авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

«Уральское отделение РАН Институт физики металлов УрО РАН Уральский государственнй университет VIII МОЛОДЕЖНАЯ ШКОЛА–СЕМИНАР ПО ПРОБЛЕМАМ ФИЗИКИ ...»

-- [ Страница 3 ] --

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных иссле дований (гранты 05-01-00240, 07-03-96069 Урал, 07-01-96091 Урал) и гранта Президента РФ МД 7106.2006.2.

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРА БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ СИСТЕМЫ Gd–Fe–B А.А. Низола Уральский государственный университет им. А.М.Горького, 620083, Екатеринбург, пр. Ленина, E-mail: Nizola1@rambler.ru В последние годы все более широкое распространение приобретают нанокомпозиционные быстрозакаленные магнитотвердые материалы на основе сплавов системы R F e B, применя емые в качестве порошкового наполнителя для постоянных магнитов.

В данной работе были исследованы структура и магнитные свойства нанокомпозиционных быстрозакаленных магнитотвердых материалов (БЗС) на основе сплавов системы Gd F e B.

БЗС были получены путем быстрого охлаждения расплава при спиннинговании по методу цен трифуги при варьировании скорости движения закалочной поверхности (VS ) в интервале м/с.

Данные объекты являются достаточно интересными для исследований, так как Gd является магнитоизотропным (L = 0), но при этом имеется достаточно сильное обменное взаимодействие между редкоземельной и железной подрешетками.

Были изучены зависимости коэрцитивной силы (i Hc ), намагниченности насыщения (s ), оста точной намагниченности (r ) от температуры отжига, температуры расплава (TL ) и скорости движения закалочной поверхности. Для корректного определения s измерялись петли гистере зиса в импульсных магнитных полях до 100 кЭ.

Атомная структура и фазовый состав изучались с помощью методов рентгеноструктурного и термомагнитного анализов. В некоторых быстрозакаленных составах было обнаружено форми рование метастабильной фазы GdF e7.

У всех подвергнутых спиннингованию сплавов величина i Hc имеет максимум как в зависимо сти от VS при фиксированной TL, так и от TL при неизменной VS. Для всех исследуемых составов i Hc имеет экстремум на интервале температур отжига 600900 C.

Работа выполнялась в рамках Программы поддержки научного потенциала вузов РФ (проект РНП.2.1.6945).

ИСТОРИЯ И СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ФИЗИКИ ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ И.О. Орлов Институт ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН, 630090, г. Новосибирск, пр. акад. Лаврентьева, E-mail: I.O.Orlov@inp.nsk.su Самые большие и самые маленькие объекты, доступные современной науке, изучаются в рам ках одного и того же направления физики физики высоких энергий, называемой также физи кой элементарных частиц.

С обнаружения протона и электрона в начале XX века и до настоящего времени открыто уже более трёх сотен элементарных частиц, правда, практически все они живут микроскопически малое время. Изучение законов взаимодействия, распада и синтеза частиц приведёт науку к пониманию механизмов, породивших окружающий нас мир именно таким, каким мы его видим.

Физика частиц позволяет рассматривать наш мир на так называемых планковских масштабах вплоть до масштабов 1035 м.

Одним из основных инструментов создания и изучения элементарных частиц являются уско рительные комплексы. В ускорителе при столкновении пучка частиц (электронов или протонов) с пучком их античастиц (позитронов, антипротонов) в результате аннигиляции рождаются новые частицы. Новорожденные попадают в детекторы, где и определяются их ключевые параметры и свойства энергия, импульс, заряд.

Самый большой в мире ускоритель LHC, Большой адронный коллайдер с периметром около 30 км расположен на границе Франции и Швейцарии в окрестностях Женевы. Там же строится самый большой детектор ATLAS. Также достойны внимания комплекс Tevatron в лаборатории им. Энрико Ферми (Чикаго, США), Стэнфордский линейный коллайдер (США), ускорители BaBar, KEK (Япония). В России исследования по физике частиц ведутся в Санкт–Петербурге (Петербургский институт ядерной физики) и Новосибирске (ИЯФ СО РАН, ускорительные ком плексы ВЭПП–4М, ВЭПП–2000, детекторы КЕДР, СНД, КМД).

Однако даже на самых современных ускорительных комплексах энергия частиц достигает только нескольких тераэлектронвольт (1012 эВ). Основной инструмент изучения частиц с гораздо большими энергиями наблюдение и анализ космических лучей.

Абсолютный рекорд по энергии зарегистрированной частицы сейчас принадлежит обсервато рии Fly’s Eye, штат Юта, США, и составляет 3 · 1020 эВ, что на 8 порядков выше, чем предел энергии ускорителей. Однако самая существенная проблема наблюдательной физики космиче ских лучей чрезвычайно низкая плотность потока подобных частиц. При энергии частиц выше 1017 эВ плотность потока уменьшается вплоть до значений порядка одной частицы на квадратный километр поверхности в год. Соответственно, для набора существенной статистики необходимы чрезвычайно большие площади регистрирующей аппаратуры и длительные эксперименты.

КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОННОЙ ЗОННОЙ СТРУКТУРЫ СУЛЬФИДОВ: CuS и ZnS Н.С. Павлов1, В.А. Галкин,1 И.А. Некрасов2, Э.З. Курмаев 1) Уральский государственный университет, 620083, Екатеринбург, ул. Куйбышева, 48а E-mail: nikenik@front.ru 2) Институт электрофизки УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, 3) Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, Численные методы расчета электронной структуры позволяют описывать свойства и опреде лять параметры соединений, объяснять экспериментальные данные. В данной работе проведена интерпретация SK и SLIIIII экспериментальных рентгеновских спектров сульфидов меди и цинка на основе расчета электронной структуры данных систем.

Электронная структура CuS рассчитана в приближении локальной электронной плотности (LDA), а ZnS методом LDA+U [1] в TB-LMTO-ASA подходе [2].

Сравнение плотности электронных состояний серы и экспериментальных спектров было про ведено с учетом экспериментального разрешения. По результатам сравнения было определено какими электронными состояниями образованы экспериментальные пики. В частности, в суль фиде меди, на рис. 1 (слева), 3s состояния серы (серая линия) образуют пик на –13.5 эВ, при мешиваясь на –3 эВ к 4s орбиталям меди, а 3p состояния серы (ченая линия) расположены на –3 эВ, гибридизуется на –3 эВ и –1 эВ с 4s и 3d состояниям меди соответственно. В сульфиде цинка, на рис. 1 (справа), 3s состояния серы (серая линия) находятся на –12.5 эВ, примешиваясь к 4s орбиталям меди на –5 эВ, а пик на –3 эВ в основном образован 3p состояними серы (ченая линия), который гибридизуется с 4s и 3d зоной меди на –3 эВ и –1 эВ соответственно. Получено хорошее согласие с экспериментом.

Рис.1 Сравнение экспериментальных спектров SK (черные кружки) и SLIIIII (серые кружки) c плотностью электронных 3s (серая линия) и 3p (ченая линия) состояний серы в суль фидах CuS (слева) и ZnS (справа) 1. V. Anisimov, F. Aryasetiawan, and A. Lichtenstien, J. Phys. Cond. Mat. 9, 767 (1997) 2. O. Andersen, Z. Pawlowska, and O. Japsen Phys. Rev. B 34, 5253 (1986) ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ПЛУТОНИЯ Ю.В. Пискунов1, В.В. Оглобличев1, А.Л. Бузлуков1, С.В. Верховский1, К.Н. Михалев1, А.В. Королев1, В.Е. Архипов1, Ю.Н. Зуев 1) Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург 620041, ул. С. Ковалевской, E-mail: piskunov@imp.uran.ru 2) РФЯЦ - ВНИИТФ, Снежинск, Россия В докладе будет представлен обзор свойств металлического плутония в сравнении с другими актиноидами и другими металлами периодической таблицы элементов. Плутоний имеет шесть аллотропических фаз, то есть шесть различных кристаллических структур. Он может более чем на 20% изменять объем в зависимости от температуры, давления и содержания примесей. Спо собность плутония образовывать соединения практически с любым элементом, пирофорность, множество окислительных состояний, крайне аномальное удельное сопротивление, сходство с тя желофермионными соединениями и с другими материалами с коррелированными электронами создают впечатление о плутонии как о самом загадочном и, как утверждают, самом интересном элементе периодической таблицы [1].

Особенностью P u является, естественно, его активность. Он подвергается самооблучению вследствие радиоактивного распада ядер, что приводит к повреждениям решетки и образова нию продуктов трансмутации, включающих другие актиноиды и гелий. Это создает определен ные трудности при экспериментальных исследованиях данного элемента, поскольку его свойства, электрические, магнитные и пр., существенно зависят от степени состаренности образца.

Электронные свойства плутония и сплавов на его основе интенсивно исследуются на про тяжении многих лет, имея в виду исключительное положение этих материалов в современных технологиях и в фундаментальной физике актинидов. В ряду актинидов P u находится между N p с явно выраженным зонным характером 5f электронов и Am, демонстрирующим дальний магнитный порядок. Богатая фазовая диаграмма плутония с шестью последовательными фазо выми превращениями, уникальные транспортные и магнитные свойства обусловлены, во многом, изменением степени локализации электронов 5f –оболочки в различных структурных состояниях P u.

