ПОВЕРХНОСТЬ. РЕНТГЕНОВСКИЕ, СИНХРОТРОННЫЕ И НЕЙТРОННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1819-7094

  • Publisher Федеральное государственное унитарное предприятие Академический научно-издательский, производственно-полиграфический и книгораспространительский центр Наука
  • Country Россия
  • Web https://elibrary.ru/title_about.asp?id=9739

Content

МНОГОСЛОЙНЫЕ ЗЕРКАЛА MO/SI C БАРЬЕРНЫМИ СЛОЯМИ B4C И BE

ЗУЕВ С.Ю., ПАРЬЕВ Д.Е., ПЛЕШКОВ Р.С., ПОЛКОВНИКОВ В.Н., САЛАЩЕНКО Н.Н., СВЕЧНИКОВ М.В., СЕРТСУ М.Г., СОКОЛОВ А., ЧХАЛО Н.И., ШАФЕРС Ф.

Методом магнетронного распыления для отражения в окрестности длины волны 13.5 нм синтезированы и изучены традиционные многослойные зеркала Mo/Si и зеркала, содержащие в качестве прослоек B4C и Be. Измерены угловые и спектральные зависимости коэффициентов отражения. Показано, что на длинах волн 12.4, 12.7, 13.0 и 13.5 нм четырехкомпонентные многослойные зеркала типа Mo/Be/Si/B4C превосходят по коэффициенту отражения более чем на 2% зеркала Mo/Si и более чем на 1% зеркала Mo/Si/B4C.

ВОЗМОЖНОСТИ МНОГОСЛОЙНЫХ ЗЕРКАЛ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ ПРИМЕСЕЙ БОРА В АЛМАЗЕ

ГАРАХИН С.А., ПОЛКОВНИКОВ В.Н., ЧХАЛО Н.И.

Предложена рентгенооптическая схема для детектирования примесей бора в алмазных подложках методом рентгенофлуоресцентного анализа. Проведен анализ схемы, и определена чувствительность метода к примесям бора в алмазе. Рассмотрены основные способы ее повышения. Показано, что при возбуждении мишени AlKα-излучением можно обнаружить примесь бора ~20 мд, при использовании СKα-излучения чувствительность ограничена быстродействием детектора и составляет 0.07 мд. Чувствительность рентгенооптической схемы 0.004 мд.

ВНУТРЕННИЕ НАПРЯЖЕНИЯ В МНОГОСЛОЙНЫХ ЗЕРКАЛАХ MO/Y

КВАШЕННИКОВ Д.С., ВАЙНЕР Ю.А., ЗУЕВ С.Ю., ПОЛКОВНИКОВ В.Н.

Рассматриваются многослойные зеркала Mo/Y, предназначенные для работы в диапазоне 9–11 нм. Впервые изучена зависимость внутренних напряжений таких зеркал от доли молибдена. Показано, что структуры с нулевыми напряжениями характеризуются коэффициентом отражения около 6%. Экспериментально полученный максимум коэффициента отражения (30%) соответствует напряжениям –160 МПа. Изучено влияние буферного слоя карбида бора на внутренние напряжения и на коэффициент отражения Mo/Y-зеркал. Предложена структура Cr/Y для компенсации упругих деформаций подложки при изготовлении высокоотражающих многослойных зеркала Mo/Y.

МИНИАТЮРНЫЙ ИСТОЧНИК ИОНОВ С ПЛАЗМЕННЫМ НЕЙТРАЛИЗАТОРОМ КЛАН-10М

МИХАЙЛЕНКО М.С., ПЕСТОВ А.Е., ЧХАЛО Н.И., ГОНЧАРОВ Л.А.

