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

БОЖКО С.И., ВЯЛЫХ Д., ИОНОВ А.М., МОЛОДЦОВ С.Л., СЕРВЕДИО В.Д., ЧАЙКА А.Н. — 2004 г.

Методами ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии с угловым разрешением и дифракции медленных электронов проведены исследования чистой и декорированной атомами золота поверхности W(112). Анализ данных ультрафиолетовой фотоэлектронной спектроскопии и дифракции медленных электронов, а также сравнение с результатами расчетов электронной структуры системы Au/W(112), выполненных методом Layer-Korringa-Kohn-Rostoker, позволяет высказать предположение о формировании квазиодномерных цепочек атомов золота на поверхности W(112) при малых покрытиях (θ = 0.1-0.6 монослоя).

БАРАНОВ М.А., БАЯНКИН В.Я., ДРОЗДОВ А.Ю. — 2004 г.

Методом молекулярной динамики исследовалась эволюция атомной структуры вблизи микротрещины в модельном кристаллите с гексагональной плотноупакованной решеткой при одноосном растяжении до и после ионной имплантации. Показано, что в чистом титане распространение микротрещины после ионной имплантации не происходит. Микротрещина после облучения либо перерождается в пору, либо происходит ее частичное залечивание, что приводит к увеличению прочности кристаллита.

БАКУН АЛИ, БЕСПАЛОВА О.В., БЕЦОФЕН С.Я., БОРИСОВ А.М., ГРИГОРОВИЧ К.В., КУЛИКАУСКАС В.С., РОМАНОВСКИЙ Е.А., САРЫЧЕВ С.М., СЕРКОВ М.В. — 2004 г.

Приводятся результаты исследования поверхностного слоя никелевого жаропрочного сплава после электроэрозионной обработки. С использованием неразрушающего элементного анализа с помощью спектрометрии резерфордовского и ядерного обратного рассеяния и рентгеноструктурного анализа установлено, что оплавление при электроэрозионной обработке приводит к перераспределению легирующих элементов, обогащению углеродом и возникновению остаточных растягивающих напряжений.

АНТОНОВА Л.И., ДЕНИСОВ В.П., ЕГОРОВ Н.В. — 2004 г.

В работе были исследованы металлические покрытия на полупроводниках группы A 3B 5 методами баллистической электронной эмиссионной микроскопии, фотоэдс, поверхностной ионизации. Обнаружено, что эффективные эмиттеры на основе GaAs с чувствительностью около 3000 мкА/лм имеют субмонослойное покрытие цезия и кислорода. Изучены транспортные свойства электронов в металлических пленках, имеющих толщины в несколько атомных слоев. Показано, что около 20% электронов, проходящих через металлический слой толщиной около 20 Å, не претерпевают упругих столкновений.

АНДРИАНОВ М.В., АРИСТОВ В.В., ГОСТЕВ А.В., РАУ Э.И. — 2004 г.

Детально рассмотрены эффекты зарядки диэлектрических мишеней под воздействием электронного пучка в растровом электронном микроскопе. Рассмотрено влияние тока утечки и контаминации на величину высоковольтного потенциала поверхности и на положение второй кроссоверной точки на энергетической шкале. Для некоторых диэлектриков определена энергия облучающих электронов, при которой не происходит зарядки. Изучена кинетика зарядки в зависимости от энергии электронов и дозы облучения.

МАРГОЛИН В.И., ПОТСАР Н.А., СЕРОВ И.Н., СОЛТОВСКАЯ И.А., ТУПИК В.А., ФАНТИКОВ В.С. — 2004 г.

Методами растровой электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии исследованы элементы фрактальной структуры тонких пленок меди, полученных методом магнетронного ионного напыления под воздействием фрактально-матричных структуризаторов “Айрэс”. Установлены особенности топологического строения фрактальных элементов и их характерные геометрические параметры в зависимости от условий их осаждения.

