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 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 17 |

«Федеральное агентство по образованию Государственный технологический университет «МОСКОВСКИЙ ИНСТИТУТ СТАЛИ И СПЛАВОВ» НАУКА МИСиС 2007 Москва ...»

-- [ Страница 7 ] --

С учетом вышесказанного, были проанализированы физические и технологические аспекты и перспективы изготовления опытных образцов высокоэнергетических наноструктурированных МТНК. Показано, что, используя уже разработанные химические нанотехнологии и отталкиваясь от современных представлений и понимания закономерностей формирования свойств МТНК, становится возможной разработка и получение синтетических МТНК на основе соединений и композиций, не наблюдающихся в природе, и со свойствами, намного превосходящими ныне достигнутый на объёмных и плёночных постоянных магнитах уровень. В частности, была предложена модель, описывающая изменения намагниченности топологически упорядоченной системы невзаимодействующих однодоменных частиц ММФ в немагнитной матрице и таких же частиц в магнитотвёрдой матрице.

Научное направление 1.3:

1. На основе разработанной в лаборатории ПМ в 2001-2004 гг. системы принципов моделирования высокоэнергетических постоянных магнитов из сплавов системы Nd-Fe-B, оптимизирована технология получения высокоэнергетических спеченных постоянных магнитов из смесей основного сплава и сплавов сплавов-добавок [Pr/Fe] и [Pr/Al] или [Tb/Al].

Максимальные гистерезисные свойства получены при использовании разнородных смесей, когда наряду с лигатурой [Pr/Fe] в смеси вводятся добавки, содержащие Tb. Отличительной особенностью спеченных магнитов, приготовленных из исследованных смесей сплавов, является их высокая устойчивость к окислению на всех этапах технологического процесса и, в связи с этим, хорошая повторяемость результатов при высокой временной стабильности их свойств. Показана высокая эффективность метода смесей, как основного способа реализации разработанной технологии. Использование сплавов-добавок фиксированного состава, соответствующего стехиометрии необходимого интерметаллического соединения (в том числе фаз Лавеса), позволяет с высокой точностью регулировать фазовый состав, структуру и гистерезисные свойства спеченных постоянных магнитов, а также обеспечивает надежную повторяемость результатов в условиях серийного производства.

Проведена оптимизация режимов водородной обработки сплавов для постоянных магнитов на основе системы Nd-Fe-B. Исследование различных режимов водородной обработки показало, что наиболее предпочтительной, с точки зрения сочетания гистерезисных свойств и технологии получения постоянных магнитов на основе сплавов системы Nd-Fe-B, является наводораживание и последующее дегидрирование сплавов при HDD1-обработка – определенной температуре. Реализация оптимизированного технологического процесса производства спеченных постоянных магнитов на практике позволяет существенно сократить его энергоемкость и почти в два раза повысить производительность водородных печей.

В результате оптимизации технологии получения постоянных магнитов на основе сплавов системы Nd-Fe-B с использованием метода смесей и водородной обработки показана возможность выпуска спеченных высокоэнергетических постоянных магнитов с энергией МГсЭ (334 кДж/м3) в условиях реального массового производства. Полученные результаты обладают новизной и служат объектом патентования.

2. Исследована структура и текстура холоднокатаных сплавов Fe-(28-30)%Cr-(12-15)%Co (2-5)%Mo с обжатиями 70 и 80%. Установлено, что основными компонентами текстуры прокатки являются ориентировки {111}, {211} и {100} в плоскости листа. Показано, что в ходе отжига при температурах 600-6500С в холоднокатаных сплавах Fe-Cr-Co-Mo происходят возврат и, частично, полигонизация. Остаточные напряжения снижаются от 300 МПа в холоднокатаном металле до 100 МПа после НПО при 6000С в течение 90 мин. При продолжительности отжига более 60 минут при 6500С выделяется неферромагнитная -фаза.

На основе полученных результатов разработана технология изготовления анизотропных магнитов из легированных сплавов на основе системы Fe-Cr-Co-Mo, включающая дополнительную стадию НПО. Предложены режимы низкотемпературного предварительного отжига холоднокатаного сплава позволяющие при Fe-30%Cr-15%Co-3%Mo-0,2%Ti, последующем высокотемпературном отжиге повысить долю плоскостной кубической текстуры до 80%. Определены оптимальные режимы НПО, ВТО, ТМО и отпуска, при которых в сплаве Fe-30%Cr-15%Co-3%Mo-0,2%Ti получены магнитные свойства: Hc=76 кА/м, Br=1,1 Тл, Br/Bs=0,86.

Выполнение госбюджетных и хоздоговорных тем в 2007 г.

Рособразование, темплан: «Разработка физических и математических моделей получения, структурообразования и разрушения многокомпонентных сплавов на основе железа для изготовления материалов с заданным комплексом свойств».

Хоздоговорные НИР:

1. «Исследование магнитных свойств и структуры быстрозакаленных порошков сплавов на основе системы Nd-Fe-В».

Заказчик – Физический факультет МГУ.

2. «Исследование характеристик продуктов детонационного синтеза алмазов».

Заказчик – ФГУП «ФЦДТ» Союз».

3. «Исследование магнитных свойств и структуры быстрозакаленных порошков сплавов на основе системы Nd-Fe-В».

Заказчик – ФГУП «ВНИИХТ».

Участие в конференциях 1 16-th International Metallurgical and Materials Conftrtnce «Metal-2007», 22-24 May, 2007, Hradec nad Moravic, Czech Republic.

российско-японский семинар МИСиС-Interactive 2 V-й Corporation-СГУ «Оборудование, перспективные технологии, аналитические системы для материаловедения, микро и наноэлектроники», 18-19 июня, Саратов, 2007.

XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17 – 21 сентября 2007 г., Суздаль.

4 10-th International Meeting «Ordering in Minerals and alloys», Sept. 19-24, 2007, Rostov on-Don - Loo, Russia.

XIX Международная конференция «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы», 1-5 октября 2007 г., Суздаль.

Основные публикации Magnetization processes and M(H) plots for sintered Nd-Fe-B-based permanent magnets./ A.G.

Savchenko, V.P. Menushenkov, Yu. Skuratovskij et al.// 16-th Int. Metallurgical and Materials Conf. «Metal-2007», 22-24 May, 2007, Hradec nad Moravic of Czech Republic: Proc.– P.112.

В.П. Менушенков. Структурные превращения и коэрцитивная сила в сплавах для постоянных магнитов Часть 1. Литые сплавы на Fe-(Co)-Ni-Al и Fe-Co-Cr основе.// Горный информационно-аналитический бюллетень. Функциональные металлические материалы. – 2007. – №1. – С. 150-162.