Приведены результаты тестирования нового миниатюрного источника ускоренных ионов КЛАН-10М с плазменным нейтрализатором: изучены режимы работы источника, измерены зависимости диаметра ионного пучка и распределения ионного тока вдоль поверхности выходной апертуры от расстояния. При диаметре выходной апертуры 7 мм (плоская ионная оптика) плотность ионного тока составляет 10.4 мА/см2, что при малой расходимости пучка (≈15%) дает возможность проводить прецизионную коррекцию локальных ошибок формы поверхности оптических элементов. Изучена работа плазменного нейтрализатора, результирующий электронный ток которого, при данной конструкции, обеспечивает не полную компенсацию пространственного заряда в пучке (ток нейтрализатора в 10 раз меньше тока ионов).

НЕЙТРОННАЯ ДИФРАКЦИЯ И СПЕКТРОМЕТРИЯ НА ИМПУЛЬСНОМ НЕЙТРОННОМ ИСТОЧНИКЕ “РАДЭКС” ИЯИ РАН

ЛИТВИН В.С., АЛЕКСЕЕВ А.А., ТРУНОВ Д.Н., АКСЕНОВ С.Н., КЛЕМЕНТЬЕВ Е.С., МАРИН В.Н., ПОТАШЕВ С.И., СТОЛЯРОВ А.А., ЛЕБЕДЬ Ю.Б., КУЗНЕЦОВ В.Л., КУЗНЕЦОВ С.П., МЕШКОВ И.В., САДЫКОВ Р.А.

Импульсный нейтронный источник “РАДЭКС” на базе линейного протонного ускорителя ИЯИ РАН имеет один вертикальный канал с пролетной базой 4 м и три горизонтальных канала с пролетными базами примерно 10, 20, 30 и 50 м. Источник характеризуется оригинальной конфигурацией: мишень и водяной замедлитель расположены перпендикулярно протонному пучку, благодаря чему спектр нейтронов обогащен эпитепловыми и каскадными нейтронами. На источнике можно проводить исследования в областях ядерной физики, физики конденсированного состояния и наноструктур. Представлены результаты, полученные на различных пролетных базах горизонтальных каналов нейтронного источника “РАДЭКС”. Проведены тестовые измерения, получены спектры прямого пучка для горизонтальных нейтронных каналов и нейтронограммы тестовых образцов. Определено разрешение для разных пролетных баз нейтронного источника. Продемонстрирована возможность проведения фазового анализа.

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ С МЕТАЛЛАМИ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ НЕЙТРОНАМИ И ФОТОНАМИ

БУРМИСТРОВ Ю.М., СКОРКИН В.М.

Исследовано вторичное рентгеновское излучение при облучении композитов нейтронами и фотонами. Изучено воздействие на биологические клетки характеристического рентгеновского излучения и конверсионных электронов от захвата жидкокристаллическими структурами ДНК–Gd замедляющихся нейтронов из DT-реакции. Жидкокристаллическая структура в виде микрочастиц объемом 0.1 мкм3 содержит 10 000 атомов Gd на каждую молекулу ДНК. В процессе облучения нейтронами биологических образцов с концентрацией в 1000 частиц ДНК–Gd на одну биологическую клетку происходит поражение клеток вторичным радиационным излучением при флуенсе тепловых нейтронов ~1011 н/cм2. С помощью спектрометра из особочистого германия исследованы также радиационно-защитные свойства и характеристическое рентгеновское излучение композита c Pb при облучении фотонами от кобальт-57 активностью 100 кБк.

РАСПЫЛЕНИЕ МОНОКРИСТАЛЛОВ КРЕМНИЯ ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ПУЧКОВ ИОНОВ ГЕЛИЯ И АРГОНА СО СРЕДНЕЙ ЭНЕРГИЕЙ 10 КЭВ

ВОЛКОВ Н.В., САФОНОВ Д.А.

Рассмотрены особенности топографии поверхности, возникающие в результате распыления монокристаллических подложек Si различной ориентации с напыленными тонкими пленками под воздействием пучков ионов Ar+ и He+ с энергией в широком диапазоне. Показано, что толщина модифицированного слоя существенно зависит от дозы облучения. Наилучшей однородности поверхности монокристаллов кремния различной ориентации удается достичь при одновременном обучении ионами Ar+ и He+ в отношении, близком к 1 : 1.

ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ МИКРО- И НАНОПОРОШКОВ ОКСИДА ЦИНКА ПОСЛЕ ОБЛУЧЕНИЯ ПРОТОНАМИ И ЭЛЕКТРОНАМИ

НЕЩИМЕНКО В.В., ЧУНДУН ЛИ, МИХАЙЛОВ М.М.

Проведен сравнительный анализ спектров фотолюминесценции в области 3.4–1.8 эВ и рентгеновских фотоэлектронных спектров после облучения протонами и электронами с энергией 100 кэВ микро- и нанопорошков оксида цинка. Установлено синее смещение УФ-полосы люминесценции наночастиц ZnO по сравнению с микрочастицами. Воздействие ионизирующего излучения приводит к тушению полос люминесценции микро- и нанопорошков ZnO, что связано с увеличением концентрации междоузельного кислорода.

ФОРМИРОВАНИЕ МИКРОНЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ ПЛЕНКАХ НЕСТЕХИОМЕТРИЧНЫХ ФЕРРОГРАНАТОВ

БУЛАТОВ М.Ф., ЧУРИКОВ Д.В.

Рассмотрены механизмы формирования микронеоднородностей в эпитаксиальных пленках с отрицательной ($\varepsilon < 0$) и положительной ($\varepsilon > 0$) величиной несоответствия периодов решетки пленки и подложки. Показано, что при температурах отжига до 1100°С параметр решетки практически не меняется, а на границе включений имеются обогащенные катионными и анионными вакансиями области. Установлено, что доля объема, занимаемого микронеоднородностями, определяется параметром нестехиометрии $\gamma,$ который может быть распределен неравномерно. Показано, что образование дефектов в процессе окисления проходит активней, чем при восстановлении. Установлена возможность существования градиента концентрации ионов Fe4+ по толщине пленок. Обоснована эффективность нарушения когерентности сопряжения дефектной области с матрицей и снятия напряжений с помощью диффузии вакансий к поверхности раздела.

МАГНИТНАЯ АНИЗОТРОПИЯ В ТОНКИХ ПЛЕНКАХ FEPT, ДЕТЕКТИРУЕМАЯ МЕТОДОМ ФЕРРОМАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА

ДМИТРИЕВ А.И., КУЛИКОВ А.В., ГИЛЬМУТДИНОВ И.Ф., ДРЕМОВА Н.Н., МАЗИТОВ А.А., ДМИТРИЕВА М.С., АЛЕКСЕЕВ С.И., МЯГКОВ В.Г.

При использовании термической обработки структур, содержащих эпитаксиальные слои Pt(001) и Fe(001) изготовлены тонкие пленки FePt. С помощью рентгеноспектрального анализа и сканирующей автоэмиссионной электронной микроскопии установлено, что образцы содержат кубической фазу L12–Fe3Pt и тетрагональную фазу L10–FePt. Методами ферромагнитного резонанса и магнитометрическими методами исследована магнитная анизотропия тонких пленок. Разделены вклады от кубической и тетрагональной фаз в спектр ферромагнитного резонанса образца. Определены ключевые характеристики тонких пленок, определяющие их практическую применимость: параметр диссипации Гильберта G ~ 0.4, а также первая и вторая константы кристаллической анизотропии K1⊥ = –4.08 × 106 эрг/см3, K2⊥ = 1.34 × 106 эрг/см3, K2|| = –9.76 × 104 эрг/см3.

АНАЛИЗ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ОКСИДОВ FE2O3, ПОДВЕРГНУТЫХ МАГНИТОИМПУЛЬСНОЙ ОБРАБОТКЕ

ВИРЮС А.А., ШИПКО М.Н., СТЕПОВИЧ М.А., КАМИНСКАЯ Т.П., КОРОВУШКИН В.В., ТИХОНОВ А.И., САВЧЕНКО Е.С.

