Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)НИР

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
14 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)
Результаты этапа: Проведено обобщение теоремы Ван Циттерта-Цернике на случай источника излучения с произвольными пространственной и временной когерентностью. Проведен теоретический анализ трансформации функции пространственно-временной когерентности в плоскости наблюдения в зависимости от расстояния до источника, его размеров, длины пространственной когерентности и времени когерентности излучения источника и т.п. Показано, например, что форма функции когерентности начинает отличаться от исходного гауссова вида. Более того, оказывается, что эта функция зависит еще и от выбора точки в поперечной плоскости. Развита многоволновая динамическая теория дифракции нейтронов на движущейся решетке, в какой-то степени удовлетворяющая этому требованию. Она основана на методе связанных медленно меняющихся амплитуд и учитывает взаимное влияние волн разных порядков по мере прохождения нейтронов в глубь 3D фазовой решетки. Проведен анализ понятия группового времени задержки (ГВЗ) при отражении электромагнитных волн и нейтронов от резонансных и нерезонансных сред и слоистых структур. Рассмотрена связь ГВЗ с временной задержкой импульсов и пространственным продольным сдвигом пучков. Проведены теоретические исследования, методами первопринципной молекулярной динамики, свойств атомной и электронной структуры нанопроводов и наноконтактов на основе одномерных цепочек атомов металла (Au, Pd и Pt) между двумя электродами в присутствии магнитных примесей 3d-металлов. В рамках проекта дополнительно были проведены теоретические исследования смешанных 3d-Pd, 3d-Pt, 3d-Au нанопроводов из атомов благородных (Au) и переходных (Pd, Pt) металлов с атомами магнитных 3d элементов (V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni). Проведено расширенное исследование процесса образования монатомных цепочек Mn, Fe и Co, и их магнитных свойств на реконструированной поверхности Cu3N-Cu(110). Проведено расширенное исследование электронных и магнитных свойств монатомных нанопроводов Co на поверхности Cu(210) и реконструированной поверхности (2x1)O-Cu(210). Проведено исследование из первых принципов свойств магнитной анизотропии монатомных проводов и монослоя Fe на поверхности Ir(110) с учетом спин-орбитального взаимодействия между проводом и подложкой и в присутствии примеси газа (кислорода). Проведено исследование электронных и магнитных свойств металл-оксидных проводов Mn и Ni на вицинальной поверхности Rh(553). Проведены исследования стабильности структурных изгибов углеродных цепочек, входящих, как структурные блоки, в состав углеродного плёночного материала - ориентированных плёнок линейно-цепочечного углерода (ЛЦУ). Предложена методика расчета упругих постоянных щелочных ОЦК металлов с применением радиальных и тангенциальных силовых постоянных, рассчитанных из зависимости потенциала парного межатомного взаймодействия от расстояния. Закончено исследование изменения профиля намагниченности по глубине многослойного образца [57Fe (3.0 нм)/Cr (1.2 нм)]10 с антиферромагнитным межслойным упорядочением под действием поля, изменяющегося от 0 Ое до 1500 Ое, в результате комплексной обработки совокупности экспериментальных данных (угловых зависимостей мгновенного и задержанного (ядерно-резонансного) отражения, а также временных спектров ядерно-резонансного отражения в разных порядках брэгговского отражения), измеренных на синхротроне SPring8. Проведены рентгендифракционные исследования исходно деформированного однофазного образца сплава Pd-25.5ат.