Также в докладе на основе данных ЯМР 69 Ga [2-5] и статической магнитной восприимчивости обсуждается температурная зависимость спиновой восприимчивости сплава P uGa, относяще гося к области стабилизированной – фазы системы P u Ga. Сдвиг линии ЯМР (сдвиг Найта K) непереходного металла галлия определяется локальными магнитными полями, возникаю щими на ядре ЯМР зонда за счет спиновой поляризации, переданной c электронных f –оболочек соседних атомов актинида. Таким образом, изменение найтовского сдвига линии ЯМР K(Ga от ражает эволюцию с температурой вкладов различной природы (в том числе и от f – оболочек P u) в локальную спиновую восприимчивость s,loc 1. Challenges in Plutonium Science, Ed. Cooper N., Los Alamos Sci. 26, (2000) 2. Piskunov Yu. et al., Phys. Rev. B 71, 174410 (2005) 3. Verkhovskii S. et al., JETP Lett., 82, 139 (2005) 4. Piskunov Yu. et al., J. of Alloys and Compounds, 444-445, 325 (2007) 5. Verkhovskii S. et al., J. of Alloys and Compounds, 444-445, 288 (2007) ВЛИЯНИЕ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ НА ПРЫЖКОВУЮ ПРОВОДИМОСТЬ С ПЕРЕМЕННОЙ ДЛИНОЙ ПРЫЖКА А.А. Пронин Институт общей физики им. Прохорова РАН, 119991, Москва, ул.Вавилова, E-mail: apronin@hotmail.com Хотя история исследований механизмов прыжковой проводимости насчитывает более сорока лет, в этой области до сих пор осталось немало белых пятен, что связано в первую очередь с исключительной сложностью теоретического анализа соответствующих систем [1–3]. Несмотря на значительные успехи, связанные с использованием теории протекания, строгое обоснование полученного феноменологическим путем закона Мотта (T ) exp((T0 /T )n ) для прыжковой про водимости с переменной длиной прыжка наталкивается на значительные сложности, обуслов ленные отсутствием достоверной информации о параметрах локализованных состояний. В этой связи не вызывает удивления тот факт, что хотя закон Мотта с классическим показателем n = 1/4 неоднократно наблюдался в различных неупорядоченных системах, еще большее ко личество экспериментальных объектов демонстрирует различные отклонения от этого закона, включая не только отклонения от стандартных значений n = 1/4 и n = 1/3 (для двумерных – 2D объектов, таких как тонкие пленки аморфного германия или кремния), но и разнообразные кроссоверы, когда изменение какого-либо параметра приводит к изменению n при сохранении моттовского функционального вида зависимости (T ).

Сравнительно недавно нами было обнаружено, что изменение температуры синтеза образцов термобарически модифицированных карбинов [4] и фуллеритов C2N [5] сопровождается измене нием индекса n в законе Мотта от стандартного n = 1/4 до значений n 1/3 и даже n 1/2, соответствующих эффективной размерности пространства 2D и 1D (формально значение мот товского индекса записывается как n = 1/(d + 1), где d размерность пространства). Хотя одномерная прыжковая проводимость в теории протекания невозможна и значения n 1/2 обыч но связывают с влиянием кулоновских корреляций, в [5] была сформулирована альтернативная гипотеза, позволяющая объяснить феномен понижения эффективной размерности в законе Мот та. Согласно [5], такое поведение можно интерпретировать в рамках предположения о локально неоднородном распределении центров, между которыми происходят прыжки. При условии, что характерная длина прыжка оказывается порядка размера неоднородности, рост относительно го объема таких кластеров центров при изменении условий синтеза образцов может привести к непрерывному топологическому переходу от 1D к 3D проводимости. Отметим, что указанный механизм может отвечать за экспериментально наблюдаемые значения n 1/2 и в других неупо рядоченных полупроводниковых материалах.

1. Н. Мотт, Э. Дэвис. Электронные процессы в некристаллических веществах. М.: Мир, (1982).

2. Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос. Электронные свойства легированных полупроводников. М.:

Наука, (1979).

3. В.Ф. Гантмахер. Электроны в неупорядоченных средах. М.: Физматлит, (2005).

4. С.В. Демишев, А.А. Пронин и др. Письма в ЖЭТФ 78 (8), 984 (2003).

5. А.А. Пронин и др. ФТТ 48 (7) 1285 (2007).

КОНЦЕНТРАЦИОННАЯ ЗАВИСИМОСТЬ ТЕПЛОВЫХ СВОЙСТВ СОЕДИНЕНИЙ Gd1x Yx Ni А.В. Прошкин1, 1) Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, 2) Уральский государственный университет им. А.М. Горького, 620083, Екатеринбург, пр. Ленина, При большой концентрации редкоземельного элемента R (RN i2, RN i R3 N i), на атомах N i магнитный момент отсутствует, что объясняли постепенным заполнением 3d–полосы электрона ми с внешних оболочек атомов R [1]. Однако, последние данные по рентгеновскому магнитному круговому дихроизму покали, что 3d–полоса N i заполнена не полностью, а в соединениях GdN i [2] и GdN i [3] на атомах N i присутствует магнитный момент 0.2µB и 0.1µB соответственно.

В данной работе исследовалась серия соединений Gd1x Yx N i2 (x=0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0) и их немагнитные аналоги Lu1y Yy N i2. Образцы приготовлялись путем плавления в левитации в атмосфере аргона. Немагнитные аналоги готовились таким образом, чтобы молярная масса маг нитного и немагнитного соединения совпадали. Все образцы прошли аттестацию на однофазность металлографическим и рентгеновским методами.

80 GdNi Cp (Дж/моль К) a) Lu0.794Y0.206Ni Tc (K) а) Cp/T (мДж/моль К ) 20 б) 40T2 (K2) 0 Sm Sm GdNi Sm(theor) = R (1-x) ln(8) (мДж/моль К ) б) в) Рис. 5 Рис. Cm 0 50 100 150 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1, T (K) YNi GdNi2 X Gd На рис. 1а показаны температурные зависимости теплоемкости GdN i2 (Cp ) и Lu Lu0.794 Y0.206 N i2 (Cp ), на вставке отличие в значении линейной теплоемкости для этих изо Gd Lu структурных соединений. Путем вычитания кривой Cp из Cp, получен магнитный вклад в теп лоемкость (Cm ) (рис. 1б, открытые символы). Экспериментальное значение магнитного вклада в энтропию GdN i2 (Sm ) оказалось выше теоретического значения (рис. 1б, сплошная линия). С уве личением концентрации y происходит: уменьшение температуры Кюри Tc (рис. 2а);

уменьшение разницы экспериментального и теоретического значения Sm (рис. 2б);

немонотонное изменение при концентрациях y x=0.6, 0.8 (рис. 2в).

Увеличенное значение Sm, завышенное значение для магнитного вещества по сравнению с изоструктурным немагнитным соединением, было связано с наличием индуцированных спиновых флуктуаций в 3d подсистеме N i.

1. Duc N.H. and Brommer P.E. in Handbook of Magnetic Materials, vol. 12 (1999) 2. Mizumaki M., Yano K., Umehara I. PRB, 67, 132404 (2003) 3. Yano K., Umehara I., Sato K. and Yaresko A. Solid State Communication, 136, 67 (2005) ВЛИЯНИЕ ДЕФЕКТОВ СТРУКТУРЫ НА КРИТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВЕРДЫХ ТЕЛ ПРИ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДАХ ВТОРОГО РОДА П.В. Прудников Омский государственный университет им.Ф.М.Достоевского, 644077 Омск, пр. Мира, 55а E-mail: prudnikp@univer.omsk.su Все материалы содержат дефекты структуры, поэтому актуальной является задача изуче ния влияния дефектов структуры на поведение системы вблизи температуры фазового перехода второго рода. В настоящей работе представлено теоретическое описание влияния дефектов струк туры на характеристики распространения ультразвука в неупорядоченных трехмерных изинго подобных системах. Показано, что наличие дефектов структуры приводит к более сильному, чем для однородной системы, увеличению коэффициента поглощения и дисперсии скорости звука по мере приближения к критической температуре уже в гидродинамической области. В критиче ской области для структурно неупорядоченных систем должна наблюдаться как более сильная частотная, так и температурная зависимость акустических характеристик по сравнению с их од нородными аналогами. Результаты расчетов представлены в виде температурных зависимостей характеристик ультразвука для однородных и неупорядоченных систем [1].

Для решения фундаментальной задачи об универсальном характере критического поведе ния для структурно неупорядоченных систем были осуществлены уникальные численные Монте Карло исследования критического поведения трехмерной неупорядоченной ферромагнитной мо дели Изинга в широкой области изменения концентрации примеси. С помощью метода конечно размерного скейлинга для восприимчивости и корреляционной длины впервые были определе ны скейлинговые функции, демонстрирующие универсальное поведение в критической области, а также с использованием поправок к скейлингу были вычислены критические температуры и статические критические индексы [2]. На основе выявленных концентрационных изменений скейлинговых функций и значений критических индексов сделан вывод о существовании двух универсальных классов критического поведения разбавленной модели Изинга с различными ха рактеристиками для слабо и сильно неупорядоченных систем, отличающимися от характеристик критического поведения однородных систем.

Для изучения влияния эффектов корреляции дефектов было проведено компьютерное иссле дование критического поведения трехмерной модели Изинга и XY-модели со случайно распре деленными линейными дефектами. Для определения динамического и статических критических индексов применен метод коротковременной динамики, позволяющий определять характеристи ки критического поведения систем на ранних этапах релаксации системы. Сопоставление показа ло хорошее согласие полученных значений динамического и статических критических индексов [3] с результатами проведенных ранее теоретико-полевых ренормгрупповых расчетов в рамках обобщенной модели Вейнриба-Гальперина для дефектов структуры с дальнодействующей про странственной корреляцией [4].

Исследования поддержаны грантом МК-8738.2006.2 программы Президента РФ.

1. Прудников П.В., Прудников В.В., Носихин Е.А., ФММ, 104, 235 (2007).

2. Прудников В.В., Прудников П.В., Вакилов А.Н. и др., ЖЭТФ, 132, 417 (2007).

3. Prudnikov V.V., Prudnikov P.V., Zheng B., et.al., Progr.Theor.Phys., 117, 973 (2007).

4. Prudnikov V.V., Prudnikov P.V., Fedorenko A.A., Phys.Rev. B 62, 8777 (2000).

СТОХАСТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДИНАМИКИ ИОННЫХ КАНАЛОВ В СЕРДЕЧНОЙ КЛЕТКЕ А.С. Москвин1, А.М. Рывкин1,2, В.С. Мархасин2, О.Э. Соловьева 1) Уральский государственный университет, 620083, г. Екатеринбург, Ленина, 2) Институт иммунологии и физиологии УрО РАН, 620219, г. Екатеринбург ул. Первомайская, E-mail: alex-ryvkin@yandex.ru В течение сердечного цикла для обеспечения сократительной активности клетки необходимо изменение концентрации кальция Ca2+ на порядок величины в результате сложного процесса называемого кальцием вызванное высвобождение кальция (КВВК). Ионы кальция концентриру ются в гигантском белковом контейнере, называемом саркоплазматическим ретикулюмом (СР).