БАЗАРБАЕВ Н.Н., ДЖУРАБЕКОВА Ф.Г., КУДРЯШОВА Л.Б., УМАРОВ Ф.Ф. — 2004 г.

Экспериментально и методом компьютерного моделирования исследовано рассеяние тяжелых ионов Cs + на поверхности легких мишеней Al и Si при угле падения ψ = 45°, Co и Ni - при ψ = 55° и начальных энергиях ионов Е 0 = 30-500 эВ. При низких энергиях бомбардировки (Е 0 < 100эВ) наблюдались относительно высокие значения доли энергии, сохраняемой ионом в процессе рассеяния, и имела место зависимость этой величины от энергии связи атомов мишеней. Показано, что даже при достаточно высоких энергиях (E 0 ≥ 100 эВ), особенно в случае плотных мишеней, необходимо учитывать механизм многочастичных взаимодействий.

БРАЖНИКОВ М.Ю., КАРПОВА И.А., КОЛМАКОВ Г.В., ЛЕВЧЕНКО А.А., МЕЖОВ-ДЕГЛИН Л.П. — 2004 г.

Выполнены эксперименты по изучению нелинейных капиллярных волн на поверхности жидкого водорода. Показано, что при возбуждении поверхности на низкой частоте в системе капиллярных волн устанавливается турбулентный режим. Парная корреляционная функция отклонений поверхности описывается степенной функцией ω m. Показатель степени m уменьшается по абсолютной величине от m = -3.7 ± 0.3 до m = -2.8 ± 0.2 при изменении накачки на одной резонансной частоте на широкополосное возбуждение шумом. Измерено время затухания нелинейных волн в частотном диапазоне от 9 до 536 Гц.

ВИЛСОН ДЖ., ДЖОН Ф., ИСАКОВ Д.В., ПЕТРОВ В.И., ПОЛВАРД Н., ЧУКИЧЕВ М.В. — 2004 г.

С помощью растрового электронного микроскопа исследованы поликристаллические алмазные пленки, выращенные методом химического осаждения из газовой фазы в микроволновом плазменном реакторе. В спектрах катодолюминесценции выделены две широкие полосы с максимумами при 435 и 610 нм, которые соответствуют таким дефектам, как дислокации и примеси азота. Обнаружено, что тенденции изменения относительных интенсивностей этих полос в спектре при изменении положения электронного зонда на поверхности пленок одинаковы для обоих образцов. Сравнение соответствующих изображений показало, что примеси азота равномерно распределены по поверхности граней {100} и по глубине. А дислокации в основном сосредоточены в небольших областях с поперечными размерами 3-5 мкм, также расположенных на поверхности граней {100}, причем число дислокационных центров растет от края к середине области и от поверхности в глубь пленки.

ИСАКОВ Д.В., ПЕТРОВ В.И., ЧУКИЧЕВ М.В. — 2004 г.

Исследованы алмазные пленки, выращенные методом химического осаждения из газовой фазы в микроволновом плазменном реакторе. Катодолюминесценция (КЛ) возбуждалась с помощью электронной пушки с энергией электронов в широком пучке 40 кэВ, диаметром пучка 1 мм, с различными плотностями тока и при разных температурах. Обнаружено, что люминесцируют в основном центры, связанные с собственными дефектами кристаллической решетки, интенсивность люминесценции которых растет при понижении температуры, и центры, связанные с примесью азота, люминесценция которых слабо зависит от температуры. При низких уровнях возбуждения обнаружен также межузельный или межузельно-вакансионный комплекс с бесфононной линией при 470 нм, известный под названием TR12. Исследована КЛ отслоившегося от подложки участка пленки со стороны слоев зарождения, что позволяет говорить о повышении совершенства кристаллической решетки с каждым новым слоем атомов.

ПУСТОВИТ А.Н. — 2004 г.