Методами растровой электронной и сканирующей зондовой микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа и мессбауэровской спектроскопии исследованы структура и состав порошков железной руды (гематита) до и после воздействия слабых импульсных магнитных полей. Объектами исследования служили образцы гематита, являющегося структурообразующим элементом при изготовлении гексагональных ферритов бария и стронция, после их измельчения в аттриторе.

ВЛИЯНИЕ НЕОДНОРОДНОСТИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ H-ВОЛНЫ С ТОНКИМ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ СЛОЕМ

УТКИН А.И., ЮШКАНОВ А.А.

Выполнен расчет взаимодействия электромагнитной H-волны с тонким металлическим слоем с учетом различных коэффициентов зеркальности q1 и q2 его поверхностей при различных углах θ падения волны, когда электрическое поле неоднородно. Учтено влияние зависимости электрической проводимости слоя от неоднородности электрического поля на характеристики взаимодействия электромагнитного поля со слоем. Проведен анализ поведения коэффициентов отражения R, прохождения T и поглощения A в зависимости от частоты внешнего поля, частоты объемных столкновений электронов и от угла падения волны θ.

ЛАЗЕРНАЯ МОДИФИКАЦИЯ ПОВЕРХНОСТИ ТИТАНА: ТЕХНОЛОГИЯ, СВОЙСТВА, ПЕРСПЕКТИВЫ ПРИМЕНЕНИЯ

ТЕЛЕГИН С.В., ЛЯСНИКОВА А.В., ДУДАРЕВА О.А., ГРИШИНА И.П., МАРКЕЛОВА О.А., ЛЯСНИКОВ В.Н.

Проведены исследования морфологии поверхности титанового сплава ВТ1-00 после импульсной лазерной обработки. Выявлена зависимость морфологии поверхностного слоя титана от режимов технологического процесса модификации с помощью лазерного излучения. Варьирование технологических параметров процесса, таких как напряжения лампы накачки, длительности и частоты следования импульсов, а также числа импульсов в пятне облучения, позволяет регулировать тепловое воздействие, влияющее на формирование субмикрометровых показателей металлокерамических пленок и покрытий. Установлено влияние режимов обработки на показатели морфологической гетерогенности поверхности. Показана возможность изменять морфологию поверхности под конкретно поставленную задачу.

ТОНКИЕ ПЛЕНКИ SIC, ПОЛУЧЕННЫЕ МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ОСАЖДЕНИЯ НА AL2O3: МОРФОЛОГИЯ И СТРУКТУРА

КАРГИН Н.И., ГУСЕВ А.С., РЫНДЯ С.М., ТИМОФЕЕВ А.А., ГРЕХОВ М.М., СИГЛОВАЯ Н.В., АНТОНЕНКО С.В.

Методом импульсного лазерного осаждения из керамической мишени в вакууме получены тонкие субмикронные пленки SiC на подложках α-Al2O3 (0001). Методами растровой и просвечивающей электронной микроскопии, сканирующей зондовой микроскопии, рентгеновской дифрактометрии, ИК фурье-спектрометрии, спектроскопии комбинационного рассеяния света исследовано влияние температуры подложки на состав, структуру и морфологию поверхности экспериментальных образцов. Показано, что при температуре подложки Tподл = 1000°C наблюдается гетероэпитаксиальный рост 3С–SiC со следующей преимущественной ориентацией относительно подложки: [$0001$]Al2O3||[111]SiС и [$2\bar {1}\bar {1}0$]Al2O3||[$2\bar {1}\bar {1}$]SiС, [$1\bar {1}00$]Al2O3||[$1\bar {1}0$]SiС. Форма рефлексов от плоскостей семейств {011} и {131} 3С–SiC на микроэлектронограмме говорит о наличии в пленке локальных областей, повернутых на углы до ±7.5° вокруг оси роста. Таким образом, установлено, что пленка 3С–SiC, полученная на α-Al2O3 при температуре подложки 1000°C, имеет мозаичную структуру, частично компенсирующую механические напряжения, возникающие из-за рассогласования параметров решеток и температурных коэффициентов расширения в плоскости спайности.

