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 | 5 |   ...   | 6 |

«ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ А.Ф. ИОФФЕ ИНСТИТУТ ПРОБЛЕМ ТЕХНОЛОГИИ МИКРОЭЛЕКТРОНИКИ И ОСОБОЧИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ ИНСТИТУТ КРИСТАЛЛОГРАФИИ ИМ. А.В. ...»

-- [ Страница 3 ] --

Как правило, задача синтеза имеет множество решений (локальных минимумов функции невязки), причем для многих из них значения функции невязки практически одни и те же и близки к ее значению в глобальном минимуме. Поэтому широко рекламируемые в литературе подходы, основанные на разработке сложных компьютерных программ для поиска глобального минимума функции невязки, зачастую не имеют никакого смысла в задачах синтеза. Более правильным является подход к нахождению достаточно глубокого минимума целевой функции, который хотя и не является глобальным, но позволяет сконструировать структуру, наиболее простую с точки зрения ее практического изготовления.

Как будет обсуждаться в лекции, наиболее важными в задачах синтеза представляются шаги и 3. Правильный выбор целевой функции позволяет сконструировать оптимальную с технологической точки зрения многослойную структуру.

Правильный выбор начального приближения, близко расположенного к глубокому минимуму функции невязки, снимает проблему выбора подходящего алгоритма, поскольку даже простейшие из них позволяют без труда найти этот Рисунок минимум. В свою очередь, выбор начального приближения может быть сделан лишь на основе • Широкополосные зеркала, физического анализа проблемы, например, обеспечивающие максимальное значение нахождения ее приближенного решения.

интегральной эффективности отражения В лекции будут рассмотрены подходы к E = R ( )G ( ) d / G ( ) d, где G – решению следующих задач теории синтеза многослойных зеркал: известная функция источника. Для иллюстрации кривая 1 на рис.2 показывает функцию источника ( = 0.071 нм), апериодических многослойных зеркал коэффициент отражения от периодического рентгеновского и ЭУФ диапазонов.

зеркала (кривая 2) и сконструированного Лекция, в основном, будет основана на апериодического Ru/B4C зеркала (кривая 3). В результатах, полученных в следующих работах:

результате интегральная эффективность отражения увеличилась от 19.6% до 54.9%. [1] I.V. Kozhevnikov, I.N. Bukreeva, E. Ziegler, ”Design of x-ray supermirrors”, Nucl. Instrum.

Methods A, 460 (2001) 424-443.

[2] I.V. Kozhevnikov, C. Montcalm, ”Design of X ray multilayer mirrors with maximal integral efficiency”, Nucl. Instrum. Methods A, 624 (2010) 192-202.

[3] A. E. Yakshin, I. V. Kozhevnikov, E. Zoethout, E. Louis, F. Bijkerk, ”Broadband depth-graded multilayer mirrors for EUV optical systems”, Optics Express, 18 (2010) 6957-6971.

[4] I. Kozhevnikov, S. Yulin, T. Feigl, N. Kaiser, ”Effect of anomalous transmittance in EUV multilayer optics”, Optics Commun., 281 (2008) Рисунок 2 3025-3031.

[5] И.В. Кожевников, А.С.Воронов, Б.С. Рощин, • Широкополосные зеркала с повышенной В.Е. Асадчиков, К.Н. Медников, А.С. Пирожков, устойчивостью к случайным изменениям Е.Н. Рагозин, Дж. Ванг, Дж. Джонг, Ф. Ванг толщин слоев.

”Конструирование, изготовление и исследование • Узкополосные зеркала для диагностики многослойных широкополосных зеркал источников ЭУФ излучения, обеспечивающие рентгеновского диапазона”, Кристаллография, предельно малое значения коэффициента (2006) 1146-1152.

отражения вне Брэгговского пика. [6] C. Morawe, E. Ziegler, J.-C. Peffen, I.V.

• Узкополосные зеркала, ламелларные Kozhevnikov, ”Design and fabrication of depth структуры и многослойные пропускающие graded x-ray multilayers”, Nucl. Instrum. Methods фильтры от ЖР до УФ диапазона длин волн. В A, 493(2002) 189-198.

качестве иллюстрации на рис.3 показан [7] I.V. Kozhevnikov, R. van der Meer, H.J.M.

коэффициент пропускания периодического Bastiaens, K.-J. Boller, F. Bijkerk, ”High-resolution, многослойного Rh/SiO2 фильтра в УФ high-reflectivity operation of lamellar multilayer диапазоне. Интересно, что принцип действия amplitude gratings: identification of the single-order этого фильтра основан на эффекте regime”, Optics Express, 18 (2010) 16234-16242.

аномального прохождения (эффекте Бормана), [8] I.V. Kozhevnikov, R. van der Meer, H.J.M.

впервые обнаруженного и исследованного в Bastiaens, K.-J. Boller, F. Bijkerk, ”Analytic theory рентгеновском диапазоне длин волн. of soft X-rays diffraction by lamellar multilayer gratings”, Optics Express, 19 (2011) 9172-9184.

Рисунок Будет проведено сравнение разработанных подходов с так называемыми глобальными алгоритмами оптимизации.

Особое внимание будет уделено физическому обоснованию разработанных подходов.

Будут обсуждены результаты экспериментов по практическому изготовлению ИССЛЕДОВАНИЕ СИЛЬНО ВЫТЯНУТЫХ В ПРОДОЛЬНОМ НАПРАВЛЕНИИ ОБЪЕКТОВ МЕТОДОМ ЦЕРНИКЕ В ЖЕСТКОМ РЕНТГЕНОВСКОМ ИЗЛУЧЕНИИ В.Г. Кон1, М.А. Орлов Российский научный центр «Курчатовский институт», Москва, Академика Курчатова пл., Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ имени М. В. Ломоносова mikhorlov@yandex.ru С появлением синхротронных источников задачи, поскольку на детекторе в данном случае 3-го поколения, характеризующихся высокой видно непосредственно распределение фазы, степенью пространственной когерентности накопленной в образце, а не голограмма, рентгеновских пучков, широкую которую еще требуется расшифровать.

распространенность получил метод В данной работе проводился теоретический рентгеновского фазового контраста, применяющийся для исследования внутренней анализ особенностей метода фазового контраста структуры слабопоглощающих Цернике для жесткого рентгеновского некристаллических объектов. Различают две излучения в случае, когда исследуются сильно основные разновидности этого метода: метод вытянутые в продольном направлении объекты фазового контраста с кристаллом-анализатором эллиптической формы. Такая ситуация может [1] и в in-line схеме [2]. Принципиально другой возникнуть, например, при изучении техникой является метод фазового контраста микротрубок в карбиде кремния, если ось Цернике для жесткого рентгеновского излучения [3]. Этот метод обладает рядом микротрубки составляет очень маленький угол с преимуществ по отношению к двум оптической осью. В качестве фокусирующего предыдущим. Во-первых, метод Цернике элемента рассматривалась преломляющая чувствителен к плавным изменениям плотности параболическая линза, обладающая, как было в образце и позволяет получить изображение не показано в статье [3], лучшим разрешением, чем только контуров, но и внутренних участков зонная пластинка. Фазосдвигающая объекта. Во-вторых, метод Цернике позволяет четвертьволновая пластинка ставилась в увеличивать изображение в десятки раз, что важно при использовании детекторов области изображения точечного источника.

невысокого разрешения. В-третьих, метод Схема моделируемого эксперимента Цернике позволяет упростить решение обратной изображена на рис. 1.

Рис. 1. Схема фазового контраста Цернике при использовании преломляющей линзы в роли объектива.

Почти параллельный пучок СИ падает слева. 1 – объект, 2 – линза, 3 – фазосдвигающий элемент, 4 – координатный детектор. При изображении без увеличения объект и детектор ставятся на двойном фокусном расстоянии от линзы, а фазосдвигающая пластинка – в точке фокусировки источника.

В расчетах использовались параметры проясняется при дальнейшем увеличении продольного размера объекта: центральный пик пучков, характерные для источников возвращается в одно и то же положение каждый синхротронного излучения 3-го поколения раз, когда в образце накапливается сдвиг фазы (ESRF, APS, SPring-8). Перенос излучения в 2, поскольку при этом функция воздухе вдоль оптической оси, параллельной просвечивания образца принимает одинаковые оси z, описывался с помощью одномерного значения ( exp(i 2 ) = 1 ). Таким образом, пропагатора Кирхгофа исходя из полного числа осцилляций и высоты P( x, z ) = (iz ) 1 exp(i x 2 / z ). Здесь ось x центрального пика, можно определить продольный размер сильно вытянутого объекта.

перпендикулярна оси z, – длина волны В изображении пор прослеживается излучения. Прохождение излучения через аналогичная закономерность, однако объекты учитывалось с помощью соответствующие порам осцилляции отстают по трансмиссионной функции фазе относительно колебаний, характерных для T ( x ) = exp( i ( 2 )[ i ]t ( x )), эллипсов, первый переворот в случае пор где возникает при 1. Более наглядно эту параметры и есть действительная и мнимая зависимость демонстрирует рис. 3, части комплексного показателя преломления показывающий высоту поднятия пика при n = 1 + i материала объекта, t – толщина изображении объекта с поперечным радиусом образца вдоль пучка на координате x. Такое 0.5 мкм при коэффициенте увеличения M=40.

Из рисунка следует, что при изображении пор с описание возможно вследствие малых продольными размерами меньше 10 мкм проще продольных размеров образцов и соответствует использовать выемку вместо фазосдвигающей приближению геометрической оптики.

пластинки, что с точки зрения метода Цернике Численный расчет свертки пропагатора равносильно преобразованию пор в эллипсы.

Кирхгофа с трансмиссионной функцией Кроме того, выемку технически проще осуществлялся с помощью быстрого изготовить. Некоторые затруднения могут преобразования Фурье. возникнуть из-за того, что выемка в идеале должна обладать высоким аспектным соотношением. Однако численные расчеты Как известно, метод фазового контраста показывают, что увеличение радиуса Цернике в оптике позволяет наблюдать лишь фазосдвигающего элемента даже в несколько объекты, вносящие в падающую волну малый 1. Однако свойства раз не приводит к существенным искажениям в сдвиг фазы изображении.

рентгеновских лучей разительно отличаются от свойств излучения видимого диапазона – Таким образом, метод Цернике в первые обладают гораздо более высокой рентгеновском диапазоне может быть успешно проникающей способностью. Численный расчет использован для исследования не только мелких показал, что в рентгеновском диапазоне объектов ( 1 ), но также и сильно ограничение на величину фазы, вообще говоря, можно обойти. Рассмотрим изображение линзой вытянутых в продольном направлении серии крупных пор в карбиде кремния и образцов. При исследовании мелких пор эллипсов (выпуклых объектов) с такими же выгоднее использовать выемку вместо размерами (рис. 2), расположив их в порядке фазосдвигающей пластинки.

