обнаружены дефектные комплексы (V_Li)^—-OH^—.
Ключевые слова: гомогенное легирование, шихта, монокристалл, ниобат лития, валентные колебания OH^—-групп.

Богданова Е.А., Скачков В.М., Широкова А.Г., Сабирзянов Н.А.
Использование различных форм гидроксиапатита для создания биоактивного покрытия на пористой титановой основе — 133 стр.
Аннотация: В статье рассмотрены способы создания биоактивного композита на пористой титановой основе. Изучена возможность формирования покрытия на основе коллоидного гидроксиапатита и водной суспензии порошка гидроксиапатита различными способами. Оценены адгезионные свойства полученных покрытий.
Ключевые слова: композиционные биоматериалы, биоактивные покрытия, адгезионная прочность, гидроксиапатит, пористый титан.

Богданова Е.А., Скачков В.М., Сабирзянов Н.А.
Исследование влияния анионного замещения в гидроксиапатите на структуру и свойства керамики на его основе — 142 стр.
Аннотация: В статье обсуждается возможность упрочнения стехиометрического гидроксиапатита, полученного осаждением из раствора, путем частичного замещения фосфатных групп силикат-ионами. Исследованы свойства полученных образцов: фазовый состав, морфология, распределение частиц по размерам, удельная поверхность. Установлено влияние степени замещения на механические свойства синтезированных порошков и керамики после обжига.
Ключевые слова: гидроксиапатит, кремнийзамещенный гидроксиапатит, композиционные биоматериалы, микротвердость.

Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О.
Твердосмазочные керамические покрытия с нано- и микродисперсным наполнителем — 150 стр.
Аннотация: Разработаны основы технологии получения твердосмазочных композиционных керамических покрытий с антифрикционными наполнителями. Проведены физико-механические и триботехнические испытания полученных материалов и даны рекомендации по их практическому применению.
Ключевые слова: композиционные керамические покрытия, твердосмазочные материалы, антифрикционные наполнители, нанодисперсные частицы, трение, износ.

Болотов А.Н., Новиков В.В., Новикова О.О.
Смазочные масла на основе наножидкостей — 159 стр.
Аннотация: Обоснована целесообразность применения дисперсионной среды на основе диэфиров карбоновых кислот, для получения магнитного смазочного масла нового поколения. Показан нестандартный подход к выбору ПАВ-стабилизаторов коллоидной структуры масел с учетом их диэлектрических свойств и особенностей влияния на трение. Приведены данные предварительного выбора присадок и наполнителей для магнитного масла, которые характеризуются различным механизмом снижения трения.
Ключевые слова: магнитное смазочное масло, трение, изнашивание, смазка, дисперсионная среда, дисперсная фаза, антифрикционные и противоизносные присадки.

Большакова Н.Н., Большакова О.В., Иванов В.В., Иванова Т.И., Семенова Е.М.
Процессы переключения ниобийсодержащих кристаллов титаната бария — 169 стр.
Аннотация: Представлены результаты исследования процессов переполяризации ниобийсодержащих кристаллов титаната бария в изменяющихся методом коммутаций электрических полях. Установлено, что время перестройки сегнетоэластической доменной структуры в 30-40 раз меньше времени переключения полной поляризации кристалла, что свидетельствует о том, что основное время переключения кристаллов BaTiO₃ : Nb⁵⁺ определяется изменением его сегнетоэлектрической 180° доменной структуры.
Ключевые слова: процессы переключения, доменная структура, титанат бария, поляризационно-оптический метод, эффект Баркгаузена.

Брылкин Ю.В., Залогин Г.Н., Кусов А.Л., Рудин Н.Ф.
Погрешность зондовых измерений удельного теплового потока в струях диссоциированного газа — 178 стр.
Аннотация: В сильно диссоциированных ламинарных струях газов (азоте, воздухе, CO₂) основной погрешностью, влияющей на измеряемый тепловой поток, является каталитическая активность поверхности тепловоспринимающего элемента в отношении реакций гетерогенной рекомбинации атомов. Целью данной работы является оценка погрешностей измерения теплового потока, за счёт влияния площади поверхностного слоя на микро- и наноуровне.
Ключевые слова: каталитическая активность, структура поверхности, тепловой поток.

Бурцев А.А., Бутковский О.Я.
Описание роста фрактальных кристаллов на поверхности нержавеющей стали методом клеточных автоматов — 187 стр.
Аннотация: В работе представлены эксперименты по кристаллизации из расплава с анализом морфологии возникающих кристаллических структур, показаны примеры возникновения сложных дендритных образований. В зависимости от энергии воздействующего излучения и длительности нагрева возникают разные виды морфологии (разные типы кристаллов). С помощью методов клеточных автоматов получены модели распределения центров кристаллизации и роста отдельного кластера под действием диффузии. Проанализирована связь между получаемой морфологией и параметрами моделей.
Ключевые слова: лазерный нагрев, модификация поверхности металлов, кристаллизация, фрактал, дендритные кристаллы, диффузионно-локальное осаждение, клеточный автомат.

Вазиров Р.А., Соковнин С.Ю., Ильвес В.Г.
Антиоксидантные свойства наночастиц диоксида церия — 196 стр.
Аннотация: Исследования биологической активности наночастиц диоксида церия показывают, что это соединение проявляет антиоксидантные, противоопухолевые, антибактериальные и противовирусные свойства. Наночастицы диоксида церия были получены методом импульсного электронного испарения мишени в газе низкого давления с удельной поверхностью ~190 м²/г. Для определения ферментоподобной активности наночастиц диоксида церия проводился химический анализ взаимодействия с перекисью водорода. Результаты показывают активное ингибирование активных форм кислорода при pH выше 6.
Ключевые слова: нанопорошок, наночастицы, суспензия, диоксид церия, активные формы кислорода, антиоксидант.

Васильев С.А., Картошкин А.Ю., Самсонов М.В., Дьякова Е.В.
Молекулярно-динамическое моделирование плавления металлической нанопроволоки — 204 стр.
Аннотация: Проведено сравнительное молекулярно-динамическое исследование плавления бесконечно протяженной металлической нанопроволоки и свободных сферических металлических наночастиц, диаметр которых соответствует диаметру проволоки. Было установлено, что проволока плавится при более высокой температуре чем ее аналог сферической формы. Было также установлено, что плавление нанопроволоки приводит к потере ее стабильности, т.е. к разрыву.
Ключевые слова: металлическая нанопроволока, плавление, размерная зависимость, молекулярная динамика, свободные наночастицы.

Гафнер Ю.Я., Гафнер С.Л., Редель Л.В.
Наноструктуры как материал для фазо-инверсной памяти — 210 стр.
Аннотация: Несмотря на длительные исследования до сих пор в современных схемах PCM памяти используют в основном только халькогенидные сплавы. Однако эволюция методики создания новейших энергонезависимых массивов информации требует иных технических решений, в частности возможного применения в РСМ памяти металлических нанокластеров относительно малого размера.
Ключевые слова: фазовые переходы, ячейки памяти, наноструктуры.

Гафнер Ю.Я., Башкова Д.А., Гафнер С.Л., Редель Л.В.
Оценка применимости малых наночастиц серебра в качестве ячеек РСМ памяти — 219 стр.
Аннотация: В работе рассмотрено применение наночастиц серебра в качестве битов информации в устройствах PCM памяти. Базовый принцип такого подхода состоит в управляемом периодическом изменении фазового состояния ячейки памяти из кристаллического (логическая «1») в аморфное (логический «0»). По результатам моделирования был сделан вывод, что использование наночастиц серебра в качестве элемента PCM памяти допускается, но только при размере частицы свыше 8,0 нм.
Ключевые слова: фазовые переходы, ячейки памяти, серебро, наночастицы.

Гафнер Ю.Я., Башкова Д.А., Гафнер С.Л.
Использование наночастиц сплава Ag — Cu как отдельных битов РСМ памяти — 226 стр.
Аннотация: Одним из перспективных направлений применения металлических наночастиц является создание на их базе устройств с высокой информационной плотностью записи, что порождает интерес к изучению их магнитных, оптических и структурно-фазовых свойств. В данной работе был рассмотрен один из аспектов использования металлических нанокластеров в данной области, а именно применение наночастиц сплава серебро-медь в качестве отдельных битов информации в устройствах памяти, построенной на методике изменения фазового состояния носителя.
Ключевые слова: фазовые переходы, ячейки памяти, серебро, медь, наночастицы.

Гребенюк Г.С., Лобанова Е.Ю., Пронин И.И.
Влияние интеркалированного кремния на электронную структуру графена — 234 стр.
Аннотация: Экспериментально исследовано интеркалирование системы графен-кобальт кремнием. Методом функционала плотности проведены ab initio расчеты электронного строения низкоразмерной системы графен-кремний-кобальт. Определены наиболее выгодные положения интеркалированных атомов Si. Показано, что внедрение кремния под графен приводит к резкому уменьшению взаимодействия атомов углерода с подложкой.
Ключевые слова: графен, интеркаляция, силициды кобальта, DFT расчеты, тонкие пленки, фотоэлектронная спектроскопия.

Ершов П.М., Колосов А.Ю., Мясниченко В.С., Соколов Д.Н., Хорт А.А., Богданов С.С., Шиманская А.Н., Сдобняков Н.Ю.
Исследование размерных зависимостей температур плавления и кристаллизации и удельной избыточной поверхностной энергии наночастиц никеля вблизи фазового перехода плавление/кристаллизация — 242 стр.
Аннотация: Применен метод Монте-Карло для исследования размерных зависимостей температур плавления и кристаллизации наночастиц никеля, области их гистерезиса и изменения удельной избыточной поверхностной энергии в процессе прямого и обратного фазового перехода – плавление/кристаллизация. Результаты моделирования для нанокластеров никеля свидетельствуют о наличии температурных областей плавления и кристаллизации, что целом хорошо коррелирует с результатами моделирования для других металлов. Моделирование проведено с использованием модели погруженного атома и потенциала сильной связи Клери-Розато. Результаты трех серий компьютерных экспериментов для размерных зависимостей температур плавления и кристаллизации, выполненные с использованием двух указанных межатомных потенциалов в программном пакете LAMMPS и в собственных программных продуктах, имеют заметное согласие между собой.
Ключевые слова: наночастицы никеля, метод Монте-Карло, потенциал Гупта, размерные зависимости, температуры плавления и кристаллизации, удельная избыточная поверхностная энергия.

