научный журнал по физике Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования ISSN: 0207-3528

ЗАПАРА Т.А., РАТУШНЯК А.С., ТРЕСКОВА С.П. — 2015 г.

Установлено, что излучение с длиной волны 130 мкм создает условия для проникновения в клетки витальных красителей, не пересекающих неповрежденную поверхность клетки – плазматическую мембрану. Возможно, повреждающие эффекты обусловлены действием на мембрану активированных кислородных метаболитов, которые могут возникнуть в результате лазерного излучения. Для проверки этих предположений в солевой раствор, окружающий нейроны, перед облучением лазером кроме красителя (люцифера желтого), не проникающего через интактные мембраны, вводили антиоксиданты. Обнаружено, что фенольный антиоксидант гистохром значительно снижает проникновение в клетку красителя. Снижение уровня проникновения в нейроны красителей позволило предположить, что, в условиях воздействия излучения, в субмиллиметровом диапазоне образующиеся в клеточной мембране гидрофильные поры возникают в результате свободнорадикальных процессов, блокируемых антиоксидантами. Установлено, что терагерцевое (субмиллиметровое) излучение может вызвать обратимые нарушения барьерных свойств мембраны и служить индуктором направленной доставки в клетки биологически активных соединений, а антиоксиданты могут являться модуляторами этого процесса и служить защитой от неблагоприятного действия электромагнитных волн в этом диапазоне.

БАКИЕВА О.Р., НЕМЦОВА О.М., СУРНИН Д.В. — 2015 г.

В настоящей работе рассматривается возможность исследования локальной атомной структуры поверхности вещества методом анализа протяженных тонких структур спектров энергетических потерь электронов. Показаны преимущества метода, ограничения и рассмотрены перспективы развития.

АЛЕШИН М.Е., БЕЛЫХ С.Ф., ЕЛАНТЬЕВ И.А., ЛОЗОВАН А.А., ТОЛСТОГУЗОВ А.Б. — 2015 г.

Ионное распыление металлов в режиме нелинейных каскадов столкновений, когда уровень возбуждения (средняя энергия, приходящаяся на один атом) в объеме теплового пика превышает критическую температуру среды, инициирует эмиссию "квазитепловых" атомов и атомных ионов. Энергетические спектры атомных частиц существенно смещены в область малых значений энергии и не соответствуют распределению Максвелла. Корректное описание эмиссии квазитепловых ионов, прежде всего, нуждается в знании условий, в которых происходит формирование потока распыленных частиц. В настоящей работе проведен анализ условий формирования потока атомных ионов при распылении металлов в режиме нелинейных каскадов столкновений.

ГЕНЦЕЛЕВ А.Н., ГОЛЬДЕНБЕРГ Б.Г., ЗЕЛИНСКИЙ А.Г., ЛЕМЗЯКОВ А.Г. — 2015 г.

Описана простая технология производства рентгенолитографических шаблонов с бериллиевыми несущими мембранами толщиной 50 100 мкм с различными типами маскирующего покрытия: в виде сформированных гальваническим осаждением металлических слоев или в виде толстой (толщиной 0.13 1.10 мм) резистивной маски, выполненной, в том числе, и из сенсибилизированного рентгенорезиста. Бериллиевые шаблоны характеризуются относительной простотой изготовления, геометрической стабильностью, практически полным отсутствием флуоресцентного излучения, низкой себестоимостью, высокими уровнями механической прочности, радиационной стойкости и рентгенопрозрачности несущей мембраны. Благодаря этому они могут применяться не только в диапазоне ультракоротких (0.5–3.0 A) длин волн рентгеновского излучения, но и в диапазоне 3–7 A. Приведены фотографии первых образцов таких шаблонов и расчетные графики, иллюстрирующие их основные литографические параметры.

СИЛОНОВ В.М., ЭНХТОР Л. — 2015 г.

Методом диффузного рассения рентгеновских лучей экспериментально определены параметры ближнего порядка на первых четырех координационных сферах сплавов системы Fe–Re 3, 5 и 7 ат. % Re, с использованием которых рассчитаны значения энергии упорядочения в приближении Каули. Выявлены концентрационные зависимости энергии упорядочения и параметров ближнего порядка на первых четырех координационных сферах. Для объемноцентрированных кубических сверхструктур В3, B32 и DO3 выведены выражения для расчета критической температуры фазового перехода порядок–беспорядок через энергии упорядочения. Применение этих выражений позволило выявить тенденцию к упорядочению сплава Fe–7 ат. % Re по типу В3.