%Ni, который электролитически насыщался водородом, в процессе его 500-часовой релаксации. Предложена и применена рентгендифракционная методика моделирования распределения легирующего компонента по глубине его залегания в матрице водородсодержащего сплава на основе анализа интегральной интенсивности, формы и ширины дифракционных максимумов двух порядков отражения. Написана компьютерная программа и проведено численное моделирование интенсивности поверхностной электромагнитной волны оптического диапазона длин волн, возбуждаемой в тонкой пленке (толщина пленки много меньше длины волны возбуждающего оптического излучения), расположенной на поверхности одномерной периодической многослойной структуры ( одномерного фотонного кристалла). Проанализированы угловое положение (или длина волны) при которой возникает поверхностная волна в зависимости от толщины тонкой плёнки и материала из которого она изготовлена. Исследована возможная минимальная толщина плёнки, при которой ещё возможно возбуждение поверхностной волны. Исследовано влияние негативно заряженных структурных дефектов на формирование ферромагнетизма при комнатной температуре в пленках диксида титана, допированного атомами ванадия (1ат.%), обладающими различной проводимостью. Исследовано распределение магнитных моментов в интерметаллиде Lu2Fe16.5Ru0.5 (TN = 208K) при частичном замещении атомов железа атомами рутения. Проанализирована спектральная зависимость положения брэгговского максимума в условиях резко асимметричной дифракции в рамках кинематического и динамического приближения теории дифракции. На синхротроне ESRF (Гренобль, Франция) был выполнен эксперимент по наблюдению интерференции магнитного и многоволнового рассеяния рентгеновских лучей в гематите при энергии падающего излучения вблизи К-края поглощения железа. На синхротроне ESRF(Гренобль, Франция) проведен эксперимент по измерению кругового дихроизма в резонансном рассеянии рентгеновского излучения на монокристалле метабората меди. Изучено влияние гидрирования на структуру и физические свойства ряда высокочистых редкоземельных металлов и их сплавов. Осуществляется непрерывный поиск новых материалов для постоянных магнитов, магнитострикторов, хладоагентов для магнитных рефрижераторов и датчиков различного назначения (термодатчиков, датчиков давления водорода и т.д.) Проведены исследования упругих свойств ряда керамик и монокристаллов высокотемператур-ных сверхпроводников. Напряжения несоответствия и термо-упругие напряжения в ВТСП слоев 1-2-3, выращенных на различных подложках, рассматривались с использованием данных ультразвуковых измерений модуля Юнга в YBa2Cu3O7-x. Впервые учитывался вклад напряже- ний несоответствия в формирование деформации слоев ВТСП. Разработан способ синтеза металл-полимерных композитов, представляющих собой пространственно стабилизированные в матрице полимера частицы механосинтезированного магнитострикционного сплавав FeGa. Изучено влияние формирования локальной структуры частиц на этапах механоактивации порошковых прекурсоров Fe/Zr и Fe2O3/(Fe/Zr) на микроструктуру нанокомпозитов Fe2O3/Fe/Zr/ZrO2, синтезируемых в режиме горения в процессе СВС. Методами рентгендифракционного анализа, мессбауэровской спектроскопии и электронной сканирующей микроскопии исследованы синтезированные полититаны калия (ПТК), затем протонированные в водном растворе серной кислоты, а затем интеркалированные ионами железа.