В.П. Менушенков. Структурные превращения и коэрцитивная сила в сплавах для постоянных магнитов. Часть II. Спеченные сплавы на основе Sm-Co и Nd-Fe-B.// Горный информационно-аналитический бюллетень. Функциональные металлические материалы. – 2007. – №1. – С. 163-178.

А.Г. Савченко. Наноматериалы и нанотехнологии: современное состояние и перспективы.// V-ый российско-японский семинар МИСиС-Interactive Corporation-СГУ «Оборудование, перспективные технологии, аналитические системы для материаловедения, микро и наноэлектроники», 18-19 июня, 2007,Саратов: Сб. материалов. – Т.1. – С. 132-169.

Структура сплавов Fe-Ni-Al в высококоэрцитивном состоянии./ В.П. Менушенков, А.П.

Менушенков, В.В. Сидоров и др.// V-ый российско-японский семинар МИСиС-Interactive Corporation-СГУ «Оборудование, перспективные технологии, аналитические системы для материаловедения, микро и наноэлектроники», 18-19 июня, 2007,Саратов: Сб. материалов. – Т.2. – С. 964-976.

Шубаков В.С., Жуков Д.Г. Особенности формирования высококоэрцитивного состояния в сплавах на основе системы Fe-Co-Cr.//V-ый российско-японский семинар МИСиС-Interactive Corporation-СГУ «Оборудование, перспективные технологии, аналитические системы для материаловедения, микро и наноэлектроники», 18-19 июня, 2007,Саратов: Сб. материалов. – Т.2. – С. 977-990.

Локальная структура высококоэрцитивных Fe-Ni-Al сплавов./ А.П. Менушенков, В.П.

Менушенков, В.В. Сидоров и др.//10-th Inter. Meeting «Ordering in Minerals and alloys», Sept.

19-24, 2007, Rostov-on-Don - Loo, Russia: Proc. – С. 45-49.

Тезисы на Международных конференциях В.П. Менушенков, Е.Н. Мурин, В.С. Шубаков. Формирование высококоэрцитивного состояния в сплавах Fe-Ni-Al при термической обработке.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 84.

Структура Fe-Ni-Al сплавов в высококоэрцитивном состоянии./ В.П. Менушенков, А.П.

Менушенков, В.В. Сидоров и др..//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 1.

Кинетика кристаллизации быстрозакаленных порошков сплава Nd4Fe78B17./ Е.В. Игнатова, И.Г. Бордюжин, И.М. Видманов и др..//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 92.

Фазово-структурный анализ быстрозакаленных порошков сплава Nd2Fe81B17 после различных режимов термической обработки. /Видманов И.М., А.Г. Савченко, В.П. Менушенков и др.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 76.

Кривые размагничивания быстрозакаленных порошков сплава Nd4Fe78B17 после различных режимов термической обработки./ И.Г. Бордюжин, А.Г. Савченко, В.П. Менушенков и др..//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 74.

Савченко А.Г., П.П. Пашков. Анизотропные магнитотвердые нанокомпозиты на основе упорядоченных ансамблей однодоменных частиц.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 72.

Шубаков В.С., Жуков Д.Г. Особенности формирования высококоэрцитивного состояния в сплавах на основе системы Fe-Co-Cr.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 82.

О влиянии первой ступени отпуска на формирование магнитных свойств сплава Fe-30%Cr 15%Co-2%Mo./ И.В. Чередниченко, Р.И. Малинина, А.С. Перминов и др.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль:

Тезисы. – С. 80.

Получение высококоэрцитивного состояния в ходе ТМО и старения в холоднокатаных магнитотвердых сплавах на основе Fe-Cr-Co-Mo./ Малинина Р.И., Ушакова О.А., Шубаков В.С и др.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября г., Суздаль: Тезисы. – С. 144.

Влияние остаточных напряжений на формирование плоскостной кубической текстуры в холоднокатаных анизотропных сплавах для постоянных магнитов на основе Fe-Cr-Co-Mo./ Малинина Р.И., Ушакова О.А., Иванов. А.Н. и др..//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 146.

Исследование напряженного состояния холоднокатанных листов магнитотвердого сплава на основе Fe-Cr-Co с крупнозернистой структурой с помощью портативного рентгеновского дифрактометра./ А.В. Лютцау, А.В. Котелкин, Д.Б. Матвеев и др.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 148.

А.Г. Савченко, В.П. Менушенков. Коэрцитивная сила быстрозакаленных сплавов системы Nd-Fe-B с добавками Al, Ga, Ti и Zr..//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 14.

Высокоэнергетические постоянные магниты на основе сплавов системы неодим-железо-бор и технологии их производства./Добрынин Н.А., Савченко А.Г., Шакин А.В. и др..//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль:

Тезисы. – С. 14.

Кристаллическая и локальная структура Fe-Ni-Al сплавов в высококоэрцитивных сплавов Fe Ni-Al./ Менушенков В.П., А.П. Менушенков, В.В. Сидоров и др.//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 25.

Температурные зависимости гистерезисных характеристик постоянных магнитов на основе сплавов системы неодим-диспрозий-бор./Скуратовский Ю.Е, Савченко А.Г., Шакин А.В.и др..//XVI Международная конференция по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль: Тезисы. – С. 31.

Локальная структура высококоэрцитивных Fe-Ni-Al сплавов./Менушенков А.П., В.П.

Менушенков, В.В. Сидоров и др.//10-th International Meeting «Ordering in Minerals and alloys», Sept. 19-24, 2007, Rostov-on-Don - Loo, Russia:Abstracts. – С. 47.

Участие в организации и проведении конференций и семинаров Сотрудники НИЛ ПМ приняли участие в организации и проведении:

XVI Международной конференции по постоянным магнитам, 17–21 сентября 2007 г., Суздаль.

XIX Международной конференции «Материалы с особыми физическими свойствами и магнитные системы», 1-5 октября 2007 г., Суздаль.

V-м российско-японском семинаре МИСиС - Interactive Corporation- СГУ «Оборудование, перспективные технологии, аналитические системы для материаловедения, микро и наноэлектроники», 18-19 июня, Саратов, 2007.

Участие аспирантов и дипломников В рамках госбюджетной и хоздоговорной тематикам НИЛ ПМ в 2007 г. выполнены дипломных работ (8 - по направлению «Физика металлов» и 1- по направлению сертификация материалов).

Контактные телефоны и почта:

Менушенков Владимир Павлович – заведующий НИЛ постоянных магнитов, к.ф.-м.н.