ИВАНОВ А.В. — 2015 г.

Методом молекулярной динамики исследуется взаимодействие заряженных частиц с графеном на подложке, движущихся со скоростями от тепловых до боровских. Использован подход, в котором формирование и разрыв химических связей учтены с помощью потенциала ReaxFF. Рассмотрены характерные зависимости силы взаимодействия движущихся заряженных частиц от расстояния до графена. Получены данные об энергии поляризации системы в зависимости от расстояния между графеном и подложкой.

БАКАЕВ А.В., ГРИГОРЬЕВ П.Ю., ЖУРКИН Е.Е., ТЕРЕНТЬЕВ Д.А. — 2015 г.

Методом классической молекулярной динамики проведено моделирование взаимодействия винтовых и краевых дислокаций с межузельными полными дислокационными петлями (диаметром 2 и 5 нм) при температурах Т = 300–900 К в модельном аустенитном сплаве Fe70Ni10Cr20. Полные петли могут преобразовываться из петель Франка при пластической деформации облученных аустенитных сталей, применяющихся в ядерных реакторах. В результате установлены и классифицированы механизмы взаимодействия дислокация–дефект. Выявлены механизмы поглощения петель, связанные с образованием свободных каналов, способствующих радиационному охрупчиванию сталей. Проведено сравнение эффективностей поглощения петель при их взаимодействии с винтовой и краевой дислокациями и напряжений отрыва, необходимых для преодоления дислокацией дефекта-барьера в зависимости от температуры материала, размера дефекта и геометрии взаимодействия.

ВОЛКОВ В.Т., ВЯТКИН А.Ф., ЕРЕМЕНКО В.Г., КАСУМОВ Ю.А., КОЛЧИНА А.С. — 2015 г.

Как говорится в одной поговорке: “Вы не можете научить старую собаку новым трюкам”, однако, если ваша собака – это тонкие пленки, то новые трюки – это новые функциональные свойства этих пленок в электронике, оптике, энергетике [1]. В данной работе проведено исследование кинетики взаимодействия водорода с тонкими (25 и 50 нм) пленками сплава палладия В1 (Pd83Ag17) при комнатной температуре с использованием метода измерения электрического сопротивления пленок, которое позволило установить следующие закономерности. Кинетические кривые насыщения образцов пленок сплава при давлении 1 атм и выделения водорода в среду с его парциальным давлением, близком к нулю, могут быть аналитически описаны только для случаев, когда эти процессы происходят в пределах существования одной фазы. В данном случае такие оценки делались для взаимодействия водорода с -фазой сплава палладия. Анализ кинетических данных показал, что процесс выделения водорода из -фазы сплава при указанных условиях лимитируется диффузией водорода в объеме зерен исследуемых тонких пленок. В силу малой толщины пленок и большого коэффициента диффузии водорода в -фазе сплава процесс насыщения водородом происходил за очень короткие времена, что не позволило получить значимых величин констант насыщения. Величина концентрации водорода, полученная в работе как равновесное значение из кривых насыщения и соответствующая растворимости водорода в -фазе сплава палладия В1 при давлении 1 атм, существенно ниже, чем в случае крупнозернистых или монокристаллических образцов.

ВЕРХОТУРОВ А.Д., ВОСТРИКОВ Я.А., ПАНАШЕНКО В.М., ПОДЧЕРНЯЕВА И.А. — 2015 г.

Установлена взаимосвязь коэффициента вторичной электронной эмиссии (ВЭЭ) m с размером атомов мишени, электронной конфигурацией их валентных оболочек и главным квантовым числом для 44 элементов. Отмечено, что традиционная концепция зависимости m от атомного номера Z элемента некорректна, так как в параметре Z “скрыты” различные характеристики электронной структуры атома. Показана линейная зависимость m от размера атома r и главного квантового числа валентных электронов N: с ростом r и уменьшением N значение m уменьшается. На основе полученных результатов, с использованием модели электронной локализации Г.В. Самсонова, предложен “дипольный” механизм ВЭЭ.