возрастания вносимой ими фазы (на рисунке – справа налево). Крайние справа объекты имеют продольный диаметр 3 и 5 мкм соответственно, к каждому последующему объекту добавляется по 5 мкм. В данном случае мы применили процедуру корректировки изображения, [1] Ингал В.В., Беляевская Е.А., ЖТФ, т. 61, описанную в статье [4].

вып. 1, с. 68-77 (1997).

Расчеты показывают, что при изображении [2] Snigirev A.A., Snigireva I.I., Kohn V.G., эллипсов метод дает привычный результат не Kuznetsov S.M., Schelokov I.A., Rev. Sci.

только для малых объектов (с продольным Instrum., v. 66, N. 12, p. 5486-5492 (1995).

t 1мкм и сдвигом фазы диаметром [3] Кон В.Г., Орлов М.А. Поверхность.

0.21 ), но и для объектов с намного более Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, вып. 11, с. 76-81 (2010).

крупными продольными размерами, вплоть до [4] Кон В.Г., Орлов М.А. Корректировка t 10 мкм. После этого изображение начинает изображения в методе фазового контраста переворачиваться, и центральный пик растет в Цернике для жесткого рентгеновского обратном направлении. Механизм этого на излучения // Труды МФТИ, в печати.

первый взгляд непонятного явления РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕМПЕРАТУРНОЙ УСТОЙЧИВОСТИ СТРУКТУРЫ КРИСТАЛЛОВ СЕМЕЙСТВА ЛАНГАСИТА Кугаенко О.М.1, Петраков В.С.1, Сагалова Т.Б. 1, Крылов С.А.1, Уварова С.С.1, Бузанов О.А.2, Егоров В.Н.2, Сахаров С.А. Россия, ФГОУ ВПО Государственный Технологический Университет « Московский Государственный Институт Стали и Сплавов» (НИТУ "МИСИС"), crystalxxi@misis.ru Россия, «ОАО Фомос-Материалс», buzanov@newpiezo.com Для высокотемпературной техники важны дифференциальном сканирующем калориметре сведения о теплофизических свойствах NETZSCH DSC 404 C Pegasus в Pt-Rh тиглях со кристаллов – без них невозможно создание вставками из Al2O3, поддерживалась надежных устройств на объемных и динамическая инертная атмосфера аргона со поверхностных акустических волнах (ПАВ), в скоростью продувки 30 мл/мин. Погрешность частности, фильтров на ПАВ и измерения удельной теплоемкости составляет высокотемпературных датчиков, используемых в 2,5%. По измерениям температуропроводности и авиации, космической технике и атомной теплоемкости определена теплопроводность в энергетике. Основной интерес для пьезотехники и основных кристаллографических направлениях и акустоэлектронных устройств в настоящее время ее зависимость от температуры.

представляют кристаллы, в которых высокие Установлено, что теплопроводность и значения коэффициента электромеханической температуропроводность исследуемых связи (КЭМС) и малое затухание акустических монокристаллов анизотропны и наряду с волн сочетается с существованием теплоемкостью существенно зависят от термостабильных срезов. В связи с этим является температуры в интервале от 100 до 600 С.

актуальным исследование теплофизических Широкое применение кристаллов семейства свойств и температурной устойчивости лангасита ставит задачу исследования кристаллов семейства лангасита, сочетающих устойчивости работы кристаллических датчиков в высокий КЭМС и малый температурный условиях высоких температур и давлений.

коэффициент частоты упругих колебаний и Известно, что после отжига в вакууме при предназначенных для работы в условиях температуре 1000 С в кристаллах лангасита переменных термических и механических наблюдается изменение химического состава нагрузок. приповерхностных слоев. Методом РФЭС [1] Проведены исследования основных установлено, что относительная интенсивность теплофизических свойств монокристаллов линий галлия в обзорных спектрах кристаллов лангасита (ЛГС, La3Ga5SiO14), лангатата (ГТЛ, ЛГС после отжига на порядок меньше, чем в La3Ta0.5Ga5.5O14), катангасита (Ca3TaGa3Si2O14), и исходном образце. Предложена модель, согласно лангатата, легированного алюминием. Измерения которой изменение состава приповерхностных температуропроводности проводились методом слоев кристалла ЛГС при отжиге в вакууме лазерной вспышки на приборе NETZSCH LFA 457 связывается с образованием летучего оксида MicroFlash в атмосфере аргона со скоростью Ga2O. Для исследования температурной продувки 30 мл/мин. Так как образцы прозрачны устойчивости кристаллов семейства лангасита на длине волны лазера 1,06 мкм, то для проведены рентгеноструктурные исследования поглощения лазерного излучения на них измельченных в порошок монокристаллов предварительно был напылен тонкий слой La3Ga5SiO14, La3Ta0.5Ga5.5O14, Ca3TaGa3Si2O14 и графита. Температурная программа представляла La3Ta0.5Ga5.5O14:Al. Измерения проводились на собой динамические участки нагрева со рентгеновском дифрактометре D8 Advance при симметричной съемке -2. Рентгеновскую скоростью 10 °C/мин и изотермические участки съемку образцов проводили в вакууме 10-3 мбар (от 50°C до 600°C с интервалом 50°C), на которых проводились 5 вспышек-измерений. Точность при температурах от комнатной до 1200 С с измерения температуропроводности составляет шагом 200 С и выдержкой 30 мин. при каждой 5%. Измерения теплоемкости образцов температуре. Для исследования старения проводились методом дифференциальной лангатата проведена серия измерений, сканирующей калориметрии на включающая изотермическую рентгеновскую съемку с выдержкой до 5 часов. Идентификация дифракционных отражений выполнена путем сопоставления экспериментальных значений межплоскостных расстояний со стандартными значениями для различных веществ, приведенных в базе данных порошковой дифрактометрии ICDD PDF-2, 2006, с помощью программы EVA. Анализ полученных дифрактограмм позволяет судить о динамике изменения фазового состава и параметров элементарной ячейки с ростом температуры.

Основные результаты рентгеновского изучения термической стабильности и старения порошков:

• Фазовый состав всех исследованных порошков стабилен при отжиге до температуры 1200 С.

• Отжиг при температуре 1200 С приводит к появлению на дифрактограммах дополнительных отражений, связанных с образованием двойных и тройных фаз элементов, входящих в состав исследованных образцов (La-O, Ga-O, Ta O, Ga-Ta-O и др.).

• Фазовый состав лангатата остается стабильным при отжигах в течение 5-ти часов при температурах 600 и 1000 С.

• В результате отжига лангатата при 1000 С (в вакууме и на воздухе) происходит изменение параметров кристаллической решетки а и с..

[1] Малинкович М.Д., Скрылева Е.А., Шульга Н.Ю. Исследование методом РФЭС изменений химического состава приповерхностной области кристаллов лангаситов при нагреве в вакууме // Тезисы докладов НКРК 2010 (Четырнадцатая Национальная конференция по росту кристаллов и IV Международная конференция «Кристаллофизика XXI века», посвященная памяти М.П. Шаскольская) – Том I – Стр. Рис. 2. Изображение линзой: (а) серии крупных пор в карбиде кремния;

(б) серии крупных эллипсов таких же размеров.

Рис. 3. Зависимость высоты поднятия пика от продольной толщины t: (1) поры, (2) эллипса из карбида кремния. Кривая (1) перевернута.

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НАНОКОМПОЗИТОВ NaX-Se НА ОСНОВЕ ЦЕОЛИТОВ Ю.А. Кумзеров1, В.Г. Соловьев2, С.В. Трифонов2, А.В. Фокин1, А.Г. Григорьева2, М.Н. Кондратьева Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 194021, г. Санкт-Петербург, ул. Политехническая, д. Псковский государственный педагогический университет им. С.М. Кирова, 180760, г. Псков, пл. Ленина, д. E-mail: kaf-phy@psksu.ru В современной физике наноструктур мат- композиционого материала использовался цео ричные композиты на основе цеолитов, получен- лит типа Х (рис. 1). Вещество – “гость” (селен) ные по методу В.Н. Богомолова [1], широко ис- вводилось в дегидратированный цеолит из рас пользуются как модельные объекты для изуче- плава при температуре 673 К и давлении 10 кбар.

ния физических свойств периодических ансамб- Вследствие высокой концентрации наночастиц лей наночастиц [2-4]. Цеолиты представляют селена в цеолитной матрице первоначально про собой нанопористые материалы (алюмосиликаты зрачные образцы исходного цеолита после вве каркасной структуры [5]), обладающие развитой дения селена становились черными, но сохраня регулярной системой каналов и полостей с ха- ли при этом морфологию, характерную для мо рактерными размерами ~ 1 нм, которые отлича- нокристаллов цеолита типа Х.

ются большим разнообразием формы и строения Для изучения электропроводности отдель у цеолитов различных типов. ных монокристаллов цеолитов NaХ и образцов В настоящей работе проведено эксперимен- NaX-Se с размерами ~ 50 мкм использовались тальное исследование электрофизических разработанные ранее специальные эксперимен свойств образцов нанокомпозита NaX-Se. При тальные методики [6]. Термо-э.д.с.

этом в качестве регулярной пористой диэлектри- микрообразцов измерялась импульсным методом ческой матрицы – “хозяина” для создания нано- [7-9].

Рис. 1. Модель элементарной ячейки цеолита типа Х.

NaX-Se lg (I, A) -8 Au - Au m = 1, - m - I=CU - NaX-Se In - In - m = 2, - 0,5 1,0 1,5 2, lg (U, V) Рис. 2. Вольт-амперные характеристики микрообразцов нанокомпозитов NaX-Se, установленных в золо тых или индиевых контактах, измеренные на постоянном токе при комнатной температуре.

T, K 400 350 lg (I, pA) 3,0 NaX U = 10 V 2, 2, 1, NaX-Se 1, U= 2 V 0, - 1/T, K 0,0025 0, Рис. 3. Температурные зависимости тока, протекающего при постоянном напряжении U через микроско пический монокристалл гидратированного цеолита NaX (1) и микрообразец нанокомпозита NaX-Se (2), установленные в индиевых контактах.

