Автор: norAdmin

В.А. Грешняков, Е.А. Беленков
ФГБОУ ВО «Челябинский государственный университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: графен, топологические дефекты, алмазоподобный слой, первопринципные расчеты, кристаллическая структура

Н.Н. Большакова, Е.В. Вахтеров, А.И. Иванова, Б.Б. Педько, Е.М. Семенова
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: триглицинсульфат, доменная структура, лиганд, процессы переключения, отжиг

А.Н. Болотов, О.О. Новикова, В.В. Мешков
ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: магнитная наножидкость, реология, вискозиметр, напряжение сдвига, скорость сдвига

А.Н. Болотов, О.О. Новикова
ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: магнитная наножидкость, реология, коаксиальный вискозиметр, напряжение сдвига, скорость сдвига, коэффициент вязкости, магнитное поле, внешнее и внутреннее трение

А.В. Блинов, А.А. Гвозденко, А.В. Блинова, А.В. Кобина, А.Б. Голик, Д.Г. Маглакелидзе, О.К. Вишницкая
ФГАОУ ВО «Северо-Кавказский федеральный университет»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: наночастицы серебра, полиэтиленгликоль, стабилизатор, прекурсор, спектрофотометрия, плазмонный резонанс, фотонно-корреляционная спектроскопия, компьютерное квантово-химическое моделирование

Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: полевая десорбция, углерод, наноструктуры, рений, иридий, полевые эмиттеры

Д.П. Бернацкий, В.Г. Павлов
ФГБУН «Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук»

Аннотация: 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.
Ключевые слова: полевая десорбционная микроскопия, графен, полевой эмиттер, щелочные металлы, интеркалирование

X. Баззал¹, Е.С. Воропай¹, Н.А. Алексеенко², М.Н. Коваленко¹, H.Trinh. Ngoc³, А.П. Зажогин^1
1 Белорусский государственный университет
² ГНУ «Институт порошковой металлургии имени академика О.В. Романа»
³ Vinh University, Vinh, Vietnam

Аннотация: 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.
Ключевые слова: оксидированные нанопорошки Al, Al2O3, субоксиды AlO, импульсное лазерное распыление, лазерная плазма, лазерная искровая спектрометрия, многозарядные ионы, сдвоенные лазерные импульсы

С.П. Крамынин Институт физики им. Х.И. Амирханова – обособленное подразделение ФГБУН «Дагестанского федерального исследовательского центра Российской академии наук» DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.315 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 ...