Высвобождение ионов имеет триггерный характер, обусловленный поступлением в клетку отно сительно небольшого количества Ca2+ из внеклеточной среды через сарколеммальные каналы L– типа. Затем после поступления сигнала, как показывают эксперименты [1], происходит открытие рианодиновых каналов (RyR–каналы), связанных непосредственно с СР, Ca2+ высвобождается из СР и поступает на контрактильные элементы, белки, отвечающие за механическое сокращение клетки. После сокращения Ca2+ поступает обратно в СР.

Основной целью нашей работы было создание достаточно простой модели, описывающей ди намику как одиночного RyR–канала, так и кластера взаимодействующих RyR–каналов. Основ ные результаты экспериментов по наблюдению за поведением RyR-каналов заключается в сле дующем: 1) динамика открытия–закрытия одиночного канала имеет стохастический характер;

2) существенное высвобождение Ca2+ через кластеры связанных каналов происходит локальным образом, т.е. наблюдаются долгоживущие спарки на решетке RyR–каналов.

В данной работе нами предложена электронно-конформационная модель RyR–решетки [2], в рамках которой не рассматриваются детали молекулярного устройства каналов, а все сложные степени свободы изолированного RyR–канала сведены всего лишь к двум, условно названным электронной (медленная, безынерционная) и конформационной (быстрая). Идеи нашей модели основываются на теории фотоиндуцированных фазовых переходов в конденсированном состоя нии.

В рамках электронно-конформационной модели нами было описано поведение изолирован ного RyR–канала как в стационарных условиях, так и при Ca2+ стимуляции. Были проведены компьютерные эксперименты по изучению поведения RyR–решетки на примере кластера 1111, вследствие которых были выявлены несколько режимов стохастической динамики каналов, кото рые зависят от скорости заполнения СР и скорости высвобождения люменального Ca2+. Выяв лена мода поведения системы, соответствующая условиям образования длительных спарков при высвобождении Ca2+ из СР.

Электронно–конформационная модель способна описать все известные на сегодняшний день особенности проводимости RyR–каналов и поведения RyR–решетки. Также модель может быть использована для соответствующей модели Марковских цепей для понимания физического смыс ла переходов из одного состояния системы в другое и для оценки определенных вероятностей переходов.

Работа поддержана грантом The Wellcome Trust, RFBR Grants Nos.05-04-48352, 07-04-96126.

1. Stern M.D., Biophys. J., V. 63 (1992) 2. Moskvin A.S. et al. // Doklady Biochemistry and Biophysics, Vol. 400 ( 2005) ЛАБОРАТОРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДА EXAFS–СПЕКТРОСКОПИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РЕНТГЕНОВСКОГО СПЕКТРОМЕТРА РАС– Ю.А. Саламатов, И.П. Омельков, Ю.А. Бабанов Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: salamatov_yu@mail.ru EXAFS (Extended X–ray Absorption Fine Structure) является методом исследования локаль ной атомной структуры вещества, основанным на математической обработке протяжённой тонкой структуры рентгеновских спектров поглощения. Как правило, эти спектры получают с помощью синхротронного излучения (СИ), что связано с его высокой интенсивностью и стабильностью. Но есть ряд структурных задач, которые могут быть решены в лабораторных условиях, используя тормозное излучение обычной рентгеновской трубки. Для решения таких задач и предназна чен рентгеновский абсорбционный спектрометр РАС–1 первый серийный отечественный спек трометр, предназначенный для получения рентгеновских спектров поглощения в лабораторных условиях [1].

РАС–1 построен на базе стандартного рентгеновского дифрактометра ДРОН–4. Вместо сто лика образца на гониометр устанавливается специальная приставка для фокусировки и моно хроматизации рентгеновского пучка. Образец помещается на плече гониометра между двумя детекторами, которые измеряют интенсивность первичного и прошедшего через образец пучков.

При выпуске с завода РАС–1 имел систему автоматизации, включающую два крейта КАМАК и управляющую микро–ЭВМ Электроника–60. В связи с выходом из строя ЭВМ эту систему пришлось изменить. Для этого была написана программа для управления КАМАКом непосред ственно с компьютера класса IBM–PC. Программа состоит из двух частей (драйвер управления оборудованием и графическая оболочка) и позволяет работать с отдельными узлами спектромет ра или реализовывать различные измерительные методики.

Пучок рентгеновской трубки имеет малую интенсивность и большую расходимость (по срав нению с СИ). Поэтому необходимо сфокусировать пучок на образце, повысив, тем самым, его интенсивность до максимально возможных значений. Для этого проводилась юстировка спек трометра, основным этапом которой является настройка приставки со специальной системой из гиба кристалла–монохроматора. Юстировка обязательна при смене кристалла–монохроматора или рентгеновской трубки.

После автоматизации и юстировки, для проверки работоспособности прибора был снят спектр поглощения K–края образца поликристаллической меди.

Рис.1 Спектр поглощения K-края поликристаллической меди На рис.1, линия эталонный спектр, снятый на синхротроне ESRF, в Гренобле;

пунктир спектр, полученный на РАС–1. Кривые хорошо согласуются;

это показывает, что с помощью лабораторного спектрометра можно получать спектры поглощения, сравнимые по качеству с синхротронными.

1. Бабанов Ю.А., Рентгеновские методы исследования атомной структуры аморфных тел. Часть 2. Изд-во Удм. ун-та (1995) МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ПОЛЗУЧЕСТИ В ГЦК МЕТАЛЛАХ И ДИСПЕРСНО–УПРОЧНЕННЫХ МАТЕРИАЛАХ М.Е. Семенов, С.Н. Колупаева Томский государственный архитектурно–строительный университет, 634003, Томск, пл. Соляная, E-mail: isthis@yandex.ru С использованием математической модели пластической деформации механизмами скольже ния [1] проведено исследование процессов пластической деформации и эволюции деформацион ной дефектной среды ГЦК металлов и дисперсно–упрочненных материалов в условиях ползуче сти при постоянном напряжении и постоянной нагрузке (в условиях растяжения и сжатия).

Математическая модель вклюает систему обыкновенных дифференциальных уравнений (ОДУ) баланса деформационных дефектов (сдвигообразующих дислокаций, дислокаций в дипольных конфигурациях вакансионного и межузельного типа, межузельных атомов, моно– и бивакансий, для дисперсно–упрочненных материалов дополнительно призматических петель вакансионного и межузельного типа), а также уравнение, определяющее приложенное воздействие, и уравнение для скорости ползучести (использовано в различных вариантах). Задача, которая возникает при численном интегрировании ОДУ, является жесткой, поэтому необходимо использование адекват ных жесткоустойчивых численных методов. Кроме этого дополнительно на алгоритм численного решения системы ОДУ накладываются ограничения, связанные с физическими особенностями решаемой задачи (неотрицательность переменных математической модели, контроль выхода на режим, близкий к стационарному и пр.). В качестве основного расчетного метода выбран неявный жесткоустойчивый метод Гира переменного порядка [2]. Была проведена модификация исполь зуемого численного метода и его тестирование, разработаны и включены в программу SPFCC [3] дополнительные программные модули, реализующие систему ОДУ модели для условий ползуче сти.

В рамках сформулированной математической модели проведены расчеты с использованием значений параметров, характерных для ГЦК металлов (медь, никель, алюминий) и дисперсно– упрочненных материалов на их основе. Полученные результаты моделирования вместе с полным набором значений параметров модели, описанием дефектов и механизмов, учтенных пользовате лем при формировании модели, сохраняются в базе данных.

Кривые ползучести, полученные для постоянной нагрузки, существенно отличаются от кри вых ползучести, полученных для постоянного напряжения. Кроме стадии I неустановившейся ползучести и следующей за ней стадии II с приблизительно постоянной скоростью деформации, которую можно условно отождествить со стадией установившейся ползучести, при постоянной нагрузке (растяжение) появляется еще и стадия III с катастрофически нарастающей скоростью.

Работа выполнена в рамках гранта Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых кандидатов наук в 2007 году МК-2007 (грант № МК 2425.2007.8).

1. Колупаева С.Н., Вихорь Н.А., Семенов М.Е. Математическая модель и комплекс программ для исследования пластической деформации скольжения в ГЦКматериалах. Материалы IX международной конференции Интеллектуальные системы и компьютерные науки, 2, 150– 153 (2006) 2. Gear C.W., Numerical Initial Value Problem in Ordinary Dierential Equations, Prentice–Hall Inc.

(1971) 3. Программа для ЭВМ Slip Plasticity of Face–Centered ubic v1.0 (SPFCC): свидетельство № РосПатент;

заявл. 26.07.05;

зарег. 12.09. ИССЛЕДОВАНИЕ СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МОЛИБДЕНА, ПОЛУЧЕННОГО КРУЧЕНИЕМ ПОД ВЫСОКИМ ДАВЛЕНИЕМ А.В. Сергеев1, В.В. Попов1, Г.П. Грабовецкая2, И.П. Мишин 1) Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: vpopov@imp.uran.ru 2) Институт физики прочности и материаловедения СО РАН, 634021, Томск, пр. Академический,2/ Методами электронной микроскопии и эмиссионной мессбауэровской спектроскопии выпол нено исследование границ зерен субмикрокристаллического молибдена, полученного кручением под высоким давлением.

Проведенное исследование показало, что в процессе интенсивной пластической деформации молибдена методом кручения под высоким давлением формируется градиентная по радиусу зеренно–субзеренная субмикрокристаллическая структура. В центре дисков средний размер кри сталлитов составляет 0.45 мкм и приблизительно половина границ кристаллитов являются ма лоугловыми. На середине диаметра дисков средний размер кристаллитов уменьшается до 0. мкм, и большинство границ большеугловые и высокоэнергетические. Исследования влияния отжигов на структуру молибдена, деформированного кручением под высоким давлением, пока зало, что отжиги при температурах ниже 1173K практически не оказывают влияния на размеры элементов структуры субмикрокристаллического молибдена.

На рисунке 1 приведен эмиссионный ЯГР спектр 57 Co (57 F e) в субмикрокристаллическом молибдене.