Рассмотрена траектория прямолинейного движения налетающей частицы, проходящая через точку максимального сближения. Получена формула, определяющая зависимость угла отклонения частицы от параметров взаимодействия. Вычислены координаты точки максимального сближения и угол отклонения для степенного потенциала взаимодействия Линдхарда-Нильсена-Шарфа. Показано, что полученная формула дает промежуточные результаты вычислений угла отклонения, находящиеся между действительными значениями и полученными в малоугловом приближении. Установлено, что угол отклонения частицы зависит от степени экранирования потенциала взаимодействия.

КАНЕВ В.В., ПУНЕГОВ В.И. — 2004 г.

Рассмотрена кинематическая теория рассеяния рентгеновских лучей на неидеальных латеральноограниченных структурах. Проведено численное моделирование дифракции для различных видов искажений кристаллической решетки. Показано, что угловые распределения интенсивности рассеяния вблизи узлов обратной решетки сильно зависят от упругого изгиба отражающих атомных плоскостей и статистически распределенных дефектов.

ГИНКИН В.П., ЗАБУДЬКО М.А., КАРТАВЫХ А.В., МИЛЬВИДСКИЙ М.Г., НАУМЕНКО О.М. — 2004 г.

Дан анализ современных представлений о процессах структурной самоорганизации расплавов вблизи температуры плавления, в том числе в области фазовой границы при выращивании монокристаллов полупроводников. Приведены экспериментальные данные, подтверждающие существование упорядоченных многоатомных ростовых единиц (кластеров) в расплавах в условиях, близких к равновесной кристаллизации. Обоснована перспективность исследований процессов кластерообразования в расплавах в условиях микрогравитации. В качестве независимого инструмента исследования предложена математическая модель конвективного тепломассопереноса, включающая уравнения гидродинамики, переноса примеси и конвективного течения в переходной области. Свойства материалов и температура представлены как однозначные функции энтальпии. Структурная модель расплава вблизи фронта кристаллизации впервые учитывает наличие кластерных образований, вызывающих сопротивление течению. Сопротивление описывается введением коэффициента двухфазности среды, зависящим от значения энтальпии в выделенном микрообъеме. Демонстрируются результаты тестирования модели на примере описания реальных орбитальных и наземных процессов выращивания монокристаллов GaSb.

ЗЛОБИН В.А. — 2004 г.

Рассмотрен механизм генерации рентгеновского излучения в сканирующем электронном микроскопе отраженными электронами и возникающие из-за него артефакты при энергодисперсионном рентгеноспектральном микроанализе. Предложена простая и достаточно точная методика количественного анализа меди, содержащейся в небольших концентрациях, с помощью рентгеновского микроанализатора с энергодисперсионным спектрометром при наличии фонового излучения меди от деталей микроанализатора.

ГОНЧАРЕНКО И.М., КОВАЛЬ Н.Н., КОРОТАЕВ А.Д., МОШКОВ В.Ю., НЕСТЕРЕНКО В.А., ПИНЖИН Ю.П., ТУХФАТУЛЛИН А.А., ТЮМЕНЦЕВ А.Н. — 2004 г.

Проведено электронно-микроскопическое исследование структуры ионно-плазменных покрытий TiN и TiN-Cu, полученных как традиционными методами, так и в комбинации с обработкой низкоэнергетическими ионами азота. Обнаружено, что в синтезированных покрытиях формируются структурные состояния с высокой кривизной кристаллической решетки и плотностью дефектов дисклинационного типа, которые являются источниками полей высоких локальных напряжений. Показана возможность модификации микроструктуры, полей локальных внутренних напряжений и механических свойств покрытий в комбинированных условиях их синтеза. Легирование материала покрытия медью приводит к формированию нанокристаллических структурных состояний и значительному (до 40 ГПа) увеличению микротвердости.

КОЛЕСНИКОВ О.Н., МУЛЕНКО Д.В., ПОТАПОВ Е.В., СИМАКИН С.Г., СОКОЛОВ А.И., СТЕБЕЛЬКОВ В.А. — 2004 г.

