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

БОБРОВ А.И., ДАНИЛОВ Ю.А., ДОРОХИН М.В., ЗДОРОВЕЙЩЕВ А.В., МАЛЕХОНОВА Н.В., МАЛЫШЕВА Е.И., ПАВЛОВ Д.А., САЙЕД С. — 2015 г.

Созданы и исследованы светоизлучающие диоды со спиновой инжекцией на основе гетероструктур с квантовыми ямами InGaAs/GaAs и контактным слоем из ферромагнитного металла (Co). Экспериментально обнаружен эффект проникновения кобальта в GaAs. Показано уменьшение концентрации атомов кобальта в приповерхностных слоях полупроводника при использовании туннельно-тонких слоев Al2O3 (толщиной 1–3 нм) в качестве диффузионного барьера. На диодах с контактом Co/Al2O3/GaAs зарегистрировано циркулярно-поляризованное излучение, обусловленное инжекцией спин-поляризованных дырок из ферромагнитного контакта в полупроводник.

БОКУЧАВА Г.Д., ВАСИН Р.Н., ПАПУШКИН И.В. — 2015 г.

С помощью нейтронной дифракции высокого разрешения исследованы остаточные напряжения и текстура в промышленных металлических изделиях, обработанных различными способами. Образцы представляли собой отрезки труб из стали 30ХН2МФА, которые являются деталями прецизионных механизмов и эксплуатируются в сложных условиях нагружения. Изделия были изготовлены при помощи различных методов пластической деформации: ротационной ковки и волочения на оправе. Представлены результаты сравнительного анализа распределений остаточных напряжений и микродеформаций по толщине стенки для всех изученных образцов. Дополнительно проведены нейтронные текстурные эксперименты, по результатам которых рассчитаны полюсные фигуры и дана оценка характеристик кристаллографической текстуры.

ЕЛЬНИКОВА Л.В. — 2015 г.

В обзоре обсуждаются возможные терапевтические приложения методов позитронной аннигиляционной спектроскопии (ПАС) с пучками позитронов низких энергий. Они применяются для изучения дефектной структуры слоев вещества микро- и субмикрометровых размеров (это приповерхностные слои в электронных устройствах, клеточные стенки и жидкокристаллические агрегаты в биомедицинских приложениях и пр.). Рассмотрена модель анализа с помощью временного метода ПАС состояний мембран облученных бактериальных клеток в цикле фотодинамической терапии, которая заключается в уничтожении или необратимом окислительном повреждении патогенных клеток, фотоинактивированным кислородом фотосенсибилизатора, введенного в клетку-мишень непосредственно перед световым воздействием.

ДОГАДИН В.О., ЗУЕВ С.Ю., САЛАЩЕНКО Н.Н., ЧХАЛО Н.И., ЩЕРБАКОВ А.В. — 2015 г.

Описывается проект рефлектометра для изучения коэффициентов отражения и прохождения элементов рентгеновской оптики в диапазоне длин волн 1–25 нм. Для монохроматизации излучения используется спектрометр Черни–Тюрнера с плоской дифракционной решеткой и параболическими коллиматорами. Для обеспечения необходимых геометрических характеристик монохроматического пучка зонда используется тороидальное зеркало. Источником рентгеновского излучения является лазерная плазма. Ожидаемая средняя спектральная мощность излучения на исследуемом образце в спектральной полосе 0.1 нм по порядку величины составляет 107 фотон/с. Гониометр обеспечивает пять степеней свободы образца диаметром до 500 мм и две степени свободы детектора.

ИСУПОВ А.Ю., СЫЩЕНКО В.В., ТАРНОВСКИЙ А.И., ШУЛЬГА Н.Ф. — 2015 г.

В работе исследованы статистические свойства уровней энергии электронов, совершающих финитное движение в системе цепочек [110] кристалла кремния, в области значений параметров, в которой в классическом пределе проявляется квантовый хаос. Полученные распределения межуровневых расстояний хорошо согласуются с предсказаниями теории квантового хаоса.

БРИНКЕВИЧ Д.И., БРИНКЕВИЧ С.Д., ЛУКАШЕВИЧ М.Г., ОДЖАЕВ В.Б., ХАРЧЕНКО А.А. — 2015 г.