ОСИПОВ М.А., ПОДЛИВАЕВ А.И., ПОКРОВСКИЙ С.В., РУДНЕВ И.А. — 2015 г.

Представлена методика определения пространственного распределения плотности тока в микро- и наносистемах, основанная на измерении магнитных полей токов с использованием магнитно-силового микроскопа и последующего применения процедуры вычисления пространственного распределения плотности тока путем инверсии уравнения Био–Савара–Лапласа. Методика протестирована на специально изготовленных структурах различной формы с шириной токопроводящего пути порядка 1 мкм (кольцо, меандр). Продемонстрированы особенности двумерного протекания тока, связанные с формой тестовых структур. В частности, показано изменение компонент и амплитуды тока в точках изменения формы структур.

НАГОРНЫХ С.Н., ХИТЕВА Д.В. — 2015 г.

Коррозионное растрескивание стали описано с помощью модели скалярной плотности скользящих и переползающих дислокаций у поверхности, на которой адсорбирован хлор. Сформулирован безбарьерный критерий долговечности переползающих пар дислокаций, учитывающий механические напряжения и концентрацию хлора. Вычисленные значения энергии и характерные размеры согласуются с опытными данными по растворению анода в электролите, зарождению и росту зародышевых трещин. Модель учитывает адсорбцию хлора, которая, нейтрализуя потенциал нулевого заряда, эффективно уменьшает долговечность пропорционально экспоненте от стационарного потенциала.

ДОНАЕВ С.Б., ТАШАТОВ А.К., УМИРЗАКОВ Б.Е. — 2015 г.

Изучено влияние бомбардировки ионами Ar+ на состав и структуру поверхности нанопленок CoSi2/Si. Показано, что в процессе ионной бомбардировки происходит разложение CoSi2 на компоненты и обогащение поверхности атомами Si. После прогрева при Т = 850–900 K формируется нанопленочная система Si CoSi2 Si.

АНДРИАНОВА Н.Н., БОРИСОВ А.М., КАЗАКОВ В.А., МАШКОВА Е.С., РИЗАХАНОВ Р.Н., СИГАЛАЕВ С.К. — 2015 г.

Приводятся и обсуждаются результаты экспериментального исследования структурных и морфологических изменений поверхности стеклоуглерода марки СУ-2500 высокодозным облучением ионами Ar+ с энергией 30 кэВ в диапазоне температур 60–400°С с использованием комбинационного рассеяния лазерного излучения с длинами волн 514 и 244 нм. Анализ данных позволил идентифицировать нанокристаллическое состояние поверхностного слоя при температурах облучения 140–250°С, аморфизованное состояние при температурах, близких к комнатной, и поликристаллическое при повышенных температурах. При Л = 244 нм D-пик в спектрах комбинационного рассеяния не наблюдается. Ионное облучение приводит к значительному подавлению G-пика, что может быть использовано для выявления ионно-индуцированных состояний в углеродных материалах.

ЗАЛАВУТДИНОВ Р.Х., ЗИМИН А.М., КРИВИЦКИЙ С.Е., КУЛИКАУСКАС В.С., СЕРУШКИН С.В., ШАРАПОВ В.М. — 2015 г.

Исследованы особенности формирования вольфрам-дейтериевых пленок на кремниевой подложке в процессе распыления вольфрамовой мишени дейтериевой плазмой магнетронного разряда. С помощью растровой электронной микроскопии на поверхности пленки обнаружены вспученные участки, концентрация которых зависит от расстояния между мишенью и подложкой. От этого расстояния зависит также и концентрация захваченного в пленки дейтерия, определенная методом спектрометрии атомов отдачи. Предполагается, что удерживаемый в пленке дейтерий находится в порах и поверхностных блистерах, образующих наблюдаемые вспученные участки. Возможной причиной образования блистеров и пор является низкая растворимость дейтерия в Si-подложке и W-пленке.

ИВАНОВА Н.А. — 2015 г.

