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

ВЕРЕЩАК М.Ф., ВОЛОДИН В.Н., ЖАКАНБАЕВ Е.А., МАНАКОВА И.А., ОЗЕРНОЙ А.Н., ТУЛЕУШЕВ Ю.Ж. — 2015 г.

Ионно-плазменным распылением и соосаждением ультрадисперсных частиц железа и углерода получены их твердые растворы, содержащие 17.6 ат. % углерода. Образование твердых растворов-сплавов непосредственно в процессе напыления является подтверждением теории термофлуктуационного плавления малых частиц. При нанесении покрытия происходит образование рентгеноаморфной карбидной фазы, количество которой коррелирует с исходной концентрацией углерода в образце. При 23.9 ат. % углерода покрытие имеет аморфную структуру. Методом ядерной гамма-резонансной спектроскопии обнаружена анизотропия ориентации магнитных моментов атомов железа, обусловленная текстурированностью образованных покрытий. Отклонение ориентации кристаллитов от среднего направления оси текстуры зависит от степени их науглероживания. При температуре 500°C из аморфной структуры формируется перлитная эвтектика -Fe(C) + Fe3C без образования промежуточных карбидов. Относительное содержание цементита коррелирует с количеством введенного в покрытие углерода.

КУРБАКОВ А.И., САРАПИН Г.В. — 2015 г.

Методом порошковой нейтронной дифракции высокого разрешения проведено исследование фазового разделения и микроскопической природы магнитосопротивления в сложных манганитах при половинном легировании на примере Sm0.32Pr0.18Sr0.5MnO3, проявляющего эффект колоссального магнитосопротивления. Обнаружен структурный переход из высокотемпературной ромбической Pbnm фазы в смешанную фазу, состоящую из ромбической Pbnm и моноклинной Р21/m фаз. С понижением температуры количество ромбической фазы плавно уменьшается и, соответственно, увеличивается количество моноклинной фазы. Ниже Т 100 K перераспределение между фазами прекращается. Анализ магнитного вклада в экспериментальные нейтронограммы при низких температурах указывает, что основное магнитное состояние исследуемого соединения является фазоразделенным и представляет собой смешанную фазу, состоящую из трех магнитных фаз, образующихся при разных температурах: ферромагнитной и двух антиферромагнитных А-типа и СЕ-типа с зарядово-орбитальным упорядочением. Ферромагнитное упорядочение возникает при температурах, близких к комнатной, в ромбической Pbnm фазе и проявляется только в этой фазе вплоть до гелиевых температур. Антиферромагнитные состояния А-типа (ТN 170 K) и СЕ-типа (ТN 120 K) возникают в моноклинной кристаллической фазе.

АЛИЕВА В.Б., ДЖАБАРОВ С.Г., КИЧАНОВ С.Е., ЛУКИН Е.В., МАМЕДОВ А.И., МАМЕДОВ Т.Г. — 2015 г.

Кристаллическая структура слоистого полупроводника TlGaSe2 исследована при комнатной температуре и высоких давлениях до 4.6 ГПа методом нейтронной дифракции. При нормальных условиях структура TlGaSe2 описывается моноклинной симметрией с пр. гр. С2/c. В интервале давлений P=0.2–0.9 ГПа TlGaSe2 претерпевает структурный фазовый переход без изменения симметрии. Получены барические зависимости параметров и объема элементарной ячейки, рассчитаны модули всестороннего сжатия для обеих фаз TlGaSe2.

БЖИХАТЛОВ К.Ч., СЕРГЕЕВ И.Н. — 2015 г.

С использованием модели Ленгмюра–Маклина рассмотрены движущие силы поверхностной сегрегации и особенности их температурной зависимости для монокристаллов твердых растворов Cu–2 ат. % Ge с ориентацией (111) и Cu–4 ат. % Mn с ориентацией (100). Расчетные профили концентрации сопоставляются с экспериментальными данными, полученными методами электронной оже-спектроскопии и дифракции медленных электронов. Показано, что равновесный состав первого монослоя сплавов хорошо описывается моделью, учитывающей максимальную долю доступных для сегрегации мест в поверхностных слоях.

БЕЛЯКОВ В.А., БОЛЬШАКОВА Н.Н., ГРЕЧИШКИН Р.М., ИВАНОВА А.И. — 2015 г.