Рис.1 Эмиссионный ЯГР спектр 57 Co (57 F e) в субмикрокристаллическом M o. Цифрами обозначены компоненты спектра В этом спектре можно выделить две одиночные линии лоренцевой формы. На основании резуль татов предыдущих исследований [1] можно заключить, что линию с большим значением изомер ного сдвига (компонента 1) формируют мессбауэровские атомы, локализованные в ядре границ зерен, а линию с более низким изомерным сдвигом (компонента 2) атомы, локализованные в приграничных участках кристаллитов.

Проведенное исследование показало, что изомерный сдвиг компоненты 2, которая связана с мессбауэровскими атомами, расположенными в приграничных участках матрицы, составляет 0.31 мм/с, что значительно меньше изомерного сдвига 57 Co в регулярной решетке M o, равного 0.047 мм/с по данным [1]. Это показывает, что электронная плотность на ядре мессбауэровско го изотопа в приграничных участках субмикрокристаллического молибдена меньше, чем в регу лярной решетке молибдена, что косвенно свидетельствует о том, что в данном случае влияние сегрегации примесей внедрения в приграничных участках молибдена превалирует над влиянием вакансий, генерируемых в процессе интенсивной пластической деформации.

Работа выполнена по плану РАН (тема № г.р. 01.2.006 13391) при частичной поддержке РФФИ (07-03-00070) и УрО и СО РАН (интеграционный проект).

1. Кайгородов В.Н., Клоцман С.М., Колосков В.М., Татаринова Г.Н. ФММ, 66, 958-965 (1988) РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОЕ И ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИЗУЧЕНИЕ БОРОКАРБИДА МАГНИЯ, ЛЕГИРОВАННОГО ЛИТИЕМ Н.А. Скориков1, Э.З. Курмаев1, Л.Д. Финкельштейн1, М.В. Яблонских1,2, А. Мувес2, Т. Мори 1) Институт физики металлов УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: skorikov@ifmlrs.uran.ru 2) Department of Physics and Engineering Physics, University of Saskatchewan, Saskatoon, SK S7N 5E2, Canada 2) National Institute for Materials Science, Nanoscale Materials Center, Namiki 1-1, Tsukuba, 305-0044, Japan После открытия сверхпроводимости в слоистом MgB2, большой интерес вызывают и дру гие слоистые боросодержащие соединения. На основании теоретических расчетов электронной структуры MgB2 C2, было предсказано, что в результате дырочного допирования возможно воз никновение высокотемпературной сверхпроводимости в этом соединении вследствие повышения плотности состояний на уровне Ферми [1]. Легирование MgB2 C2 литием действительно привело к переходу металл-изолятор, но сверхпроводящих свойств обнаружено не было [2].

Полнопотенциальным методом линеаризованных присоединенных плоских волн (FPLAPW) [3] рассчитана электронная структура слоистых соединений M gB2 C2 и (M g Li)B2 C2 и ис следованы рентгеновские C K– эмиссионные и C1s–абсорбционные спектры этих соединений.

Расчет электронной структуры (M g Li)B2 C2 проводился для состава M g1/2 Li1/2 B2 C2 с модель ной кристаллической структурой: в структуре M gB2 C2 половина атомов магния была замещена литием, а параметры элементарной ячейки были выбраны в соответствии с определенными экс периментально для (M g Li)B2 C2 [2]. Замещение ионов M g 2+ на Li1+ приводит к уменьшению межслоевого притягивающего потенциала, что вызывает повышение энергии – зоны подрешетки анионов относительно.

Показано, что замещение части атомов магния литием приводит не только к понижению энергии уровня Ферми в рамках модели жесткой зоны, но также вызывает изменения во взаимном расположении – и – зон, что нарушает условия для переноса заряда.

Работа выполнена при поддержке гранта УрО РАН для молодых ученых.

1. N. Harima, Physica С 378-381 (2002) 18.

2. T. Mori, J. Phys. Soc. Jpn. 71 (2002) 323.

3. P. Blaha, K. Schwarz, G. K. H. Madsen, D. Kvasnicka and J. Luitz, WIEN2k, An Augmented Plane Wave + Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties (Karlheinz Schwarz, Techn. Universitat Wien, Austria) НЕЛИНЕЙНЫЕ АКУСТИЧЕСКИЕ ЛОКАЛИЗОВАННЫЕ ВОЛНЫ В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ В.В. Смагин, М.А. Борич, А.П. Танкеев Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, E-mail: smagin@imp.uran.ru Важным направлением современных исследований нелинейных эффектов в твердых телах яв ляется изучение особенностей распространения пикосекундных акустических импульсов. Их ис пользование открывает овые возможности в акустической спектроскопии, нелинейной и приклад ной акустике. В этой области наибольший интерес представляют солитонные и солитоноподоные сценарии распространения указанных импульсов. В последние годы с помощью пикосекундной звуковой техники удалось наблюдать формирование акустических солитонов в ряде материа лов, в частности, в кремнии, окиси магния, –кварце и сапфире. Изменение формы акустиче ского нелинейного импульса в указанных системах удовлетворительно описывалось уравнением Кортевега–де Вриза (КдВ) [1, 2, 3]. Кроме структуры солитонов и их собственных динамических свойств, для приложений интересны особенности их взаимодействия с другими подсистемами твердого тела, в частности, электронной (см., например, [4, 5]), спиновой [6] и другими.

В рамках обобщенного уравнения Буссинеска получен и детально исследован новый класс нелинейных акустических локализованных двухпараметрических состояний [7]. Показано, что три главных параметра задачи (модули упругости, описывающие квадратичную и кубическую нелинейности, и дисперсия, меняющаяся в шировких пределах) определяют необходимые условия реализации этого класса распределений. На плоскости двух параметров ( пьедестал распреде ления и его ширина) построены области раелизации полученных состояний. В зависимости от характера нелинейностей (соотношений между величинами модулей упругости третьего и чет вертого порядка) а также их знаков в системе возможно распространение состояний (импульсов) сжатия или растяжения. Границы этих областей соответствуют параметрам, определяющим ста тические распределения деформаций. За пределами указанных областей в анализируемой системе возможно существование периодических (или кноидальных) распределений.

Полученные результаты могут быть использованы для интерпретации экспериментальных данных по структуре и динамическим свойствам локализованных акустических состояний, в том числе и солитонов в твердых телах.

Работа выполнена по плану РАН в рамках темы 01.2.006 1. Hao H.–Y., Maris H.J. PRB, 64, 064302 (2001) 2. Muskens O.L., Dijkhuis J.I., PRB, 70, 104301 (2004) 3. Singhsomroje W., Marris H.J., PRB, 69, 174303 (2004) 4. Muskens O.L., Akimov A.V., Dijkhuis J.I. PRL, 92, 035503 (2004) 5. Matsuda K., Hatakenaka N., Takayanagi N., Sakuma T. Appl. Phys., 81, 2698 (2002) 6. Бугай А.Н., Сазонов С.В. ФТТ, 49, 113 (2007) 7. Смагин В.В., Борич М.А., Танкеев А.П. ФММ, (в печати) СУБМИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА НИОБИЯ ПОСЛЕ ИНТЕНСИВНОЙ ПЛАСТИЧЕСКОЙ ДЕФОРМАЦИИ А.В. Столбовский, В.В. Попов, Е.Н. Попова Институт физики металлов УрО РАН, 620041 Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, E-mail: Stolbovsky@imp.uran.ru Изучены возможности получения наноструктурного ниобия при интенсивной пластической деформации (ИПД) с применением методов равноканального углового прессования (РКУП), кру чения под высоким давлением (КВД) и комбинация этих методов.

В исследовании использовались прутки поликристаллического технически чистого N b (99.9%) с начальным размером зерна около 20 мкм, подвергнутые равноканальному угловому прессова нию с различным числом проходов: 2, 5 и 16. Для удобства обозначим их как: РК–0 (поликристал лический), РК–2, РК–5 и РК–16 в соответствии с числом проходов. От каждого прутка отрезали диски толщиной 0.5 мм, которые подвергали кручению на 5 оборотов под нагрузкой 4.0 ГПа со скоростью 0.3 об/мин. Структуру образцов изучали в просвечивающем электронном микроскопе JEM–200CX.

Во всех образцах после РКУП образовалась ячеистая структура со значительной неоднород ностью по размерам ячеек. В образце РК–2 наблюдались в основном сильно вытянутые ячейки, шириной 100–300 нм и длиной до 700 нм. С увеличением числа проходов до 5 количество сильно вытянутых ячеек уменьшается, хотя они все–таки наблюдаются. Преобладают участки с более равноосными ячейками, размерами порядка 250 нм, а плотность дислокаций в них становится несколько больше. В образце РК–16 с максимальным количеством проходов структура несколько измельчается. Есть участки с вытянутыми ячейками размерами 80–280 нм. Однако, сохраняются и области с такими же крупными сильно вытянутыми ячейками, как в предыдущих образцах.

Внутри ячеек наблюдается контраст, соответствующий структуре с высокой плотностью дислока ций. На электронограммах для образцов с 2 и 5 проходами присутствуют в основном отражения только от отдельных плоскостей, а на электронограммах образца РК–16 уже видны неполные дебаевские кольца, и не наблюдаются участки, где бы присутствовало отражение от одной или нескольких плоскостей. На темнопольных изображениях для всех образцов наблюдаются области с небольшим изменением контраста.

Эти образцы подвергались кручению под высоким давлением. Из электронно– микроскопи ческих снимков видно, что зеренная структура в образцах РК–0 + КВД и РК–2 + КВД сфор мировалась не полностью. Сохраняются ячейки размерами от 80 до 200 нм для РК–0 и от 70 до 170 нм для РК–2. Однако, уже не встречаются участки с преимущественным удлинением ячеек в каком-либо направлении. Внутри ячеек наблюдается контраст, указывающий на значительные внутренние напряжения и характерный для образцов, подвергнутых КВД. Есть и области со сформировавшейся зеренной структурой. В этих областях границы тоньше, а разориентировка большеугловая.

В образце РК–5, подвергнутом комплексной обработке (РКУП + КВД), в основном сформи ровалась зеренная структура, хотя и в нем сохраняются области с ячеистой структурой, имею щие малую разориентировку. В образце РК–16 + КВД границы зерен тонкие, электронограммы кольцевые, а размеры зерен составляют порядка 100–120 нм, но даже в этом образце сохраняются области с ячеистой структурой.