Тел.: 8-(495) 339-69-33.

Факс: 8-(495) 339-69- Е-mail: menush@maglab.misis.ru, menushenkov@ gmail.com НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ СИНТЕЗА И ИЗУЧЕНИЯ МАТЕРИАЛОВ С НОВЫМИ ФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ Варламов А.А.

Научный руководитель Нигматулин А.С.

Зав. лабораторией Основное направление научных работ лаборатории:

«Физика магнитных явлений, разработка магнитных материалов и технологий их производства» по следующим направлениям:

• физика магнитных явлений.

• разработка магнитных материалов и технологий их производства.

«Материалы с аморфной, нанокристаллической и ультрамелкозернистой структурой» по следующему направлению:

• квазикристаллы Приоритетные направления науки и техники, по которому проводится НИР:

Создание новых металлических материалов с заданными свойствами.

Физика конденсированного состояния вещества.

Обоснование выбора направления Физика магнитных явлений, разработка магнитных материалов и технологий их производства.

Недавно (2003 г.) обнаружено сосуществование сегнетоэлектричества и магнитного упорядочения в манганитах редкоземельных элементов (REMnO3, RE = Gd, Dy, Tb, Ho, Er, Tm, Yb, Lu). Эти материалы являются сильно коррелированными системами, в которых зарядовая, спиновая и решеточная подсистемы тесно связаны. Это делает возможным влиять на одну из подсистем, воздействуя на другую извне. Механизм перехода этих соединений в состояние сегнетоэлектрика отличен от известных ранее аналогичных материалов, в которых электрическое упорядочение предшествует (происходит при более высокой температуре), чем магнитное. В данном случае приложение внешнего магнитного поля приводит к изменению электрической поляризации материалов, что делает их перспективными для практического применения в качестве преобразователей и использования в спинотронике. Физические особенности материалов, обусловливающие такое их поведение полностью не ясны. В настоящее время этот класс соединений интенсивно изучается.

Квазикристаллы Отличительной особенностью квазикристаллов является наличие осей симметрии, запрещённых с точки зрения традиционной кристаллографии (5-го, 8-го, 10-го, 12-го порядка).

При этом квазикристаллы обладают атомным координационным дальним порядком и при рассеянии излучения дают острые дифракционные пики.

Квазикристаллы представляют собой в основном сплавы металлических элементов, но их физические свойства являются весьма необычными и резко отличаются от свойств соответствующих кристаллических и аморфных фаз. Квазикристаллы обладают аномально низкой электропроводностью (становящейся ещё более низкой по мере отжига дефектов и увеличения степени совершенства объекта), низкой теплопроводностью, аномальными оптическими (сильное подавление пика Друде, типичного для металлов высокий коэффициент пропускания в видимой области спектра) и магнитными свойствами. Для них характерны низкие коэффициент трения и поверхностное натяжение, высокие прочность, твёрдость, износостойкость, коррозионная стойкость и т.д. Отличительной особенностью квазикристаллов является их высокая радиационная стойкость.

В последние несколько лет интерес к квазикристаллам существенно возрос в связи с совершенствованием технологии получения стабильных квазикристаллических систем, достижениями теории и эксперимента и перспективами практического применения. Благодаря своим уникальным свойствам квазикристаллы являются перспективным материалом для применения в авиационной и автомобильной технологиях в качестве покрытий металлических конструкций, трущихся частей, контактов, в области солнечной энергетики, в проблеме создания новой базы для водородных накопителей. В тоже время физические свойства квазикристаллов исследованы мало. Исследования электронных и тепловых транспортных свойств проводились в основном при температурах ниже комнатной. Область высоких температур остается практически не исследованной. Между тем, эта область важна не только в плане практических приложений но и с точки зрения фундаментальных теоретических концепций, поскольку основные физические свойства квазикристаллов могут качественно вести себя существенно иначе (сдвиг в сторону «металличности» объекта). Кроме того, до настоящего времени при теоретическом объяснении свойств квазикристаллов нет единой физической концепции и слишком много «спекуляций».

Существенную проблему физики квазикристаллов представляет также влияние магнитных полей и механических напряжений на электронный спектр квазикристаллов, особенности их магнитных свойств.

Достигнутые результаты К настоящему времени нами получены тонкопленочные и объемные монокристаллические образцы соединений (REMnO3, RE = Gd, Dy, Tb), проводятся исследования их состава, структуры, магнитных и электрических свойств.

Пленки получали магнетронным напылением на различные монокристаллические подложки. Из результатов рентгеноструктурного анализа следует, что пленки являются однофазными и эпитаксиальными, имеют кубическую структуру перовскита.

Монокристаллические объемные образцы получали методом бестигельной зонной плавки со световым нагревом. Были получены высококачественные образцы, что позволило провести широкое исследование их свойств. Наличие совершенных монокристаллических образцов позволяет исследовать как свойства, присущие самому соединению, так и контролируемо вводить различные дефекты и учитывать их влияние.

Получены и аттестованы икосаэдрические (Al-Cu-Fe.) и декагональные (системы Al-Co Ni.) квазикристаллы для физических исследований.

Разработана методика измерений электронных транспортных свойств квазикристаллов в условиях одноосной деформации в широком диапазоне температур.

Теоретически исследована высокотемпературная проводимость квазикристаллов (как проводимость на постоянном токе, так и «оптическая» проводимость.

Анализ проведен в модели многосвязной Ферми-поверхности, (фрактальной) содержащей множество электрон дырочных карманов.

НИР проводились в рамках следующих программ и грантов:

Рособразование, темплан: «Изучение структурных, магнитных и транспортных свойств 1.

сильнокоррелированных и квазикристаллических материалов».

2. Рособразование, АВЦП «Развитие научного потенциала высшей школы (2006– годы)»: «Экспериментальное и теоретическое исследование электронного транспорта (высокие температуры, одноосная деформация) и магнитных свойств квазикристаллов».

3. РФФИ 06-02-16085-a 4. РФФИ 06-02-17401-а 5. РФФИ 06-02-17498-a 6. РФФИ 05-08-33463-a Партнеры, соисполнители 1. РНЦ «Курчатовский Институт», 2. Институт физики твердого тела РАН 3. Институт физики металлов УрОРАН, 4. Мэрилэндский университет, США, 5. Аргонская Национальная лаборатория, США, 6. Национальная лаборатория физики ядра, Италия, 7. 2-ой Римский университет, Италия, Перспективы Количество работ, выполненных на монокристаллах, мало вследствие небольшого числа групп в мире, где качественные монокристаллы мультиферроиков могут быть изготовлены.