Одним из наиболее перспективных путей повышения эксплуатационных характеристик водо-водяных энергетических реакторов является дальнейшее совершенствование состава, структуры и термодинамических свойств топливных таблеток на основе диоксида урана. Для решения этой проблемы исследовалось топливо на основе диоксида урана, легированного оксидами алюминия, кремния и ниобия, суммарное содержание которых не превышает 0.4 мас. %.

БЕЛОУСОВ С.И., ВАСИЛЬЕВ А.Л., ГОЛОВКОВА Е.А., ГОЛУБЕВ Е.К., КРАШЕНИННИКОВ С.В., ОРЕХОВ А.С., ПРЕСНЯКОВ М.Ю., ТЕПЛОВ А.А., ЦЕТЛИН М.Б., ЧВАЛУН С.Н. — 2015 г.

Приготовлены композиты, в которых в качестве матрицы использовался сверхвысокомолекулярный полиэтилен (СВМП), а в качестве наполнителя – порошок квазикристалла Al–Cu–Fe с концентрацией 1, 10, 30 и 50 об. %. Проведены измерения механических и трибологических свойств образцов и электронно-микроскопические исследования областей разрыва. Показано, что с увеличением концентрации наполнителя меняется характер разрыва образцов. Минимальное значение коэффициента трения составляет 0.07. Предполагается, что сдерживающим фактором в улучшении трибологических свойств композитов СВМП/квазикристалл является выкрашивание частиц наполнителя из полимерной матрицы.

ГРОМОВ В.Е., ЗАГУЛЯЕВ Д.В., ИВАНОВ Ю.Ф., КОМИССАРОВА И.А., КОНОВАЛОВ С.В., ЯРОПОЛОВА Н.Г. — 2015 г.

Методами растровой электронной микроскопии проведены исследования фрактографии меди, разрушенной в условиях ползучести в магнитном поле 0.35 Тл. Выявлено качественное подобие морфологии поверхности при разрушении, формирующейся в магнитном поле и без него. Показано, что в магнитном поле формирующийся рельеф поверхности при разрушении в волокнистой зоне обладает меньшими, а в радиальной зоне большими средними размерами, чем в соответствующих зонах материала, деформированного в отсутствие поля. Выявлено, что воздействие магнитного поля в процессе деформации при ползучести приводит к расширению диапазона размеров ямок в волокнистой зоне и сужению – в радиальной зоне. Установлено, что наложение магнитного поля оказывает влияние на скорость накопления и аннигиляции, механизмы зарождения и схему перестройки дефектной субструктуры объема и приповерхностного слоя медных образцов.

КОВИВЧАК В.С., МИХАЙЛОВ К.А., ПАНОВА Т.В. — 2015 г.

Исследовано изменение морфологии и состава поверхности медных сплавов (латунь Л63, бронза ВБ23НЦ, сплав Cu–Al), содержащих компоненты с различной летучестью при воздействии мощного ионного пучка наносекундной длительности. Показано влияние различных компонентов сплавов на формирование кратеров на поверхности при таком воздействии. Рассмотрены возможные механизмы наблюдаемых явлений.

ГАЛИМОВ Р.М., КУЗНЕЦОВ С.И., ТИМЧЕНКО Н.А. — 2015 г.

В работе приведены результаты исследования влияния обработки электронным пучком поверхности титана на процессы электрохимического насыщения водородом. Исследования были проведены на станциях прецизионной порошковой дифрактометрии накопителя ВЭПП-3 (ИЯФ СО РАН) и PDIFF Beamline специализированного источника синхротронного излучения ANKA (Karlsruhe Institute of Technology). Показано, что модифицированный приповерхностный слой является эффективным барьером для проникновения водорода в объем материала.

ВЕРГЕЛЕС П.С., ЯКИМОВ Е.Б. — 2015 г.

Исследованы зависимости спектров катодолюминесценции необлученных и облученных низкоэнергетичными электронами фрагментов светоизлучающих структур с множественными квантовыми ямами InGaN/GaN от обратного напряжения. Показано, что уже при малых дозах облучения интенсивность и положение максимума излучения практически перестают зависеть от напряжения, что объясняется повышением эффективной концентрации доноров в активной области. Изменение положения максимума излучения при больших дозах облучения, вероятнее всего, обусловлено релаксацией напряжений в локальных областях квантовых ям.