Приведены экспериментальные результаты исследований временнх и температурных изменений доменной структуры монокристаллов триглицинсульфата под воздействием электронного пучка в растровом электронном микроскопе. Доменная структура наблюдалась с помощью устройства нагрева и охлаждения образцов, расположенного непосредственно в колонне РЭМ. х и температурных изменений доменной структуры монокристаллов триглицинсульфата под воздействием электронного пучка в растровом электронном микроскопе. Доменная структура наблюдалась с помощью устройства нагрева и охлаждения образцов, расположенного непосредственно в колонне РЭМ.

АФАНАСЬЕВ В.П., КАПЛЯ П.С. — 2015 г.

В работе строится теория формирования энергетических спектров электронов и легких ионов, отраженных от поверхности твердого тела. Показано, что наиболее эффективны методы, основанные на численном решении граничных задач для уравнения переноса. Граничная задача решается на основе метода инвариантного погружения. Получены уравнения для коэффициентов отражения Rk(x,n,n0), описывающих поток отраженных в направлении n атомных частиц, испытавших k актов неупругого рассеяния. Проведено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными, результатами моделирования методом Монте-Карло и расчетами других авторов.

АСТАШИНСКИЙ В.М., КВАСОВ Н.Т., КУДАКТИН Р.С., КУЗЬМИЦКИЙ А.М., УГЛОВ В.В. — 2015 г.

Проведено исследование термической стойкости фотовольтаических структур, полученных путем воздействия компрессионных плазменных потоков на легированный кремний. Отжиг проводился в атмосфере азота, на воздухе, или в вакууме в диапазоне температур 100–900°C. Установлено, что фотовольтаический эффект сохраняется после отжига вплоть до температур 600–700°C, а при температуре 800°C напряжение холостого хода уменьшается в 1.3–1.7 раза. Методами рентгеновской дифракции и растровой электронной микроскопии изучены структурно-фазовые изменения в кремнии, обработанном компрессионными плазменными потоками. Установлено, что в кремнии образуется рекристаллизованный приповерхностный слой толщиной 10–20 мкм, а также модифицированный, но непроплавленный слой толщиной до 50–60 мкм, локализованный под рекристаллизованным слоем.

НОВОЖИЛОВ Н.В., САМСОНОВ В.М., САМСОНОВ М.В., СДОБНЯКОВ Н.Ю., СОКОЛОВ Д.Н. — 2015 г.

Исследована размерная зависимость температуры плавления Tm наноразмерных металлических пленок (олово, медь) на твердых подложках из другого тугоплавкого металла и углерода. Установлено, что увеличение температуры плавления с уменьшением толщины пленки h должно наблюдаться для металлических пленок на углеродной подложке. Для системы, представленной металлической пленкой на поверхности другого металла, зависимость температуры плавления от толщины пленки является менее выраженной и соответствует уменьшению Tm с уменьшением h.

ГОЙХМАН А.Ю., МАКСИМОВА К.Ю., СНИГИРЕВ А.А., СНИГИРЕВА И.И., ЮРКЕВИЧ О.В. — 2015 г.

В работе приведены результаты экспериментов по формированию и исследованию тонкопленочных покрытий Al2O3, выращенных методом атомного послойного осаждения на бериллиевых изделиях для приложений рентгеновской оптики. Исследованы химические свойства, структурный и фазовый состав образцов с покрытиями до и после экспонирования в монохроматическим и немонохроматическом, так называемом белом, пучке синхротронного излучения мощностью до 1 кВт. Проведенные испытания показали высокую стойкость покрытий при воздействии мощным пучком и предотвращение проникновения несвязанных бериллиевых частиц на поверхность.

ГРИШИН В.К., НИКИТИН Д.П. — 2015 г.

Обсуждается возможность диагностики параметров нанообъектов вещества с помощью тормозного рентгеновского излучения, генерируемого при взаимодействии релятивистских электронов непосредственно с исследуемым объектом. Рассматриваются основные виды тормозного излучения релятивистских электронов – традиционное тормозное излучение (ТИ) на атомных ядрах вещества и поляризационное тормозное излучение (ПТИ) на атомных электронах вещества. Сравниваются их спектральные и угловые характеристики. Показывается, что оптимальная информация достигается в экспериментальной схеме с обратным ПТИ навстречу электронам.

БУХОВЕЦ В.Л., ГОРОДЕЦКИЙ А.Е., ЗАЛАВУТДИНОВ Р.Х., ЗАХАРОВ А.П., КАЗАНСКИЙ Л.П., МАРКИН А.В. — 2015 г.