Таким образом, сочетание двух видов интенсивной пластической деформации РКУП и КВД оказывает некоторое влияние на формирование нанокристаллической структуры нио бия, но даже самая большая предварительная деформация РКУП не приводит к формированию идеальной нанокристаллической зеренной структуры ниобия.

Работа выполнена по плану РАН (тема № г.р. 01.2.006 13391) при частичной поддержке РФФИ (07-03-00070) и УрО и СО РАН (интеграционный проект).

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ ПИРОКСЕНОВ НОВОГО КЛАССА НИЗКОРАЗМЕРНЫХ МАГНЕТИКОВ С.В. Стрельцов 1) Институт физики металлов УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: streltsov@optics.imp.uran.ru Пироксены с общей формулой AT M X2 O6, где A щелочной элемент, T M трехвалентный ион переходного металла, а X Si или Ge, широко известны в геологии и минералогии. Они являются одним из основных составляющих скалистых пород земной коры. Кроме того пироксены были обнаружены на Луне и в метеоритах. Для физики кондесированного состояния пироксены представляют интерес в первую очередь из–за необычных магнитных свойств.

В данной работе были выполнены зонные расчеты электронных и магнитных свойств пирок сенов (с T M = T i, V, Cr, M n, F e) в рамках метода LSDA+U. Было показано, что анизотропный характер орбитального упорядочения приводит к появлению спиновой-щели в спектре магнит ных возбуждений в соединении N aT iSi2 O6. Представлен детальный анализ различных вкладов во внутрицепочечное обенное взаимодействие, выполненный как аналитически, в рамках теории возмущений, так и численно на основе результатов зонных расчетов. Показано, что антиферомаг нитный t2g t2g обмен постепенно уменьшается при переходе от T i к F e. В случае хромовых пи роксенов он практически компенсируется ферромагнитным взаимодействием между наполовину заполненными t2g и пустыми eg орбиталями. Небольшие различия в кристаллической структуре определяют результирующий характер взаимодействия, и соединения LiCrSi2 O6 и N aCrSi2 O являются антиферроманетиками с малой TN, в то время как N aCrGe2 O6 оказывается ферромаг нетиком. Сочитание ферромагнетизма, присущего N aCrGe2 O6, и изоляторного типа электронной структуры, характерного для всех пироксенов является редким явлением среди оксидов переход ных металлов. Дальнейшее увеличение полного числа электронов в пироксенах на основе M n и F e приводит к заполнению eg под-оболочки и к антиферромагнетизму t2g eg вклада и полно го обменного взаимодействия в данных соединениях. Другой интересной особенностью является сильная поляризация кислородных состояний в железных пироксенах. Как правило подобными эффектами принебрегают, но в железных пироксенах он приводит к уменьшению полного обмена на 2/3.

Последней и, возможно, наиболее важной особенностью пироксенов является тот факт, что они представляют новый класс мультиферроиков.

1. S. Jodlauk, P. Becker, J.A. Mydosh, D.I. Khomskii, T. Lorenz, S.V. Streltsov, D.C. Hezel, L. Bohaty J. Phys.: Condens. Matter, 19, 432201 (2007) 2. S.V. Streltsov, D.I. Khomskii отправлено в Phys. Rev. B ИССЛЕДОВАНИЕ ЗАВИСИМОСТИ ПРЕДЕЛЬНОГО ПЕРЕОХЛАЖДЕНИЯ ЛЕННАРД–ДЖОНСОВСКОЙ ЖИДКОСТИ ОТ ЧИСЛА ЧАСТИЦ В МОДЕЛИ С.А. Суханов, В.Г. Байдаков, С.П. Проценко Институт теплофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: stas.sukhanov@gmail.com Малые жидкие капли металлов хорошо переохлаждаются. В экспериментах величины пере охлаждения достигали порядка 100 К [1]. Высокие степени переохлаждения достигались очист кой веществ от примесей, что связано со значительными технологическими трудностями. Тем не менее, есть возможность исследования больших переохлаждений жидкости с помощью ком пьютерного эксперимента, в котором чистота вещества может быть легко задана входящими параметрами.

Для проведения расчетов был выбран метод молекулярной динамики. На первом этапе в ка честве исследуемого вещества выступал аргон, взаимодействие атомов которого моделировалось потенциалом Леннард–Джонса. Исследуемые системы представляли собой кубическую ячейку, содержащую N1 = 2048 и N2 = 8788 частиц, на границы которой накладывались циклические (периодические) граничные условия. Для получения фазового перехода заход в область пере охлажденного состояния осуществлялся изотермическим сжатием.

При температуре равной T = 0.85 с метастабильной области были получены состояния, в которых каждая из исследуемых систем находилась в равновесии на протяжении необходимого для эксперимента времени. Данные состояния использовались как стартовые для более глубокого захода в местабильную область, где времена жизни переохлажденной жидкости составляли от 50 до 200 нс.

В опыте при заданном значении температуры и плотности в сериииз 10–20 реализаций опре делялось среднее время жизни переохлажденной жидкости, т.е. среднее время ожидания появ ления в системе первого жизнеспособного зародыша. По заданному значению объема жидкости V и рассчитанному значению определялась частота нуклеации J = ( )1. При заданном числе частиц N прослежена зависимость J() от величины сжатия p, а также при заданном сжатии p определена зависимость J() от числа частиц системы.

1. Скрипов В.П., Коверда В.П. Спонтанная кристаллизация переохлажденной жидкости, 124, Наука (1984) ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ КОНТРОЛЯ КАЧЕСТВА ВТСП–СЛОЕВ СВЕРХПРОВОДЯЩИХ КАБЕЛЕЙ ВТОРОГО ПОКОЛЕНИЯ А.В. Телегин1, Ю.П. Сухоруков1, Е.А. Ганьшина2, О.В. Мельников 1) Институт физики металлов УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: telegin@imp.uran.ru 2) Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, 119899, Москва Применение ВТСП-материалов в технике предполагает создание на их основе длинномерных сверхпроводников различных форм. Быстрыми темпами развивается технология сверхпроводя щих кабелей 2-го поколения, способных функционировать при температуре жидкого азота, которые представляют собой текстурированные металлические ленты толщиной 50–100 mkm из N i сплава с нанесенным на них защитным буферным слоем и эпитаксиальным слоем сверхпро водника Y Ba2 Cu3 O7. Для осаждения буферных и ВТСП-слоев была использована технология химического осаждения из паровой фазы металлорганических соединений (MOCVD).

В работе на битекстурированной ленте сплава N i5%W толщиной 60 mkm была получена эпи таксиальная гетероструктура Y Ba2 Cu3 O7 /La1.75 Ba0.25 CuO4 /La0.8 Ba0.2 M nO3 (толщина сло ев соответственно: 300, 200 и 20 nm). Отжиг в атмосфере кислорода пленок буферного слоя La0.8 Ba0.2 M nO3, нанесенного на ленту N i сплава, показал, что компенсация кислородных ва кансий играет более важную роль в формировании оптических и магнитооптических свойств слоя, чем напряжения в интерфейсе пленка-подложка. Вид спектра отражения буферного слоя после отжига соответствует виду спектра монокристалла La0.8 Ba0.2 M nO3, что свидетельствует о содержании кислорода близком к стехиометрическому составу [1].

Температурные зависимости экваториального эффекта Керра и коэффициента отражения света пленок при фиксированной длине волны позволяют оценить TC и температуру оптического отклика на переход металл-изолятор в буферном слое на основе манганита лантана. Критические температуры перехода в сверхпроводящее состояние (Tкр ) пленки Y Ba2 Cu3 O7 (001), определен ные по точке перехода в диамагнитное состояние в зависимости (T ), показали, что положение Tкр практически совпадает с началом резкого температурного изменения коэффициента отра жения света R(T ) при 82 K [1]. Такое явно выраженное изменение в отражении можно связать с появлением сверхпроводящей фазы в пленке, но данная интерпретация требует дальнейшей экспериментальной проверки, так как, по-видимому, есть сильная зависимость поведения R(T ) от кристаллического качества c–ориентации ВТСП–cлоя.

Таким образом, применение отражательных и магнитооптических методов позволяет развить методику бесконтактного контроля качества буферных слоев и слоев ВТСП для сверхпроводящих кабелей 2-го поколения непосредственно в ходе их производства.

Работа выполнена при поддержке программы ОФН РАН и Президиума УрО РАН Новые материалы и структуры, РФФИ (Грант № 07-02-00068) 1. Горбенко О. Ю., Кауль А. Р., Сухоруков Ю. П. и др. ФММ, 104, №8 (2007) СТРУКТУРА И ПРОВОДИМОСТЬ СИСТЕМЫ Cux TiSe А.А. Титов1, А.И. Меренцов2, А.Н. Титов 1) Уральский Государственный университет УрГУ, 620083 Екатеринбург, ул. Куйбышева, 48–а 2) Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: a.a.titov@mail.ru Система Cux T iSe2 интересна, главным образом, тем, что в ней обнаружено сосуществование волны зарядовой плотности и сверхпроводимости в определённой области концентрации меди и температуры. Во всех работах, предшествующих данной, утверждается, что предел растворимо сти меди в диселениде титана составляет одиннадцать мольных процентов, при этом во многих работах не указываются условия синтеза образцов.

В работе установлен предел растворимости меди, он составил 80 мольных процентов. Получе ны и обсуждаются с использованием зонной модели концентрационные зависимости параметров элементарной ячейки образцов системы Cux T iSe2. Также методом газотранспортных реакций нам удалось получить монокристаллы, предельная концентрация меди в них - 58 мольных про центов. Тот факт, что предел растворимости меди в нашей работе намного выше, чем в работах предшественников, объясняется альтернативным методом синтеза, используемым нами. При 4. K T 300 K ни в одном монокристаллическом образце не было обнаружено сверхпроводи мости. На всех температурных зависимостях электросопротивления вблизи 110 К наблюдалась особенность, вероятно, связанная с переходом в состояние с волной зарядовой плотности.