Методом атомно-силовой микроскопии исследована модификация поверхности полимерных пленок полиимида, полиэтилентерефталата и полиэфирэфиркетона при -облучении и имплантации ионами Ni, Ag, Au, Fe и B с энергией 30–100 кэВ в интервале доз 1 ? 1015 1.5 ? 1017 cм-2. Рассмотрены процессы и предложен механизм радиационного дефектообразования в полимерах за пределами области пробега имплантированных ионов. Обнаружено формирование при -облучении и низких дозах имплантации ионов конусообразных структур высотой до 80 нм и диаметром в основании до 400 нм, хаотично расположенных на поверхности полимерных пленок полиимида, полиэтилентерефталата и полиэфирэфиркетона. Они наблюдаются не только в области торможения ионов, но и за пределами области высокоэнергетического воздействия на расстоянии до 40 мкм. Их формирование обусловлено релаксацией локальных упругих напряжений сжатия в полимерной пленке.

ЗЫРЯНОВ С.С., КРУЖАЛОВ А.В., НЕШОВ Ф.Г., РЯБУХИН О.В. — 2015 г.

Исследован in situ процесс радиационного окисления, происходящий при облучении полиэтилена ионами гелия с энергией 2.94 МэВ. Показано, что начиная с флуенса 1015 см-2 дальнейшее облучение не приводит к росту содержания кислорода выше 3 ат. %. Предложен механизм окисления.

ГЕРАСЬКО О.А., ЗАЙКОВСКИЙ В.И., КВАШНИНА К.О., КОВАЛЕНКО Е.А., НИКИТЕНКО С.Г., ТОПОРКОВ Д.К., ТРУБИНА С.В., ЭРЕНБУРГ С.Б. — 2015 г.

Измерены AuL3 XAFS-спектры наночастиц золота в полостях молекул кукурбит[6,7]урила. Установлено, что кластеры золота в полостях молекул характеризуются меньшими (на 0.03 A) межатомными расстояниями и меньшими по сравнению с массивным металлом координационными числами (NAu-Au 6). Установлено также, что для всех образцов распределение наночастиц по размерам имеет два максимума, соответствующие кластерам золота c размерами D(Au) 1 нм внутри полостей кукурбит[6,7]урила и более крупным частицам золота. Обнаружено троекратное увеличение при 12 K фактора Дебая–Валлера для наночастиц по сравнению с массивным Au и соответствующее увеличение структурного разупорядочения. Можно предположить, что особые физические и химические свойства малых частиц золота обусловлены разупорядочением, деформациями и напряжениями, возрастающими с уменьшением размеров частиц. Не обнаружено заметных изменений в электронном состоянии золота при переходе от массивного золота к наночастицам внутри молекул кукурбит[6,7]урила.

ИЛЬИН Д.С., КОЛОТУШКИН Д.С., КРИВШИЧ А.Г., НАДТОЧИЙ А.В., ШВЕЦОВА Н.Ю. — 2015 г.

Для оснащения экспериментальных установок реакторного комплекса ПИК (ФГБУ ПИЯФ НИЦ КИ) средствами контроля пучков разработан позиционно-чувствительный монитор для регистрации тепловых нейтронов с плотностью потока до I = 108 н/(см2 · с). Конструкция монитора обеспечивает трансмиссию проходящего пучка на уровне не менее 95% и базируется на многопроволочной пропорциональной камере с катодным съемом информации c помощью LC-линии задержки. В качестве рабочего газа выбраны две смеси: 3Не/CF4 для работы с пучками с плотностью до 106 н/(см2 · с) и N2/CF4 – для I > 106 н/(см2 · с). Показано, что примененные методы компьютерного моделирования хорошо согласуются с результатами исследования характеристик рабочей газовой смеси 3Не/CF4 с использованием пучка тепловых нейтронов. Разработанный детектор может служить основой для изготовления мониторов, планируемых для оснащения экспериментальных установок на реакторе ПИК.

