Автор: norAdmin

А.И. Иванова, К.А. Мариничева, С.А. Третьяков, А.М. Иванов, С.В. Молчанов, И.А. Каплунов
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: монокристаллы германия, температурная стабильность, оптическое пропускание, коэффициент ослабления, нанорельеф поверхности, диффузное отражение

А.И. Иванова¹, А.Д. Зигерт¹, С.А. Третьяков¹, Е.М. Семенова¹, Э.Т. Дильмиева², А.Ю. Карпенков¹, Е.В. Барабанова¹, Н.Ю. Сдобняков^1
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
² Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Аннотация: 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.
Ключевые слова: сплавы Гейслера, структурное превращение, быстрозакаленные ленты, микроструктура поверхности, мартенситный рельеф

Д.В. Иванов¹, А.С. Антонов^1,2, Е.М. Семенова¹, А.И. Иванова¹, В.А. Анофриев¹, Н.Ю. Сдобняков
¹ ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
² ФГБОУ ВО «Тверская государственная сельскохозяйственная академия»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: сканирующая зондовая микроскопия, режим атомно-силового микроскопа, сканирующая туннельная микроскопия, магнетронное напыление, отжиг, нанорельеф, параметры шероховатости, фрактальная размерность, пленки платины

В.И. Иванов, С.А. Пячин
ФГБОУ ВО «Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Аннотация: 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
Ключевые слова: лазерное излучение, полидисперсная среда, наночастицы, осаждение, сепарация

А.Д. Зигерт, Г.Г. Дунаева, Н.Ю. Сдобняков
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: магнитные пленки, феррит-гранат, объемные дефекты, доменная структура, коэрцитивная сила, фрактальная размерность, нанорельеф

В.В. Ефремов, М.Н. Палатников, О.Б. Щербина
Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева – обособленное подразделение ФГБУН Федерального исследовательского центра «Кольский научный центр Российской академии наук»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: импеданс спектроскопия, твердые растворы на основе ниобата натрия, высокое давление, метастабильная фаза, фазовые переходы

А.Х. Дышекова¹, А.М. Кармоков¹, А.И. Хасанов², Р.М. Калмыков¹, З.В. Шомахов^1
1 ФГБОУ ВО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»
² ФГБОУ ВО «Чеченский государственный университет имени А.А. Кадырова »

Аннотация: 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.
Ключевые слова: свинец, хлорид натрия, электронная микроскопия, межфазная граница, рентгеноспектральный анализ

О.В. Девицкий
ФГАОУ ВО «Северо- Кавказский федеральный университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: InGaAsN , импульсное лазерное напыление, спектры комбинационного рассеяния света, тонкие пленки

О.В. Девицкий^1,2, А.А. Кравцов^1,2, И.А. Сысоев^2
1 ФГБУН «Федеральный исследовательский центр Южный научный центр Российской академии наук»
² ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: тонкие пленки, импульсное лазерное напыление, GaAs 1-y Bi y , комбинационное рассеяние света, фотолюминесценция

О.С. Гусева¹, О.В. Малышкина², А.И. Иванова², К.Н. Бойцова^2
1 ФГБОУ ВО «Тверской государственный медицинский университет»
² ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Аннотация: 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 .
Ключевые слова: пьезоэлектрическая керамика, ниобат бария - кальция, бессвинцовые материалы, структура зерен, диэлектрическая проницаемость