ТЕРМОДИНАМИКА ИНТЕРКАЛАТНЫХ МАТЕРИАЛОВ С ПОЛЯРОННЫМ ТИПОМ НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА А.Н. Титов Институт физики металлов УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: Alexander.titov@usu.ru Характерной особенностью термодинамики материалов с поляронным типом локализации но сителей заряда является необходимость учёта электронного вклада в термодинамические функ ции. Это обстоятельство приводит к ряду нетривиальных особенностей фазовых диаграмм такого рода материалов. Среди них наличие областей неустойчивости однородного состояния, приводя щее к присутствию на фазовой диаграмме двух критических точек, обратимое разупорядочение примеси при охлаждении и пр.


В качестве возможных причин такого необычного поведения рассматривались две возможно сти.

Во–первых, это может быть сдвиг уровня Ферми под воздействием умеренных по амплиту де изменений внешних термодинамических параметров температуры, давления, концентрации примеси. Если направление сдвига противоречит второму началу термодинамики, то следует ожидать скачкообразного перехода первого рода с разбиением на фазы или фракции, отличаю щиеся значениями термодинамических переменных.

Во–вторых, причиной первого рода перехода может стать неустойчивость решётки, вызван ная изменением диэлектрической проницаемости вследствие изменения плотности состояний на уровне Ферми. Действительно, усиление степени локализации поляронов может приводить к кол лапсу поляронной зоны и, следовательно, увеличению плотности состояний на уровне Ферми. По следняя величина прямо пропорциональна диэлектрической проницаемости свободных носителей заряда. Следовательно, локализация поляронов обеспечивает усиление экранировки межатомных взаимодействий и общее смягчение решётки. Таким образом, локализация облегчает её дальней шее развитие, поскольку степень локализации определяется конкуренцией выигрыша в энергии электронов при локализации и затратой работы на деформацию решётки. Положительная обрат ная связь, характерная для описанного процесса, может стать причиной скачкообразного пере хода первого рода.

Экспериментальный выбор между этими возможностями сделан на основе изучения влияния интеркалации на плотность фононных состояний и величину теплового эффекта, сопровождаю щего локализацию поляронов. Показано, что в пределе низких концентраций поляронов ситуация переходит в теоретически хорошо изученную для случая изолированного полярона.

Получена связь между устойчивостью поляронной формы локализации носителей заряда с параметрами спектра электронов и структурными характеристиками материала. Обсуждаются возможности использования развитого подхода для объяснения эффектов ретроградной раство римости примеси в полупроводниковых материалах и явления phase separation в ВТСП.

ИНТЕРКАЛАТНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ДИХАЛЬКОГЕНИДОВ ТИТАНА КАК НАНОРЕАКТОРЫ А.Н. Титов Институт физики металлов УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: Alexander.titov@usu.ru На основе теории абсолютных скоростей реакций предлагается подход, позволяющий осу ществить реакции, невозможные в равновесных условиях. Основным фактором, позволяющим изменить направление процесса, является эффективное концентрационное пересыщение, дости гающееся за счёт гигантской разницы в диффузионных подвижностях компонентов. Рассмотрены различные механизмы таких реакций, причины, обеспечивающие кинетическую устойчивость ре зультирующих продуктов, примеры экспериментальной реализации. Показано, что межслоевое пространство дихалькогенидов титана является вполне подходящим местом проведения таких реакций, обеспечивая различие в диффузионной подвижности компонентов до 106 1010 раз.

Рассмотрены методы наблюдения за протеканием реакций, методы аттестации результирующих продуктов и перспективы их практического применения.

РАЗЛИЧНЫЕ ПРОВОДЯЩИЕ ФАЗЫ ФУЛЛЕРИТА C60, ИНДУЦИРОВАННЫЕ ВЫСОКИМИ ДАВЛЕНИЯМИ ДО 50 ГПа Г.В. Тихомирова Уральский государственный университет им. А.М. Горького, 620083, Екатеринбург, пр.

Ленина, E-mail: Galina.Tikhomirova@usu.ru В данной работе исследовано сопротивление исходных, предварительно не обработанных об разцов C60 в процессе изменения давления и/или температуры при давлениях 15–50 ГПа в ин тервале температур 77–450 К. Идентифицированы особенности, соответствующие известным из литературы фазовым превращениям фуллерита, и выяснена их последовательность. Изучена ки нетика релаксации сопротивления C60 при изменении давления.

Измерения проводились в камере высокого давления с алмазными наковальнями из синтети ческих поликристаллических алмазов карбонадо. Эти наковальни хорошо проводят электри ческий ток и могут быть использованы в качестве электрических контактов к образцу. Методика позволяет изучать один и тот же образец при последовательном увеличении и снижении давле ния, выдерживать пд нагрузкой длительное время.

В процессе обработки давлением и температурой фуллерит испытывает последовательность фазовых превращений. Эти фазы сильно отличаются как по величине сопротивления (от сотен Ом до сотен МОм), так и по его температурной зависимости. По изменению проводимости обна руживаются следующие превращения:

1. Переход из диэлектрического состояния (с сопротивлением больше 100 МОм) в проводящее.

Наличие гистерезиса в барических и температурных зависимостях сопротивления указывает на то, что это фазовый переход первого рода. При не слишком большой длительности обработки давлением этот переход оказывается обратимым.

2. Переход в фазу с низким сопротивлением ( 200 Ом) при давлении больше 45 ГПа, который связывается с образованием полимеризованных форм фуллерена. Эта фаза является метаста бильной и исчезает после длительной выдержки при этих давлениях.

3. Фаза, полученная после длительной обработки давлением и температурой, имеет полупровод никовые свойства и связывается с переходом C60 в аморфное состояние.

На основании этих данных предложена схема последовательности фазовых превращений фул лерена под действием высоких давлений и/или температур: молекулярный кристалл C60 (ГЦК– структура) полимерные 2D и 3D проводящие фазы смесь полимерных и аморфных фаз аморфная фаза.

Определено время релаксации сопротивления фуллерена после изменения давления: оно со ставляет 140 мин. и практически не зависит от давления. Зависимость критических давлений от условий и длительности предварительной обработки фуллерена давлением и температурой, а также размытый характер фазовых переходов связываются с большой длительностью этих пере ходов. Возможно, что именно существование больших времен релаксации приводит к тому, что фазовый состав образцов фуллерена, полученных при предварительной обработке высокими дав лениями и температурами, оказывается различным в зависимости от последовательности этих воздействий при одинаковых конечных значениях P и T [1, 2]. Не исключено, что при очень дли тельной выдержке конечное состояние фуллерена при данных конкретных условиях давления и температуры окажется все–таки одним и тем же.

Работа выполнена при частичной поддержке грантов CRDF (№ЕК-005-Х1 и Y4-Р-05-16) и РФФИ №06-02-16492.

1. B. Sundqvist, Phys. Status. Solidi B. 223, 469 (2001) 2. Т.Л. Макарова, Физика и техника полупроводников 35, 257 (2001) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ ПРИ ДАВЛЕНИЯХ 15–45 ГПа А.Л. Филиппов, О.Л. Хейфец, А.Н. Бабушкин Уральский государственный университет, 620083, Екатеринбург, пр.Ленина, E-mail: alippov@bk.ru Исследование влияния высоких давлений на электрические свойства соединений методом им педансной спектроскопии является одним из направлений, развиваемых на кафедре физики низ ких температур Уральского университета. При исследовании электрических свойств существен ное влияние на экспериментальные результаты оказывают процессы, происходящие на границе электрод/образец. Наиболее полно решить поставленную задачу позволяет метод импедансной спектроскопии. Этот метод позволяет получить данные как о свойствах самого материала, так и сведения о его однородности, влиянии контактов, вкладах разных фаз в электрофизические характеристики материала [1].

Измерения в широком частотном диапазоне позволяют выделять вклады в электрические характеристики от объемной части образца, поверхности и измерительной ячейки. Решение этих проблем особенно интересно для материалов при сверхвысоком давлении. Применение метода импедансной спектроскопии для изучения сложных сверхпроводящих оксидов, находящихся в условиях сверхвысоких сжатий только началось.

В настоящей работе были проведены исследования электрических свойств оксидов Y Ba2 Cu2.5 M n0.75 S0.75 O7.75 и Y0.5 Gd0.5 Ba2 Cu2.6 M n0.4 O9 при давлениях 15 - 45 ГПа.

Для генерации давлений до 50 ГПа использовали камеру высокого давления с наковальня ми типа закруглённый конус плоскость из искусственных поликристаллических алмазов карбонадо. Эти камеры были впервые предложены для создания статистических давлений ме габарного диапазона Верещагиным Л.Ф. и Яковлевым Е.Н. [2]. Электрические свойства образцов исследовались с помощью измерителя–анализатора импеданса RLC-2000 в области частот 100Гц– 200 кГц.

Были получены годографы импеданса Y Ba2 Cu2.5 M n0.75 S0.75 O7.75 и Y0.5 Gd0.5 Ba2 Cu2.6 M n0.4 O9 при давлениях 15 ГПа 45 ГПа при температуре 300 К и исследованы частотные зависимости проводимости при указанных давлениях.

Из анализа вида годографов, вида зависимостей тангенса угла диэлектрических потерь и сопротивления на постоянном и переменном токе от давления были определены области суще ственных изменений электрических свойств в исследованных соединениях.

Области давлений, при которых, по предварительным данным, в образцах происходят фазо вые переходы, приведены в таблице. Также из данных, приведенных в таблице, можно провести анализ изменений, происходящих в образцах при замене одних элементов на другие (изменение области давлений, при которых возникают фазовые переходы в материале).

Соединение Области фазовых переходов Y Ba2 Cu2.5 M n0.5 O9 38-40 ГПа, обратимый Y Ba2 Cu2.5 M n0.5 S0.5 O8 30-32 ГПа, 36-38 ГПа, обратимый Y Ba2 Cu2.5 M n0.75 S0.75 O7.75 35-37 ГПа, 40-42 ГПа, необратимый Y0.5 Gd0.5 Ba2 Cu2.6 M n0.4 O9 36-38 ГПа, 41-42 ГПа, необратимый Исследования выполнены при частичной финансовой поддержке CRDF (Ek-005-00 [X1]) и гранта РФФИ № 06-02-16492-а 1. Укше Е.А., Букун Н.Г.. Твердые электролиты. М.: Наука (1977) 2. Verechagin L.F., Yakovlev E.N., Stepanov G.N. et.al., JETF Lett., 16, 240 (1972) ЭФФЕКТЫ КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ПОЛЯ В ТИТАНАТАХ ЛАНТАНА И ИТТРИЯ И.А. Фирсов Уральский государственный университет, 620083, Екатеринбург, пр.Ленина, E-mail: fsi2nd@gmail.com Титанат лантана LaT iO3 в последнее время стал предметом большого количества исследова ний. Интерес вызывает необычно малое значение магнитного момента, составляющее 0,46µB на ион [1], в то время как для одиночного d–электрона можно было бы ожидать 1µB.


