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

АБАЛОВ И.В., БОЧЕК А.М., ВОЛКОВ А.Я., ВЫЛЕГЖАНИНА М.Э., ГОФМАН И.В., КУТИН А.А., КУЦЕНКО Л.И., ПАНАРИН Е.Ф., САНТУРЯН Ю.Г., СУХАНОВА Т.Е. — 2014 г.

Методами атомно-силовой микроскопии, рентгеноструктурного, термомеханического анализа и механических испытаний изучены морфология поверхности, структурная организация, механические свойства и температуры физических переходов пленок композиций метилцеллюлозы с коллоидными дисперсиями серебра (КДС), стабилизированными поли-N-винилпирролидоном. Установлено, что для пленок композиций характерна зернистая (нанодоменная) морфология поверхности. При увеличении содержания коллоидной дисперсии серебра в композиции происходит увеличение степени упорядоченности макромолекул метилцеллюлозы, уменьшение размеров зерен от 75 нм для композиций с 3 мас. % коллоидной дисперсии серебра до 60 нм при содержании коллоидной дисперсии серебра 20 мас. %, и сглаживание рельефа поверхности пленок. Так, шероховатость поверхности пленок композиций в три раза меньше, чем исходной пленки метилцеллюлозы. То есть, введение коллоидных дисперсий серебра приводит к структурированию пленочных композиций на наноуровне. При этом происходит последовательный рост значений модуля упругости и предела пластичности композиционных пленок. Высокотемпературный прогрев приводит к увеличению среднего размера нанодоменов до 120–180 нм (для композиций с 20 мас.% коллоидной дисперсии серебра) и возникновению локальной упорядоченности фрагментов макромолекул метилцеллюлозы размерами 3 5 нм.

БАГРАТАШВИЛИ В.Н., ГУЛЛЕР А.Е., КОТОВА С.Л., МУДРОВ А.А., ПАНЧЕНКО В.Я., СОЛОВЬЕВА А.Б., ТИМАШЕВ П.С., ТИМОФЕЕВА В.А., ШЕХТЕР А.Б. — 2014 г.

В данной работе метод атомно-силовой микроскопии (АСМ) был впервые использован для морфологического исследования патологических изменений внеклеточного матрикса соединительной ткани кожи при пролапсе органов тазового дна - распространенной патологии у женщин. Методом АСМ были исследованы образцы кожи больных с клинически установленным пролапсом тазовых органов и пациентов, не имеющих заболеваний соединительной ткани (контрольная группа). АСМ-исследование показало, что у больных с пролапсом тазовых органов внеклеточный матрикс соединительной ткани кожи отклоняется от нормы на разных уровнях организации, включая микро- и нанотекстуру (укладка коллагеновых волокон и фибрилл соответственно). Результаты АСМ-исследования образцов нормальной и патологически измененной соединительной ткани кожи хорошо согласуются с данными клинико-морфологического анализа, что свидетельствует о возможности применения АСМ в качестве самостоятельного диагностического метода.

БАКАЕВ А.В., ГРИГОРЬЕВ П.Ю., ЖУРКИН Е.Е., ТЕРЕНТЬЕВ Д.А. — 2014 г.

Методом классической молекулярной динамики проведено моделирование взаимодействия краевых дислокаций с межузельными петлями Франка диаметром 2 и 5 нм при конечных температурах Т = 300–900 К в модельном сплаве Fe Ni10 Cr20. Рассмотренные петли Франка являются типичными протяженными радиационными дефектами в аустенитных сталях, применяющихся в ядерных реакторах, в то время как выбранный тройной сплав Fe Ni10 Cr20 имеет максимально приближенную к таким сталям концентрацию легирующих элементов. Установлены и классифицированы механизмы взаимодействия дислокации и дефекта. Проведено их сравнение с ранее опубликованными результатами для винтовых дислокаций. Рассчитано напряжение отрыва, необходимое для преодоления дислокацией дефекта-барьера в зависимости от температуры материала, размера дефекта и геометрии взаимодействия. Обнаружено, что краевые дислокации более эффективны, чем винтовые, в процессе поглощения петель малого размера. Отмечено увеличение числа реакций, сопровождающихся поглощением петли, с ростом температуры в случае малых петель как при взаимодействии с краевыми, так и винтовыми дислокациями. Установлено, что петли Франка являются более сильными препятствиями для движения винтовых дислокаций, чем для краевых.