Исследованы особенности удаления пленок а-С:Н и окисления Мо в проточном тлеющем разряде кислорода, а также восстановления оксида молибдена в разряде дейтерия (T = 300–320 K). После удаления углерода в условиях O2-разряда на крупноблочном молибдене с преимущественной ориентацией Мо(110) формировался стационарный слой оксида МоO3 с предельной толщиной 25–30 нм. Оксидные пленки были восстановлены в дейтериевой плазме с селективным коэффициентом распыления масштаба 0.01 ат. О/ион D . Использование кислородного разряда для очистки молибденовых внутренних поверхностей термоядерного реактора от углеводородных отложений потребует дополнительной последующей экспозиции рабочей камеры в дейтериевой плазме в течение 8–10 ч для удаления кислорода из образовавшихся оксидных слоев -МоО3 с предельным содержанием кислорода 4–4.5 мкг/см2.

САФРОНОВ П.П., СИЛОНОВ В.М., ЭНХТОР Л. — 2015 г.

На основе метода диффузного рассеяния рентгеновских лучей (ДРРЛ) разработана методика экспериментального определения параметров ближнего порядка в неупорядоченных поликристаллических твердых растворах. В ее основе лежит учет эффектов статических смещений на рассматриваемых координационных сферах, для которого необходимо ввести параметр ,где v– объем элементарной ячейки и c – концентрация твердого раствора. С помощью усовершенствованной методики из экспериментальных значений интенсивности ДРРЛ рассчитаны параметры ближнего порядка поликристаллических твердых растворов Cu–25 ат. % Au и Cu–75 ат. % Au для большого числа координационных сфер. Установлено, что значения параметров ближнего порядка для изучавшихся поликристаллических твердых растворов, несмотря на разный характер их диффузного рассеяния, близки к аналогичным значениям, характерным для сверхструктуры Cu3Au, что свидетельствует о существовании в них дальнодействующих межатомных взаимодействий.

ДУДНИК М.Г., УЗДИН В.М. — 2015 г.

Магнитные состояния димера, состоящего из атомов 3d-элементов на металлической подложке, исследованы на основе модели Александера–Андерсона в приближении локального среднего поля, позволяющем рассматривать неколлинеарные магнитные состояния. Проведены самосогласованные расчеты величины магнитных моментов, локализованных на атомах димера, в зависимости от угла между ними в присутствии внешнего магнитного поля. Получена зависимость угла в основном состоянии от числа d-электронов N на атоме димера. При увеличении N реализуется переход от антиферромагнитного обменного взаимодействия магнитных моментов димера к ферромагнитному. Вблизи перехода основное состояние димера неколлинеарно, не описывается моделью гейзенберговского типа и весьма чувствительно к влиянию внешнего магнитного поля. Взаимодействие 3d-атомов димера с подложкой, адсорбция газов, внешние поля могут приводить к изменению числа d-электронов, что позволяет управлять магнитными состояниями на атомном уровне.

АВДЕЕВ М.В., АНТАЛ И., БУЛАВИН Л.А., ГАПОН И.В., ЗАВИСОВА В., КОПЧАНСКИ П., ПЕТРЕНКО В.И., СОЛТВЕДЕЛЬ О., ХАЙДУКОВ Ю.Н. — 2015 г.

Рассмотрены данные нейтронной рефлектометрии для границы раздела магнитная жидкость (магнетит/олеат натрия/D2O)–кремний с учетом фона от диффузного рассеяния на наночастицах магнитной жидкости, адсорбированных на поверхности кремния. Исследованы два способа вычитания фона при выделении кривой зеркального отражения. Из сравнения результатов нейтронной рефлектометрии и малоуглового рассеяния нейтронов сделан вывод о том, что на поверхности кремния преимущественно адсорбируются отдельные наночастицы, а не их агрегаты, которые также присутствуют в жидкой фазе. Имеет место и дополнительная адсорбция из объема магнитной жидкости свободного олеата натрия.

БУДОВСКИХ Е.А., ВАЩУК Е.С., ГРОМОВ В.Е., ИВАНОВ Ю.Ф., РАЙКОВ С.В., СОСНИН К.В. — 2015 г.