Для объяснения такого несоответствия была предложена модель орбитальной жидкости [2], требующая вырожденный основной уровень. Эксперименты, однако, показали наличие невырож денного основного состояния, отделённого от первого возбуждённого щелью порядка 0,23 эВ [3].

В работе рассматривались механизмы формирования орбитальной структуры соединений LaT iO3 и Y T iO3 с использованием модели точечных зарядов. Расчёты проводились для LaT iO и Y T iO3 с последовательным учётом окружения разной степени удалённости от рассматривае мого иона T i3+, что позволило судить о степени влияния окружения на энергетический спектр T i.

В работе было подтверждено наличие невырожденного основного уровня, отделённого от пер вого возбуждённого щелью ширины W = 0.21 эВ для LaT iO3 и W = 0.15 эВ для Y T iO3. Подоб ные величины делают невозможным существование орбитальной жидкости в данных веществах.

Также было показано, что для получения верных результатов недостаточно учитывать только 6 ближайших соседей T i3+, так как основное влияние на энергетический спектр, по-видимому, оказывают ионы La3+.

Рис.1 Расчетное расстояние W от основного уровня до первого возбужденного в LaT iO 1. Meijer G.I. et al., Phys. Rev. B 59, 11832 (1999) 2. Khaliullin G., Maekawa S., Phys. Rev. Lett. 85, 3950 (2000) 3. Cwik M., Lorenz T., Baier J., Muller R., Andre G., Bouree F., Lichtenberg F., Freimuth A., Schmitz R., Muller-Hartmann E., Braden M., Phys. Rev. B 68, 060401(R) (2003).

О ФОРМИРОВАНИИ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ПОЛОСТИ ПРИ НАГРУЖЕНИИ ШАРОВЫХ ОБРАЗЦОВ СХОДЯЩИМИСЯ УДАРНЫМИ ВОЛНАМИ А.Э. Хейфец, В.И. Зельдович, И.В. Хомская, Н.Ю. Фролова Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: kheifetz@imp.uran.ru При квазисферическом нагружении металлических шаров сходящимися ударными волнами, индуцированными действием взрыва заряда взрывчатого вещества, расположенного на поверх ности образца, в ряде случаев имеет место кумуляция энергии. Наличие либо отсутствие куму ляции определяется конкретными особенностями опыта: отношением радиуса образца к толщине взрывчатого заряда, регулярным либо нерегулярным взаимодействием отдельных составляющих ударно-волнового фронта, особенностями нагружаемого материала. После нагружения в центре образцов часто образуется макроскопическая полость. При этом, вещество в зоне образования по лости может находиться как в твердом, так и в расплавленном (с последующей кристаллизацией) состоянии. Возникновение полости связано с концентрацией всесторонних растягивающих напря жений в центре образца. Происхождение этих напряжений обусловлено: 1) градиентом давления за фронтом сходящейся ударной волны (растягивающие напряжения возникают сразу после фо кусировки) [1];

2) действием волны разрежения, движущейся с поверхности шара после выхода отраженной от центра фокусировки ударной волны на свободную поверхность образца. В сим метричных (сферических и квазисферических) ударно–волновых экспериментах не существует критериев, по которым можно было бы удовлетворительно оценить вклад этих механизмов по отдельности.

На основании исследований образца, нагруженного по додекаэдрической схеме с нарушенной симметрией опыта, удалось разделить действие указанных механизмов концентрации растяги вающих напряжений и количественно оценить их вклад в формирование центральной полости.

Показано, что образование полости происходит в два этапа. На первом этапе, в связи с наличием существенного градиента давления в сходящейся ударной волне, после фокусировки в центре ша ра возникает несплошность, объем которой составляет приблизительно 1/8 от конечного объема полости. Далее, отраженная от центра фокусировки ударная волна устремляется к поверхности образца. После выхода ударной волны на свободную поверхность к центру шара движется волна разрежения, сопровождаемая известным эффектом удвоения массовой скорости [2]. Фокусиров ка этой волны сопровождается концентрацией растягивающих напряжений, которые вызывают дальнейшее (четырехкратное) увеличение возникшей на первом этапе несплошности до конечного объема.

При додекаэдрическом нагружении двух идентичных стальных образцов в одном из экспери ментов действие разгрузки со свободной поверхности было искусственно усилено между слоем взрывчатого вещества и сохраняющим корпусом была введена прокладка из легкого материала.

Анализ измененной микроструктуры нагруженных образцов показал, что в обоих опытах кумуля ции энергии в классическом понимании [1] не было. Отсутствовали характерные концентрические зоны со следами альфа-гамма превращения, плавления и последующей кристаллизации. Тем не менее, в образце с ускоренной разгрузкой сформировалась полость в твердофазном состоянии.

Этот факт указывает на то, что образование полости по второму механизму может иметь место даже в том случае, если кумуляция энергии отсутствует.

Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН Исследование вещества в экстремальных условиях, Подпрограмма 1 Теплофизика экстремального состояния вещества.

1. Забабахин Е.И., Забабахин И.Е. Явления неограниченной кумуляци. М.: Наука (1988).

2. Зельдович Я.Б., Райзер Ю.П. Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинами ческих явлений. М.: Физматгиз (1963).

ВЛИЯНИЕ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЙ НА СВОЙСТВА ХАЛЬКОГЕНИДОВ AgPbAsSe3, AgPbSbSe3, AgSnSbSe3, CuSnAsSe3, CuSnSbSe О.Л. Хейфец, Н.В. Мельникова, А.Н. Бабушкин Уральский государственный университет им. А.М. Горького, 620083, Екатеринбург, пр.

Ленина, E-mail: olga.kobeleva@usu.ru Работа посвящена исследованию электрических свойств AgP bAsSe3, AgP bSbSe3, AgSnSbSe3, CuSnAsSe3, CuSnSbSe3 под давлением 15 ГПа 45 ГПа. Данные материалы при нормальном давлении являются сегнетоэлектриками полупроводниками [1] и представляет интерес исследовать их поведение при высоких давлениях. Было проведено сравнение свойств исследованных соединений со свойствами аналогичных материалов.

Для генерации давлений до 45 ГПа использовали камеру высокого давления с наковальнями типа закругленный конус плоскость из искусственных поликристаллических алмазов карбо надо [2]. Электрические свойства образцов исследовались с помощью измерителя–анализатора импеданса RLC–2000 в области частот 100 Гц 200 кГц. Были измерены и проанализированы годографа импеданса образцов при давлениях 10–45 ГПа при температуре 300 К в области частот 500 Гц 200 кГц.

Для всех образцов были обнаружены области существенных изменений электрических свойств.

Вид практически всех кривых AgP bAsSe3, AgP bSbSe3, AgSnSbSe3, CuSnAsSe3 и CuSnSbSe при нагружении качественно совпадает с видом кривых при снятии нагружения, но значения параметров у AgP bAsSe3 и AgP bSbSe3 отличаются в несколько раз. У образца AgSnSbSe3 на блюдается сильное различие в поведении кривых при нагружении и при снятии нагружения с образца. Так как изменения в образцах наблюдаются при всех частотах, они не являются резо нансными. Поэтому они были интерпретированы как возникновение при давлениях, при которых явления возникают, фазовых переходов. Переходы могут быть связаны с увеличением подвиж ности ионов кристаллической решетки и связанного с этим, изменением электронной структуры.

По результатам исследований были сделаны следующие выводы:

В образце AgP bAsSe3 имеется частично обратимый фазовый переход в области давлений 31– ГПа. В образце AgP bSbSe3 имеются частино обратимые фазовые переходы в области давлений 27–28 ГПа и 41–42 ГПа. В образце CuSnAsSe3 имеются частично обратимые фазовые переходы в области давлений 35–37 ГПа и 39–41 ГПа. В образце CuSnSbSe3 имеются обратимые фазовые переходы в области давлений 28–30 ГПа и 37–38 ГПа. В образце AgSnSbSe3 имеется частич но обратимый фазовый переход в области давлений 28–29 ГПа. В образце CuSnSbSe3 имеется частично обратимый фазовый переход в области давлений 39–41 ГПа.

Исследования выполнены при частичной финансовой поддержке CRDF (Ek-005-00[X1]) и гранта РФФИ №06-02-16492-а.

1. Хейфец О.Л., Кобелев Л.Я., Мельникова Н.В., Нугаева Л.Л. Журнал технической физики, 77, вып. 1, 90 (2007).

2. Верещагин Л.Ф., Яковлев Е.Н., Степанов Т.Н., Бибаев К.Х., Виноградов Б.В. Письма в ЖЭТФ, 16, №4, 240 (1972) ДИНАМИКА МАГНИТНОЙ НЕОДНОРОДНОСТИ, ЛОКАЛИЗОВАННОЙ НА ДЕФЕКТЕ Р.Р. Шафеев, И.Ю. Ломакина Башкирский государственный университет, 450074, Уфа, ул. Фрунзе, E-mail: ShafeevRR@mail.ru Изучение динамики многомерных неоднородностей (бризеров, доменных и межфазных сте нок) представляет как теоретический, так и практический интерес, обусловленный в первую оче редь универсальностью решаемых уравнений, возможностью описания с их помощью процессов в оптических волноводах, джозефсоновских контактах, молекулах ДНК и др.

К настоящему времени величайший прогресс в этой области достигнут посредством числен ных методов. Успехи аналитических методов являются более скромными. Причиной является отсутствие строгой теории, которая могла бы, аналогично теории одномерных солитонов, ос новываться на МОЗР. В связи с этим изучение свойств многомерных солитонов посредством приближённых аналитических методов является очень важным. В работах [1–3] развита общая теория влияния пространственных неоднородностей на динамику бризера и кинков в возмущён ной модели синус-Гордона n1 W (, ) tt rr + sin = r (1) r где n = 1 3 число пространственных измерений, W (, ) малый возмущающий потенциал, содержащий заданную функцию (r), которая описывает неоднородности. Однако отсутствует детальное исследование характеристик неоднородности на поведение и условия устойчивости со литонных образований, локализованных на неоднородности.