Ефремов В.В., Щербина О.Б., Радюш Ю.В., Палатников М.Н.
Микроструктура, фазовые состояния, диэлектрические и упругие свойства керамических твердых растворов Li_0,17Na_0,83Nb_yTa_1-yO₃, полученных при высоком давлении — 252 стр.
Аннотация: Исследованы особенности микроструктуры и упругие свойства сегнетоэлектрических керамических твердых растворов Li_0,17Na_0,83Nb_yTa_1-yO₃ со структурой перовскита, полученных методом термобарического синтеза при высоком давлении и температурах. Методом импеданс-спектроскопии впервые исследованы электрические характеристики и фазовые состояния серии сегнетоэлектрических твердых растворов Li_0,17Na_0,83Nb_yTa_1-yO₃ (y = 0,1 — 0,5) при высоких давлениях. Обнаружены аномалии на ε'(T) и σ_sv(T) зависимостях связанные с фазовыми переходами в исследуемых керамических образцах. Определены: значения статических удельных проводимостей в зависимости от температуры, энтальпии активации носителей заряда. Обнаружено, что Li_0,17Na_0,83Nb_yTa_1-yO₃ является высокотемпературным супериоником.
Ключевые слова: твердые сегнетоэлектрические растворы высокого давления, микроструктура, модуль Юнга, импеданс-спектроскопия, диэлектрическая проницаемость, электропроводность.

Злыгостева О.А., Соковнин С.Ю., Ильвес В.Г.
Применение нанопорошка SiO₂ — MnO₂ для направленной доставки лекарств — 262 стр.
Аннотация: В работе была исследована возможность применения нанопорошка SiO₂ — MnO₂ для направленной доставки лекарств. Установлено, что увеличение времени обработки ультразвуком приводит к изменениям в структуре нанопорошка. Экспериментальные результаты показали необходимость индивидуального подбора способов внедрения и выпуска лекарств в структуру нанопорошка. Исследуемые нанопорошки обладают высокой загрузочной способностью 0,09 мг Амоксициллина на мг нанопорошка, 0,075 мг Доксорубицина на мг нанопорошка по отношению к химически синтезированным нанопорошкам.
Ключевые слова: нанопорошок, диоксид кремния, допант диоксид марганца, стабилизация, адресная доставка лекарств.

Иванов В.В., Голубева Е.Н., Сергеева О.Н., Некрасова Г.М., Пронин И.П., Киселев Д.А.
Особенности процессов переключения поляризации в поликристаллических пленках цирконата-титаната свинца — 270 стр.
Аннотация: В работе представлены результаты исследования релаксации диэлектрической проницаемости в постоянных электрических полях при переключении поляризации тонких пленок цирконата-титаната свинца, кристаллизованных при различных температурах отжига. Показано, что релаксационные процессы характеризуются, по крайней мере, тремя временами релаксации, которые зависят от температуры кристаллизации. Показано, что релаксационные процессы зависят от локализации оксида свинца в объеме пленки.
Ключевые слова: тонкие пленки цирконата-титаната свинца, диэлектрическая проницаемость, время релаксации, температура кристаллизации, оксид свинца.

Иванов В.И., Иванова Г.Д., Мяготин А.В.
Термодиффузионный вклад в термолинзовый отклик наносуспензии — 280 стр.
Аннотация: Представлена новая двухлучевая схема термолинзового метода диагностики наносуспензий. Предложенная конфигурация устраняет влияние электрострикционного отклика и обеспечивает таким образом определение коэффициента термодиффузии наночастиц.
Ключевые слова: тепловая линза, наносуспензия, термодиффузия, электрострикция.

Иванов В.И., Иванова Г.Д., Крылов В.И., Хе В.К.
Осаждение наночастиц под действием сил светового давления в жидких средах — 286 стр.
Аннотация: Рассматривается модель осаждения наночастиц в равномерном световом поле как альтернатива методам осаждения в гравитационном поле и центрифугированию. Приведено точное аналитическое решение одномерной нестационарной задачи массопереноса в ограниченной кювете. Сравниваются основные параметры центрифужного и светоиндуцированного осаждения наночастиц.
Ключевые слова: осаждение, дисперсные среды, давление света.

Иванов Д.В., Антонов А.С., Сдобняков Н.Ю., Шиманская А.Н., Романовская Е.В., Афанасьев М.С.
О «технологических» свойствах наноразмерных пленок никеля и меди — 291 стр.
Аннотация: На примере исследования морфологии рельефа наноразмерных пленок никеля и меди на поверхности слюды с помощью сканирующего туннельного микроскопа показана возможность создания технологии «выращивания» структур с заданной морфологией поверхности. Описаны характерные особенности нанорельефа поверхности пленки, включая фрактальные свойства. Получены вольт-амперные характеристики контакта металл-металл для пленок никеля и меди с острием из вольфрама. Показано, что для участков поверхности, содержащих фрактальные структуры, вольт-амперные характеристики могут отличаться от зависимостей, получаемых на обычных поверхностях.
Ключевые слова: сканирующая туннельная микроскопия, нанорельеф, фрактальная размерность, наноразмерные пленки никеля и меди, вольт-амперная характеристика, туннельный контакт.

Иванов Ю.Ф., Денисова Ю.А., Петрикова Е.А., Тересов А.Д., Лыков С.В., Иванова О.В., Клопотов А.А.
Комбинированный метод диффузионного насыщения стали азотом — 304 стр.
Аннотация: Представлены результаты, полученные при исследовании стали 20X13, подвергнутой комбинированной обработке, сочетающей облучение импульсным электронным пучком и азотирование в плазме газового разряда низкого давления. Показано, что предварительное облучение стали электронным пучком позволяет повысить микротвердость поверхностного слоя толщиной 140 мкм в 1,8 раза относительно исходного образца и в 1,4 раза относительно образца после азотирования.
Ключевые слова: интенсивный импульсный электронный пучок, азотирование, плазма газового разряда, фазовый состав, дефектная субструктура, свойства.

Измайлов В.В., Новоселова М.В.
О параметрах нанотопографии технической поверхности и её профиля — 313 стр.
Аннотация: Рассмотрены высотные и шаговые параметры нанотопографии технических поверхностей и некоторые их корреляционные связи в сравнении с аналогичными параметрами и связями для микромасштабного уровня (микрошероховатость). Показано, что на наномасштабном уровне хорошо выполняются как теоретические, так и эмпирические зависимости, характеризующие топографию поверхностей на микромасштабном уровне.
Ключевые слова: поверхность, топография, наношероховатость, микрошероховатость, высотные параметры, шаговые параметры, корреляционные связи.

Ильвес В.Г., Соковнин С.Ю., Заяц C.В., Мурзакаев А.М., Демина Т.М., Зуев М.Г.
Свойства прессовок из нанопорошка BaF₂, полученного импульсным электронным испарением — 322 стр.
Аннотация: В работе получен мезопористый кристаллический нанопорошок  c удельной поверхностью (S_red) до 34,8 м²/г с помощью испарения импульсным электронным пучком мишеней из микронного порошка BaF₂ (S_red = 0,38 м²/г) оптической чистоты. Изучены текстурные и термические особенности нанопорошка BaF₂ (до и после отжига нанопорошка при температуре 200 °C на воздухе) и отдельные свойства прессовок изготовленных из нанопорошка BaF₂ методами импульсного магнитного прессования и статического прессования. Методом импульсного магнитного прессования в вакууме при температуре около 425°C получены стекловидные, непрозрачные прессовки черного цвета, перспективные для использования в качестве сцинтилляторов и дозиметров. Изучено влияние методов прессования на спектры импульсной катодолюминесцении и фотолюминесценции прессовок из нанопорошка BaF₂.
Ключевые слова: импульсный электронный пучок, нанокристаллический фторид бария, текстурные и термические свойства нанопорошка BaF₂, люминесценция прессовок из нанопорошка BaF₂.

Кандауров М.В., Владимирова Е.В., Дмитриев А.В.
Золь-гель синтез, морфология и магнитные свойства мультиферроиков BiFe_1-xMn_xO₃ — 330 стр.
Аннотация: Приводятся экспериментальные данные по синтезу и свойствам твердого раствора BiFe_1-xMn_xO₃. Установлена протяженность твердого раствора (0 ≤ x ≤ 0,20), исследованы морфология частиц и магнитные свойства образцов в зависимости от содержания допанта. Обнаружена нелинейная концентрационная зависимость магнитных характеристик BiFe_1-xMn_xO₃ с максимумом при содержании марганца 5-7 мольных %.
Ключевые слова: феррит висмута, допирование, золь-гель метод, морфология, агломераты, твёрдый раствор, фазовый состав, магнитные свойства.

Карпенков А.Ю., Дунаева Г.Г., Ракунов П.А., Семенова Е.М.
Метод анализа процессов перемагничивания магнетиков по изображениям магнитной доменной структуры — 338 стр.
Аннотация: В работе описан оригинальный программно-аппаратный комплекс для получения и автоматического анализа изображений магнитной доменной структуры поверхности образцов во внешнем магнитном поле для последующего изучения процессов перемагничивания. На примере исследования кривых намагничивания пленки железо-иттриевого граната показана эффективность метода и возможность его применения для исследования перемагничивания локальных участков поверхности магнитных материалов.
Ключевые слова: магнитная доменная структура, перемагничивание, кривые намагничивания, магнитные пленки, железо-иттриевый гранат.

Киселева М.А., Соковнин С.Ю., Балезин М.Е.
Получение наноразмерного серебряного покрытия на нанопорошке оксида алюминия — 345 стр.
Аннотация: Показана принципиальная возможность получения композитных частиц радиационно-химическим способом. Были получены частицы композитов в наноразмерном диапазоне (60 — 80 нм) из оксида алюминия, частично покрытого серебром, процент покрытия составил от 2 — 3% до 16 — 40%. Установлена достаточно высокая эффективность способа получения композитных НЧ, возможность управления процессом осаждения и видом серебряного покрытия путем изменения времени осаждения.
Ключевые слова: радиационная технология, наночастицы, оксид алюминия, покрытый серебром.