Фононные, магнонные и электрические квазимагнонные спектры и теплоемкость манганитов мультиферроиков почти не исследованы. Имеются общие теоретические объяснения возникновения электрической поляризации в магнитных манганитах, однако конкретные механизмы для каждого из соединений не установлены.

Настоящие исследования дадут возможность связать магнитные, электрические и тепловые свойства исследуемых материалов с их фононными и магнонными спектрами.

Некоторые составы будут получены и исследованы впервые. Все планируемые исследования динамики нейтронов (фононных, электрических квазимагнонных спектров) для этого класса соединений, а также измерение их теплоемкости в магнитном поле будут проведены впервые.

Ожидаемые результаты будут оригинальными и важными для понимания природы мультиферроиков.

Как это ни парадоксально, еще недостаточно хорошо известно о свойствах квазикристаллов при температурах выше комнатной, где следует ожидать такие эффекты, как появление пика Друде в проводимости на конечной частоте, отсутствующего при низких температурах, большой электронный вклад в теплопроводность и теплоемкость и др. Да и вопрос, почему существуют квазикристаллы, по-прежнему является актуальным. Предстоит работа в теоретическом плане, поскольку многие предлагаемые объяснения свойств являются неоднозначными. Особенности структуры и химической связи, электронного транспорта, роль электронов в тепловом транспорте, физика магнитных явлений, связь свойств со структурой и особенностями электронного спектра – все это предмет дальнейших исследований. Большее внимание должно быть уделено исследованию периодических аппроксимант, так как сопоставление с ними позволяет разделить эффекты апериодического дальнего и локального порядков в квазикристаллах. В настоящем обзоре без повторения материала доклада на I Совещании обсуждаются ближний и апериодический дальний порядок в квазикристаллах, влияние этих факторов на физические свойства.

Основные публикации Монографии 1. Варламов А.А., А.И.Ларкин. Теория флуктуаций в сверхпроводниках: монография – М.:

Добросвет, 2007. – 556 с.

2. Rigamonti A., A.Varlamov. Magico Caleidoscopio della Fisica, La Goliardica Pavese, Pavia, Italy, 2007.

Статьи 1 Магнитная структура и транспортные свойства атомно-разупорядоченного кристалла двумерного манганита La2-2xSr1+2xMn2O7./ С.Ф. Дубинин, В.Е. Архипов, Ю.Г. Чукалкин и др.//ФТТ. – 2007. – Т.49. – №2. – С.297–303.

2 Зарядовое упорядочение в кристаллах ферромагнитных манганитов Pr1-xSrxMnO3 (x = 0.22, 0.24./ С.Ф. Дубинин, В.Е. Архипов, Ю.Г. Чукалкин и др.//ФТТ. – 2007. – Т.49. – №4. – С.704– 710.

3 Magnetic Correlations and Spin Dynamics in Crystalline La1-xCaxMnO3 ( x = 0, 0.1, 0.2, 0.3):

Analysis of Basic EPR Parameters./ M. Auslender, A. I. Shames, E. Rozenberg et al.//IEEE Transactions on Magnetics. – 2007. – V.43. – N6. – P.3049–3051.

4 Magnetic Properties of La0.7Ca0.3MnO3 Manganite Bulk and Nanometer-Sized Crystals./ E.

Rozenberg, M. I. Tsindlekht, I. Felner et al.// IEEE Transactions on Magnetics. – 2007. – V.43. – N6.

– P.3052-54.

5 Определение области существования ферромагнитных нанообразований в парафазе La1 xBaxMnO3 методом ЭПР./ Еремина Р.М., Яцык И.В., Муковский Я.М. и др. // Письма в ЖЭТФ.

– 2007. – Т.85. – Вып.1. – С.57–60.

6 Соотношение между гигантской объемной магнетострикцией, колоссальным магнетосопротивлением и смягчением кристаллической решетки в манганитах La1–xAyMnO3 (A = Ca, Ag, Ba, Sr)./ Л.И.Королева, Р.В.Демин, А.В.Козлов и др.// ЖЭТФ. – 2007. – Т.104. – No.1.

– С.76–86.

7 Giant volume magnetostriction and its connection with colossal magnetoresistance and lattice softening La1-xMxMnO3 (M = Ca, Ag, Ba, Sr)./ L.I. Koroleva, R.V. Demin, A.V. Kozlov et al.// JMMM/ – 2007. – V.316. – P.e644–e647.

8 Critical behavior of the field-dependent susceptibility in single-crystal La0.73Ba0.27MnO3./ Wei Li, H.

P. Kunkel, X. Z. Zhou et al.//Phys.Rev.B. – 2007. – V.75. – P.012406–3.

Явления переноса в монокристалле La0.72Ba0.28MnO3./ Н. Г. Бебенин, Р. И. Зайнуллина, Н. С.

Чушева и др.//Физика металлов и металловедение. – 2007. – Т. 103. – №3. – С. 271–279.

10 Transport Phenomena in the La0.72Ba0.28MnO3 Single Crystal./ N.G. Bebenin, R.I. Zainullina, N.S.

Chusheva et al.// PhMM. – 2007. – V. 103. – No. 3. – P. 261–269.

11 Resonance and magnetic study of polycrystalline La0.9Ca0.1MnO3: Evidence of nonstoichiometry induced inhomogeneous magnetic ground state./A.I.Shames, E.Rozenberg, G.Gorodetsky et al.// J.

Appl. Phys. – 2007. – V.101. – P.103921–6.

12 Colossal electroresistance without colossal magnetoresistance in La0.9Sr0.1MnO3./N.Biskup, A.de Andrs, N.M.Nemes et al.// Appl.Phys.Lett. – 2007. – V.90. – P.222502–5.

13 Nonequilibrium 1/ f noise in low-doped manganite single crystals./ X. D. Wu, B. Dolgin, G. Jung et al.// Appl.Phys.Lett. – 2007. – V.90. – P.242110–3.

14 Phase transitions in La1–xCaxMnO3 (0.2x0.33) single crystals. /R.I. Zainullina, N.G. Bebenin, V.V.

Ustinov. et al.// Phys.Rev.B/ – 2007. – V.76. – P.014408–4.

15 Order and dynamics of intrinsic nanoscale inhomogeneities in manganites./J. W. Lynn, D. N.

Argyriou, Y. Ren et al.//Phys.Rev.B. – 2007. – V.76. – P.014437-1–8.

Spin waves in the ferromagnetic metallic manganites La1x(Ca1ySry)xMnO3./ F. Moussa, M. Hennion, P. Kober-Lehouelleur et al.// Phys.Rev.B. – 2007. – V.76. – P.064403-1-9.