Результаты проведенных экспериментов квадратичному закону, характерному для токов, представлены на рис. 2 и 3. Как видно из рис. 2, ограниченных пространственным зарядом. Пока вольт-амперные характеристики (ВАХ) микро- зано, что температурная зависимость тока, про образцов нанокомпозитов NaX-Se, измереннные текающего через микрообразец нанокомпозита на постоянном токе с использованием золотых NaX-Se при постоянном напряжении, носит ар или индиевых контактов, описываются степен- рениусовский характер. Установлено, что коэф фициент Зеебека нанокомпозита NaX-Se отрица ным законом I = CU m с показателем степени телен, а его абсолютная величина существенно m 2. Подобное поведение характерно также и меньше удельной термо-э.д.с. «массивного» се для “массивного” селена [10-11], когда отклоне лена.

ния от закона Ома наблюдаются уже в слабых Работа поддержана Аналитической ведом полях. При этом квадратичные ВАХ наблюда ственной целевой программой «Развитие науч лись при протекании токов, ограниченных про ного потенциала высшей школы» Министерства странственным зарядом (ТОПЗ), в случае моно образования и науки Российской Федерации.

полярной инжекции дырок в образцы селена [10]. Отметим, что ВАХ чистых гидратирован ных монокристаллов цеолитов типа Х, обладаю [1]. Богомолов, В.Н., Успехи физических щих ионной проводимостью, также носят сте наук, 124, 171 (1978).

пенной характер [3], однако, в этом случае пока [2]. Kumzerov, Y.;

Vakhrushev, S. In Ency затель степени обычно принимает несколько clopedia of Nanoscience and Nanotechnology / Edi меньшее значение ( 1,3 m 1,6 ).

tor Nalwa, H.S. – American Scientific Publishers, Температурные зависимости тока, проте- 2004. – Vol. VII. – P. 811–849.

кающего при постоянном напряжении U через [3]. Кумзеров, Ю.А., Соловьев, В.Г., Ха микроскопический монокристалл гидратирован- нин, С.Д., Физика регулярных матричных компо ного цеолита NaX и микрообразец нанокомпози- зитов и слоистых систем с наноструктурирова та NaX-Se, существенно различаются (рис. 3). ными неорганическими и органическими веще Уменьшение ионной проводимости монокри- ствами. – Псков: ПГПУ, 2009.

сталлов цеолита типа NaX вследствие их дегид- [4]. Solovyev, V.G., Ivanova, M.S., Pan’kova, ратации при нагревании от комнатной темпера- S.V., Trifonov, S.V., Veisman, V.L., In Handbook туры (рис. 3, кривая 1), очевидно, связано с тем, of Zeolites: Structure, Properties and Applications / что в гидратированных широкопористых цеоли- Editor Wong, T.W. – New York: Nova Science тах дипольные молекулы воды, располагаясь Publishers, 2009. – Chapter 5. – P. 77–99.

вокруг катионов, ослабляют их связь с алюмоси- [5]. Breck, D.W., Zeolite Molecular Sieves. – ликатным каркасом цеолита и облегчают их пе- Wiley: New York, 1974.

ремещение в электрическом поле [3]. Поэтому в [6]. Марков, В.Н., Соловьёв, В.Г., Приборы процессе удаления воды из цеолита NaX под- и техника эксперимента, 5, 232 (1990).

вижность катионов Na+ падает. С другой сторо- [7]. Ганго, С.Е., Марков, В.Н., Соловьёв, ны, температурная зависимость тока, протекаю- В.Г., Приборы и техника эксперимента, 6, щего при постоянном напряжении через микро- (1998).

образец нанокомпозита NaX-Se, носит типичный [8]. Ганго, С.Е., Соловьёв, В.Г., Вестник аррениусовский характер (рис. 3, кривая 2). Как Псковского государственного педагогического показывают результаты проведенных нами изме- университета. Серия «Естественные и физико рений термо-э.д.с. этих микрообразцов, этот ток, математические науки», 8, 88 (2009).

по-видимому, является электронным, поскольку [9]. Ванин, А.И., Вейсман, В.Л., Ганго, С.Е., коэффициент Зеебека нанокомпозита NaX-Se Кондратьева, М.Н., Соловьев, В.Г., Трифонов, отрицателен. При этом его абсолютная величина С.В., Инновационные технологии: Материалы существенно меньше удельной термо-э.д.с. «мас- трудов школы молодых ученых «Современные сивного» селена, который будучи дырочным по- проблемы наноэлектроники, нанотехнологий, лупроводником в кристаллической фазе, облада- микро- и наносистем» / Ред. Булярский, С.В., 3, ет преимущественно электронной проводимо- 90 (2010).

стью в аморфном состоянии [11]. Отметим, что [10]. Ламперт, М., Марк, П., Инжекционные уменьшение величины и изменение знака удель- токи в твердых телах. – М.: Мир, 1973.

ной термо-э.д.с. наблюдалось ранее при наност- [11]. Абдуллаев, Г.Б., Абдинов, Д.Ш., Фи руктурировании и других веществ – полупро- зика селена. – Баку: Изд-во “Элм”, 1975.

водников (йода [9]), а также металлов (никеля [12]. Soni, A., Okram, G.S., Appl. Phys. Lett., [12]). 95, 013101 (2009).

Таким образом, в настоящей работе впер вые изучены электрофизические свойства новых нанокомпозиционных материалов NaX-Se с вы сокой концентрацией наночастиц селена. При этом установлен степенной характер вольт амперных характеристик микрообразцов нано композитов NaX-Se, отвечающих, по-видимому, ЭЛЕКТРОННО-МИКРОСКОПИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОНКИХ ПЛЁНОК Al НА ПОДЛОЖКЕ GaAs(001) Ловыгин М.В.

Московский государственный институт электронной техники (технический университет), 124498, проезд 4806, д. 5, Москва, Зеленоград, Россия e-mail: lovyginmike@rambler.ru Эпитаксиальные плёнки Al широко ускоряющее напряжение постепенно используются при создании контактов в уменьшалось от 5 до 0,5 кВ, приготовлялись соединениях типа «полупроводник- образцы планарного и поперечного сечений.

сверхпроводник», элементах оптических Исследование проводилось на приборе Philips устройств и др.. Ранее в [1] было установлено, CM-30 при ускоряющем напряжении 200 кВ.

что в зависимости от режимов роста плёнки Al, Получены электронно-микроскопические выращенные на подложке GaAs(001) с атомной изображения блоков Al на подложке GaAs(001).

На изображениях образца были выявлены реконструкцией поверхности (24)/c(28), имеют кристаллические блоки Al (рис. 1). Из анализа блочную структуру с разной электронограмм, высокоразрешающих кристаллографической ориентацией: Al(001), изображений образцов (рис. 2) и полученных на Al(011) и Al(011)R.

их основе фурье-спектров вычислялись В настоящей работе представлены межплоскостные расстояния в кристаллической результаты электронно-микроскопических решётке Al. На основании сопоставления исследований эпитаксиального слоя Al экспериментальных результатов с данными [2] толщиной 50 нм в составе резонансной была подтверждена блочная структура туннельной гетероструктуры Al/GaAs(001) с выращенной плёнки Al и определена барьером Шоттки. As-стабилизированная кристаллографическая ориентация выявленных поверхность GaAs(001) имела атомную блоков.

реконструкцию (31). Для приготовления образцов поперечного сечения методом In-Situ Lift-Out использовалась система с фокусированным ионным пучком FEI FIB при ускоряющем напряжении 30 кВ и токе пучка 11 пА.

Рис. 2. Высокоразрешающее изображение блока Al. На вставке – увеличенный фрагмент изображения [1] Luo, Y.S., Yang, Y.-N., Weaver, J.H., Phys.

Rev. B., 49, 3, 1893 (1994).

[2] Power Diffraction file. Inorganic. Publication SMF-27. / Published by JCPD – International Center Рис. 1. Темнопольное изображение блока Al for Diffraction Data. – Pennsylvania. (1977).

Посредством механического и ионного утонения на установке Gatan PIPS Model 691, в которой ДИАГНОСТИКА ПОРИСТЫХ СЛОЕВ И МНОГОСЛОЙНЫХ СТРУКТУР ПОЛУПРОВОДНИКОВ РЕНТГЕНОДИФРАКЦИОННЫМИ МЕТОДАМИ А.А. Ломов Физико-технологический институт РАН, Нахимовский просп. д. 36/1, Москва, Россия e-mail andlomov@mail.ru План лекции 1.Введение. Краткая история развития высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии и реф лектометрии. От изучения дефектов структуры к исследованию пористых материалов. Основные проблемы в изучении 3D-локально неоднородных слоев.

2. Двухкристальные и трехкристальные кривые дифракционного отражения. Основные схемы реги страции дифракционного рассеяния при больших, малых и скользящих углах. Брэгговское и диф фузное рассеяние. Обратное пространство и распределение интенсивности рассеянного излучения вблизи узлов обратной решетки. Принципы формирования сечений дифракционного рассеяния.

3. Методика и проблема формирования пористых полупроводниковых слоев. Морфология и струк тура пористых слоев Si, Ge, InP, GaP, GaAs по данным электронной микроскопии.

4. Характеризация пористых субмикронных и децимикронных слоев Si рентгенодифракционными методами. Возможности малоуглового рассеяния.

5. Исследование многослойных пористых структур Si и InP комплементарными рентгеновскими ме тодами. Что лучше: рентген или электронная микроскопия?

ИЗУЧЕНИЕ ЛОКАЛЬНОЙ ВАРИАЦИИ ПАРАМЕТРА РЕШЕТКИ МОНОКРИСТАЛЛОВ ТРИГОНАЛЬНОЙ СИНГОНИИ МЕТОДОМ КОМПЛАНАРНЫХ РЕНТГЕНОВСКИХ РЕФЛЕКСОВ Н.В. Марченков, А.Ю. Серегин, А.Е. Благов Институт кристаллографии имени А.В. Шубникова РАН, 119333, Москва, Ленинский пр-т, решетки, основанный на измерении углового Введение расстояния между двумя отражениями, для ко Экспериментальное определение парамет торых выполняется или почти выполняется ус ров кристаллической решетки является одной из ловие компланарной многоволновой дифрак традиционных задач рентгеновской дифракто ции. Существенным достоинством этого метода метрии. Для изучения реальной структуры кри является возможность определения на лабора сталлов – дефектов, вариаций состава по кри торном источнике локальных изменений пара сталлу, распределения и концентрации примес метра решетки с высоким пространственным ных атомов и включений других фаз, необходи разрешением до десятков микрон. В силу ука мы методы определения локальных значений занных особенностей, квазимноговолновой ме параметров решетки и их вариаций. В последнее тод представляет интерес с точки зрения его время особый интерес приобрело изучение применимости для решения технических про наномасштабных сверхструктурных образова блем, связанных с технологиями роста и иссле ний, зачастую дающих новые качества свойст дованием дефектной структуры кристаллов.