БОРИСОВ В.И., САУНИН С.А., ТЕМИРЯЗЕВ А.Г. — 2014 г.

Предложен новый режим работы атомно-силового микроскопа (вертикальная мода), позволяющий проводить измерения топографии и других физических параметров поверхности на объектах, имеющих глубокие поры, вертикальные стенки, существенные перепады высот. Замер высоты осуществляется при вертикальном равномерном движении зонда по направлению к поверхности. Представлены экспериментальные результаты, полученные в данном режиме.

КАМИНСКАЯ Т.П., КОРОВУШКИН В.В., ПОПОВ В.В., СТЕПОВИЧ М.А., ШИПКО М.Н. — 2014 г.

Методами атомно-силовой микроскопии и порометрии изучено влияние слабых (10–100 кА/м) низкочастотных (10–20 Гц) импульсных магнитных полей на структуру поверхности и физико-механические свойства сплавов Fe3(SiAl).

ОБУХОВ В.А., ЧЕРКАСОВА М.В. — 2014 г.

Разработана физико-математическая модель эрозии многоканального полого катода, работающего в дуговом режиме с прокачкой инертного газа. Рассмотрены процессы испарения, распыления и рециклинга катодного материала. Исследована зависимость удельной эрозии от параметров разряда. Получены оценки интегральной и локальной эрозии катода. Результаты расчета удовлетворительно согласуются с экспериментом.

КАЛИНИЧЕНКО Д.В., КОБЗАРЬ Ю.Л., КРИТ А.Н., КУРИЛЮК А.Н., МАКАРА В.А., СТЕБЛЕНКО Л.П. — 2014 г.

В работе рассматривается влияние примесных атмосфер на подвижность и форму коротких (длиной L 100 мкм) приповерхностных дислокаций в кристаллах кремния. Анализируются отличия в эволюции примесных атмосфер в окрестности приповерхностных дислокаций в исходных кристаллах кремния и в кристаллах кремния с металлизированной медью поверхностью.

ГОРОБЕЦ Ю.Н., КАУРОВА И.А., КУЗЬМИЧЕВА Г.М., КУССОН A., РЫБАКОВ В.Б., ШЕХОВЦОВ А.Н. — 2014 г.

Методом монокристальной и порошковой рентгеновской дифрактометрии, монокристальной нейтронографии, а также методом импедансной спектроскопии изучены номинально чистые и активированные ионами Nd3+ монокристаллы PbMoO4, выращенные методом Чохральского с использованием соединений Nd2O3, Nd2(MoO4)3, NaNd(MoO4)2, NdNbO4. Установлен вид и концентрация точечных дефектов. Высказано предположение об их влиянии на диэлектрические свойства кристаллов. Установлено, что цвет кристаллов обусловлен образованием центров окраски.

АРУСТАМОВ В.Н., АШУРОВ Х.Б., КАДЫРОВ Х.Х., ХУДАЙКУЛОВ И.Х. — 2014 г.

Применение вакуумно-дугового разряда дает большие потенциальные возможности для очистки металлической поверхности и создания изделий с необходимыми функциональными поверхностными свойствами. Было изучено влияние вакуумно-дуговой обработки на шероховатость поверхности, ее механические свойства, структуру и состав приповерхностного слоя. Обработка, очистка поверхности образцов стали катодными пятнами вакуумного дугового разряда формирует слой с измененной структурой толщиной до 10 мкм с микротвердостью, в 1.4–1.5 раза превышающей исходную. При нанесении на обрабатываемую стальную поверхность 20% раствора щелочей KOH и NaOH (веществ, снижающих работу выхода электронов с поверхности окалины) удельные энергозатраты на вакуумно-дуговую очистку снижаются в 1.5–2.4 раза. Обеднение поверхностного слоя низкосортных сталей примесными элементами улучшает ее антикоррозионные свойства.

КАБЫШЕВ А.В., КОНУСОВ Ф.В., ПАВЛОВ С.К., РЕМНЕВ Г.Е. — 2014 г.