Кнатько М.В., Лапушкин М.Н.
Нарушение энергораспределения десорбирующихся ионов Na⁺ при термической ионизации на поверхности сплава NaAu_y — 352 стр.
Аннотация: Приведены результаты исследований энергетического распределения ионов, десорбирующихся при термической ионизации Na⁺ на поверхности интерметаллического сплава NaAu_y, в зависимости от приложенного внешнего электрического поля. Зависимость энергетического распределения ионов Na⁺ от внешнего электрического поля связана с изменением под его действием распределения положительных носителей заряда вблизи поверхности.
Ключевые слова: термическая ионизация, адсорбция, поверхностные состояния, интерметаллические сплавы.

Колосов А.Ю., Мясниченко В.С., Богданов С.С., Романовский В.И., Непша Н.И., Щербатых К.Р., Сдобняков Н.Ю.
О закономерностях формирования моно- и биметаллических наночастиц в процессе коалесценции — 359 стр.
Аннотация: Проведено моделирование двумя альтернативными методами: методом Монте-Карло и методом молекулярной динамики процесса коалесценции при постепенном термическом воздействии для металлических наночастиц на основе никеля, алюминия, меди, серебра и золота. Были рассмотрены следующие типы моно- и биметаллических систем: в форме сферы и в форме двух перпендикулярных блоков. Установлено, что эволюция процесса коалесценции для монометаллических наночастиц существенно отличается от таковой для биметаллических наночастиц. Такие характеристики, как температура коалесценции, структура и форма манжеты, двугранный угол между наночастицами могут существенного различаться. Утверждается, что нельзя точно предсказать поведение биметаллической системы в процессе коалесценции, зная эволюцию процесса коалесценции для монометаллической системы, состоящей из тех же металлов.
Ключевые слова: моно- и биметаллические наночастицы, молекулярная динамика, коалесценция, метод Монте-Карло, метод молекулярной динамики, двугранный угол.

Котомкин А.В., Русакова Н.П., Туровцев В.В., Орлов Ю.Д.
Электронные интегральные характеристики групп фторзамещенных изобутана и неопентана — 368 стр.
Аннотация: В рамках «квантовой теории атомов в молекулах» (QTAIM) найдена равновесная структура и изучено электронное строение молекул моно-, ди- и трифторзамещённых изобутана и неопентана вида (CH₃)₂−CH−CH_(3-n)F_n и (CH₃)₃−C−CH_(3-n)F_n, где 1 ≤ n ≤ 3. Рассмотрены внутримолекулярные взаимодействия.
Ключевые слова: разветвленные фторалканы, электроотрицательность, квантовая теория атомов в молекуле, электронная плотность, стерический эффект.

Крутько В.К., Кулак А.И., Мусская О.Н., Сафронова Т.В., Будейко Н.Л.
Кальцийфосфатная пенокерамика с регулируемой биоактивностью — 374 стр.
Аннотация: Введение в гидроксиапатитовый шликер 10−50 масс.% порошка брушита либо трикальцийфосфата, прогретого при 50−70°С, после отжига при  1200°С приводит к формированию резорбируемых кальцийфосфатных фаз, что позволяет регулировать степень биоактивности пенокерамики.
Ключевые слова: кальцийфосфатная пенокерамика, гидроксиапатит, брушит, трикальцийфосфат, биоактивность.

Кузнецов Ю.А., Лавровская Н.П., Рутьков Е.В., Галль Н.Р.
Влияние температуры на электронно-стимулированную десорбцию атомов цезия с графена на иридии — 383 стр.
Аннотация: Обнаружена электронно-стимулированная десорбция атомов Cs с монослойного графена на иридии при температурах поверхности 160 K и 300 K. Показано, что при 160 K миграционные процессы «заморожены», а атомы Cs располагаются только на поверхности графена. При 300 K за счёт интеркаляции образуется дополнительный слой из атомов Cs, расположенных под графеном. Наблюдаемая электронно-стимулированная десорбция атомов Cs связывается с неметаллической природой адсорбированной плёнки графена, независящей от природы атомов металла под графеном: иридия или цезия.
Ключевые слова: электронно-стимулированная десорбция, графен, интеркаляция.

Кузнецов Ю.А., Лапушкин М.Н.
Электронно-стимулированная десорбция атомов Cs с графена на Ir: эксперимент и модель — 393 стр.
Аннотация: Исследованы процессы электронно-стимулированной десорбции атомов Cs с плёнки графена на иридиевой ленте. Предложена модель, описывающая процессы электронно-стимулированной десорбции атомов Cs с плёнки графена. Показаны общность и различие процессов электронно-стимулированной десорбции для высоко- и низкоэнергетических пиков в распределениях десорбирующихся атомов по кинетическим энергиям.
Ключевые слова: электронно-стимулированная десорбция, адсорбция, щелочные металлы, графен.

Кульков В.Г., Сыщиков А.А.
Межзеренное проскальзывание по фасетированным границам с бимодальным распределением размеров фасеток — 401 стр.
Аннотация: Рассматривается скорость взаимного смещения зерен вдоль фасетированной границы с двумя характерными размерами фасеток под действием приложенного сдвигового напряжения. На основе решения стационарного уравнения диффузии вакансий на границе зерен находится распределение их концентрации и нормальных напряжений вдоль фасеток. Наличие фасеток меньшего размера приводит к увеличению скорости межзеренного проскальзывания.
Ключевые слова: фасетированные границы зерен, межзеренное проскальзывание, вакансии, диффузия.

Кумыков Т.С., Нагаплежева Р.Р.
Влияние наноструктурных наполнителей на поверхностное натяжение бинарной смеси бутадиеннитрильного каучука (СКН-26) с поливинилхлоридом (ПВХ) — 408 стр.
Аннотация: Методом нейтральной капли исследовано влияние концентрации нанодобавок сажи и оксида алюминия на поверхностное натяжение полимерно-композитных материалов СКН-26 и ПВХ. Обнаружены экстремальные изменения свойств исследуемых материалов в зависимости от состава, которые объясняются эффектами перераспределения высоко- и низкомолекулярных фракций на поверхности наполнителя и коллоидно-химических явлений в бинарной полимерной смеси.
Ключевые слова: метод нейтральной капли, наночастица, наполнитель, межфазное явление, полимерная матрица.

Курбанова Э.Д., Полухин В.А.
Структурно-динамические эффекты в металлических расплавах, стеклах и нанокристаллов в зависимости от температуры — 414 стр.
Аннотация: Исследователями проведен комплексный анализ как оригинального материала, так и имеющейся информации по фазово-структурным превращениям при охлаждении, стекловании и кристаллизации расплавов, с детальным отслеживанием процессов их упорядочения методами синхротронной рентгенографии, сканирующей электронной микроскопии, дифференциальной сканирующей калориметрии, и с интерпретацией данных моделированием и термодинамическими расчетами.
Ключевые слова: расплавы, аморфные сплавы, стеклование, рентгенография, дифференциальная сканирующая калориметрия, средний порядок, структурный фактор, теплоемкость, жидкофазные скрытые переходы, вязкость, диффузия, кроссовер.

Кушнарёв Б.О., Хлудкова Л.С.
Газочувствительность тонкой пленки диоксида олова к парам керосина при комнатной температуре — 420 стр.
Аннотация: Представлены результаты исследований газочувствительности тонкой пленки SnO₂ к парам керосина при комнатной температуре в атмосфере сухого и влажного воздуха. Показано, что присутствие в окружающей атмосфере паров воды существенно не влияет на величину газочувствительности тонких пленок к парам керосина. Высказано предположение о том, что процесс окисления непредельных углеводородов на поверхности диоксида олова носит автокаталитический характер.
Ключевые слова: газочувствительность, диоксид олова, тонкие пленки, пары керосина, комнатная температура.

Лайпанов М.З., Манукянц А.Р., Созаев В.А., Хуболов Б.М.
Диффузионное взаимодействие в системе пленка олова-никель — 427 стр.
Аннотация: В настоящей работе на никелевую подложку марки НП-2 напылялась пленка Sn в вакууме и были получены биметаллические композиции никель-олово. Методом растровой электронной микроскопии обнаружены эвтектические образования, возникающие на поверхности пленки олова вследствие диффузионного взаимодействия с никелевой подложкой. С использованием техники малоуглового рассеяния проведен рентгенофазовый анализ пленок олова.
Ключевые слова: биметаллические композиции, диффузионные взаимодействия, эвтектики, пленки.

Магомедов М.Н.
Об изменении барических свойств при уменьшении размера нанокристалла кремния — 434 стр.
Аннотация. На основе метода расчета свойств кристалла из парного межатомного потенциала Ми-Леннард-Джонса и RP-модели нанокристалла рассчитано уравнение состояния P(v/v₀, T) и барические зависимости как решеточных, так и поверхностных свойств для макро- и для нано-кристаллов кремния. Изучено изменение свойств как при изохорическом (v/v₀ = 1), так и при изобарическом (P = 0) уменьшении числа атомов в нанокристалле кубической формы при различных температурах.
Ключевые слова: нанокристалл, уравнение состояния, изохора, изобара, кремний.

Магомедов Р.А., Ахмедов Э.Н., Мейланов Р.Р., Бейбалаев В.Д., Аливердиев А.А.
К расчету теплофизических характеристик ксенона — 446 стр.
Аннотация: На основе обобщения термодинамики в производных дробного порядка и полученных аналитических выражений с учетом второго вириального коэффициента B проведен расчет теплофизических характеристик инертного газа ксенона Xe: энтропии S и изохорной теплоемкости C_V. В статье приведен расчет теплофизических параметров ксенона при температурах 500, 1000, 1400, 2000 К и интервале давлений от 0,1 до 90 МПа.
Ключевые слова: производная дробного порядка, фрактальное уравнение состояния, энтропия, изохорная теплоемкость.

Малышев М.Д., Бабуркин П.О., Адамян А.Н., Пахомов П.М., Комаров П.В.
Моделирование процесса созревания цистеин-серебряного раствора — 453 стр.
Аннотация: В данной работе исследуется процесс созревания водного раствора L-цистеина и нитрата серебра с помощью метода атомистической молекулярной динамики. Для изучения процесса созревания разработана атомистическая модель раствора. Выполненное исследование позволило получить новые данные о строении кластеров меркаптида серебра и роли их структурных особенностей в процессе дальнейшей самоорганизации.
Ключевые слова: гидрогель, супрамономер, компьютерное моделирование, атомистическая модель.