вам таких соединений. Это делает особо важ Метод был разработан [1] и в дальнейшем ус ным прецизионное измерение локальных значе пешно развит для измерения параметров кри ний (~10-5) с хорошим пространственным раз сталлов кубической сингонии. В то же время решением.

ограничение данного метода кристаллами куби Такие хорошо известные методы прецизи ческой сингонии существенно ограничивало онного определения параметров кристалличе круг изучаемых объектов.

ской решетки, как метод Косселя, метод широко Настоящая работа посвящена развитию расходящегося пучка, метод Бонда позволяют с указанного метода – прежде всего изучению высокой степенью точности (вплоть до его особенностей для исследования кристаллов 10-4 – 10-5) определять значения параметров средних сингоний. Экспериментально исследо кристаллической решетки. Однако, при необхо ваны локальные вариации параметра решетки в димости проведения локальных измерений, эти тригональном кристалле лантангаллиевого тан методы или непригодны, или требуют примене талата La3Ga5.5Ta0,5O14 (LGT).

ния специальной техники.

Методика измерений.

Весьма практичным и удобным является Используемый метод основан на измере метод прецизионного определения параметров нии угла между двумя дифракционными макси мумами, соответствующими двум, предвари- перебор индексов h1k1l1, h2k2l2 и расчет значения тельно подобранным рефлексам, для которых 0 при заданном значении длины волны и выполняется условия близкие к многоволновой «справочных» «a» и «с». Пары рефлексов, для дифракции (т.н. квази-многоволновая дифрак- которых значения 0 не превышает 500", счи ция) в компланарной геометрии. таются годными для дальнейшего анализа.

В случае компланарной геометрии квази- Для произвольных пар угловое расстояние многоволновой дифракции для угла между по- 0 позволяет изучать соотношение параметров ложениями кристалла, соответствующими усло- «c» и «a» вдоль поверхности образца. В ряде виям наблюдения дифракционных максимумов случаев этого достаточно для анализа однород рефлексов (h1k1l1) и (h2k2l2), справедливо соот- ности кристалла. При условии l1 = l2 = 0 пара ношение: метр «с» исключается из расчетов. В таком слу 0 = – |1 – 2|, чае пары компланарных рефлексов вида h1k10, (1) h2k20 позволяют однозначно определять значе где 1 и 2 – углы Брэгга, соответствующие ние параметра кристаллической решетки «а» и кристаллографическим плоскостям (h1k1l1) и изучать его изменение по поверхности. Практи (h2k2l2), – угол между этими плоскостями.

чески аналогичную ситуацию можно получить Запись кривых дифракционного отражения при условии подбора пары рефлексов, угловое (КДО) в угловом диапазоне 0 позволяет ре расстояние между дифракционными максиму гистрировать дифракционные пики рефлексов мами которых чувствительно к изменению од (h1k1l1), (h2k2l2) с высоким угловым разрешени ного параметра и малочувствительно к измене ем, что обеспечивает точное измерение искомо нию другого.

го угла 0 между дифракционными максимума Относительная точность метода определя ми рефлексов. Прецизионность определения ется формулой: а/а = *, где – экспе параметра решетки может достигать 10-5 – 10-6, риментальная ошибка определения 0, как было продемонстрировано в работе [2] для – = |tg1 – tg2| – коэффициент, отражающий кубических кристаллов. Следует отметить, что чувствительность 0 для выбранной пары отра поворот кристалла на малый угол 0, выпол жений к малым изменениям параметров решет няемый при измерениях практически не влияет ки. Таким образом, наибольшую точность из на локальность метода, что позволяет проводить мерения позволяют получать пары рефлексов с измерения с пространственным разрешением максимальной разницей тангенсов брэгговских равным ширине проекции пучка на образце.

углов.

Удобство и точность метода обычно реа Объект исследования.

лизуются при условии 0 300 – 500". Значи Объект исследования в настоящей работе – тельное превышение указанного значения при кристалл лантангаллиевого танталата водит к увеличению «приборной» ошибки и La3Ga5.5Ta0.5O14 (лангатат, LGT).

времени эксперимента.

Кристаллы лангатата принадлежат к три Для представленной геометрии дифракции гональной сингонии группы 32. Они широко величина 0 является функцией параметров используются для разнообразных устройств элементарной ячейки исследуемого кристалла пьезотехники на поверхностных и объемных a, b, с,,,, индексов hkl пары используемых акустических волнах. К настоящему времени рефлексов и длины волны рентгеновского излу они выращиваются в виде крупных кристаллов чения. Для кристаллов средних сингоний по достаточно высокого качества. В настоящей иск рефлексов представляет собой циклический работе использовались образцы LGT в виде пла- ной. Те изменения параметра решетки, которые наблюдаются на более высокоточном уровне стин с нормалью вдоль [11 0].

(~10-5) можно отнести к недостаткам технологии Для кристалла лангатата удалось найти выращивания кристалла (изменение скорости несколько пар удовлетворяющих искомому ус вытягивания, температуры в процессе роста и ловию l1 = l2 = 0, 0 300". Была выбрана т.д.), а также к влиянию внутренних дефектов пара (260–770) т.к. она обеспечивала минималь исследуемого образца.

ное пространственное разрешение.

Экспериментальная установка.

Эксперименты проводились на стандарт ном рентгеновском спектрометре ТРС-К с ис пользованием двухкристальной непараллельной схемы рентгеновской дифракции. Источником излучения служила рентгеновская трубка с мо либденовым анодом. Пучок формировался при симметричном однократном отражении от мо нохроматора Si (440) и ограничивался щелью перед исследуемым образцом, что позволяло использовать линию MoK1 при проведении Рис.1. Относительное изменение параметра ре экспериментов. Регистрация интенсивности шетки кристалла LGT, измеренное с большим и рефлексов осуществлялась двумя сцинтилляци малым шагом.

онными (NaI) детекторами с использованием независимых каналов счета.

*** Результаты и обсуждения Работа выполнена при поддержке Минобрнауки Для определения относительного измене ГК № 16.740.11.0095 и совета по грантам Пре ния параметра кристаллической решетки запи зидента РФ грант № МК-156.2.2010.

сывались кривые дифракционного отражения от двух семейств атомных плоскостей 770 и 260 в разных точках вдоль поверхности исследуемого кристалла LGT. В рамках поставленной задачи Список литературы.

было проведено две серии измерений: с круп 1. Isomae S., Kishino S., Takagi et al // ным шагом вдоль всего исследуемого образца и J.Appl.Cryst. 1976. V.9. P.342 and lead stearate alternative bilayers. Physica B, 2005. 357: p. 130– с маленьким шагом на небольшом участке кри 135.

сталла. 2. Лидер В.В. // Кристаллография 1994, Т.39, №3, с 406-409.

Задача по расчету параметра решетки из величины углового расстояния между пиками КДО была решена численно.

Исходя из полученных результатов, мож но сделать вывод о том, что с точностью 10- исследуемый кристалл лангатата LGT можно считать гомогенным (рис.1), т.е. с этой точно стью можно утверждать, что параметр кристал лической решетки является постоянной величи ИССЛЕДОВАНИЕ ЗОННЫХ ПЛАСТИНОК ДЛЯ ЖЕСТКОГО РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ЛАБОРАТОРНЫХ ИСТОЧНИКАХ Е. В. Минеев1, Н.В. Цвигун1, И.Н. Букреева1, И.В. Якимчук1, В.Е.

Асадчиков1, В.В. Котляр2, А.Г. Налимов2, М.И. Шанина2, В.А. Сойфер3, Л. О'Фаолайн Учреждение Российской академии наук Институт кристаллографии РАН, 119333 г. Москва, Ленинский проспект, Институт систем обработки изображений РАН, Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П. Королева (национальный исследовательский университет), Школа физики и астрономии Университета Сент-Эндрюса, Шотландия, e-mail: mineeveug@gmail.com В работе представлены первые результаты была рассчитана для длины волны 2,29А (Cr) исследования рентгенооптических свойств (энергия кванта 5,4 Кэв). При изготовлении зонных пластинок, полученных методом ионного данных ЗП формировались все зоны от травления. центральной до 177 (всего 176 зон или Как известно, зонные пластинки Френеля в 88 периодов). Диаметр данной ЗП составлял оптике видимого излучения могут являться мкм, а ширина последней зоны - 287 нм.

аналогом увеличивающей линзы. При переходе в Удалось получить глубину рельефа 460 нм, что рентгеновский диапазон длин волн именно эти соответствует максимальному аспектному элементы позволяют получить наибольшее отношению 1,6. При этих параметрах расчетная увеличение [1-9]. В то же время в нашей стране эффективность приближается к 3%.

работы по созданию и испытанию зонных В рамках разработанной технологии на пластинок (ЗП) пока не получили широкого одной мембране было изготовлено одновременно распространения. 16 одинаковых ЗП. На рис.2 представлено В данной работе исследовались ЗП, изображение полученного ансамбля из 16 ЗП, изготовленные путем ионного травления серебра полученное в оптическом микроскопе на на мембране из нитрида кремния (Рис.1). ЗП отражение.

Рис.1. Вид под углом на электронном Рис.2. Вид в микроскопе в отраженном микроскопе ЗП: светлые кольца – серебро в свете 16-ти серебряных ЗП, расположенных в местах углублений, темные кольца – остатки виде матрицы 4х4 на мембране из нитрида резиста в местах возвышений кремния размером около 1200х1200 мм.

щель детектор источник ЗП Рис.3 Схема эксперимента с зонной пластинкой мм (расчетное фокусное расстояние - 250 мм), а Рентгеновские исследования проводились на его интенсивность на 6% выше окружающего длине волны 2.29А (Cr Ka-линия). Схема фона интенсивности.

экспериментальной установки показана на рис.3.

Рентгеновский пучок, отраженный от x совершенного кремниевого кристалла монохроматора (отражение 220), проходил через щелевую диафрагму, освещал ряд из четырех ЗП и затем регистрировался детектором. В экспериментах применялся двумерный детектор на базе ПЗС-матрицы. Размер пикселя 13 мкм, число пикселей 1000х520. Ширина щели, ограничивающей освещающий пучок, составляла 100мкм. Расстояние от источника до ЗП было равным 53 см, щель находилась перед ЗП, детектор был расположен на расстоянии 6 см от ЗП. В данных условиях мы можем считать пучок практически нерасходящимся в горизонтальном 0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 направлении. Время экспозиции – 100 сек.