17 Extreme sensitivity of the Griffiths phase to magnetic field in single crystal La0.73Ba0.27MnO3./ W.

Jiang, X.Z. Zhou, G. Williams et al.// Phys.Rev.B. – 2007. – V.76. – P. 092404-1-4.

18 Magnetic inhomogeneities in crystalline bulk and nanometer sized La0.7Ca0.3MnO3: ESR probing./E.

Rozenberg, A. I. Shames, G. Jung et al.// Phys. stat. sol. (b). – 2007/ – V.244. – N 12. – P.4554–4557.

Исследование гексагональных манганитов YMnO3 и HoMnO3 с помощью мюонного метода./С.Г.Барсов, С.И.Воробьев, В.П.Коптев и др. // ЖЭТФ. – 2007. – Т.85. – №12. – С.795– 798.

Векилов Ю.Х., Исаев Э.И., Морозов А.Ю. Водород в квазикристаллах.// Кристаллография. – 2007. – Т. 52. – N 6. – С.1011.

Ю.Х. Векилов. Квазикристаллы. Структура и свойства.: Обзор.// Кристаллография. – 2007. – Т.

52. – N 6. – С.966.

Исследование массивных литых квазикристаллических образцов систем Yb–Cd и Al–Cu– Fe./Коноплев, В.С. Круглов, А.О. Комаров и др.// Кристаллография. – 2007. – Т. 52. – N 6. – С.

1026.

Шулятев Д.А. Рост монокристаллов квазикристаллических фаз.// Кристаллография. – 2007. – Т.

52. – N 6. – С.973.

24 Correlation between charge state and diffusion of hydrogen in Ti based quasicrystals /A. Y. Morozov, M. P. Belov, N. A. Barbin et al.//Phyl. Mag. – 2007. – Special Issue. submitted.

Шайтура Д.С., А.А. Еналеева. Получение квазикристаллических покрытий:

Обзор.//Кристаллография – 2007. – Т. 52. – N 6. – С.981.

Магнитная восприимчивость порошков квазикристаллического Al65Cu22Fe13../Никонов А.А., П.В. Семеновский, А.А. Теплов и др.// Кристаллография. – 2007. – Т. 52. – N 6. – С.1016.

27 Godonyuk A., E. Isaev, Yu. Vekilov. Role of local environment in the formation of Mn atoms magnetism in the model i-Al46Pd14Mn5.// Phil.Mag. – 2007. – Special Issue. – submitted.

28 Vekilov Yu.Kh., E.I. Isaev. Coupled Quasicrystals.// Phil.Mag. – 2007. – Special Issue. – submitted.

29 Design and construction of new medium beta cavities for ALPI /A.M. Porcellato, S. Stark, F.

Chiurlotto et al.//INFN-LNL-217, 2007. – P.146-147.

30 Further performance improvement of installed medium beta Nb/Cu resonators / A.M. Porcellato, S.

Stark, F. Chiurlotto et al.// INFN-LNL-217, 2007. – P.148-149.

31 Operation, Maintenance and Developments of LNL Heavy Ion AcceleratorComplex./ L. Bertazzo, A.

Beltramin, S. Benvegnu et al.//INFN-LNL-217, 2007. – P.137-138.

32 Setting up of SRFQs after a maintenance cycle./A.M. Porcellato, A.Beltramin, G. Bassato et al.//INFN-LNL-217, 2007. – P.144- 33 Ovchinnikov Yu.N., A.Barone, A.A. Varlamov //Physical Review Letters. – 2007. – V.99. – P. 037004.

34 Falkovski L.M., A.A.Varlamov. //European Physical Journal B. – 2007. – V.56. – P. 281.

35 Chikina I., V.B.Shikin, A.A.Varlamov. Physical Review B. – 2007. – V.75. – P. 184518.

36 Influence of membrane and colloid characteristics on fouling of nanofiltration membranes./K. Boussu, A. Belpaire, A. Volodin et al.//Journal of Membrane Science. – 2007. – V.289. – P. 220–230.

37 Electrostatic force microscopy study of electrical conductivity of hydrogen-terminated CVD diamond films/A. Volodin, C. Toma, G. Bogdan et al.//Phys. Stat. Sol. (a). – 2007. V.204. – P. 2915–2919.

38 Voltage dependent modification of hydrogen-terminated diamond surface using a conductive atomic force microscope tip./ C. Toma, A Volodin, G. Bogdan et al.// Phys. Stat. Sol. (a). – 2007. V.204. – P.

2920-2924.

39 Optimization of superconducting critical parameters by tuning the size and magnetization of arrays of magnetic dots./ A. V. Silhanek, W. Gillijns, M. V. Miloevi et al.//Phys. Rev. B. – 2007. – V.76. – P.

100502(R)-4 (R).

40 Electrostatic force microscopy mapping of electrical conductivity of hydrogen-terminated diamond films./ A. Volodin, C. Toma, G. Bogdan et al.//Appl. Phys. Lett. – 2007. – V.91. – P. 142111-3.

41 Аномальный магнитный резонанс и и магнитное фазовое расслоение в окрестности перехода металл-диэлектрик в La1-xCaxMnO3./ Семено А.В., А.Л.Чернобровкин, В.В.Глушков и др.// V Конференция «Сильно коррелированные электронные системы и квантовые критические явления». 14 июня 2007 г., г. Троицк.

42 Polaron Dynamics and Order in «Cubic» Manganites./ J.W. Lynn, Y. Chen, B. Ueland et al.// 6th Workshop on Orbital Physics and Novel Phenomena in Transition Metal Oxides. 10-11 October, 2007, Stuttgart, Germany: Book of abstracts. – P.31.

43 Y. Mukovskii. Domain and twin structure of manganites. – Workshop on Scanning probe microscopy and spectroscopy. 26-27 October 2007, Leuven, Belgium.

44 Current-Voltage Nonlinearities and 1/f noise in La0.82Ca0.18MnO3 Single Crystals./ Belogolovskii M.A., Permyakov V.V., Jung G. et al.// Международная конференция «НАНОРАЗМЕРНЫЕ СИСТЕМЫ: строение - свойства – технологии» (НАНСИС–2007) 21-23 ноября 2007, Киев, Украина.

45 Vekilov. Yu.Kh., E.I. Isaev. Coupled Quasicrystals.// International Conference «Quasicrystals – 2007, The Silver Jubilee», Tel Aviv, Israel, 14-19 October, 2007.