Микитчук Е.П., Козадаев К.В.
Сходимость результатов моделирования оптических свойств поверхностных наноструктур при использовании метода конечных интегралов — 460 стр.
Аннотация: Работа посвящена совершенствованию компьютерной модели двумерного монослоя наночастиц благородных металлов на подложке в воздухе. Исследована сходимость результатов моделирования оптических свойств поверхностных структур с помощью анализа электромагнитного поля в дальней зоне и пересчета S-параметров в рамках метода конечных интегралов. Оценивается состоятельность и остаточная относительная неопределенность (невязка), а также время моделирования.
Ключевые слова: поверхностная наноструктура, монослой металлических наночастиц, метод конечных интегралов, поверхностный плазмонный резонанс.

Мусская О.Н., Кулак А.И., Крутько В.К., Глазов И.Е.
Адсорбционно-структурные свойства ксерогелей фосфатов кальция, полученных жидкофазным синтезом — 468 стр.
Аннотация: Показано, что высокой удельной поверхностью (до 158 м²/г) характеризуются ксерогели основных и средних фосфатов кальция, полученные дегидратацией кальцийфосфатных гелей на воздухе при 20°C, водоотнимающими агентами, криогенной обработкой (при −18 и −196°C). Выявлено, что высокотемпературный прогрев фосфатов кальция при 800−1200°C приводит к значительному снижению их адсорбционной способности (A_BET 10−17 м²/г).
Ключевые слова: кальцийфосфатный ксерогель, адсорбционно-структурные свойства, гидроксиапатит, трикальцийфосфат, брушит, карбонатгидроксиапатит.

Мясниченко В.С., Колосов А.Ю., Соколов Д.Н., Ершов П.М., Давыденкова Е.М., Сдобняков Н.Ю.
Расчёт поверхностной энергии медных нитевидных нанокристаллов различной толщины и ориентации — 477 стр.
Аннотация: Используется решеточный метод Монте-Карло для поиска структуры поверхности кристаллических нанопроволок меди различной ориентации. Наблюдается фрагментация проволок толщиной 3,3 нм на отдельные сферические наночастицы. При повороте нанопроволоки с начальной ориентацией вдоль кристаллографической оси [100] его поверхностная энергия монотонно растёт до определенного значения угла поворота, с дальнейшим снижением при ориентации вдоль оси [110]. Зависимости поверхностной энергии от диаметра нанопроволоки не выявлено.
Ключевые слова: поверхность, метод Монте-Карло, потенциал сильной связи, кристаллическая решетка, нанопроволока, фрагментация, неустойчивость Рэлея-Плато.

Нагорный Ю.Е., Политаев Д.Н.
Исследование механических свойств силицена в рамках модели валентно-силового поля — 485 стр.
Аннотация: Осуществлено численное моделирование механических свойств образцов силицена в рамках модели валентно-силового поля. Найдены зависимости упругих модулей от линейных размеров. Проведено сравнение вычисленных результатов с полученными при моделировании в рамках поля центральных сил. Наблюдается совпадение поведения соответствующих графиков. При этом обнаружено отставание значений упругих модулей от вычисленных с применением модели поля центральных сил. Оно нарастает с увеличением размеров образца.
Ключевые слова: поле центральных сил, валентно-силовое поле, силицен, модуль Юнга, коэффициент Пуассона.

Немыгина Н.А., Бахвалова Е.С., Бучма Е.В., Смирнов И.C., Никошвили Л.Ж., Сульман Э.М.
Влияние локального поверхностного плазмонного резонанса на поведение полимер-стабилизированных биметаллических наночастиц в реакции кросс-сочетания Сузуки — 492 стр.
Аннотация: Данная работа посвящена исследованию влияния света в видимой области спектра на активность моно- (Au, Pd) и биметаллических (Au−Pd)  катализаторов. Данные электронной микроскопии показали, что в процессе синтеза биметаллического катализатора формируются наночастицы со структурой ядро-оболочка. В результате тестирования моно- и биметаллических образцов в реакции Сузуки между 4-броманизолом и фенилбороновой кислотой в оптимальных условиях было обнаружено, что активность биметаллического катализатора заметно возрастает при проведении реакции на свету за счет возникновения локального поверхностного плазмонного резонанса, позволяющего, как предполагается, ускорить стадию окислительного присоединения 4-броманизола к палладию.
Ключевые слова: кросс-сочетание Сузуки, золото, палладий, биметаллический катализатор, сверхсшитый полистирол, локальный поверхностный плазмонный резонанс.

Оракова М.М., Мустафаев Г.А., Нагаплежева Р.Р.
Исследование смачивания поверхности кремния раствором NaCl-вода — 501 стр.
Аннотация: В работе исследованы зависимости углов стекания воды с поверхности кремния от режимов их подготовки. Объектами исследования были пластины монокристаллического кремния КДБ-10 с ориентацией (111) и (100). Показано, что применение этанола в процессе подготовки пластин улучшает смачивание водой.
Ключевые слова: адсорбция, угол стекания, угол смачивания, поверхностное натяжение, оже-анализ, КДБ (111), КДБ (100).

Панькин Н.А., Батайкина И.А.
Исследование бомбардировки низкоэнергетических изомеров кластеров Ti_n (n = 7, 13, 15, 19) атомами титана: молекулярно-динамическое моделирование — 506 стр.
Аннотация. Методом молекулярной динамики рассмотрен процесс бомбардировки низкоэнергетических изомеров кластеров Ti_n (n = 7, 13, 15, 19) атомами титана. Показано, что исходная температура кластера (до 500 К) не влияет на конечные результаты. Ионная бомбардировка приводит к разрушению исходной структуры кластера с выходом частиц меньшего размера. Значительную долю в продуктах распыления/распада составляют мономеры и димеры.
Ключевые слова: изомер, бомбардировка, функции распределения, кластер.

Панькин Н.А., Мишкин В.П.
Электронная микроскопия композитов Cu — SiC, полученных холодным формованием и твердофазным спеканием — 517 стр.
Аннотация: Методом растровой электронной микроскопии исследованы композиты Cu − SiC после процессов формования и термической обработки. После прессования наблюдаются пластическая деформация частиц меди и следы разрушения карбида кремния (трещины и осколки). После твердофазного спекание отмечается образование пористой структуры в матричном материале без существенных изменений в частицах наполнителя. Данные распределения химических элементов вблизи границы SiC − Cu указывают на незначительное влияние диффузионных процессов.
Ключевые слова: композит, электронная микроскопия, медь, карбид кремния, микроструктура, поры.

Петрик Г.Г.
Модельный подход к выбору уравнений состояния аналогов трех семейств — 524 стр.
Аннотация: В рамках простой молекулярно-термодинамической модели анализируются проблемы сравнения уравнений состояния и выбора аналогов в трех множествах: уравнений на основе модели взаимодействующих точечных центров, уравнений ван-дер-ваальсового типа и уравнений Мартина, полученных на основе трансляции по объему.
Ключевые слова: простые уравнения состояния, кубическое уравнение, модель взаимодействующих точечных центров, трансляция по объему, управляющие параметры, выбор оптимальных уравнений состояния.

Полухин В.А., Курбанова Э.Д., Белякова Р.М., Ригмант Л.К.
Влияние гидрирования на процессы структурирования и стеклования переохлажденных расплавов — 535 стр.
Аннотация: Рассмотрены характеристики и процессы структурирования аморфных и нанокристаллических сплавов – бинарных и тройных на основе Pd, а также высокоэнтропийных многокомпонентных Zr − Cu (Ni, Ti), на основе бинарных Ni − Ti, Ni − V и тройных Zr − Cu − Ti, не смотря сложность получения их применение может существенно повысить экономическую эффективность процессов выделения, очистки водорода и его безопасное хранение. Проведен также анализ особенностей формирования функциональных структур мембранных сплавов в зависимости от их способности к гидридообразованию.
Ключевые слова: молекулярная динамика, металлические стекла, стеклование, нанокристаллические сплавы, переходные металлы, гидрирование, кластеры, ближнее упорядочение, средний и дальний порядок.

Редель Л.В., Гафнер Ю.Я., Гафнер С.Л.
Стабильность строения малых ГЦК – магических кластеров серебра, применяемых в плазмонике — 542 стр.
Аннотация: Одним из применений наночастиц серебра стало их использование в плазмонных приложениях. Частицы серебра с размером меньшим, чем длина волны видимого света могут сильно его поглощать из-за явления поверхностного плазмонного резонанса, частота и интенсивность которого зависит от распределения поляризационного заряда в наноструктуре, что определяется формой и структурой наночастицы. Таким образом, контроль строения металлического Ag нанокластера позволяет контролировать длины волн света, которые он рассеивает и поглощает.
Ключевые слова: нанокластеры, серебро, структура, компьютерное моделирование, сильная связь.

Савенко В.И., Самканашвили Д.Г.
Диагностика сотовой структуры на электронном изображении микроканальных пластин на наноуровне, прошедших фотоэлектронную тренировку — 550 стр.
Аннотация: В данной публикации приведены результаты исследования экспериментальных образцов микроканальных пластин после проведения фотоэлектронной тренировки. При фотоэлектронной тренировке основное влияние на параметры микроканальных пластин оказывает электронная обработка. Влияние ультрафиолетового излучения на параметры микроканальных пластин без подачи напряжения на пластину незначительно. Под действием входного потока счищаются наноразмерные загрязнения, которые в небольших количествах имеют место по отдельным границам спекания.
Ключевые слова: микроканальная пластина, фотоэлектронная тренировка, ультрафиолетовое излучение.

Савенко В.И.
Влияние электронного облучения на свойства, состав свинцово-силикатных стекол и коэффициент вторичной электронной эмиссии на их поверхности — 557 стр.
Аннотация: В данной публикации рассмотрена эффективность методов дегазации поверхностей свинцово-силикатных стекол электронным облучением (обработкой) с целью повышения эффективности вторичной электронной эмиссии. Выявлены изменения свойств и состава обрабатываемых материалов в результате дополнительных воздействий (термообработки, реакций с этиловым спиртом и т.д.). Описаны образующиеся в результате воздействий на поверхность свинцово-силикатных стекол химические соединения и элементы. Изучено влияние хранения образцов на дальнейшее изменение коэффициента вторичной электронной эмиссии.
Ключевые слова: электронное облучение, электронная обработка, свинцово-силикатное стекло, обрабатываемая поверхность свинцово-силикатных стекол, вторичная электронная эмиссия, усиление.