б) x Теоретические расчеты поля за ЗП 20 2. выполнялись путем численного решения параболического волнового уравнения в предположении, что на ЗП падает плоская монохроматическая волна [10]. Расчеты были выполнены с использованием двух независимых 1. компьютерных программ. Полученные в обоих случаях результаты хорошо соответствуют друг 100 другу. В обоих случаях наблюдается максимум в интенсивности на расстоянии ~ 60 мм.

0. Сравнения теоретических расчетов и экспериментальных данных показаны на рис.5.

20 40 60 80 100 120 140 160 180 При этом проведена операция усреднения а) отсчетов интенсивности по «окну» размером мкм (размер ячейки CCD камеры). Из сравнения Рис.4. а) - двумерное распределение рисунков 5а и 5б видно их качественное интенсивности рентгеновских лучей (длина соответствие: уменьшение интенсивности в волны 2.29А), прошедших ряд из 4-х ЗП и месте прохождения лучей через ЗП по зарегистрированных CCD камерой на расстоянии сравнению с интенсивностью лучей, прошедших 60 мм от ЗП;

б) - сечение от четырех ЗП, мимо пластинки только через мембрану и расположенных на одной линии. локальный максимум интенсивности в центральной области ЗП.

Типичное изображение, получаемое на детекторе, представлено на рис.4а. На этом рисунке мы видим теневой след от ряда из четырех ЗП с максимумом интенсивности в центре каждой из них. Этот максимум устойчиво сохраняется при изменении расстояния между ЗП и детектором от 20 до 0. 0. 0. I, отн. ед. 0. 0. 0. 0. 0. 0. 0 5 10 15 20 Пиксели а) б) Рис.5. а) - рассчитанная интенсивность рентгеновского излучения с длиной волны 2,29А на расстоянии 60 мм от ЗП диаметром 200 мкм и фокусным расстоянием 250 мм после усреднения с учетом размера пикселя;

б) – экспериментальное усредненное распределение интенсивности от ЗП.

На рис.5б соотношение интенсивности [2] J.Vila-Comamala, K. Jefimov, T. Pilvi, M.

Ritala, [and oth.] //J. Physics: Conf. Ser. “9th Int.

лучей вне ЗП к интенсивности в центральном пике равно в условных единицах 9,1:9,7=0,94, а Conf. on X-Ray Microscopy”, 2009. – V. 186. – P.

аналогичное соотношение на рис.5а равно 012078.

8,5:8,9=0,95. Отношение ширины центрального [3] S. Tamura, M. Yasumoto, N. Kamijo, K. Uesugi [and oth.] // J. Physics: Conf. Ser. “9th Int. Conf. on максимума к диаметру ЗП для первой слева ЗП на рис.5б равно 2:13=0,15, а в случае рис.5а это X-Ray Microscopy”, 2009. – V. 186. – P. 012075.

отношение равно 1:8=0,13. [4] N. Watanabe, M. Hoshino, K. Yamamoto, S Таким образом, установлено, что в Aoki, A. Takeuchi, Y. Suzuki // J. Physics: Conf.

Ser. “9th Int. Conf. on X-Ray Microscopy”, 2009. – центральной части ЗП, где находится первая зона Френеля величиной 7-8 мкм, отсутствует провал V. 186. – P. 012021.

интенсивности, соответствующий поглощению в [5] J. Chen, W. Li, Y. Liu, Z. Yue, J. Tian [and oth.] этом месте, и возникает локальный максимум, // J. Physics:

[6] Conf. Ser. “9th Int. Conf. on X-Ray Microscopy”, на 6% превышающий окружающий фон, что свидетельствует о работе ЗП в качестве 2009. – V. 186. – P. 012005.

фокусирующего рентгенооптического элемента. [7] O. von Hofsten, M. Bertilson, J. Reinspach, A.

Также показано, что экспериментальные данные Holmberg [and oth.] // Opt. Lett., 2009. – V. 34. – находятся в хорошем соответствии с No. 17. – PP. 2631-2633.

теоретическими расчетами. [8] W. Chao, J. Kim, S. Rekawa, P. Fischer, E.H.

Anderson // Opt. Express, 2009. – V. 17. – No. 20. – PP. 17669-17677.

Список литературы: [9] R.A. Senin, A.V. Buzmakov, A.V. Konovko, I.S.

Smirnov [and oth.] // J. Physics: Conf. Ser. “9th Int.

[1] Y. Feng, M. Feser, A. Lyon, S. Rishton, [and Conf. on X-Ray Microscopy”, 2009. – V. 186. – P.

oth,] // J. Vac. Sci. Technol. B, 2007. – V. 25. – No. 0120.

6. – PP. 2004-2007. [10] Yu.V.Kopylov, A.V.Popov, A.V.Vinogradov, Opt.Comm., vol.118, p.619-636, (1995).

СОВМЕСТНЫЙ АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОЙ СЕРИИ МЁССБАУЭРОВСКИХ СПЕКТРОВ МАГНИТНЫХ НАНОЧАСТИЦ И ЕГО ПРИМЕНЕНИЕ В ИССЛЕДОВАНИЯХ МЕТАБОЛИЗМА В ЖИВЫХ ОРГАНИЗМАХ И.Н. Мищенко 1,2, *, М.А. Чуев 2,3, # Физический факультет МГУ, Воробьёвы Горы, д. 1, стр. 2, Москва, Россия ННЦ «Курчатовский институт», площадь Курчатова, д. 1, Москва, Россия Физико-технологический институт РАН, Нахимовский просп., д. 36/1, Москва, Россия e-mail: * IlyaMischenko@rambler.ru, # chuev@ftian.ru -1 2 -1 0 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 Интерес к материалам, содержащим 1,0 0 магнитные частицы или кластеры малых 0,9 9 размеров (порядка нескольких нанометров, так 0,9 9 что они являются однодоменными), обусловлен 0,9 9 T = 78 K главным образом широкой областью их 0,9 9 0,9 9 применения в нанотехнологии магнитных и 1,0 0 магнитооптических устройств. Это 0,9 9 предопределяет необходимость проведения 0,9 9 систематических исследований структурных и T = 300 K 0,9 9 магнитных свойств этих материалов различными 2 h o u rs методами как с целью оптимизации технологии 0,9 9 их роста, так и для выяснения фундаментальных 1,0 0 характеристик магнетизма в ансамбле магнитных 0,9 9 частиц нанометрового размера. 0,9 9 Существует несколько методов T = 78 K 0,9 9 исследования довольно сложных процессов 0,9 9 магнитной релаксации в частицах малых 1,0 0 размеров. Среди них одним из наиболее 0,9 9 информативных является гамма-резонансная 0,9 9 (мессбауэровская) спектроскопия, успешно T = 300 K 0,9 9 используемая для исследования структурных, 2 d a ys магнитных и термодинамических свойств 0,9 9 наномагнетиков [1]. Такие материалы 1,0 0 представляют собой совокупность магнитных 0,9 9 наночастиц, «растворенных» в некоторой 0,9 9 матрице. При этом малый размер частиц часто T = 78 K 0,9 9 оказывается решающим фактором в реализации той или иной формы мессбауэровских спектров 1,0 0 поглощения. 0,9 9 В последнее время мы разрабатываем модель магнитной динамики ансамбля T = 300 K 0,9 9 2 weeks наночастиц, приемлемую для анализа 0,9 9 мессбауэровских спектров при различных температурах. В отличие от стандартного 1,0 0 подхода, нами учитывается большая величина 0,9 9 спина исследуемых частиц и рассматриваются 0,9 9 переходы между их стационарными квантово- T = 78 K 0,9 9 механическими состояниями, различающимися проекцией спина на ось легчайшего 1,0 0 намагничивания (многоуровневая модель 0,9 9 релаксации) [2,3]. В этом случае для расчёта T = 300 K спектра поглощения по заданным параметрам 0,9 9 2 m o n th s модели требуется обращение трёхдиагональной 0,9 9 релаксационной матрицы, размер которой -1 2 -1 0 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 8 10 пропорционален спину частиц. Рис. 1. Мёссбауэровские спектры ядер 57Fe в образцах печени мышей с различным временем после инъекции наночастиц.

Для количественного определения X-axes areTim (H e ours) характеристик экспериментального образца и 1 10 100 1, Doublet Area Sextet Area тем более восстановления их температурной 0, эволюции необходимо учитывать разброс 0, размеров частиц. В качестве первого 300 S extet приближения в расчётах использовалось 0,7 78S extet 300 D oublet гауссово распределение частиц по диаметрам. 0, 77.5 Doublet Восстановление характеристик 0, исследуемых образцов в соответствии с заданной 0, теоретической моделью производится 0, классическим методом минимизации 70 1, d/ d среднеквадратичного уклонения (метод 2).

Численный поиск минимума организован как 60 0, итерационный процесс, на каждом шаге которого KV (K) d / d 50 0, решается система для определения оптимального вектора параметров в линейном приближении. 40 0, Основная специфика совместной KV обработки серии спектров, снятых для одного 30 0, образца при различных температурах, состоит в 1 10 100 1000 1 10 100 том, что набор искомых параметров разбивается 1 10 100 1000 1 10 100 на два класса: (а) независящих от температуры и, 3, 2, Doubl (mm/sec) соответственно, общих для всех спектров (таких 0, 2, 78 как размер частиц) и (б) меняющихся вместе с D (mm/sec) 0, 1, ней, индивидуальных для каждого графика (например, магнитное поле Hhf, создаваемое 0, 0, электронной оболочкой атома в области ядра). В 0, этом случае вид матрицы линеаризованной 0, 0, Doubl QS (mm/sec) 0, системы зависит от порядка параметров в 0, 0, наборе, а значит, встаёт вопрос его разумного IS (mm/sec) 300 0, выбора. 0,40 0, Описанная методика может быть 0,35 0,3 использована при изучении метаболизма 0, 0, инородного железа в живом организме [4,5]. Актуальность подобных исследований 0, Doubl IS (mm/sec) определяется возможностью применения 0, Hhf (kOe) наночастиц в качестве носителя при магнитной 78 0, доставке лекарственных препаратов. 510 0, В качестве примера приведём исследование представленным методом биодеградации 505 0, 1 10 100 1000 1 10 100 наночастиц железа в печени лабораторных мышей. С целью изучения процессов разложения Рис. 2. Параметры модели, найденные путём и вывода из организма инородных включений совместного анализа температурных серий животным вводят взвесь железных частичек. По спектров гамма-резонансного поглощения.

истечении фиксированных промежутков времени мышей препарируют и с образцов, полученных из их внутренностей, снимают мёссбауэровские [1] Chuev, M.A., Hesse, J., in “Magnetic properties спектры (рис. 1). Результирующие кривые of solids” (Ed. K.B. Tamayo). New York, Nova поглощения формируются двумя вкладами: Science Publishers, 2009, pp. 1-104.