15 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)
Результаты этапа: • Выполнено преобразование пакета программ REFTIM в REFSPC для обработки результатов ядерно-резонансных экспериментов на синхротроне в Гренобле. • Проведены расчеты поляризационных свойств зеркально отраженного излучения от анизотропных сред. • Проанализирована роль модуля и аргумента коэффициентов дискретного Фурье-преобразования при анализе изображений тестовых объектов и изображений дефектов структуры монокристаллов, теоретически рассчитанных по модифицированным уравнениям Инденбома-Чамрова, а также по экспериментальным данным, полученным методов рентгеновской топографии. • Проведен анализ понятия группового времени задержки (ГВЗ) при отражении электромагнитных волн и нейтронов от резонансных и нерезонансных сред и слоистых структур. Рассмотрена связь ГВЗ с временной задержкой импульсов и пространственным продольным сдвигом пучков. Обсуждены возникающие при этом мнимые парадоксы и влияние ГВЗ на форму отраженных импульсов и пучков. • Проведено моделирование резкой асимметрии мессбауэровских спектров отражения, измеренных вблизи «магнитного» максимума отражения от антиферромагнино-упорядоченной многослойной структуры [57Fe/Cr]. • Проведено измерение зависимости интенсивности запрещенного отражения 002 в кристалле КДП от температуры в интервале 80 К-400К при энергии падающего излучения, близкой к К-краю фосфора. • На синхротроне PETRA III (Гамбург, Германия) были проведены измерения набора многоволновых рефлексов Реннингера для право- и левокругополяризованного излучения в метаборате меди CuB2O4 в интервале температур 10-20К. • На синхротроне ESRF была исследована локальная электронная структура ионов меди в кристалле метабората меди CuB2O4 с использованием поляризационно зависимой спектроскопии поглощения рентгеновского излучения. Измерен рентгеновский естественный круговой дихроизм (XNCD) вблизи K-края поглощения меди в направлении, перпендикуляр¬ном оси с кристалла. Полученные данные свидетельствуют о наличии p-d гибридизованных электронных состояний меди. С помощью теоретических расчетов удалось разделить вклады в спектры поглощения и рентгеновского кругового дихроизма, от двух кристаллографически неэквивалентных позиций атомов меди в элементарной ячейке CuB2O4. • Проведены расчеты ближней тонкой структуры спектра поглощения меди в метаборате меди, а также спектра рентгеновского естественного кругового дихроизма, ранее измеренные на синхротроне ESRF. • Развита модель, позволяющая описать перестройку энергетических спектров запрещенных отражений калия в дигидрофосфате калия как результат интерференции трех вкладов; диполь-квадрупольного, термоиндуцированного и вклада, соответствующего мгновенным конфигурациям, образованным атомами водорода. • Проведены структурные исследования в рамках интеграционной программы РАН по созданию новых конструкционных и функциональных материалов на базе нанотехнологий по изучению механизмов взаимодействия реагентов на этапах технологической цепочки синтеза функциональных композитных порошковых железосодержащих материалов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза с использованием механоактивированных прекурсоров (МА СВС). Исследования выполнены на дифрактометре, закупленном по Программе развития МГУ. • Проведены исследования механохимического взаимодействия в тройных системах при взаимодействии твердых и жидких металлов. Методами мессбауэровской спектроскопии, рентгеновской дифракции, электронной сканирующей и просвечивающей микроскопии проведены структурные исследования механохимического взаимодействия железа с жидкой эвтектикой Ga-In с образованием композитных частиц Fe-Ga-In. Изучены их морфологические и магнитные характеристики. Исследования выполнены на дифрактометре, закупленном по Программе развития МГУ. • Проведено исследование состояния длительной релаксации фольги сплава Pd-5.3ат.%In-0.5ат.%Ru после ее электролитического гидрирования. • Методами высокоразрешающей рентгеновской рефлектометрии, резер¬фордовского обратного рассеяния и спектральной эллипсометрии проведены исследования структурных изменений в приповерхностных слоях подложек Si(001), подвергнутых воздействию плотной гелиевой импульсной плазмы с энергией ионов 2-5 кэВ и дозой D = 6×1015 – 5×1017 см –2. Показано, что совместное применение указанных методов исследования позволяет опреде¬лить распределение плотности (z) по глубине слоя, его фазовое состояние и элементный состав. Установлено, что в результате обработки подложек кремния в гелиевой плазме при дозах 6×1016 см-2 вблизи поверхности формируется аморфизованный слой толщиной 20-30 нм с плотностью близкой к плотности кремния. С увеличением дозы ионов гелия происходит формирование внутреннего пористого слоя.
16 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)
Результаты этапа:
17 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)
Результаты этапа:
18 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)
Результаты этапа:
19 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)
Результаты этапа:
20 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Структурная эволюция самоорганизующихся твердотельных систем (на мезо- и атомарном уровнях)
Результаты этапа:

Статьи по НИР