Исследованы электрические и фотоэлектрические свойства поликристаллического кремния после высокоинтенсивной короткоимпульсной имплантации ионов углерода. Установлено влияние отжига в вакууме (10-2 Па, 300–1200 К) на характеристики поверхностной темновой проводимости и фотопроводимости кремния. Определены оптимальные условия термической вакуумной обработки образцов, при которой достигаются свойства, наиболее устойчивые к термическим воздействиям и полевому возбуждению. Установлены вероятные причины изменения электрических и фотоэлектрических характеристик кремния.

КОЛЕСНИКОВ А.В., ЛОШКАРЕВ И.Д., ТРУХАНОВ Е.М. — 2014 г.

Для произвольной ориентации дислокационной границы раздела полупроводниковой гетеросистемы, подвергнутой полному снятию напряжений несоответствия, получена зависимость между величиной несоответствия сопрягаемых слоев f и структурными параметрами дислокаций несоответствия. Такими параметрами являются расстояние Di между соседними дислокациями i-го семейства и проекция краевой компоненты вектора Бюргерса на границу раздела (b ). Число введенных в границу раздела семейств определяется ориентацией границы и протеканием релаксационного процесса. На примерах возникновения дальнодействующих сдвиговых и нормальных напряжений в пленках с ориентациями (001) и (111) обсуждается роль частных случаев этого выражения для экспериментальной и технологической практики.

ECKERLEBE H., ГРИГОРЬЕВ С.В., ГРИГОРЬЕВА Н.А., ЕЛИСЕЕВ А.А., НАПОЛЬСКИЙ К.С., РОСЛЯКОВ И.В., ЧУМАКОВ А.П. — 2014 г.

Обсуждается эксперимент по малоугловой дифракции поляризованных нейтронов на двумерном пространственно-упорядоченном массиве никелевых нанонитей, внедренных в поры матрицы анодного оксида алюминия. Рассматриваются немагнитный (ядерный) вклад и ядерно-магнитный интерференционный вклад, указывающий на корреляцию между магнитной и ядерной структурами. Величина магнитного рассеяния на два порядка меньше ядерного, вследствие чего оно оказывается слабо различимым. Упорядоченная магнитная композитная наноструктура образца приводит к сильному взаимодействию между нейтронной волной и самой структурой, которое, в свою очередь, подразумевает процесс двукратного (многократного) ядерного рассеяния. Ядерно-магнитное интерференционное рассеяние необходимо анализировать, учитывая двукратный режим рассеяния, который значительно меняет характер распределения интенсивности интерференционного вклада дифракционных пиков первого порядка.

ИЗРАИЛЕВА Л.К., РУМАНОВ Э.Н. — 2014 г.

В данной работе исследуется возникновение динамических напряжений в кристалле при прохождении потока легких заряженных частиц средних энергий. Показано, что эти напряжения перераспределяют смещенные атомы, в основном, в направлении границ.

БОРОВИЦКАЯ И.В., ДАНЕЛЯН Л.С., ЗАТЕКИН В.В., КОРШУНОВ С.Н., КУЛИКАУСКАС В.С., ЛЯХОВИЦКИЙ М.М., МАНСУРОВА А.Н., ПАРАМОНОВА В.В. — 2014 г.

Исследованы особенности процессов, происходящих на поверхности ванадия и сплавов на его основе, облученных в ионно-лучевом ускорителе ионами Ar+ с энергией 20 и 40 кэВ дозами 5 ? 1021 м-2 и 1.0 ? 1022 м-2 при Тобл 700 К. Установлено влияние дозы и энергии имплантированных ионов на твердость поверхности: толщина упрочненного слоя более чем на два порядка превышает как теоретический, так и экспериментальный пробег ионов аргона указанных энергий в ванадии. В результате облучения наблюдались также структурные изменения в поверхностных слоях, которые выражаются в изменении интенсивности отражений от ряда плоскостей и в увеличении постоянной кристаллической решетки облученных материалов.

БОЛТАЕВ Х.Х., НИМАТОВ С.Ж., УМИРЗАКОВ Б.Е. — 2014 г.

Методом электронной оже-спектроскопии изучен химический состав поверхности и приповерхностных слоев кремниевых образцов, применяемых в солнечных элементах. Показано, что низкоэнергетическая имплантация ионов бария и кислорода приводит к перераспределению примесных атомов в поверхностном слое и может препятствовать проникновению в глубь образца адсорбированных на поверхности атомов примесей.