46 Godonyuk A., E. Isaev, Yu. Vekilov. Role of local environment in the formation of Mn atoms magnetism in the model i-Al46Pd14Mn5..// International Conference «Quasicrystals – 2007, The Silver Jubilee», Tel Aviv, Israel, 14-19 October, 2007.

47 Hydrogen in Ti – based icosahedral quasicrystals./ Morozov A., M. Belov, Yu. Vekilov et al.// International Conference «Quasicrystals – 2007, The Silver Jubilee», Tel Aviv, Israel, 14-19 October, 2007.

48 Shulyatev D., A. Nigmatulin, A. Lobanova/ High-Temperature Specific Heat of Icosahedral and Decagonal Quasicrystals./.// International Conference «Quasicrystals – 2007, The Silver Jubilee», Tel Aviv, Israel, 14-19 October, 2007.

49 Hydrogen in Ti – based icosahedral quasicrystals./ Morozov A., M. Belov, N. Barbin et al.// International Conference «Electron Microscopy and Multiscale Modelling» (EMMM 2007), Moscow, September 3-7, 2007.

50 Godonyuk A.V., E.I. Isaev, Yu.Kh. Vekilov. Local magnetic moment of Mn atoms in the 1/1 cubic approximant of i-Al46-xPd14Mn5Bx.// International Conference «Electron Microscopy and Multiscale Modelling» (EMMM 2007), Moscow, September 3-7, 2007.

51 Different sputtering configurations for coating 1.5 GHz copper cavities./ G.Lanza, E.Bemporad, F.Carassiti et al.// 13th International Workshop on RF Superconductivity, 14-19 Oct 2007 Beijing, China.

52 The progress at LNL on Nb3Sn and V3Si./ S.M. Deambrosis, G. Keppel, N. Patron et al.// 13th International Workshop on RF Superconductivity, 14-19 Oct 2007 Beijing, China.

53 Application of plasma cleaning to cavity processing. / N. Patron, M. Baecker, S. Deambrosis et al.// 13th International Workshop on RF Superconductivity, 14-19 Oct 2007 Beijing, China.

54 A Novel Sputtered Medium Beta Cavity for ALPI./ A. Stark, A.M. Porcellato, A. Palmieri et al.// 13th International Workshop on RF Superconductivity, 14-19 Oct 2007 Beijing, China.

Участие в конференциях V Конференция «Сильно коррелированные электронные системы и квантовые критические явления». 14 июня 2007 г., г. Троицк.

2 6th Workshop on Orbital Physics and Novel Phenomena in Transition Metal Oxides. 10-11 October, 2007, Stuttgart, Germany.

3 Workshop on Scanning probe microscopy and spectroscopy. 26-27 October 2007, Leuven, Belgium.

Международная конференция «НАНОРАЗМЕРНЫЕ СИСТЕМЫ: строение– свойства – технологии» (НАНСИС–2007) 21-23 ноября 2007 года, Киев, Украина.

5 International Conference «Quasicrystals – 2007, The Silver Jubilee», Tel Aviv, Israel, 14-19 October, 2007.

6 International Conference «Electron Microscopy and Multiscale Modelling» (EMMM 2007), Moscow, September 3-7, 2007.

7 13th International Workshop on RF Superconductivity, 14-19 Oct 2007 Beijing, China http://www.JACoW.org/ Приглашенные доклады (проф. Варламов А.А.) 1. Fundamental Problems of Mesoscopic Physics and Nanoelectronics, Mojacar, Spain, 2007.

2. Seminar devoted 80 years of V.V.Shmidt, ISSP, Chernogolovka, 2007.

3. Many-body theory of inhomogeneous superfluids, Pisa, Italy, 2007.

4. Condensed Matter Theories 31, Bangkok, Thailand, 2007.

5. A. I. Larkin Memorial Conference, Chernogolovka, Russia, 2007.

6. Coherence and incoherence in strongly correlated systems, Rome, Italy, 2007.

7. Nanoscale Superconductivity and Magnetism, Hsinchu, Taiwan, 2007.

Учебные программы и пособия Модернизированы программы следующих учебных курсов:

1 «Методы теории электронной структуры твердых тел»

2 «Динамика решетки и электрон-фононное взаимодействие»

3 «Методы расчета электронной структуры»

Составлена новая программа для специальности «Нанотехнология»:

4 «Методы теории электронной структуры, неупорядоченные системы».

Учебно-методическое пособие Курс теоретической физики в задачах и упражнениях./ Векилов Ю.Х., Ю.М. Кузьмин, С.И. Мухин и др.: 2-е изд., исправленное и дополненное. – М.:Изд. «Учеба» (МИСиС), 2007. – 341 с.

Контактные телефоны и почта Нигматулин Александр Салимович – заведующий лабораторией с.н.с., к.ф-м.н.

Тел.: 236-54- E-mail: nigm@SYNT.misis.ru МЕЖКАФЕДРАЛЬНАЯ УЧЕБНО–ИСПЫТАТЕЛЬНАЯ ЛАБОРАТОРИЯ «ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ «МОНОКРИСТАЛЛЫ И ЗАГОТОВКИ НА ИХ ОСНОВЕ»»

Козлова Н.С.

Зав. лабораторией Межкафедральная учебно-испытательная лаборатория (МКЛ) «Полупроводниковых материалов и диэлектриков «Монокристаллы и заготовки на их основе» (ИЛМЗ)» была создана в рамках выполнения «Инновационной образовательной программы» МИСиС «Качество.

Знание. Компетентность» (Приказ № 447 о.в. от 30 октября 2006г.) на базе учебно испытательной лаборатории «Монокристаллы и заготовки на их основе» (ИЛМЗ).

В связи с тем, что в Госреестре (№ РОСС RU.0001.040005 рег. № 53) зарегистрирована аккредитованная лаборатория «Монокристаллы и заготовки на их основе» (ИЛМЗ), это название добавляется к МКЛ «Полупроводниковых материалов и диэлектриков».

Назначение лаборатории:

проведение научно-исследовательских, методических и испытательных работ по приоритетным направлениям «Индустрия наносистем и материалов» и системы» для изучения свойств «Информационно-телекоммуникационные диэлектрических и полупроводниковых материалов, определения конструкционных и функциональных параметров заготовок на основе этих материалов;

оценка качества оптических, акустических и полупроводниковых материалов, заготовок из них для элементов акусто-, опто- и микроэлектроники;

проведение опытно-конструкторских работ по созданию новых испытательных стендов и методик;

проведение испытаний материалов по методикам, определенным областью аккредитации, выдача “Протоколов испытаний”, в том числе и для целей сертификации;

подготовка экспертных заключений на ранее сертифицированные монокристаллы и заготовки на их основе.