HAJEWSKA Е., YAN WASJAK, БЕЛОУС В., БЕХТЕРЕВ В.А., ДИДЫК А.Ю., КУЛИКАУСКАС В.С., НИКУЛИН В.Я., СЕРУШКИН C.В., СИЛИН П.В. — 2015 г.

Методом регистрации упруго рассеянных ядер отдачи водорода (ERD) изучен процесс накопления и перераспределения дейтерия и водорода при воздействии импульсной высокотемпературной дейтериевой плазмы на установке “Плазменный фокус” (ПФ-4) на две внешние вольфрамовые фольги, являющиеся составными элементами герметичных камер, заполненных дистиллированной или тяжелой водой, и одну внутреннюю фольгу, помещенную в водную среду. Установлено, что при воздействии импульсной дейтериевой плазмы (ИДП) на камеру, заполненную тяжелой водой, происходит перераспределение имплантированного дейтерия и дейтерия из тяжелой воды, а также присутствующего в вольфрамовых фольгах водорода на всю толщину трех фольг. При воздействии ИДП на камеру, заполненную дистиллированной водой, имплантированный дейтерий наблюдается по всей толщине внешних вольфрамовых фольг с максимумом распределения по глубине. Максимальная концентрация и дейтерия, и водорода наблюдается на поверхности фольги, погруженной в жидкость. Обнаруженное явление может быть объяснено разрывом связей в молекулах тяжелой и дистиллированной воды с последующим переносом высвободившегося дейтерия или водорода в вольфрамовые фольги под воздействием мощных ударных волн, образующихся в камерах.

ГРИГОРЬЕВ С.В., ГРИГОРЬЕВА Н.А., ДУБИЦКИЙ И.С., ЯШИНА Е.Г. — 2015 г.

Представлено теоретическое описание рассеяния нейтронов на пространственно-упорядоченных массивах магнитных нанонитей, сформированных на основе немагнитной матрицы. Получены выражения для ядерного, магнитного и интерференционного вкладов в сечение рассеяния нейтронов. Показано, что при рассеянии поляризованных нейтронов на массиве магнитных нанонитей сечение рассеяния является не только нелинейной функцией длины нити, но и зависит от длины волны нейтрона. Полученные выражения описывают сложный характер картины нейтронной дифракции в зависимости от соотношения ядерной и магнитной амплитуд рассеяния.

АНДРЕЕВА Ю.О., АФАНАСЬЕВ В.П., ГОЛОВИНА О.Ю., ГРЯЗЕВ А.С., КАПЛЯ П.С. — 2015 г.

Построена методика расчета спектров рентгеновской фотоэлектронной эмиссии в широком интервале потерь энергии. Граничная задача для уравнения переноса фотоэлектронов решается на основе принципов инвариантного погружения. Полученные уравнения допускают точное численное решение. Представленная в настоящей работе методика, в отличие от подходов на основе моделирования методом Монте-Карло, обладает более высоким быстродействием и меньшей погрешностью. Апробация полученных результатов выполняется на основе сравнения с экспериментальными данными. Показана высокая эффективность расчетов на основе малоуглового приближения.

АФАНАСЬЕВ В.П., ГОЛОВИНА О.Ю., ГРЯЗЕВ А.С., КАПЛЯ П.С. — 2015 г.

Анализируются данные рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), на основе решения задачи для функции плотности тока фотоэмиссии методом инвариантного погружения. Описание рентгеновских фотоэлектронных спектров в широком интервале потерь энергии строится на основе точного решения задачи упругого рассеяния фотоэлектронов в твердых телах с использованием метода дискретных ординат. Рентгеновский фотоэлектронный спектр записывается в виде ряда по кратностям неупругого рассеяния. Сравнение результатов точного решения с транспортным и малоугловым приближениями указывает на значительные погрешности приближенных решений в РФЭС. Представлены спектры, вычисленные в различных приближениях. Выполнено сравнение с экспериментальными данными. Отмечены ошибки, возникающие при использовании традиционных процедур вычитания фона.

ЕЖОВСКИЙ Ю.К. — 2015 г.