Свердлик Г.И., Атаева А.Ю., Камболов Д.А., Атаев А.Р.
Разработка классификации барботажных аппаратов и их выбор для улавливания наночастиц пыли — 566 стр.
Аннотация: На основании литературного анализа и патентного поиска разработана классификация барботеров по конструктивному признаку. Выполнено сравнение различных типов барботеров по их возможности эффективного улавливания мелкой пыли, включая наночастицы. Показано, что для этой цели рекомендуется использовать разработанный в ФГБОУ ВО «Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет)» на базе запатентованной распределительной колпачковой тарелки струйный барботер.
Ключевые слова: газовые выбросы, наночастицы, классификация барботеров, струйный барботер, пенный режим, экспериментальная установка.

Сдобняков Н.Ю., Самсонов В.М., Базулев А.Н.
Размер металлических наночастиц как фактор их стабильности — 576 стр.
Аннотация: С использованием экспериментальных данных по скоростям испарения металлических наночастиц и усадки вакансионных пор проведены оценки размерных интервалов наночастиц, в которых справедливо линейное соотношение σ = KR между поверхностным натяжением σ и радиусом частицы R. Определены доверительные интервалы ΔK для коэффициента пропорциональности K. Полученные результаты сопоставлены с оценками Э.Н. Витоля (1992). На основе результатов этих оценок подтверждён сделанный ранее вывод о том, что условие термодинамической стабильности выполняется для наночастиц всех рассмотренных металлов.
Ключевые слова: наночастицы металлов, формула Русанова, стабильность, испарение наночастиц, усадка вакансионных пор.

Сидоров Н.В., Шувалова А.М., Теплякова Н.А., Палатников М.Н.
Особенности структуры и фотоэлектрические поля в кристаллах LiNbO₃ : Zn — 584 стр.
Аннотация: По параметрам фотоиндуцированного рассеянного света в кристаллах LiNbO₃ конгруэнтного состава номинально чистых и легированных цинком определены значения напряженностей фотовольтаического и диффузионного полей. Показано, что изменение электрооптических свойств кристаллов LiNbO₃ : Zn при увеличении концентрации цинка до порогового значения определяется особенностями деформации кислородных октаэдров и особенностями упорядочения структурных единиц катионной подрешетки вдоль полярной оси.
Ключевые слова: монокристалл, ниобат лития, легирование, фотоиндуцированное рассеяние света, фоторефрактивный эффект, фотовольтаическое поле, диффузионное поле.

Симаков В.В., Синёв И.В., Осыко И.Д., Щербакова Е.А., Гребенников А.И.
Вольт-амперные характеристики сенсоров газа на основе тонких пленок диоксида олова в атмосфере паров воды при комнатной температуре — 591 стр.
Аннотация: Представлены результаты исследований циклических вольт-амперных характеристик сенсора газа на основе тонкой пленки диоксида олова в атмосфере паров воды при комнатной температуре. Показано, что при циклическом изменении напряжения на поверхности активного слоя газочувствительной структуры протекают электрохимические реакции окисления-восстановления. Отмечено, что потенциалы протекания окислительных и восстановительных реакций не зависят от концентрации газа в пробе и могут быть использованы для распознавания сорта анализируемого газа.
Ключевые слова: вольт-амперные характеристики, сенсоры газа, тонкие пленки, диоксид олова, комнатная температура, распознавание газовых смесей.

Скачков В.М., Пасечник Л.А., Скачкова О.В., Яценко С.П.
Диффузионно-твердеющий припой на основе сплава галлий-индий-олово и порошка металлов ПМОСФ5, упрочненный титаном — 600 стр.
Аннотация: В статье рассмотрен новый состав диффузионно-твердеющего припоя на основе легкоплавкого галлиевого сплава и порошка медно-оловянного сферического (ПМОСФ5). Исследовано влияние состава порошкового наполнителя – титана на структуру и свойства припоя для расширения областей использования. Изучены прочностные свойства, микроструктура, термическая стойкость полученных образцов.
Ключевые слова: металлический порошок, композиционные диффузионно-твердеющие сплавы, припои, структура, свойства, микротвердость, дифференциально-термический анализ.

Стародуб О.Р., Воскресенский В.М., Сидоров Н.В., Палатников М.Н.
Математическое моделирование кластерообразования в кристаллах ниобата лития с введением примесного иона — 609 стр.
Аннотация: В работе исследовались процессы кластеризации в кристалле ниобата лития (LiNbO₃). Показано, что наиболее выгодным по энергии оказывается кластер с соотношением Li / Nb ≈ 0,945, что близко к соотношению лития к ниобию в конгруэнтном кристалле. Установлено, что существует оптимальное соотношение между энергией кластера, его размером и соотношением Li / Nb. Введён примесной ион и произведен анализ энергетических оптимумов при различных концентрациях примеси.
Ключевые слова: ниобат лития, моделирование, кластеры, вакансионные модели, дефекты подрешётки, монокристаллы, сегнетоэлектрики.

Талызин И.В., Самсонов М.В., Васильев С.А., Пушкарь М.Ю., Дронников В.В., Самсонов В.М.
Молекулярно-динамическое исследование размерной зависимости температуры плавления наночастиц кремния — 618 стр.
Аннотация: Размерная зависимость температуры плавления наночастиц Si исследовалась с использованием как молекулярно-динамического, так и термодинамического моделирования, основывающегося на применении формулы Томсона. Результаты атомистического моделирования, полученные с использованием потенциала Стиллинджера-Вебера, согласуются с результатами других авторов, а также с результатами термодинамического моделирования и предсказывают уменьшение температуры плавления T_m наночастиц Si с увеличением их обратного радиуса R^-1 по линейному закону. Имеющиеся экспериментальные данные предсказывают более низкие значения T_m, включая предельное значение T_m^(∞), отвечающее линейной экстраполяции экспериментальных точек к R^-1 → 0 (т.е. к радиусу R → ∞), причем занижение составляет 200 − 300 К по сравнению с табличным значением температуры плавления кремния (1688 К). Учитывая это, сделан вывод о том, что молекулярно-динамические результаты дляT_m(R^-1) , полученные с использованием потенциала Стиллинджера-Вебера, являются более адекватными, чем имеющиеся экспериментальные данные.
Ключевые слова: наночастицы кремния, температура плавления, размерная зависимость, молекулярная динамика, термодинамика.

Теплякова Н.А., Сидоров Н.В., Палатников М.Н.
Дефектная структура и фоторефрактивные свойства кристаллов двойного легирования LiNbO₃ : Fe : Mg и LiNbO₃ : Fe : Zn — 628 стр.
Аннотация: Выполнены сравнительные исследования фоторефрактивных свойств кристаллов ниобата лития конгруэнтного и стехиометрического составов, а также кристаллов двойного легирования: LiNbO₃ : Fe(0,009) : Mg(5,04) и LiNbO₃ : Fe(0,02) : Zn(4,34) мол. %, отличающихся разным типом дефектов, ответственных за эффект фоторефракции. Показано, что для кристаллов двойного легирования ширина запрещенной зоны минимальна, эффект фоторефракции сравним с таковым для стехиометрического кристалла, при этом фотоиндуцированное рассеяние света в них не наблюдается.
Ключевые слова: монокристалл, ниобат лития, легирование, фотоиндуцированное рассеяние света, фоторефрактивный эффект, ширина запрещенной зоны.

Углев Н.П., Заморин И.Н., Углев С.Н., Смирнов С.А., Селиванов А.М.
Распределение компонентов ювелирного сплава в объёме металлической отливки — 636 стр.
Аннотация. Исследован процесс расслоения четырёхкомпонентного ювелирного сплава по высоте вертикального металлического тигля, распределение концентрации компонентов сплава вблизи поверхности отливки, а также особенности формирования структуры твердого сплава. Показано, что распределение металлов в объёме в целом соответствует известным данным для других металлических расплавов. Выявлена прямая корреляция микротвердости сплава с его составом.
Ключевые слова: многокомпонентный металлический расплав, расслоение, распределение компонентов, микротвердость, дальний порядок, рой кластеров, сверхтекучесть.

Хуболов Б.М., Подлинов В.П., Багов А.М.
Исследование материалов для электрохромных устройств физико-химическими методами — 646 стр.
Аннотация: Обзорно рассмотрены методы получения и исследования электрохромно чувствительных тонких пленок оксидных вольфрамовых бронз. Изложены исследования, позволяющие делать выводы о конкретных моделях физического процесса. Сформулированы наиболее актуальные вопросы дальнейших исследований сложных оксидов переходных металлов для получения прикладных результатов, могущих лечь в основу технологии электрохромных устройств.
Ключевые слова: электрохромизм, оксидная калий-вольфрамовая бронза, тонкие пленки, спектральные характеристики, монокристаллы, электровакуумное напыление, технологические параметры напыления.

Хуболов Б.М., Подлинов В.П., Багов А.М.
Получение и исследование оптических свойств калий-вольфрамовых бронз гексагональной структуры — 656 стр.
Аннотация: Измерены спектральные зависимости оптической плотности тонких аморфных пленок оксидной калий-вольфрамовой бронзы гексагональной структуры состава K_0,3WO₃. Сформулированы основные проблемы интерпретации оптических спектров оксидных вольфрамовых бронз.
Ключевые слова: оксидная калий-вольфрамовая бронза, тонкие пленки, спектральные характеристики, дискретное испарение, центры поглощения.

Шепелевич В.Г.
Зеренная структура сплавов висмут – олово, дополнительно легированных индием — 665 стр.
Аннотация: Представлены результаты исследования зеренной структуры быстрозатвердевших фольг сплава висмут – олово, дополнительно легированного индием до 5,2 ат. %. Фольги имеют микрокристаллическую структуру. Определены параметры зеренной структуры. Средний размер зерен висмута менее 2 мкм и олова – 3 мкм. В фольгах формируется четкая текстура (10 1 2) висмута и (100) олова.
Ключевые слова: высокоскоростная кристаллизация, фольга, зерно, удельная поверхность границ зерен, олово, висмут, индий.

Шерметов А.Х., Шокаров А.А., Понежев М.Х., Созаев А.В., Карамурзов Б.С.
Смачивание расплавом свинец – никель подложек из алюминия и меди — 671 стр.
Аннотация: В данной работе поставлена задача о получении новых припоев для пайки никеля и его сплавов. Были изучены политермы угла смачивания расплавами Pb − Ni в интервале от точки плавления до 940 К медных подложек и до 900 К – алюминиевых и обнаружены пороги смачивания: смачивание подложек из меди начинается при температуре 640 К, а подложки из алюминия не смачиваются расплавами.
Ключевые слова: угол смачивания, алюминий, никель, медь, температурный порог смачивания.