Приведены результаты анализа элементного и изотопного состава, а также изучения структуры микрочастиц, содержащих уран. Исследования выполнялись с помощью растрового электронного микроскопа (РЭМ), оснащенного рентгеновским спектрометром с дисперсией по энергиям, и масс-спектрометра вторичных ионов (МСВИ) с магнитным анализатором. Показано, что относительные концентрации изотопов, в частности отношение 235U/ 238U., в составе микрочастиц поддаются измерению с приемлемой погрешностью, даже если их характерный размер не превышает 0.3-0.5 мкм при диаметре ионного зонда около 3 мкм. Однако при анализе более мелких частиц измеренная концентрация тяжелого изотопа ( 238U) оказывается заниженной по отношению к реальному значению. Предполагается, что этот артефакт обусловлен падением общего выхода ионов с поверхности частиц из-за уменьшения их размеров во время распыления и, как следствие, снижением доли регистрируемых тяжелых ионов в масс-спектре.

ДАНИЛЬЧУК Л.Н., ДРОЗДОВ Ю.А., ОКУНЕВ А.О., ТКАЛЬ В.А., ШУЛЬПИНА И.Л. — 2004 г.

Рассматривается применение компьютерной обработки для анализа и расшифровки топографических изображений дефектов структуры в монокристаллах 6H-SiC, выявленных методами АПРЛ и Ланга. На примере обработки экспериментального контраста краевых дислокаций показана возможность повышения информативности методов и достоверности экспериментальных результатов, более надежной идентификации дефектов за счет выявления дополнительных особенностей контраста. Проведено сравнение информативности топографических методов и эффективности цифровой обработки изображений.

БУТЕНКО Т.И., ДУБРОВСКАЯ Г.Н., КОРНИЕНКО С.В., ОЛЕКСЕЕНКО Н.В. — 2004 г.

Проведено моделирование диффузионного взаимодействия в переходной зоне карбид-металлическая связка для композиционного материала на основе гранул карбида бора с (Ті-Ni-Мо)-связкой. Установлен состав переходной зоны, которая представляет собой двухфазную область. Приведено экспериментальное подтверждение теоретических расчетов.

ГОКОВ С.П., ГРИЦЫНА В.В., КОВАЛЬ А.Г., КОВТУНЕНКО Ю.И., ШЕВЧЕНКО Д.И. — 2004 г.

Предложен новый подход для расчета пространственного распределения излучения выбитых возбужденных частиц с учетом процессов, влияющих на выход возбужденной частицы, сохранение ею возбуждения при разрыве связи с поверхностью и последующего спонтанного излучения фотона. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных зависимостей пространственного распределения излучения для линий λ = 396.1 нм Al I и λ = 383.8 нм Mg I, испущенных возбужденными атомами Al и Mg, выбитыми пучком ионов Ar + (20 кэВ) с поверхности магний-алюминиевой шпинели MgAl 2O 4.

ЗЕМСКОВ В.С., КВАСНИКОВ Л.А., РАУХМАН М.Р., РЕШ Г.Ф., САВВИН В.Л., СМАХТИН А.П., ЧУЯН Р.К., ШАЛИМОВ В.П. — 2004 г.

Анализ качества кристаллов полупроводников, выращиваемых из расплава на борту космических аппаратов, показал, что для кристаллов диаметром 10-15 мм и длиной 40-60 мм необходимый уровень остаточных микроускорений μg должен быть в пределах (10 -7-10 -8) g 0, где g 0 - ускорение силы тяжести на Земле. Существующие в настоящее время космические аппараты не обеспечивают таких условий как по величине вектора μg, так и по стабильности его направления в пространстве из-за возмущений, вносимых баллистическими факторами и комплексом бортовой аппаратуры. Для решения указанной проблемы предлагается создать космическую систему на основе малого специализированного спутника, энергопитание которого осуществляется с помощью беспроводной энергетической системы.