магнитным секстетом частиц и дублетом, [2] Jones, D.H., Srivastava, K.K.P., Phys. Rev., B34, приписываемым железосодержащему белку — 7542 (1986).

продукту их постепенной переработки, причём [3] Чуев, М.А., Письма в ЖЭТФ, 83, № 12, относительный вес последнего увеличивается с (2006).

течением времени. Описанная выше методика [4] Chuev, M.A., et al., AIP Conference анализа образцов позволяет получить не только Proceedings, 1311, 322 (2010).


качественные, но и количественные оценки [5] Nikitin, M.P., et al., AIP Conference физических параметров с указанием Proceedings, 1311, 401 (2010).

погрешностей, их температурную, а при сопоставлении различных температурных серий, — и временную эволюцию (рис. 2).

Изучение фазового перехода в сегнетоэлектрике KH2PO4 с помощью резонансной дифракции синхротронного излучения Г.Т.Мулявко 1, А.П.Орешко 1, Е.Н.Овчинникова 1, В.Е.Дмитриенко 2, Г.Бютье 3, С.П.Коллинз 4, Г.Нисбет Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова, 119991, ГСП-1, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2, Физический факультет Институт кристаллографии РАН им. А.В.Шубникова, 119993, Ленинский пр-т, 59, Москва SIMaP, CNRS-Grenoble-INP, 38402 Saint-Martin d’Heres, France Diamond Light Source, Rutherford Appleton Laboratory, Chilton, UK E-mail: muljavko@yandex.ru Резонансная дифракция и рассеяние [2,3] было показано, что нарушение локальной рентгеновского излучения (RXS - Resonant X- симметрии положения атомов влияет на ray Scattering) – это метод, в котором изучается резонансную часть атомного фактора и, в дифракция с энергией фотонов, близкой к краям частности, может приводить к появлению поглощения атомов в веществе, что делает термоиндуцированных рефлексов, метод селективным по отношению к его обусловленных тепловыми колебаниями химическому составу. В этой области атомов. В отличие от обычных брэгговских оказывается существенной анизотропия отражений их интенсивность растет с резонансного рассеяния каждым атомом, температурой. Таким образом, тепловые вследствие расщепления электронных колебания и квантовые скачки атомов водорода состояний из-за взаимодействия с должны проявляться в температурной и кристаллическим полем, а также спин- энергетической зависимости «запрещенных»

орбитального взаимодействия. В ряде случаев отражений.

возможно наблюдать чисто резонансные Целью настоящей работы было изучение («запрещенные») брэгговские отражения, температурной зависимости запрещенных которые отсутствуют вдали от краев отражений в кристалле КH2PO4 (в дальнейшем поглощения вследствие симметрийных свойств КDP) с помощью резонансной дифракции исследуемого кристалла. синхротронного излучения, анализ возможных Изучению физических свойств кристаллов причин их возникновения и компьютерное КH2PO4, RbH2PO4 и им подобных посвящена моделирование их энергетических обширная научная литература [1]. Это связано с зависимостей.

их сегнетоэлектрическими свойствами и с В параэлектрической фазе кристаллы использованием кристаллов данного семейства являются тетрагональными, имеют симметрию в лазерной технике. Однако до сих пор I 4 2d, при температурах ниже 123 К кристаллы существуют некоторые проблемы, связанные с становятся орторомбическими и описываются микроскопическим описанием фазового пространственной группой Fdd2. Этот перехода кристаллов из параэлектрической структурный фазовый переход является фазы в сегнетоэлектрическую. Предполагается, переходом из параэлектрической в что фазовый переход связан с упорядочением сегнетоэлектрическую фазу. Симметрия положений атомов водорода. Другим положения атомов калия в параэлектрической предположением о природе фазового перехода в фазе 4 запрещает существование отражений ферроэлектрическое состояние является типа hhl, 2h+l=4n+2 при энергии падающего взаимодействие диполей, вызванных излучения, далекой от К-края поглощения. Этот искажением симметрии группы тяжелых ионов запрет остается и при рассмотрении диполь PO4. В неупорядоченной фазе позиция атомов дипольного вклада в резонансное рассеяние водорода заполнена только наполовину, а атомы вблизи края поглощения. Однако, при водорода совершают скачки между двумя температуре ниже 123 К, т.е. при переходе в симметрийно эквивалентными положениями, сегнетоэлектрическую фазу, диполь-дипольное обеспечивая водородную связь между атомами рассеяние становится разрешенным. Поэтому, кислорода. Неупорядоченность мгновенных несмотря на то, что отражение по-прежнему конфигураций атомов водорода может остается запрещенным для нерезонансного приводить к искажениям локальной симметрии рассеяния, при энергии вблизи К-края калия его окружения резонансных атомов и, как интенсивность должна резко возрасти.

следствие, к появлению некоторой Теоретический анализ показал, что существует дополнительной анизотропии резонансного три причины, которые могут вызывать рассеяния синхротронного излучения. В работах возникновение «запрещенных» отражений в отражения 002 в сегнетоэлектрической фазе параэлектрической фазе КDP, а именно: диполь- является стандартной задачей, однако выше квадрупольный вклад, термоиндуцированный точки фазового перехода требует задания диполь-дипольный вклад и искажение мгновенных конфигураций расположения локального окружения атомов калия, связанного атомов водорода, соответствующего искажения с неполной заселенностью позиции водорода локального окружения, а также мгновенных [4]. Поскольку при температурах выше фазового тепловых смещений атомов. Для моделирования перехода диполь-квадрупольный вклад является таких конфигураций был сделан расчет с не единственным, а существует еще два использованием ab initio молекулярной температурно-зависимых вклада, представляло динамики интерес изучение температурной зависимости «запрещенного» отражения.

Для исследования было выбрано отражение 002. Образцом являлся монокристалл ения 002 в низкотемпературной фазе, отн. ед.

КDP хорошего качества, поверхность которого нтегральная интенсивность отраж параллельна плоскости (001). Эксперимент по наблюдению температурной зависимости эксперимент интегральной интенсивности этого отражения расчет был выполнен на линии ID16 синхротрона DIAMOND. Измерения проводились в интервале температур 100-400 К. Было И обнаружено резкое возрастание интенсивности запрещенного отражения при температуре 123 К, что соответствует переходу кристалла в -20 -10 0 10 20 30 сегнетоэлектрическую фазу (см. рис.1). При Е-Екрая, эВ переходе в параэлектрическую фазу происходило резкое уменьшение интенсивности Рис.2. Энергетический спектр отражения 002 в отражения 002, обусловленное появлением KDP при Т123K (точки – эксперимент, запрета на диполь-дипольное рассеяние. При сплошная линия – расчет).

дальнейшем повышении температуры наблюдался рост интегральной интенсивности отражения, что связано с появлением температурно зависимых вкладов в амплитуду 002 в высокотемпературной фазе, отн. ед.

Интегральная интенсивность отражения резонансного рассеяния излучения. При фазовом переходе также наблюдалось изменение формы резонансного Эксперимент Расчет энергетического спектра отражения 002, что говорит об изменении расщепления электронных состояний при фазовом переходе.

-10 0 10 20 Е-Екрая, эВ Рис.3. Энергетический спектр отражения 002 в KDP при комнатной температуре (точки – эксперимент, сплошная линия – расчет).

В процессе моделированы было показано, что различным конфигурациям расположения атомов водорода по 16 положениям в параэлектрической фазе соответствуют немного разные резонансные энергии. Это приводит к Рис.1. Экспериментальная зависимость появлению еще одного диполь-дипольного интегральной зависимости интенсивности вклада в запрещенное отражение 002. В целом, отражения 002 в KDP от температуры.

результаты моделирования удовлетворительно описывают экспериментальные данные (рис.

Нами было выполнено компьютерное 2,3). Однако разделение различных вкладов в моделирование спектра отражения 002 в KDP резонансное рассеяние требует дополнительной при температуре ниже и выше точки фазового проработки.

перехода с помощью программы FDMNES [5].

Моделирование энергетического спектра Работа поддержана грантами РФФИ 09-02 1293 и 10-02-00768. Вычисления проводились на суперкомпьютере СКИФ МГУ "ЧЕБЫШЁВ".

[1] Ф.Иона, Д.Ширане. Сегнетоэлектрические кристаллы. М., Мир, с. 95- 152.

[2] V.E.Dmitrienko, K.Ishida, A.Kirfel, E.N.Ovchinnikova. Acta Cryst., V. A61, 2005, pp. 481-493.

[3] E.N.Ovchinnikova, V.E.Dmitrienko. Acta Cryst. V.A56, 2000, pp. 2-10.

[4] Э.Х. Мухамеджанов, М.В. Ковальчук, М.М.

Борисов, Е.Н. Овчинникова, Е.В. Трошков, В.Е.

Дмитриенко. Кристаллография, 2010, том 55, № 2, с. 187– [5] http://www.neel.cnrs.fr/fdmnes Влияние морфологии буферных слоев в GaN/AlN/SiC/Si(111) гетероструктуре на структурное качество рабочего слоя по данным электронной микроскопии.

А.В.Мясоедов1, Л.М. Сорокин1, А.Е.Калмыков1, Н.В.Веселов1, Н.А. Феоктистов1, А.В. Осипов2, С.А. Кукушкин Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, 194021 Санкт-Петербург, Политехническая 26, Россия Институт проблем механики РАН, 199178 Санкт-Петербург, Россия e-mail: goofy88@bk.ru SiC-слоями вовнутрь. Затем образцы Нитрид-галлиевые структуры на утоньшались методом механической шлифовки с подложках из карбида кремния или сапфира последующим ионным травлением на установке широко применяются в светоизлучающих, Gatan Precision Ion Polishing Sistem при энергии высокочастотных и силовых приборах. В ионов аргона 4 кэВ. Угол между пучком ионов и последнее время много внимания уделяется поверхностью образца составлял 7°.

возможности использования в качестве подложки кремния. Это обусловлено, во-первых, Гетероструктура исследовалась с помощью перспективой интеграции нитрид-галлиевой в просвечивающего электронного микроскопа кремниевую электронику и, во-вторых, Philips EM420 при ускоряющем напряжении возможностью использования сравнительно кВ.

дешёвых подложек большого диаметра (до Экспериментальные результаты мм) с хорошей электрической проводимостью.