Шомахов З.В., Шомахова Р.А., Молоканов О.А., Кармоков А.М.
Диффузия ионов калия и электропроводность в стекле для электронной оптики — 677 стр.
Аннотация: Приведены результаты исследования электропроводности и диффузии ионов калия в боратно-бариевом стекле (C78–5) – 2,2% SiO₂  57,8% B₂O₃  8,2% K₂O  19,0% BaO  3,5% CaO  8,8% Al₂O₃  0,5% MgO при пропускании электрического тока через образец. Рассчитаны временные зависимости коэффициентов диффузии при пропускании электрического тока при постоянной температуре.
Ключевые слова: электропроводность, диффузия ионов, боратно-бариевое стекло, изотермический отжиг.

Щербакова В.Б., Садовская Л.Ю., Логвинович А.С., Свиридова Т.В., Свиридов Д.В.
Фотоаккумулирующие композиционные материалы на основе гетерополимолибдатов — 683 стр.
Аннотация: Показано, что модифицирование частиц диоксида титана 6-молибдоферратом (II) и 6-молибдоникколатом (II) аммония придает фотокатализатору способность накапливать фотогенерированный заряд и сохранять окислительную активность в течение некоторого времени после прекращения
ультрафиолетового облучения. При этом гетерополимолибдаты не только обеспечивают накопление фотоиндуцированного катодного заряда, но и конвертирование пероксида водорода, образующегося при окислении восстановленных форм гетерополимолибдатов кислородом воздуха, в высокоактивные гидроксильные радикалы.
Ключевые слова: нанодисперсный диоксид титана, фотохимия, поликонденсация оксокислот переходных металлов, ультрафиолетовое излучение, гетерополимолибдаты.

Юров В.М., Гученко С.А., Лауринас В.Ч.
Толщина поверхностного слоя, поверхностная энергия и атомный объем элемента — 691 стр.
Аннотация. В работе рассчитана толщина поверхностного слоя атомарно чистого металла, которая оказалась равной 5-6 нм. Показано, что толщина поверхностного слоя определяется одним параметром – атомным объемом химического элемента. Получена простая связь поверхностной энергии металла с его температурой плавления. Все полученные соотношения неплохо согласуются с экспериментальными данными.
Ключевые слова: поверхностный слой, наноструктура, поверхностная энергия, атомный объем, размерный эффект.

А.С. Антонов, Д.Н. Соколов, Н.Ю. Сдобняков, А.Ю. Колосов, В.С. Мясниченко, В.И. Романовский
Моделирование процесса взаимодействия в системе зонд СТМ – образец со сложным рельефом: рекомендации по штатному технологическому режиму работы — стр. 6
Аннотация: Методом Монте-Карло с использованием многочастичного потенциала Гупта проведено моделирование взаимодействия системы зонд (медь) – образец (золото) при термическом расширении в зависимости от расстояния между ними. Моделирование проведено для двух типов рельефа: «волна» и «зерно». Установлено, что тепловое расширение острия может достигать величин, сравнимых с шириной туннельного промежутка и возможно возникновение лавинообразного процесса теплового расширения острия, приводящего к возникновению контакта между острием зонда и поверхностью образца. Сформулированы рекомендации по штатному технологическому режиму работы сканирующего туннельного микроскопа.
Ключевые слова: метод Монте-Карло, потенциал Гупта, сканирующая зондовая микроскопия, контакт зонд-образец.

А.С. Антонов, Н.Ю. Сдобняков, Д.В. Иванов, К.Б. Подболотов
Исследование морфологии рельефа пленок меди на поверхности слюды — стр. 19
Аннотация: С помощью сканирующего туннельного микроскопа выполнено исследование морфологии рельефа пленок меди, нанесенных термовакуумным напылением, на поверхность слюды. Описаны характерные особенности нанорельефа поверхности пленки, включая фрактальные свойства.
Ключевые слова: сканирующая туннельная микроскопия, нанорельеф, фрактальная размерность, пленки меди.

А.М. Апеков, И.Г. Шебзухова
Влияние поляризации металлических ионов переходного слоя на границе металл — неполярная органическая жидкость на межфазную энергию — стр. 27
Аннотация: В рамках модифицированного варианта электронно-статистической теории получена поправка к межфазной энергии на границе металл – неполярная органическая жидкость на поляризацию металлических ионов переходного слоя в поле полубесконечного металла. Установлена зависимость поправки от макроскопической диэлектрической проницаемости жидкости и ориентации металлического кристалла.
Ключевые слова: поляризационная поправка, межфазная энергия, электронно-статистический метод, щелочные металлы, неполярная органическая жидкость.

Л.П. Арефьева, И.Г. Шебзухова
Поверхностная энергия тонких пленок тантала и ниобия при одноосной деформации — стр. 32
Аннотация: Качественно описана зависимость поверхностной энергии тонких металлических пленок от одноосной деформации сжатия и растяжения. Расчеты проведены электронно-статистическим методом для пленок ниобия и тантала. Показано влияние деформации на ход электронной плотности системы, координату границы Гиббса. Установлено, что поверхностная энергия граней при одноосной деформации изменяется слабо нелинейно.
Ключевые слова: поверхностная энергия, тонкие пленки, одноосная деформация, модифицированный электронно-статистический метод

Л.П. Арефьева, И.Г. Шебзухова
Межфазная энергия урана на границе с расплавами металлов — стр. 38
Аннотация: В рамках электронно-статистического метода оценена межфазная энергия урана на границе с расплавами s-металлов. Показано, что щелочные и щелочноземельные металлы являются сильными ПАВ по отношению к урану. Получены выражения для поляризационной поправки, внешнего и температурного вкладов с учетом изменения электронной плотности на границе контакта. Проанализировано влияние расплавов s-металлов на профиль электронной плотности аллотропных модификаций урана.
Ключевые слова: межфазная энергия, аллотропные фазы, уран, расплав, щелочные металлы, щелочноземельные металлы, актиноиды.

С.Н. Ахкубекова, В.К. Кумыков, М.З. Лайпанов, А.Р. Манукянц, В.А. Созаев, Б.М. Хуболов
Диффузионное взаимодействие и фазообразование в пленках никель-алюминий — стр. 45
Аннотация: В настоящей работе методом контактного плавления при 650°C в вакууме получены биметаллические пленки никель-алюминий. С помощью растровой электронной микроскопии обнаружены эвтектические образования, возникающие на поверхности пленок вследствие диффузионного взаимодействия.
Ключевые слова: контактное плавление, интерметаллиды, фазообразование, эвтектика.

Э.Н. Ахмедов
Расчёт уравнения состояния и изобарических размерных зависимостей решеточных свойств нанокристалла молибдена — стр. 49
Аннотация: На основе RP-модели нанокристалла рассчитано уравнение состояния кристалла ОЦК молибдена, в котором учитываются размер и форма нанокристалла. Показано, что изобарические размерные зависимости для температуры Дебая и первого параметра Грюнайзена усиливаются с ростом температуры. Изотермы поверхностной энергии для макро- и нанокристалла пересекаются. В определённой области поверхностная энергия нанокристалла становится больше, чем у макрокристалла.
Ключевые слова: уравнение состояния, нанокристалл, молибден, размер, форма.

П.О. Бабуркин, А.В. Лебедев, П.В. Комаров
Изучение характера распределения сомономеров в виртуально синтезированных блокпвкл-пвкл-пви-сополимерах — стр. 57
Аннотация: в данной публикации представлены результаты анализа статистических свойств распределения мономерных звеньев в сополимерных цепях, синтезированных in silico на основе винилкапролактама и винилимидозола. Такие полимерные цепи демонстрируют одно из основных свойств белковых молекул, а именно, они способны в условиях «плохого» растворителя (для блоков из винилкапролактама) принимать плотную глобулярную структуру с гидрофобным ядром окруженного гидрофильной «короной». Не смотря на внешнее сходство морфологии глобул с белковоподобными сополимерами, распределение сомономеров, присоединенных к первому гидрофобному блоку, имеет случайный характер.
Ключевые слова: крупнозернистое компьютерное моделирование, амфифильные сополимеры, белковоподобные полимеры, фермент.

В.С. Байдышев, В.А. Цура, И.В. Чепкасов
Моделирование образования наночастиц CuAu в процессе газофазного синтеза — стр. 64
Аннотация: В работе методом молекулярной динамики проведено компьютерное моделирование процессов конденсации кластеров из высокотемпературной газовой фазы, содержащей пары атомов меди и золота. Определенны средние скорости роста кластеров, а также стехиометрический состав формирующихся частиц. Показано, что для частиц диаметром 3 нм и более мольный состав стремится к Cu_0,75Au_0,25.
Ключевые слова: компьютерное моделирование, молекулярная динамика, конденсация, наносплав CuAu.

Б.К. Барахтин, А.С. Жуков, М.В. Старицын, Н.А. Вершинина
Строение агрегации, полученной селективным лазерным сплавлением порошка железа — стр. 71
Аннотация: Приведены результаты исследования структуры образцов, изготовленных из порошка железа методом селективного лазерного сплавления (СЛС). Установлен размер объема, в котором пары металла конденсируются в форме зародышей кристаллических фаз. Нанофазы кристаллизации вносят вклад в прочность СЛС агрегации.
Ключевые слова: селективное лазерное сплавление, порошок металла, нанофаза.

А.Г. Бембель
Прогнозирование сегрегации в бинарных наночастицах Au-Ag с использованием молекулярно-динамического и термодинамического моделирования — стр. 81
Аннотация: Для прогнозирования поверхностной сегрегации в бинарных наночастицах Au-Ag, состоящих из 2000 атомов (размером около 4 нм), был применен комплексный подход, сочетающий атомистическое (молекулярно-динамическое) и термодинамическое моделирование. Оба подхода предсказывают сегрегацию Ag на поверхности наносплава Au-Ag: наночастицы Au-Ag демонстрируют структуру ядро-оболочка с внешним слоем из атомов Ag. Результаты атомистического и термодинамического моделирования согласуются с имеющимися экспериментальными данными.
Ключевые слова: наночастицы Au-Ag, поверхностная сегрегация, молекулярная динамика, термодинамическое моделирование.

Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
Полевая десорбция атомов цезия с наноструктурированной поверхности рения — стр. 89
Аннотация: С помощью метода полевой десорбционной микроскопии исследована десорбция атомов цезия с квазисферической поверхности микрокристалла рения. Получена зависимость напряженности десорбирующего электрического  поля от степени покрытия эмиттера цезием. В рамках модели сил зеркального изображения для полевой десорбции произведена оценка теплоты адсорбции атомов цезия в зависимости от поверхностной концентрации цезия и работы выхода поверхности.
Ключевые слова: полевая десорбционная микроскопия, ионные источники, полевой эмиттер, рений, щелочные металлы.

С.А. Бибанаева, Н.А. Сабирзянов, В.Н. Корюков
Влияние кальцийсодержащих реагентов на выщелачивание бокситов по способу Байера — стр. 94
Аннотация: Приведены результаты экспериментального изучения влияния кальцийсодержащих реагентов на степень выщелачивания бокситов Тиманского месторождения по параллельному способу Байер-спекание. Методами РФА и ЭДРА определен фазовый состав продуктов взаимодействия. Показано образование гидросиликата кальция в красном шламе.
Ключевые слова: производство глинозема, выщелачивание, оксид кальция, гидросиликат кальция.

Е.А. Богданова, О.В. Скачкова, В.М. Скачков, Н.А. Сабирзянов
Влияние фторид-ионов на прочностные характеристики гидроксиапатита и композиционных материалов на его основе — стр. 99
Аннотация: В статье обсуждается возможность упрочнения стехиометрического гидроксиапатита (ГАП), полученного осаждением из раствора, путем частичного замещения гидроксильных групп ионами фтора и введения армирующей добавки (10, 15, 20 масс.% CaF₂). Выявлены особенности химического взаимодействия ГАП с армирующей добавкой при термической обработке. Показано влияние фазового состава на прочностные характеристики исследуемых образцов.
Ключевые слова: гидроксиапатит (ГАП), фторзамещенный гидроксиапатит, композиционные биоматериалы, микротвердость.

А.Н. Болотов, В.В. Новиков, О.О. Новикова
Приборное и методическое обеспечение нестандартных исследований магнитных нанодисперсных смазочных масел — стр. 108
Аннотация: В работе представлены приборы и методика исследований коррозионных и триботехнических свойств нанодисперсных магнитных сред. Предложенное оборудование позволяет изучать процессы, происходящие при фрикционном контакте магнитных масел с твердой поверхностью, а также прогнозировать работоспособность реальных трибоузлов с инновационными нанодисперсными маслами.
Ключевые слова: нанодисперсные магнитные среды, магнитные жидкости, коррозионные свойства магнитных масел, трение магнитных масел.

Н.Н. Большакова, В.В. Иванов, А.И. Иванова, Е.М. Семенова, А.Д. Сеньковский, А.С. Смирнов
Термоиндуцированные процессы переключения монокристаллов PIN-PMN-PT — стр. 114
Аннотация: В работе представлены результаты исследования термоиндуцированных процессов переключения монокристаллических твердых растворов PIN-PMN-PT. Установлено, что они обладают устойчивой униполярностью. Интенсивность термоиндуцированных процессов переключения кристаллов существенно зависит от направления поляризующего или приложенного к образцу электрического поля.
Ключевые слова: тепловой эффект Баркгаузена, процессы переключения, PIN-PMN-PT.

С.А. Васильев, А.А. Романов
Изучение размерных зависимостей температур плавления и кристаллизации нанокластеров платины методом молекулярной динамики — стр. 121
Аннотация: На основе результатов молекулярно-динамического моделирования, полученных с использованием двух различных программ и различных потенциалов межатомного взаимодействия, находились температуры плавления и кристаллизации нанокластеров платины. Полученные размерные зависимости сравниваются с молекулярно-динамическими данными других авторов и результатами расчетов температуры плавления наночастиц по формуле Томсона.
Ключевые слова: нанокластеры платины, молекулярная динамика, потенциал сильной связи, метод погруженного атома, температура плавления, температура кристаллизации.

М.К. Вирченко, Р.М. Егужокова, А.Б. Залетов, А.И. Иванова
Магнитооптический контроль пространственных распределений магнитного поля микроэлектромеханических систем — стр. 128
Аннотация: Проведено исследование пространственных распределений магнитного поля в широких пределах микроэлектромеханических систем (МЭМС) с помощью магнитооптических индикаторных плёнок феррит-гранатов (МОИП). Для повышения точности и расширения динамического диапазона была разработана процедура измерений с помощью вспомогательных внешних полей, накладываемых на образец в процессе испытаний, что приводит к контролируемому смещению изолиний нулевого поля объекта в ту или иную сторону.
Ключевые слова: магнитные измерения, магнитооптические эффекты, индикаторные плёнки, феррит-гранаты, микроэлектромеханические системы (МЭМС), динамический диапазон измерений.

С.А. Воропаев, Н.В. Душенко, А.С. Аронин, В.М. Шкинев, Э.М. Галимов
Исследование возможности образования алмаза при умеренных P-T — стр. 133
Аннотация: Приводятся данные по синтезу алмаза в экспериментах с насыщенными углеродом металлическими расплавами при умеренных давлении P и температуре T. Рассматриваются особенности структуры получаемой алмазной фазы, типы и характер включений, проводится сравнение с природными микроалмазами вулканитов Камчатки.
Ключевые слова: алмаз, примеси,  включения, зародыш, вулканиты.

В.М. Воскресенский, О.Р. Стародуб, Н.В. Сидоров, М.Н. Палатников
Компьютерное моделирование структуры и размеров кислородно-октаэдрических кластеров в кристалле ниобата лития и динамики их развития при изменении состава — стр. 140
Аннотация: Методом компьютерного моделирования исследованы особенности формирования в структуре сегнетоэлектрического кристалла ниобата лития (LiNbO₃) энергетически равновесных дипольных кислородно-октаэдрических кластеров. Показано, что существует оптимальное соотношение между энергией кластера, его размером и соотношением Li / Nb.
Ключевые слова: ниобат лития, моделирование, кластеры, вакансионные модели, дефекты подрешётки.

И.Д. Гагарин, Н.А. Кулеш, М.О. Тонкушина, Д.А. Власов, А.А. Остроушко
Физико-химические аспекты электропереноса нанокластерных полиоксоанионов кеплератного типа в нативных мембранах — стр. 147
Аннотация: Выбран оптимальный режим чрескожного электротранспорта нанокластерных полиоксометаллатов кеплератного типа в экспериментах in vitro. Изучены поляризационные явления на нативных мембранах. Разработана методика исследований, методом рентгенофлуоресцентной спектроскопии получены новые экспериментальные данные послойного распределения железомолидбеновых полиоксометаллатов в коже.
Ключевые слова: нанокластерные полиоксоанионы, нативные мембраны, чрескожный электротранспорт, распределение по толщине кожи

Ю.Я. Гафнер, С.Л. Гафнер, Л.В. Редель, И.С. Замулин
Моделирование перехода L1₂ → ГЦК в нанокластерах Cu₃Au — стр. 153
Аннотация: Методом молекулярной динамики с использованием модифицированного потенциала сильной связи (TB-SMA) были исследованы границы термической стабильности исходной L1₂ фазы в кластерах наносплава Cu₃Au размером до 8,0 нм. Показано, что под действием температурного фактора в кластерах Cu₃Au возможен структурный переход L1₂ → ГЦК. Сделан вывод, что в отличие от макроскопических тел в наночастицах данный переход занимает широкую температурную область.
Ключевые слова: наносплав, структура, компьютерное моделирование, потенциал сильной связи.

О.И. Гырдасова, И.В. Бакланова, Е.В. Шалаева, М.А. Мелкозерова, Л.Ю. Булдакова, Н.С. Сычева
Фотокатализаторы на основе квазиодномерного ZnO, активированного кобальтом и медью — стр. 160
Аннотация: С использованием формиатогликолятных комплексов  Zn_1-xM_x(HCOO)(OCH₂CH₂O)_1/2  (M = Co, Cu; 0 ≤ x ≤ 0,3) получены твердые растворы Zn_1-xM_xO (0 ≤ x ≤ 0,1) с трубчатой морфологией агрегатов и композиты Zn_1-xM_xO_1-yC_y : nMO (0,1 ≤ x ≤ 0,3). Материалы апробированы в реакции окисления 1,4-дигидроксибензола при воздействии видимого излучения. Установлено, что медь в Zn_1-xM_xO (0 ≤ x ≤ 0,1) эффективнее кобальта, присутствие ее в композитах приводит к снижению фотокаталитической активности материала.
Ключевые слова: Оксид цинка, наногетероструктуры, синтез, прекурсоры, морфология, микроструктура, дефектная структура, динамика электронных возбуждений, фотокатализаторы.

О.Б. Дегтева, Е.М. Семенова, М.Б. Ляхова, Ю.В. Кузнецова
Магнитные свойства спеченных гетерогенных композиций на основе сплавов 3d- и 4f- переходных металлов — стр. 169
Аннотация: В работе представлены результаты исследования процессов перемагничивания спеченных порошковых композиций на основе микропорошков сплавов Nd₂Fe₁₄B и Sm(Co_0,6Cu_0,4)_6,0. Получены образцы в высококоэрцитивном состоянии. Показано, что увеличение объемного содержания Nd₂Fe₁₄B в составе исследуемых образцов приводит к росту значений намагниченности насыщения и к значительному падению коэрцитивной силы.
Ключевые слова: магнитные свойства, гетерогенность, редкоземельные интерме­таллиды, коэрцитивная сила.

К.М. Елекоева, Ю.Н. Касумов, А.Р. Манукянц, М.Х. Понежев, В.А. Созаев, А.Х. Шерметов
Температурная зависимость углов смачивания расплавом Pb-0,49 ат. % Na пористого никеля — стр. 177
Аннотация: Изучены политермы углов смачивания пористого никеля и никеля марки НП-2 расплавом Pb-0,49 ат.% Na. Обнаружены пороги смачивания, связанные с оксидами на поверхности капли и никеля. Установлено, что температура, при которой наблюдается порог смачивания у пористого никеля на 50° ниже, чем у никеля марки НП-2.
Ключевые слова: смачивание, температурная зависимость, пористый никель.