РЕНТГЕНОДИФРАКТОМЕТРИЧЕСКИЕ И ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНО-СКАНИРУЮЩИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ И АМОРФНЫХ ОБЛАСТЕЙ В КОМПОЗИЦИОННЫХ ПОРИСТЫХ ПЛЕНКАХ

ЛАЗАРЕВ С.И., ГОЛОВИН Ю.М., ПОЛИКАРПОВ В.М., ШЕСТАКОВ К.В.

Проведен сравнительный анализ структурной эволюции полимерных композиционных пористых пленок МГА-95 и ESPA1 методом построения функции радиального распределения атомов по эмпирическим кривым интенсивности рентгеновского рассеяния, и рассчитаны теплофизические параметры плавления методом дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК). Показано, что в случае насыщенного водой образца МГА-95 плотность атомов в первой координационной сфере макромолекулы ацетат целлюлозы уменьшается за счет разрыва внутримолекулярных водородных связей. Атомная плотность координационных сфер с радиусами, соответствующими параметрам кристаллической решетки, уменьшается, что указывает на пространственную разупорядоченность макромолекул. Данные ДСК пленки МГА-95 (энтальпия плавления сухого и насыщенного водой образцов ΔH = 8.57 и 6.55 Дж/г соответственно) свидетельствуют о том, что при сорбции молекул воды происходит уменьшение степени кристалличности вследствие изменения кристаллических фракций в поликристаллах...Проведен сравнительный анализ структурной эволюции полимерных композиционных пористых пленок МГА-95 и ESPA1 методом построения функции радиального распределения атомов по эмпирическим кривым интенсивности рентгеновского рассеяния, и рассчитаны теплофизические параметры плавления методом дифференциально-сканирующей калориметрии (ДСК). Показано, что в случае насыщенного водой образца МГА-95 плотность атомов в первой координационной сфере макромолекулы ацетат целлюлозы уменьшается за счет разрыва внутримолекулярных водородных связей. Атомная плотность координационных сфер с радиусами, соответствующими параметрам кристаллической решетки, уменьшается, что указывает на пространственную разупорядоченность макромолекул. Данные ДСК пленки МГА-95 (энтальпия плавления сухого и насыщенного водой образцов ΔH = 8.57 и 6.55 Дж/г соответственно) свидетельствуют о том, что при сорбции молекул воды происходит уменьшение степени кристалличности вследствие изменения кристаллических фракций в поликристаллах. В случае композитной пленки ESPA1 уменьшение радиуса и увеличение атомной плотности первой координационной сферы указывает на ориентационную упорядоченность молекул аморфной фазы при сорбции воды. Проявление дополнительных координационных сфер с R2 = 3.88 и R3 = 5.26 Å в набухшем образце ESPA1 свидетельствует о количественном перераспределении конкурирующих кристаллических фаз в материале подложки. Детальный анализ эндотермических пиков ДСК показывает, что соотношение низко- и высокотемпературных фаз изменяется от 64/36% в сухом образце до 51/49% в насыщенном водой образце при практически одинаковых величинах энтальпии плавления ΔH = 12.18, 11.66 Дж/г.

МАКРОСКОПИЧЕСКОЕ И МИКРОСКОПИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ВОДЯНОГО ПАРА И ПОР ПЛАСТИНЧАТОГО ТИПА

НИКОНОВ Э.Г.