Научные достижения Фундаментальные работы Научно-исследовательские фундаментальные работы проводятся на объектах испытаний лаборатории: оптических материалах, пьезоэлектрических материалах, люминофорах и сцинтилляторах, полупроводниковых материалах.

1.Разработка технологии выращивания сцинтилляционных кристаллов CaMoO большого объема для проведения эксперимента по поиску двойного бета–распада в корейской национальной лаборатории Янг-Янг Проект МНТЦ № 3293.

Головной исполнитель – ИТЭФ, г. Москва.

Соисполнители: МИСиС, ИЯП г. Минск Зарубежные Коллабораторы: Центр изучения темной материи Института фундаментальных исследований Сеульского государственного университета.

Для проведения экспериментов по поиску двойного бета - распада требуется использование больших количеств (десятки и даже сотни килограмм) дорогостоящих обогащенных изотопов, подверженных двойному бета-распаду и создания низкофоновых установок, размещаемых глубоко под землей. Одним из наиболее эффективных способов достижения высокой чувствительности при проведении таких экспериментов является использование сцинтилляционных кристаллов, содержащих обогащенный изотоп (например, Mo).

Из многообразия соединений на основе молибдена лишь кристаллы с формулой MMoO4 представляют определенный интерес с целью их применения как сцинтилляторов.

Кристаллы CaMoO4 как при фото-, так и рентгеновском возбуждении обнаруживают интенсивную люминесценцию с максимумом 520 нм, причем выход сцинтилляций составляет не менее 400 фотоэлектронов/МэВ, а кинетика сцинтилляций характеризуется основной компонентой сц = 20 мкс. Выход сцинтилляций является наивысшим среди других, исследованных к настоящему времени соединений Mo, поэтому технологическая разработка именно этого материала представляет наибольший интерес.

В рамках данного проекта разработана технология выращивания сцинтилляционных кристаллов CaMoO4 большого объема и обладающих как высокой прозрачностью и световыходом, так и низким радиоактивным фоном. Монокристаллы выращивались методом Чохральского из платиновых тиглей в установке с высокочастотным нагревом из шихты стехиометрического состава и высокой чистоты.

Для достижения поставленной цели были выполнены работы по оптимизации технологии роста кристаллов CaMoO4 и послеростовых обработок выращенных кристаллов.

В МКЛ ИЛМЗ были выполнены работы по оценке оптического качества получаемых кристаллов на всех стадиях отработки технологического процесса и исследовано влияние различных послеростовых обработок на дефектную структуру этих кристаллов.

В результате проведения комплексных работ получены и переданы Заказчику кристаллы требуемых размеров с необходимым оптическим качеством и сцинтилляционными характеристиками. Качество кристаллов было подтверждено проведением независимой сертификации в ИЯПе, ИТЭФе и Центре по изучению темной материи (Республика Корея).

Прикладные работы 1. Прикладные исследовательские работы связаны с реализацией работ и 1.2. мероприятий по созданию сенсорных систем, в том числе работоспособных в диапазоне о температур до 900 С, на базе новых пьезоэлектрических материалов и структур для использования в системах телекоммуникаций, атомной промышленности, двигателестроении, нефтехимии, метрологии.

В последние годы в качестве рабочего материала для высокотемпературных сенсоров (рисунок 1), в силу явных преимуществ в сравнении с другими пьезоэлектрическими материалами, используется лантан–галлиевый танталат (La3Ga5,5Ta0,5O14, ГТЛ).

Рисунок 1 – Датчики давления компании Cimeo В лаборатории выполнялась работа:«Исследование электрофизических и оптических свойств кристаллов ГТЛ, механизмов взаимодействия кристаллов и электродного покрытия и выработка рекомендаций по улучшению параметров кристалла и чувствительных элементов на основе ГТЛ для высокотемпературных первичных преобразователей »

При выполнении работы установлено существенное влияние атмосферы выращивания на оптические и электрофизические свойства ГТЛ. В соответствии с полученными результатами было внесено ряд предложений об изменении в технологический процесс выращивания кристаллов ГТЛ.

Работа выполнялась в рамках договора № 001-ГК/2007 на основании Государственного контракта от 20 ноября 2007г. № 02.523.11.3013.

Заказчик работы: ОАО «Фомос - Материалс».

Руководитель темы: проф., д.ф.м.н., Пархоменко Ю.Н.

1.2.2 Работы по испытаниям ведутся в соответствии с областью аккредитации оптических, акустооптических и полупроводниковых монокристаллов, заготовок для элементов акусто-, опто- и микроэлектроники по свойствам, конструкционным и функциональным параметрам на соответствие требованиям стандартов и других нормативных документов.

Проведены испытания (рисунок 2):

монокристаллов: стронций-барий ниобат, молибдат стронция, вольфрамат бария, кварц, галлий-гадолиниевый гранат, карбид кремния, нитрид алюминия, иодат лития;

группа лантан-галлиевых сложных оксидов (лангасит и лангатат);

заготовок в виде пластин из: сапфира, лангасита, ниобата лития и кремния.

Рисунок 2 – Кристаллы и заготовки на их основе, исследованные в ИЛМЗ Испытания проводились по следующим параметрам: показатель преломления и его дисперсия, показатель ослабления, отклонение от плоскостности, остаточный световой поток, коэффициент эллиптичности, геометрические параметры заготовок, шероховатость поверхности.

По результатам испытаний Заказчикам было выдано: 24 Протокола испытаний с Протоколами измерений (122 шт.).

Заказчиками проведения испытательных работ являлись: НЦЛМТ ИОФ РАН, ИОФ РАН, ИК РАН, ОАО «Фомос-Материалс», ФГУП «ГИРЕДМЕТ», ОАО «Северные кристаллы», г. Апатиты Мурманской области, EMT г.Ставрополь, МИСиС (кафедра Материаловедения полупроводников и диэлектриков, Общей химии).

С созданием в октябре 2006 г. межкафедральной учебно-испытательной лаборатории «Полупроводниковых материалов и диэлектриков «Монокристаллы и заготовки на их основе»»

произошла существенная модернизация лаборатории.

В 2007 г. проведен полный ремонт помещения К-416 общей площадью ~53 м Закуплено новое современное оборудование:

1.Спектрофотометр CARY 5000 UV-VIS-NIR «CARY-5000» (рисунок 3), фирмы Varian, Австралия. Диапазон измерений 1753300 нм (двулучевая схема с двумя дифракционными решетками, с центральным компьютером и программным обеспечением).