Однако, большое рассогласование параметров Промежуточные слои имеют гладкую решётки (17%) и различие коэффициентов поверхность и высокую плотность дислокаций расширения (33%) нитрида галлия и кремния (рис. 1). Анализ микроэлектронограммы приводят к возникновению высокой плотности сделанной в области интерфейса показал, что дефектов в рабочем слое. С другой стороны, слои являются эпитаксиальными и в рассогласование между GaN(0001) и (111) 3C-SiC гетероструктуре имеются следующие составляет всего 3% [1]. Таким образом, можно эпитаксиальные соотношения:


ожидать получения высококачественного слоя GaN при использовании 3C-SiC в качестве Si(111)||3C-SiC(111)||AlN(0001)||GaN(0001) и промежуточного слоя. Целью данной работы является изучения влияния морфологии Si [1 10] ||3C-SiC [1 10] ||AlN[1120] ||GaN [1120].

буферных (промежуточных) слоёв на структурное качество слоя GaN. Промежуточный слой SiC является продуктом реакцией между кристаллическим Образцы и методы исследования кремнием и газообразной окисью углерода:

Первоначально на Si(111) подложке был 2Si(cr) + CO(v) = SiC(cr) + SiO(v) [3].

выращен тонкий слой SiC (толщина 120 нм) методом твердофазной эпитаксии [2], а затем В этой реакции на образование одной слои AlN(250 нм) и GaN(15 мкм) методом гидрид- молекулы SiC расходуется два атома Si, один из хлоридной газофазной эпитаксии (HVPE) которых улетучивается вместе с газом SiO, что (образец №1). Образец №2 отличается от образца приводит к образованию пустот в кремнии вблизи №1 толщинами слоёв SiC(300 нм), AlN(100 нм) и интерфейса Si/SiC. Толщина дефектного слоя GaN(20 мкм). Для получения электронно- около 3 мкм (рис. 1). Внутри пустот также микроскопического изображения на просвет образуется SiC в результате химической реакции поперечного среза гетероструктуры образцы между СО и кремнием (светлые пятна на рис. разрезались перпендикулярно поверхности (111) соответствуют частицам SiC). Тяжи на кремния, далее склеивались эпоксидной смолой границе со слоем SiC. Пустоты уменьшают микроэлектронограмме (рис.3b) обусловлены площадь контакта, что снижает упругие большим количеством дефектов упаковки в SiC.

напряжений на интерфейсе вызванные различием коэффициентов термического расширения.

a  b Рис. 3. а- микроэлектронограмма, снятая с участка внутри окружности на рис.1 демонстрирует эпитаксиальность выращенных слоев. Рефлексы от слоев SiC, AlN и GaN наложились друг на друга из-за близости параметров их кристаллических решеток;

b – микроэлектронограмма, снятая с одной из пустот в кремниевой подложки, в которой образовался слой SiC.

Оба буферных слоя имеют гладкую Рис. 1. Электронно-микроскопическое поверхность, за исключением редких неровностей изображение поперечного среза гетероструктуры (рис. 4). Выявлено небольшое количество пор GaN/AlN/3C-SiC/Si(111) (образец №1). ILs – размером 10-20 нм расположеных на интерфейсах промежуточные (буферные) слои.

SiC/AlN и AlN/GaN.

А  В  Рис. 2. Карбид кремния, образовавшийся в дефектном слое подложки. Темнопольное Рис. 4. Резкое снижение плотности прорастающих изображение в рефлексе SiC. дислокаций при переходе от слоя AlN к GaN.

В слое SiC отсутствуют трещины. В В слое GaN, представленном на рисунке работе [4] наличие или отсутствие трещин авторы 4, можно выделить три области. Узкая область с связывают с толщиной слоя SiC: если его очень большой плотностью дислокаций (на толщина больше критического значения х, рисунке не указана) шириной 50 нм начинается на образование трещин подавляется. Величина х, в интерфейсе. Далее следует область A с меньшей соответствии с [4], лежит в диапазоне 0,05-1 мкм. плотностью дислокаций. В области B плотность Хотя толщина слоя карбида кремния в нашем еще меньше. Уменьшение плотности дислокаций случае также попадает в этот диапазон, мы обусловлено малым количеством прорастающих считаем, что здесь главную роль в дислокаций, линии которых параллельны предотвращении формирования трещины играет направлению роста.

метод выращивания SiC приводящий к Для определения вектора Бюргерса образованию пустот в кремниевой подложке на выявленных дислокаций использовался критерий анализа распределения различных типов невидимости дислокаций g·b=0, где g – дислокаций представлены в таблице.

действующие отражение для изображения дислокации с вектором Бюргерса b. Результаты Таблица 1. Распределение различных типов дислокаций в образца № 1, полученное путем анализа электронно-микроскопических изображений.

Плотность (см–2) Тип дислокации Вектор Бюргерса Исследуемая область винтовые А+В a=1/ 3 1. смешанные А+В a=1/ 3 смешанные А+В a+c=1/ 3 все типы c=0001 0 А+В все типы a, c и a+c A все типы a, c и a+c B снижают напряжения, вызванные несоответствием параметров решеток улучшая качество рабочего слоя. Результаты измерений показали, что локальная плотность дислокаций в образце №2 около 4 107 см 2, средняя плотность ~ 109 см–2.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, гранты № 10-03-00433, 09-03-00596, 11-02- и 11-02-00662, Санкт-Петербургского фонда Рис.5. Изображение поперечного среза образца поддержки науки и образования, Программы РАН №2.

«Основы фундаментальных исследований в На рис. 5, представлена структура нанотехнологиях и материалах» и «Поддержка образца № 2. Основное отличие этой структуры инноваций и разработок».

от структуры образца №1 является наличие системы пор на интерфейсе AlN/GaN. Эти поры [1] Ioffe data archive http://www.ioffe.ru/SVA/NSM/ [2] Kukuskin S A Technical Physics Letters, 2005 S. A. Kukushkin, A. V. Osipov, S. K. Gordeev, and S. B.

Korchagina, Pis’ma Zh. Tekh. Fiz. 31 (20), 6(2005) [Tech. Phys. Lett. 31, 859 (2005)].

[3] Kukushkin FTT 2008 S. A. Kukushkin and A. V. Osipov, Fiz. Tverd. Tela (St. Petersburg) 50, 1188 (2008) [Phys. Solid State 50, 1238 (2008)].

[4] Komiyama J et al Appl. Phys. Lett. 2006. V.88. [5] Z. Liliental-Weber, D. Zakharov, B. Wagner, and R.F. Davis Proc. of SPIE 2006 Vol. 6121. P. 612101- [6] Y. Cordieretal./Journal of CrystalGrowth 312 (2010)2683– ФОРМИРОВАНИЕ ИЗОБРАЖЕНИЯ В РЕНТГЕНОВСКОМ КОГЕРЕНТНОМ ИЗЛУЧЕНИИ ЗОННОЙ ПЛАСТИНКОЙ А.Г. Налимов, В.В. Котляр Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН. 443001, Самара, Молодогвардейская 151.

Использование мягкого и жесткого мкм с фокусным расстоянием 25 см, ширина рентгеновского излучения в оптических крайних зон 286 нм. Такое фокусное расстояние системах позволяет получать высокое было выбрано исходя из критерия возможности разрешение в задачах микроскопии и изготовления ЗП на литографическом высокоразрешающей оптики [1]. Короткая длина оборудовании. ЗП была выполнена в серебре на волны рентгеновского излучения по сравнению с мембране из нитрида кремния толщиной 200 нм видимым светом накладывает более жесткие в слое серебра толщиной 900 нм, глубина условия на расчет и изготовление оптики – линз рельефа была ограничена производственными Френеля, зонных пластинок, дифракционных возможностями и составила 460 нм.

решеток [2-4]. На рис. 1 представлен рельеф зонной Зонные пластинки (ЗП) являются одним из пластинки, полученный сканирующим зондовым самых простых элементов для фокусирования микроскопом Solver-Pro M (производитель NT когерентного рентгеновского излучения [5-8]. MDT, Зеленоград).

Теория их расчета известна давно [9], однако Расчет распространения рентгеновского интерес представляет так же и моделирование излучения через зонную пластинку производился распространения света через рассчитанную комбинированным методом. Расчет в свободном зонную пластинку. Основной проблемой для пространстве производился с помощью расчета дифракции рентгеновского излучения на интеграла Рэлея-Зоммерфельда на кластере ЗП является выбор необходимого метода расчета (использовалось 800 процессоров Intel Xeon и время моделирования. В связи с длиной волны, 2,93 ГГц).

составляющей обычно доли нанометра, необходимо использовать сетку отсчетов с нм разбиением в несколько тысяч или десяток тысяч 600 отсчетов по линейным координатам.

300 Выбор метода численного моделирования 0 распространения рентгеновского излучения приведен в [10]. Из [10] следует, что для моделирования распространения излучения через ЗП целесообразно использовать программное обеспечение BeamProp (фирма-разработчик RSoft design group), для расчета распространения излучения в свободном пространстве – интеграл Рэлея-Зоммерфельда. В BeamProp реализовано 0 мкм решение уравнения Гельмгольца (BPM метод) в а) Высота, нм приближении медленно меняющейся амплитуды поля:

i 2u 2u u 2 + 2 + (k 02 k 02 n 2 )u, = x z 2k 0 n y k0 = где - волновое число, n – показатель преломления вещества. Приближение медленно меняющейся амплитуды поля хорошо подходит для расчета рентгеновских дифракционных элементов, поскольку действительная часть показателя преломления для рентгеновского 0 10 20 30 X, мкм излучения имеет порядок 1 10 4...1 10 8, а б) мнимая 10 5...10 8. Рис. 1. Рельеф центральной части зонной Для построения изображения с помощью пластинки: а) восстановленное трехмерное рентгеновского излучения с длиной волны изображение, б) его профиль.

=0,229 нм была изготовлена ЗП радиусом Расчет прохождения света через зонную пластинку производился программой BeamProp, и дальнейший расчет прохождения излучения в свободном пространстве производился тоже с помощью интеграла Рэлея-Зоммерфельда.

Использовалась сетка 1547х1547 отсчетов (расстояние между отсчетами 0,13 мкм), все поле б) имело размер 201х201 мкм. Рис. 3. Увеличенное в 5 раз изображение двух На рис. 2 представлена оптическая схема квадратных диафрагм на камере, расстояние рассматриваемой задачи. S=25 см (а) и S=50 см (б) (негатив).

[1]. Attwood, D. Soft x-rays and extreme ultraviolet radiation: principles and applications / D.

Attwood // Cambridge University Press, 1999.

[2]. Vaschenko, G. Sub-38 nm resolution tabletop microscopy with 13 nm wavelength laser light / G. Vaschenko, C. Brewer, F. Brizuela, Y.