ЛИ И.П., ЛОЗОВАН А.А., ПОЛЯКОВ В.С. — 2014 г.

Представлены результаты исследований влияния бомбардировки ионами Ar+ с энергией 7 кэВ поверхности пористого композита Pd–Ba, изготовленного методами порошковой металлургии. Показано, что облучение приводит к формированию на поверхности мишени конусов, которые могут быть использованы в качестве острийного эмиттера.

АРХИПОВ А.В., БЕЛЯКОВ В.С., ВИНОГРАДОВ А.Я., КАРАБЕШКИН К.В., КАРАСЁВ Н.Н., КАРАСЁВ П.А., НИКУЛИНА Л.М., ПОДСВИРОВ О.А., ТИТОВ А.И., ШАХМИН А.Л., ШУБИНА Е.Н. — 2014 г.

Установлено, что при получении алмазоподобных пленок методом плазмо-химического осаждения добавка водорода к метану в реакционную смесь ослабляет остаточные механические напряжения в выращенных пленках, а также сильно уменьшает скорость их роста. Пленки исследовались методами атомно-силовой микроскопии, комбинационного рассеяния света и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии. Облучение готовых пленок ионами P+ и PF+4 с ростом дозы приводит к сильному свеллингу образцов, а также к снижению напряжения сжатия вплоть до перехода в растягивающее напряжение, выходящее на насыщение. Кроме того, с ростом дозы ионов растет доля sp3-связей и одновременно симметрично убывает доля sp2-связей, причем на начальном этапе процессы идут быстрее при облучении молекулярными ионами. Предложены качественные механизмы, объясняющие экспериментальные результаты.

КАСАТКИН А.Н., ОБВИНЦЕВ А.Ю., САДОВСКАЯ Н.В., ХАТИПОВ С.А. — 2014 г.

Проведено исследование морфологии поверхности политетрафторэтилена, подвергнутой химическому травлению в растворе нафталин–натрия в тетрагидрофуране, методом растровой электронной микроскопии высокого разрешения. Показано, что травление поверхности политетрафторэтилена, наряду с молекулярными процессами дефторирования, приводит к фрагментации поверхности и образованию трещин. Формирующаяся микроструктура травленой поверхности связана с объемной надмолекулярной структурой и реологическими характеристиками полимера. Снижение пластичности политетрафторэтилена в результате прессования и спекания частиц полимеризата ведет к увеличению числа трещин на единицу поверхности. Ориентация фибрилл при одноосном растяжении и образовании сферолитов после радиационного модифицирования проявляется в возникновении преимущественной ориентации трещин. Увеличение плотности и снижение пористости ПТФЭ существенно снижают скорость травления, глубину и протяженность трещин.

БАЛАКШИН Ю.В., НАЗАРОВ А.В., ЧЕРНЫШ В.С., ШЕМУХИН А.А. — 2014 г.

Показано, что в отличие от массивного кремния, для которого аморфизация наблюдается при дозе облучения 5 ? 1016 ион/см2, пленки кремния на сапфире аморфизуются при меньших критических дозах (1015 ион/см2). При бомбардировке пленок кремния пучками ионов Si+ вблизи поверхности остается неразрушенный облучением слой. Его толщина зависит от плотности тока пучка. С помощью резерфордовского обратного рассеяния ионов установлено, что структура облученной кремниевой пленки значительно улучшается после отжига при температуре 950°С. Отжиг пленок при температуре 1100°С ведет к перемешиванию атомов пленки и подложки на границе раздела кремний–сапфир.

АФАНАСЬЕВ В.П., ЕФРЕМЕНКО Д.С., ИВАНОВ Д.А., КАПЛЯ П.С., ЛУБЕНЧЕНКО А.В. — 2014 г.

Угловые распределения фотоэлектронов анализируются на основе граничной задачи для уравнения переноса методом инвариантного погружения. Выполнено МК-моделирование процесса фотоэлектронной эмиссии. Отмечено определяющее влияние многократного упругого рассеяния на спектры фотоэлектронов. В малоугловом приближении получены простые аналитические формулы для угловых распределений фотоэлектронов. Проведено сравнение результатов МК-моделирования с результатами других авторов.