На основе макромолекулярной концепции строения твердых тел и количественной оценки реакционной способности поверхности твердых веществ с использованием значений индуктивных постоянных показана возможность прогнозируемого синтеза поверхностных наноструктур на дисперсных и монокристаллических матрицах. На примере синтеза оксидных наноструктур на поверхности кремния продемонстрированы возможности предлагаемого подхода.

САВИН В.В., СЕМИН В.А., СЕМИНА В.К. — 2015 г.

При анализе фазовых состояний, формирующихся в сплавах Ni60-30Nb40-70 при закалке из жидкого состояния и кристаллизации аморфных сплавов, различными авторами отмечалось образование двух фаз типа Е93 с различающимися периодами кристаллической решетки: η' (1.120 ± 0.001 нм) и η'' (1.164 ± 0.002 нм). Для уточнения структуры указанных фаз и объяснения причин их формирования при неравновесной кристаллизации переохлажденного расплава и аморфного сплава были использованы рентгенографический и нейтронографический методы исследований и кристаллохимические критерии теории формирования и устойчивости промежуточных фаз и аморфных сплавов в системах переходных металлов. Экспериментально было доказано, что η' и η'' это фазы двух разных структурных типов: Fe6W6C и Ti2Ni. Формирование обеих фаз связано с соответствующими кристаллохимическими параметрами: размерным фактором и электронной концентрацией.

ДРМЕЯН Г.Р. — 2015 г.

В работе приведены результаты исследования полей деформаций, выполненного посредством рентгенодифракционных муаровых картин в блоке специального трехкристального рентгеновского кремниевого интерферометра, возникающих под действием внешнего механического напряжения. Вычислены величины дислокационной деформации и компоненты упругих деформаций. Показано, что для кристалла, содержащего дислокации, значение модуля упругости уменьшается. Определено распределение модуля упругости в реальных кристаллах.

АСАДЧИКОВ В.Е., БОЛЬШАКОВ А.П., ПРОХОРОВ И.А., РАЛЬЧЕНКО В.Г., РОЩИН Б.С., СТРЕЛОВ В.И. — 2015 г.

Структурные особенности синтетических монокристаллов граната, алмаза и сапфира исследованы неразрушающими методами двухкристальной рентгеновской дифрактометрии и топографии. Оптимизированы условия проведения дифракционных исследований кристаллов с использованием монохроматоров из Ge. Выявлены основные дефекты структуры (дислокации, дефекты упаковки, полосы роста, включения второй фазы и др.), возникающие в кристаллах в процессе их получения. Показана высокая эффективность использованных экспериментальных методов изучения реальной структуры при оптимизации технологии роста кристаллов.

НИКИТЕНКО Ю.В. — 2015 г.

Проведены численные расчеты отражения нейтронов от магнитных слоистых структур, помещенных в стационарное магнитное поле и перпендикулярное ему осциллирующее магнитное поле. Показано, что рефлектометрия нейтронов в стационарном и осциллирующем магнитных полях позволяет проводить пространственно-чувствительные измерения намагниченности в широком диапазоне толщин магнитных слоев. Сделан вывод, что рефлектометрия нейтронов в стационарном и осциллирующем магнитных полях дополняет рефлектометрию нейтронов в стационарном магнитном поле.

КАЛИНИЧЕНКО Д.В., КОБЗАРЬ Ю.Л., КРИТ А.Н., КУРИЛЮК А.Н., МАКАРА В.А., СТЕБЛЕНКО Л.П. — 2015 г.

В работе анализируется влияние барьеров миграции на подвижность коротких (длиной L 100 мкм) приповерхностных дислокаций в кристаллах кремния. Установлена зависимость барьера миграции от коэффициента диффузии примесей, доминирующих в кремнии после металлизации поверхности.

КОЗЛОВ Г.В., МАГОМЕДОВ Г.М., ЯХЬЯЕВА Х.Ш. — 2015 г.

Показано, что удельная поверхность углеродных нанотрубок определяет степень усиления, т.е. отношение модулей упругости нанокомпозита и матричного полимера, соответствующих полимерных нанокомпозитов. Агрегация нанонаполнителя приводит к снижению его удельной поверхности. Получено соотношение между фрактальной размерностью поверхности углеродных нанотрубок и степенью усиления нанокомпозитов.