Wang [and oth.] // Opt. Lett., 2006. – Vol. 31. – PP.

1214–1216.

[3]. Vaschenko. G. Nano-imaging with a compact extreme ultraviolet laser / G. Vaschenko, F.

Рис. 2. Оптическая схема для построения Brizuela, C. Brewer, M. Grisham [and oth.] // Opt.

изображения с помощью ЗП.

Lett., 2005. – Vol. 30. – PP. 2095–2097.

[4]. M. Kuyumchyan, A. Isoyan, A. Shulakov, Объект был освещен сходящимся E. Aristov, V. Kondratenkov, M. Snigirev, A.

рентгеновским пучком. В качестве объекта для Snigireva, and I. Yabashi, “High efficiency and low изображения были взяты две квадратные absorption Fresnel compound zone plates for hard диафрагмы размером 10 мкм с расстоянием X-ray focusing,” http://arxiv.org/pdf/cs.OH/ между ними 15 мкм. Таким образом, размер (Cornell University, 2005).

изображения составил 175 мкм. Так как ЗП имеет [5]. M. Kuyumchyan, A. Isoyan, A. Shulakov, эффективность всего несколько процентов, в E. Aristov, V. Kondratenkov, M. Snigirev, A.

плоскость наблюдения попадет как Snigireva, and I. Yabashi, “High efficiency and low расходящийся падающий пучок, так и absorption Fresnel compound zone plates for hard параллельный пучок после зонной пластинки. На X-ray focusing,” http://arxiv.org/pdf/cs.OH/ рис. 3 представлена расчетная интенсивность (Cornell University, 2005).

излучения для расстояния S=25 см и S=50 см.

[6]. Aoki, S. The 8th International Conference На рис. 3а в плоскости действительного on X-ray Microscopy (Institute of Pure and Applied изображения не видно квадратных диафрагм из Physics, Tokyo, 2006);

and references therein / S.

за наложения падающего на изображение Aoki, Y. Kagoshima, and Y. Suzuki [and oth.].

расходящегося пучка. На рис. 3б расходящийся [7]. Chao, W.L. Soft X-ray microscopy at a пучок уже не попадает на изображение двух spatial resolution better than 15 nm / W. L. Chao, B.

квадратных диафрагм и их отчетливо видно.

D. Harteneck, J. A. Liddle, E. H. Anderson [and Заметим, что на рис. 3а и 3б все поле oth.] // Nature, 2005. – Vol. 435. – N. 7046. – PP.

интенсивности (201х201 мкм) промодулировано 1210–1213.

концентрическими полосами от ЗП, которые [8]. Jefimovs, K. Zone-doubling technique to объясняются тем, что ЗП не только фазовый produce ultrahigh-resolution x-ray optics / K.

объект, но и амплитудный из-за частичного Jefimovs, J. Vila-Comamala, T. Pilvi, J. Raabe, M.

поглощения рентгеновского излучения в ЗП.

Ritala [and oth.] // Phys. Rev. Lett., 2007. – Vol. 99.

– N. 26. – PP. 264801.

[9]. Barret, H.H. Fresnel zone plate imaging of gamma rays;

theory / H.H. Barret, F.A. Horrigan // Appl. Opt., 1973. – Vol. 12. – N. 11. – PP. 2686 2702.

[10]. Хонина, С.Н. Сравнение методов расчета распространения рентгеновского излучения через ДОЭ в параксиальной области / Хонина С.Н., Налимов А.Г. // Известия СНЦ РАН, 2010. – Т. 12. – N.4. – С. 26-31.

а) МЕТОДЫ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ Д.П. Николаев Институт проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН 127994, г.Москва, ГСП-4, Большой Каретный переулок, 19, стр.1.

dimonstr@iitp.ru [1] Б. Яне, Цифровая обработка изображений, М.:

В рамках лекции рассматриваются Техносфера, 2007.

основные методы автоматической обработки [2] Р. Гонзалес, Р. Вудс, Цифровая обработка изображений. Дается представление о модели изображений, М.: Техносфера, 2006.

формирования изображения и определяются её [3] Р. Гонсалес, Р. Вудс, С. Эддинс, Цифровая основные понятия: источник, объект и сенсор. обработка изображений в среде MATLAB, М.:

Рассматриваются различные виды шумов и Техносфера, 2006.

искажений, вносимых сенсором, в частности, [4] У. Прэтт, Цифровая обработка изображений, в эффекты пространственной и амплитудной 2-х т., М.: Мир, 1982.

дискретизации. В рамках модели обсуждаются [5] Nikolaev D.P., Nikolayev P.P. Linear color задачи фотометрии – непосредственного segmentation and its implementation, Computer измерения характеристик излучения – и Vision and Image Understanding, 2004, V. спектроскопии – определения характеристик (Special issue on colour for image indexing and объекта, не являющихся непосредственно retrieval), pp. 115-139.

наблюдаемыми величинами, по свойствам [6] Карпенко С.М., Гладилин С.А., Николаев Д.П.

регистрируемых излучений. Обсуждаются Метод восстановления изображений, постановки так называемых прямых и обратных подверженных радиальной дисторсии, Труды задач. Показывается различие между задачами международной конференции ИТиС'08, М.: ИППИ количественной регистрации и визуализации. РАН, 2008, 16.

Далее в докладе рассматриваются [7] Соколов В.В., Норка Ю.А., Карпенко С.М., элементарные процедуры обработки изображения: Николаев Д.П. О визуализации преобразования шкалы значений, точечные мультиспектральных изображений, сохраняющей преобразования. Обсуждается, какие искажения локальный контраст // Труды Института регистрирующей системы могут быть корректно системного анализа Российской академии наук.

устранены этими инструментами. Ставится задача Технология программирования и хранения калибровки и автокалибровки регистрирующей данных. 2009, Т. 45, стр. 183-193.

системы. [8] А. Куроптев, Д. Николаев, В. Постников.

Также в лекции рассматриваются Точная локализация опорных решеток полей различные модели изображения и связь между заполнения в анкетах методами динамического моделями и методами обработки. Обсуждается программирования и морфологической ограниченная применимость Фурье аппарата в фильтрации // Материалы 33-й конференции модели с заслонениями. Рассматриваются молодых ученых и специалистов основные методы анализа изображений в этой "Информационные технологии и системы модели: детекторы краёв и морфологические (ИТиС'10)", – М.: ИППИ РАН, 2010. Стр. 172-176.

фильтры. Обсуждаются подходы к задаче сегментации и ее частному случаю – задаче бинаризации. Ставится задача детекции простейших объектов: контрастных точек и отрезков. В качестве инструментов решения этой задачи рассматриваются структурный тензор и преобразование Хафа.

Отдельно рассматривается задача поиска и оценивания параметров квазипериодических структур, обсуждаются алгоритмы динамического программирования.

Далее обсуждаются простейшие алгоритмы визуализации: адаптивное контрастирование, сглаживание с сохранением границ, подчёркивание границ. Отдельно описывается алгоритм билатеральной фильтрации.

Завершает лекцию анализ задачи визуального представления мультиспектрального набора изображений.

АНАЛИЗ МИКРОДЕФЕКТОВ В КРИСТАЛЛАХ ZnGeP МЕТОДОМ РЕНТГЕНОВСКОЙ ТОПОГРАФИИ НА ОСНОВЕ ЭФФЕКТА БОРМАНА А.О. Окунев1, В.А. Стащенко1, Г.А. Верозубова2, А.Ю. Трофимов Новгородский государственный университет им. Ярослава Мудрого, ул. Б. Санкт-Петербургская, 41, 173003 Великий Новгород, Россия Учреждение Российской академии наук Институт мониторинга климатических и экологических систем Сибирского отделения РАН, пр. Академический, 10/3, 634055 г. Томск, Россия e-mail: alexei.okunev@mail.ru Кристалл ZnGeP2 является полупроводником контраста, аналогичных выявляемым в SiC, GaAs со структурой халькопирита и используется для и Si [6, 7], что позволяет интерпретировать эти преобразования частоты лазерного излучения в микродефекты как когерентные микровключения среднем ИК диапазоне. Одно из наиболее важных второй фазы. Для крупных включений применений – оптическая генерация света с наблюдались срыв когерентности и следы накачкой мощным лазерным излучением в области пластической деформации [3].

2 мкм, для которого требуются кристаллы Расчет изображений МД по методу, высокого оптического и структурного качества. предложенному в [6, 7], показывает, что контраст Согласно теоретическим данным, кристалл ZnGeP2 от включения второй фазы в методе РТБ оптически прозрачен в области 0,65–12 мкм [1], определяется глубиной расположения дефекта однако из-за высокой концентрации дефектов относительно выходной для рентгеновских лучей различной природы на участок 0,65–2,5 мкм поверхности кристалла и знаком деформации приходится сильное поглощение света, матрицы. На рис. 1 показаны примеры модельных значительно ухудшающее эффективность расчётов для микродефекта типа вакансии в преобразования. Поглощение обычно связывают с модели Мотта и Набарро (сферического собственными точечными дефектами, природа когерентного включения в упругой изотропной которых до сих пор обсуждается. Между тем, матрице). Изображение складывается из было показано, что полосы роста вызывают матричного контраста (формируемого «осциллирующие» изменения оптической деформированной решёткой вокруг включения) и прозрачности вдоль оси роста, а высокая контраста, создаваемого самим включением.

концентрация включений, образующих цепочки Розетка тройного контраста соответствует включений (solute trails) дает 10–20-кратное включению, расположенному на поверхности ослабление света во всей области прозрачности образца, при увеличении глубины расположения ZnGeP2 [2]. В систематизированном виде природа МД происходит переход к двухлепестковой образования дефектов в ZnGeP2, размерность матричный контраст розетке, при z4r которых выше, чем у точечных (дислокации, уменьшается до нуля, и остаётся контраст только кластеры, микродефекты и крупные включения) в от самого включения.

мировой литературе не исследована. Не установлена их связь с условиями роста и почти не изучено влияние на оптические свойства ZnGeP2. g Наши первые рентгенотопографические исследования показали, что в кристаллах ZnGeP присутствуют дислокации и их скопления, а также 50 мкм микродефекты (МД) [3, 4].

В данной работе приводятся результаты а б в исследования распределения и типов МД в Рис. 1. Схема изменения формы розетки от кристаллах, выращенных из расплава когерентного включения второй фазы типа вакансии в вертикальным методом Бриджмена в Институте зависимости от глубины его залегания z в кристалле:

z=0 (a), z=0,2r0 (б), z=1r0(в), где r0 – радиус включения мониторинга климатических и экологических (при расчёте принят равным 20 мкм).



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 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.