Одной из разновидностей пор, часто встречающихся в натуральных или искусственных конструкционных материалах, являются так называемые пластинчатые поры. Сложность исследования процессов взаимодействия газообразного вещества, в частности, водяного пара и пластинчатой поры связана со сложным рельефом стенок поры и неравномерным распределением значений основных термодинамических характеристик водяного пара по протяженности поры. В связи с этим в работе сформулирован комбинированный подход к описанию процессов взаимодействия поры и водяного пара. Данный подход основан на совместном использовании макроскопической диффузионной и молекулярно-динамической модели. С учетом сложности геометрии стенок поры уравнения макроскопической диффузионной модели могут быть решены численно, для этого используется таблица пространственного распределения значений коэффициента диффузии, полученного с использованием молекулярно-динамического моделирования. Данный подход позволит получить более точное решение уравнений макроскопической диффузионной модели, и, соответственно, повысить точность моделирования процессов взаимодействия поры и водяного пара.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ГИДРОКСИАПАТИТА (ГАП) С ПОВЕРХНОСТЬЮ РАЗЛИЧНОЙ ПРИРОДЫ – ВАЖНЕЙШИЙ АСПЕКТ ПОВЕРХНОСТНОЙ ИНЖЕНЕРИИ

БОГДАНОВА Е.А., ШИРОКОВА А.Г., СКАЧКОВ В.М., САБИРЗЯНОВ Н.А.

Проведены работы по созданию композиционных материалов с биологически активным покрытием. Биоактивное покрытие сформировано из водной суспензии гидроксиапатита. Предложены различные способы его нанесения: вакуумное импрегнирование, его модификация, ультразвук. Произведена сравнительная оценка. Изучено влияние различных факторов (материал матрицы, способ нанесения покрытия, термический отжиг) на особенности формирования поверхностного слоя и его прочностные характеристики.

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПРОЦЕССОВ МЕЖФАЗНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В СТРУКТУРЕ КРЕМНИЙ/КАРБИД КРЕМНИЯ ПРИ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКЕ

ГУСЕВ Е.Ю., АВДЕЕВ С.П., АГЕЕВ О.А.

Проведен термодинамический расчет температурных зависимостей энергии Гиббса процессов межфазного взаимодействия расплава Si с поверхностью подложки SiC при электронно-лучевой обработке. Определены температурные режимы формирования фаз. На основе термодинамического анализа предложен ряд возможных трансформаций карбидов высшей и низшей стехиометрии в SiC. Установлены наиболее вероятные реакции синтеза и растворения SiC в кремнии, определен диапазон растворимых концентраций материала подложки от 263 ppm при Т = 1685 K до 990 ppm при Т = 1873 K.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭРОЗИОННОГО ИЗНОСА ПОКРЫТИЙ С ПРИМЕНЕНИЕМ ПОДВИЖНОЙ СТРУИ ГЕТЕРОГЕННОГО ПОТОКА ОГРАНИЧЕННОЙ ПЛОЩАДИ

БОРИСОВ С.А., ДОБРОВОЛЬСКИЙ С.В., ГЛУХОВСКАЯ Ю.И., НИКИТИН П.В.

Рассматривается и обосновывается возможность исследования эрозионного износа покрытий полномасштабных летательных аппаратов с применением подвижной струи гетерогенного потока ограниченной площади в качестве альтернативы традиционным методам исследований с использованием масштабных моделей образцов, аэродинамических труб и гидроударных стендов. Приводятся экспериментальные данные разрушения покрытия в зависимости от времени воздействия струи потока ограниченной площади, демонстрирующие линейный характер зависимости площади разрушения покрытия от времени. Предлагается математическая модель для расчета износа материала покрытия. Описан состав возможной экспериментальной установки, действующей на этих принципах.

This content is a part of the Механика, аэро и гидродинамика collection from eLIBRARY.
If you are interested to know more about access and subscription options, you are welcome to leave your request below or contact us by eresources@mippbooks.com

Request

Unfortunately, we have no right to provide any kind of access to this resource in the territory of Western Europe. In any case, we will process your request and contact you with possible variants of solution.