При исследовании процессов перемагничивания, а также динамики магнитных фазовых пе реходов одной из важных задач является учет различных неоднородностей, имеющих место в реальных магнетиках. Используя метод приближенного интегрирования [4], в работе [5] была исследована динамика двухсолитонных магнитных неоднородностей в антиферромагнетиках со слабым ферромагнетизмом в области неоднородности константы магнитной анизотропии в одно мерной модели.

Настоящая работа посвящена изучению динамики зародыша перемагничивания в форме бри зера, локализованного в области двумерной пространственной неоднородности константы маг нитной анизотропии в форме цилиндра, в модели (1), где n = 2. Рассмотрена устойчивость и поведение такого магнитного бризера в зависимости от радиуса неоднородности и относительной величины уменьшения константы магнитной анизотропии.

1. Маслов Е.М. // Phys. Lett. A 1988. т. 131. №6, С. 364.

2. Маслов Е.М. // Physica. D 15 1985. С. 433.

3. Маломед Б.А. // Physica. D 27 1987. С. 113.

4. Шамсутдинов М.А. и др. // ФММ 2005. Т. 100. № 6, С. 5. Шамсутдинов М.А. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2006. Т. 70. № 7. С. 1065.

ФОРМИРОВАНИЕ МАГНИТНЫХ МОМЕНТОВ И МАГНИТНОЕ УПОРЯДОЧЕНИЕ В СЛОИСТЫХ ДИХАЛЬКОГЕНИДАХ ТИТАНА, ИНТЕРКАЛИРОВАННЫХ 3d–ПЕРЕХОДНЫМИ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ Е.М. Шерокалова Уральский государственный университет им. А.М.Горького, 620083, Екатеринбург, пр. Ленина, E-mail: Elizaveta.Sherokalova@usu.ru В настоящей работе обсуждаются результаты исследования влияния сорта и концентра-ции интеркалированных атомов на основные магнитные характеристики соединений 3d–металл, X = S, Se, T i) и Rx T iSe2 (R Gd).

Mx T iX2 (M При исследовании поведения магнитной восприимчивости соединений Mx T iX2 (M = V, Cr, M n, F e, Co, N i;

X = S, Se, T i) в парамагнитной области, обнаружено увеличение Паулевского вклада в магнитную восприимчивость с ростом количества внедренных атомов 3d–металлов, что указывает на рост плотности электронных состояний на уровне Ферми при интеркалации. Ве личина эффективного магнитного момента внедренных 3d атомов во всех соединениях Mx T iX оказалась ниже значений µef f = 2µB [S(S+1)]1/2, рассчитанных для 3d ионов при g = 2 [1, 2]. Ана лиз изменений µef f, наблюдаемых в Mx T iX2 в зависимости от сорта и концентрации внедренных внедренных атомов, показывает, что эти соединения, по–видимому, занимают промежуточное положение между системами с локализованными магнитными моментами и зонными магнетика ми. Большую роль в формировании магнитных моментов внедренных 3d атомов играет степень гибридизации M 3d электронов с 3d– и 4p–состояниями титана и селена. В отличие от 3d метал лов при интеркалации редкоземельных металлов электроны незаполненной 4f оболочек R ионов остаются хорошо локализованными и не участвуют в гибридизации с электронными состояниями матрицы T iX2 и величина эффективного магнитного момента близка к значению для свободного иона R3+ [3].

В интеркалированных дихалькогенидах титана выявлен широкий спектр магнитных состоя ний в зависимости от концентрации и сорта внедренных атомов, а также от типа халькогена в T iX2. При небольших концентрациях интеркалированных 3d атомов (x 0.25) в соединениях Mx T iX2 могут наблюдаться состояния типа спинового или кластерного стекла, а при больших значениях x в них возможно формирование ферромагнитного или антиферромагнитного упоря дочения [2, 4]. Температуры магнитных превращений зависят от сорта и концентрации внедрен ных атомов и, как правило, не превышают 200 К. В качестве основного механизма обменного взаимодействия рассматривается косвенный s d обмен через электроны проводимости.

Настоящая работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 05-03-32772) и Программы Минобрнауки РФ Развитие научного потенциала высшей школы (РНП.2.1.1.6945).

1. Toporova N.V., Maksimov V.I., Pleschov V.G, Titov A.N., Baranov N.V., Phys. Met. and Metallogr., Vol. 99, Suppl. 1., P.S50-S52 (2005) 2. Плещев В.Г., Титов А.Н., Титова С.Г., ФТТ, Т. 45, вып. 3., С. 409-412 (2003) 3. Sherokalova E.M., Pleschov V.G., Baranov N.V., Korolev A.V., Physics Letters A, 369, P. 236- (2007) 4. Negishi H., Shoube A., Tahakashi H., Ueda Y., Sasaki M., Inoue M., J. Magn. Magn. Ma-ter., Vol.

67, P. 179-186 (1987) ХАРАКТЕРИСТИКА СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ СПЛАВА Al– ПОСЛЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОЙ ДЕФОРМАЦИИ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ И.Г. Ширинкина, И.Г. Бродова, В.В. Астафьев Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, E-mail: shirinkina@imp.uran.ru В качестве объекта исследования был выбран сплав АМц (Al 3003), т.к. он является широко распространенным материалом, используемым для изделий с высокой коррозионной стойкостью.

Относясь к термически неупрочняемым материалам, сплав имеет невысокие значения прочности.

Целью настоящей работы являлось изучение целесообразности применения нового метода динамического прессования для создания AlM n сплава с субмикрокристаллической структурой и выяснение механизма измельчения зерен в процессе деформирования этим методом.

Исследовалось влияние скорости прохождения образцов через каналы V на структуру и меха нические свойства алюминиевого сплава. В экспериментах также варьировалось число проходов образца через вертикальный и горизонтальный каналы N. В частности, при V = 300 м/с число проходов составляло 1 и 4, а при V = 150 м/с N = 1.

Методами оптической и электронной микроскопии и рентгеновской дифракции исследованы структура и фазовый состав объёмных образцов многокомпонентного Al сплава АМЦ, получен ного методом динамического канально-углового прессования (ДКУП).

Построены зависимости изменения микротвёрдости по сечению образцов от скорости его дви жения, а также установлен характер изменения её величины с ростом числа проходов образца через каналы матрицы.

Исследование структуры образцов после нагружения показало, что даже при одном проходе ДКУП наблюдаются существенные структурные изменения и упрочнение материала. Увеличение скорости движения образцов незначительно влияет на величину максимальной микротвердости, которая в результате ДКУП возрастает в 1.5 2 раза по сравнению с исходным прутком.

Методом электронной микроскопии обнаружено, что уже при одном проходе структура фраг ментируется и состоит из кристаллитов с развитой субструктурой и высокой плотностью дисло каций. Высокая плотность дефектов инициирует формирование высокоугловых границ. С увели чением числа проходов увеличивается доля кристаллитов, разделенных высокоугловыми грани цами, снижается количество решеточных дислокаций.

Определение параметра решетки –твердого раствора свидетельствует о том, что в процессе деформации происходит дополнительное легирование матрицы. Учитывая фазовый состав спла ва, можно предположить, что причиной этому служит растворение интерметаллидов, которое инициируется высокоскоростной деформацией и повышением температуры в процессе обработ ки.

Таким образом, в результате проведенных исследований можно констатировать эффектив ность использования метода ДКУП для получения объемных материалов на Al–основе c ультра микрокристаллической структурой и высокой твердостью.

Работа выполнена при частичной финансовой поддержке программы Президиума РАН Ис следования вещества в экстремальных условиях, РФФИ-урал №04-03-96139 и научной школы НШ-5365. 2006.3.

ЭЛЕКТРОСОПРОТИВЛЕНИЕ И МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЕ ДИСЕЛЕНИДА ТИТАНА, ИНТЕРКАЛИРОВАННОГО КОБАЛЬТОМ Д.А. Шишкин Уральский государственный университет им. А.М.Горького, 620083, Екатеринбург, пр. Ленина, E-mail: denural@yandex.ru Соединения дихалькогенидов титана T iX2 (X = S, Se, T i) имеют слоистую гексагональную структуру типа CdI2. Интеркалирование дихалькогенидов атомами 3d–металлов между слоя ми, удерживаемые в гексагональной структуре слабым Ван–дер–Ваальсовым взаимодействием, существенно изменяет их физические, в том числе электрические и магнитные, свойства. Внед рение иных атомов, молекул и даже структурных фрагментов между слоями дает возможность получать материалы с новыми свойствами.

В настоящей работе проведено исследование электрических и магнитных свойств интеркали рованных соединений Cox T iSe2 в диапазоне кон центраций 0.1 x 0.5 при температурах 2 T 300 K. Исследования показали, что элек тросопротивление этих соединений проявляет ме таллическое поведение без аномалий. Ранее про веденные исследования магниторезистивных эф фектов на соединениях Mx T iX2, проведенные при температуре 4.2 К, показали, что влияние маг нитного поля на электросопротивление проявля ется в большей степени в низкоинтеркалирован ных образцах. Исследования магнитосопротивле ния на соединениях Cox T iSe2, проведенные при температуре 4.2 К, выявили не существенное из менение электросопротивления в магнитном по ле. В низкоинтеркалированном образце (x = 0.1) относительное изменение электросопротивления не превышает 0.5% в полях до 40 kOe [2].

Рис.1 Полевые зависимости Настоящая работа выполнена при поддерж магнитосопротивления образца соединения ке РФФИ (грант № 05-03-32772) и Программы Co0.1 T iSe2, измеренные при температурах а) Минобрнауки РФ Развитие научного потенци T = 170 K;

б) T = 4.2 K ала высшей школы (РНП.2.1.1.6945).

1. Куранов А.В., Плещев В.Г., Титов А.Н., Баранов Н.В., Красавин Л.С. Физика твердого тела, 42, Вып. 11. С.2029-2032 (2000).



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.