К.М. Елекоева, П.К. Коротков, М.З. Лайпанов, А.Р. Манукянц, В.А. Созаев, Б.М. Хуболов
Фазообразование на границе двухслойной пленки медь-алюминий — стр. 182
Аннотация: Приводятся результаты фазообразования при контактном плавлении пленок алюминия с медью. С помощью растровой электронной, атомно-силовой микроскопии и рентгенофазового анализа выявлены эвтектика и интерметаллическая фаза AlCu₄.
Ключевые слова: фазообразование, контактное плавление, интерметаллиды.

Н.А. Журавлев, Д.В. Суетин, И.Р. Шеин, А.В. Скачков, А.А. Савина, Т.С. Спиридонова, А.Л. Бузлуков, Т.А. Денисова
Локальное окружение катионов в двойных шеелитах Li(Na)Bi(MoO₄)₂ по данным ЯМР и квантово-химических расчетов — стр. 189
Аннотация: Первопринципными методами квантовой химии проведены расчеты электронного строения и определены параметры градиента электрического поля вблизи ядер ⁷Li, параметр асимметрии и квадрупольная частота двойного молибдата LiBi(MoO₄)₂. Из анализа спектров ЯМР установлено, что состояния ядер ⁷Li в LiBi(MoO₄)₂ в катионной подрешетке не различаются, тогда как в соединении NaBi(MoO₄)₂ атомы Na в позициях Bi имеют разную заселенность и характеристики электрического поля.
Ключевые слова: LiBi(MoO₄)₂, NaBi(MoO₄)₂, структура шеелита, электронное строение, квантово-химические расчеты, ЯМР ⁷Li и ²³Na, параметры ГЭП.

О.А. Злыгостева, С.Ю. Соковнин, В.Г. Ильвес
Оценка свойств мезопористого диоксида кремния, допированного диоксидом марганца, полученного импульсным электронным испарением, для применения в биомедицине — стр. 199
Аннотация: В статье проанализированы основные свойства мезопористого SiO₂ — MnO₂, полученного импульсным электронным испарением, для возможности применения нанопорошка в биомедицине, в особенности для разработки системы адресной доставки лекарственных веществ. Представлены результаты цитотоксического воздействия нанопорошка на структуру клеток, эксперименты по внедрению лекарственного вещества «Амоксициллина» в поры образца.
Ключевые слова: мезопористый диоксид кремния, допированный диоксидом марганца, адресная доставка лекарств.

В.И. Иванов, А.В. Мяготин, Г.Д. Иванова
Электрострикционный механизм светолинзового отклика в наносуспензии — стр. 205
Аннотация: Проведен теоретический анализ светоиндуцированного массопереноса в дисперсной жидкофазной среде для больших интенсивностей излучения в поле гауссова пучка. Нелинейная линза экспоненциально растет с увеличением интенсивности излучения, когда изменение концентрации больше или сравнимо с начальной. Показано, что при больших концентрациях наночастиц светолинзовый отклик ограничен рэлеевским рассеянием.
Ключевые слова: самовоздействие излучения, электрострикция, наносуспензия.

В.В. Измайлов, М.В. Новоселова
Влияние нанотопографии поверхностей на электрическое сопротивление дискретного контакта твердых тел — стр. 210
Аннотация: Рассмотрено влияние отклонения реальных поверхностей технических устройств от идеальной формы на микро- и наномасштабном уровне на электрическое сопротивление дискретного контакта твердых тел. Показано, что влияние наношероховатости на величину контактного электрического сопротивления незначительно как в контакте номинально плоских поверхностей, так и в локальном контакте шар – плоскость.
Ключевые слова: поверхность, микрошероховатость, наношероховатость, контакт, контактное электросопротивление.

В.Г. Ильвес, С.Ю. Соковнин, А.М. Мурзакаев, Т.М. Демина
Свойства мезопористых аморфно-нанокристаллических порошков Gd₂O₃ — SiO₂, полученных импульсным электронным испарением — стр. 217
Аннотация: Импульсным электронным испарением получены мезопористые аморфно-нанокристаллические порошки Gd₂O₃ — SiO₂ c удельной поверхностью до 177 м²/г, размером частиц менее 10 нм и большим объемом пор до 1,19 см³/г. Пористые наночастицы Gd₂O₃ — SiO₂ перспективны в для использования в качестве наноконтейнеров для доставки лекарств в раковые клетки, контрастных агентов при магнитно-резонансной визуализации, в катализе и в других областях нанотехнологий.
Ключевые слова: импульсный электронный пучок, мезопористые аморфно-нанокристаллические порошки Gd₂O₃ — SiO₂.

Б.И. Кидяров, А.С. Стопорев, А.Ю. Манаков
Экспериментальные и теоретические обоснования постадийного механизма образования кристаллов из жидкой фазы — стр. 223
Аннотация: В статье приведен обзор по изучению последовательности фазовых превращений типа «жидкость – твердое» и «твердое – твердое», включающих образование промежуточных фаз (правило ступеней Оствальда). Отмечено, что такие превращения протекают и в наноразмерном состоянии с образованием нанозародышей фаз высокого давления. Впервые обсуждены экспериментальные данные в кинетике наностадии нуклеации газогидратов в водонефтяных эмульсиях, указывающие на постадийный механизм процесса.
Ключевые слова: нанозародыши, фазовые превращения «жидкость – твердое», «твердое – твердое», правило ступеней Оствальда.

А.П. Клинов, Е.А. Зубова, М.А. Мазо
Зависимость эффективных потенциалов взаимодействия ионов Na⁺ и Cl^— в водном растворе от температуры и концентрации — стр. 230
Аннотация: Получены эффективные потенциалы взаимодействия ионов Na⁺ и Cl^— в неявной воде при температурах от 273 до 340 К и концентрациях ионов от 0,3 до 1 М. Мы разделяем потенциалы на медленно убывающую (кулоновскую) и сольватационную части. Оказалось, что основная зависимость потенциалов от параметров состоит в зависимости от них диэлектрической проницаемости. Небольшая температурная зависимость сольватационной части потенциала есть только для пар Na⁺ — Na⁺ и Na⁺ — Cl^—.
Ключевые слова: эффективные потенциалы ионов, крупнозернистая модель, температурная зависимость, концентрационная зависимость.

А.А. Клопотов, Ю.Ф. Иванов, А.Д. Тересов, Е.С. Марченко, В.Д. Клопотов
Образование MAX-фаз электронно-ионно-плазменными методами — стр. 236
Аннотация: Представлены результаты структурных исследований формирования MAX-фаз на поверхности титановых сплавов, синтезированных в результате комбинированной обработки, сочетающей электровзрывное легирование и облучение высокоинтенсивным импульсным электронным пучком.
Ключевые слова: MAX-фаза, диаграмма состояния, тройные слоистые соединения, электровзрывное легирование, высокоинтенсивный импульсный электронный пучок.

M.В. Кнатько, М.Н. Лапушкин
Влияние переноса заряда в полупроводниковой пленке NaAu_y на ее эмиссионные свойства — стр. 245
Аннотация: Исследована зависимость тока ионов натрия во внешнем электрическом поле с поверхности золота, покрытого пленкой NaAu_y, от времени  его экспозиции в электрическом поле большей напряженности. Предложена модель связывающая кинетику восстановления тока ионов после изменения напряженности электрического поля с перераспределением положительных и отрицательных зарядов в объеме NaAu_y под действием внешнего электрического заряда.
Ключевые слова: адсорбция, щелочные металлы, золото, интерметаллические соединения, термическая десорбция атомов и ионов, поверхностная ионизация.

А.Ю. Колосов, Д.Н. Соколов, В.С. Мясниченко, Н.Ю. Сдобняков, П.М. Ершов, А.А. Хорт
Исследование влияния точечных дефектов на термодинамические и структурные свойства нанокомпактированных кобальта и меди — стр. 252
Аннотация: Для исследования влияния объемных и поверхностных дефектов на термодинамические и структурные характеристики в нанокластерах кобальта и меди был применен метод Монте-Карло. Взаимодействие между атомами описывалось многочастичным потенциалом Гупта. Установлено, что при моделировании  подвергающихся термическому воздействию металлических наночастиц с точечными дефектами наблюдаются незначительные отклонения их структурных характеристик от значений, соответствующих бездефектным наночастицам.
Ключевые слова: наночастицы металлов, метод Монте-Карло, потенциал Гупта, объемные и поверхностные дефекты.

А.В. Котомкин, Н.П. Русакова, В.В. Туровцев, Ю.Д. Орлов
Внутреннее вращение в 1,1,1-трифторалканах — стр. 258
Аннотация: Найдено 14 потенциальных функций V(φ)  внутреннего вращения вокруг всех C — C связей в молекулах 1,1,1-трифторалканов CF₃ — (CH₂)_n — CH₃, где 1 ≤ n ≤ 4. Для каждой V(φ) изучены локальные минимумы и переходные состояния. Проведено сравнение параметров внутреннего вращения в исследованных молекулах с таковыми в н-алканах и 1-монофторалканах. Показана переносимость параметров внутреннего вращения между этими молекулами для аналогичных C — C связей при n ≥ 4.
Ключевые слова: трифторалканы, потенциальная функция, конформационный анализ, внутреннее вращение.

В.К. Крутько, А.И. Кулак, О.Н. Мусская, Т.В. Сафронова
Влияние фазы трикальцийфосфата на прочность гидроксиапатитовой пенокерамики в процессе термического отжига — стр. 264
Аннотация: Присутствие фазы трикальцийфосфата в гидроксиапатитовой пенокерамике после отжига при 1200°С в течение  3 ч приводит к некоторому уменьшению пористости от 45% до 27 — 38%, повышению степени резорбции и значительному снижению статической прочности от 3-7 до 0,2 — 0,4 МПа.
Ключевые слова: гидроксиапатитовая пенокерамика, трикальцийфосфат, пенополиуретан, поливиниловый спирт.

Ю.А. Кузнецов, М.Н. Лапушкин
Электронно-стимулированная десорбция атомов лития с окисленного вольфрама — стр. 271
Аннотация: Исследованы процессы электронно-стимулированной десорбции (ЭСД) нейтральных атомов лития на окисленном вольфраме. Предложена модель, описывающая процессы ЭСД атомов с поверхности окисленного вольфрама. Показаны общность и различие процессов ЭСД для высоко- и низко-энергетических пиков в энергораспределениях атомов.
Ключевые слова: электронно-стимулированная десорбция, адсорбция, щелочные металлы.

А.С. Логвинович, Т.В. Свиридова, Д.В. Свиридов, А.В. Капариха
Микротрибологические свойства металл-матричных нанокомпозитов на основе слоист