Методом электровзрывного легирования титана иттрием сформированы поверхностные слои, содержащие оксиды и карбиды титана и иттрия. Последующее облучение электронным пучком привело к диспергированию структуры до нано- и субмикронного состояния. С помощью растровой электронной микроскопии выявлено формирование эвтектики двух типов. Эвтектика, обогащенная титаном, имеет глобулярную форму; эвтектика, обогащенная иттрием – пластинчатую. Формирование модифицированного поверхностного слоя (обогащенного иттрием, карбидами и оксидами титана и иттрия) приводит к увеличению микротвердости титана в три раза, коэффициент трения легированного слоя снижается более чем в два раза, скорость изнашивания уменьшается более чем в 2.8 раза.

БАРАБАНОВА Е.В., ГОЛОВНИН В.А., ДАЙНЕКО А.В., ЕЛИСЕЕВ А.Ю., ИВАНОВА А.И., МАЛЫШКИНА О.В. — 2015 г.

Исследовано формирование микроструктуры в процессе нагрева заготовок многослойных актюаторов, полученных по технологии литья тонких пленок, методами растровой электронной микроскопии и атомно-силовой микроскопии. Выделено три основных этапа: предварительное уплотнение зерен с одновременным разложением органической связки (до Т = 420°С), уплотнение частиц порошка сопровождающееся увеличением размеров зерен (до Т = 860°С), дальнейшее спекание, сопровождающееся существенным ростом размеров и рекристаллизацией зерен (после Т = 860°С).

ГАПОНЕНКО Н.В., ЗВОНАРЕВ С.В., КОРТОВ В.С., МУДРЫЙ А.В., РУДЕНКО М.В. — 2015 г.

С использованием золь–гель метода синтезированы тонкие пленки титаната стронция, легированного тербием. Для синтеза ксерогель наносили на монокристаллический кремний или на пленку пористого анодного оксида алюминия, предварительно сформированную на монокристаллическом кремнии. Исследована структура и фазовый состав полученных пленок. В пленках титаната стронция на монокристаллическом кремнии регистрируется спектр фотолюминесценции, в котором трудно выделить селективные полосы свечения ионов тербия. В спектрах фото- и катодолюминесценции пленок, сформированных на пористом анодном оксиде алюминия, обнаружены полосы, обусловленные электронными переходами трехвалентного тербия.

ЗИНИН Э.И., ИВАНОВ В.Ю., ПУСТОВАРОВ В.А. — 2015 г.

Выполнено исследование фотолюминесценции видимого и УФ-диапазонов многокомпонентных бериллийсодержащих оксидов Be2SiO4, BeAl2O4, Be3Al2Si6O18 при селективном возбуждении фотонами вакуумного ультрафиолетового (6–15 эВ) и ультрамягкого рентгеновского диапазонов (50–150 эВ). При возбуждении рентгеновскими фотонами независимо изучена рентгеновская флуоресценция в области 60–115 эВ. Анализ диссипации энергии первичных электронных возбуждений по двум каналам излучательной релаксации вторичных возбуждений позволил установить роль различных катионных подрешеток многокомпонентных оксидов в фундаментальных процессах эволюции электронных возбуждений.

МИХАЙЛОВ М.М., НЕЩИМЕНКО В.В. — 2015 г.

Исследованы закономерности изменений спектров диффузного отражения в диапазоне 0.3-2.5 мкм после прогрева при температуре 400-1000°С и облучения протонами с энергией 100 кэВ непрогретых и прогретых порошков ZnO. Установлено смещение в длинноволновую область и увеличение интенсивности полосы поглощения в ультрафиолетовой области с ростом температуры предварительного прогрева. Предложено объяснение оптической деградации термически обработанных порошков оксида цинка под действием ускоренных протонов, определяемой поглощением собственными точечными дефектами и коллоидными центрами.

БОБРОВСКИЙ В.И., БОКУЧАВА Г.Д., КАТАЕВА Н.В., ПАПУШКИН И.В. — 2015 г.

С помощью нейтронной дифракции высокого разрешения определены основные структурные параметры, уровень микродеформаций и дана оценка плотности дислокаций для серии образцов аустенитной стали Х16Н15М3Т1, подвергнутых различной степени холодной пластической деформации. Показано, что наблюдаемое в нейтронном эксперименте анизотропное уширение дифракционных пиков обусловлено вариацией фактора контраста дислокаций и может быть удовлетворительно описано в рамках используемой модели. Проведен сравнительный анализ результатов, полученных методами нейтронной дифракции и трансмиссионной электронной микроскопии.