Рисунок 3 – Спектрофотометр CARY-5000 UV-VIS-NIR 2. Микроскоп модели «Axio Imager M 1m» (рисунок 4), фирмы Carl Zeiss, Германия.

Отраженное и проходящее освещение, поляризационное освещение, темное поле, увеличение от 50 до 1000, вращающаяся головка с объективами, автофокусировка, цифровая камера, компьютер с программным обеспечением, цветной принтер.

Рисунок 4 – Микроскоп Axio Imager M 1m 3. Автоматический «Микротвердомер DM 8 B AUTO» компании «Affri» (Италия).

Автоматический выбор инденторов. Автоматический пересчет Микровиккерс, Роквелл и Бринелль. Пошаговый моторизованный столик 100х100. Полностью моторизованная нагрузка со скоростью 50 /sec. Нагрузки (гр.): 1, 3, 5, 10, 25, 50, 100, 200, 300, 500, 1000, 2000. Общее увеличение: 100х, 400х. Время выдержки: 5-99 сек. Измерительная шкала /мм. Минимальное деление 0.1 /мм. Компьютер с программным обеспечением на русском языке для обработки видеоизображения, адаптированного для компьютерного управления микротвердомером и автоматического измерения микротвердости.

4. Цифровой электрометр, модель 6517А, компании Keithley, производство США Измерение сопротивления от 10 Ом до 2х1014 Ом с точностью до 51/2 значащих цифр, напряжения от 10 мкВ до 200 В, токовых сигналов от 10-16 А до 20 мА, зарядов от 10-14 Кл до 20 мкКл.

Низкий уровень шума при измерениях (не более 1 fA). Метод измерения – чередование полярности напряжения.

Для успешного освоения современного оборудования компаниями – производителями и поставщиками в сентябре-октябре 2007 года для заинтересованных лиц и студентов были проведены специальные обучающие семинары.

Фирмой «Мителла» в сентябре было проведено обучение сотрудников лаборатории по использованию и работе на Микроскопе модели «Axio Imager M 1m» и Автоматическом «Микротвердомере DM 8 B AUTO».

С 15 по 18 октября в помещении МКЛ ИЛМЗ Московским отделением фирмы «VARIAN» были проведены презентация Спектрофотометра UV-VIS-NIR «CARY-5000» и мастер – класс с участием ведущего специалиста фирмы «VARIAN» Hans Toonen (Нидерланды). По окончанию мастер–класса слушателям были выданы сертификаты международного образца (рисунок 5), в том числе студентам: Симинелу Никите, гр. КФ–06, Шамрову Евгению, гр. КФ – 05, Матвеевой Юлии, гр. КФ–05 и Козловой Анне, гр. КФ – 03.

Рисунок 5 – Вручение сертификатов семинара компании Varian В настоящее время в МКЛ ИЛМЗ проводятся работы по внедрению лабораторно информационной системы компании LIMS.

Лабораторная информационная система это информационная технология, – предназначенная для получения достоверной информации по результатам испытаний и оптимизации полученной информации с целью ее использования для принятия управленческих решений. Серверы ЛИС осуществляют архивирование и хранение всех полученных данных, на основании которых составляются паспорта, сертификаты и протоколы качества промежуточной и готовой продукции.

Система класса ЛИМС занимается вопросами построения и оптимизации систем управления качеством продукции на основе требований, предъявляемых к системам менеджмента качества (ISO 9001:2000 Series, ГОСТ Р ИСО 9001-2001), компетенции испытательных лабораторий (ISO/IEC 17025-2000, ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2006), норм и правил государственной системы обеспечения единства измерений (ISO 5725-2002, ГОСТ Р ИСО 5725-2002).

Основные публикации Ивлева Л.И., Козлова Н.С., Забелина Е.В. Исследование температурной зависимости электропроводности в кристаллах ниобата бария-стронция с различными примесями //Кристаллография. – 2007. – Т.52. – №2. – С.344-347.

2 Busanov O.A., Kozlova N.S., Zabelina E.V. Near-electrode surface processes in langatate in connection with growth condition // 5 Int. Conference on Solid State Crystals: Material Science and Applications, Koscielisko, Zakopane, POLAND, 2007: Abstracts – Р.23.

3 Ivleva L.I., Kozlova N.S,. Zabelina E.V. Studies temperature of the strontium-barium niobate crystals with different dopants // Crystallography Reports. – 2007. – V.52. – №4. – P. 328-331.

Бузанов О.А., Забелина Е.В., Козлова Н.С. Оптические свойства кристаллов лангатата// Кристаллография. – 2007. – T.52. – №4. – C. 690-695/ 5 Busanov O.A., Zabelina E.V., Kozlova N.S. Optical properties of Lanthanum-Gallium Tantalate of Different growth and Post-growth Treatment Conditions // Crystallography Reports. – 2007. – V.52. – №4. – P. 691-696.

6 Growth and characterization of langatate./ Buzanov O.A., Gritsenko A.B., Zabelina E.V. et al.

//Second International Symposium Micro- and nano-scale Domain structuring in Ferroelectrics, Yekaterinburg, Russia, 2007:

Abstract

and program book. – P.164-165.

7 Buzanov O.A., Kozlova N.S., Zabelina E.V. Langatate–material for high-temperature Sensitive Elements // Second International Symposium Micro- and nano-scale Domain structuring in Ferroelectrics, Yekaterinburg, Russia, 2007: Abstract and program book. – P.104-105.

8 Ivleva L.I., Kozlova N.S. Optical studies of complex crystals under electrons irradiation // International Conference on Physics of Laser Crystals, Kharkov – Lyon - Sevastopol, 2007:Book of abstracts. – OC3.

Конференции:

1. 5 Int. Conference on Solid State Crystals: Material Science and Applications, Koscielisko, Zakopane, POLAND, 2007.

2. Second International Symposium Micro- and nano-scale Domain structuring in Ferroelectrics, Yekaterinburg, Russia, 2007.

3. International Conference on Physics of Laser Crystals, Kharkov – Lyon – Sevastopol, 2007.

Награды:

Работа ассистента кафедры МППиД Забелиной Е.В. по решению заседания Экспертного совета по программе «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» Second International Symposium Micro- and nano-scale Domain structuring in Ferroelectrics, Yekaterinburg, Russia, 2007, признана победителем программы У.М.Н.И.К. В августе 2007 г.

Работа полностью выполнена в МКЛ ИЛМЗ. Научный руководитель – с.н.с., к.ф.м.н. Козлова Н.С.

Контактные телефоны и почта:

Козлова Нина Семеновна – заведующая лабораторией, ст.н.с., к.ф.м.н.

Тел.: (495) 955-00-33/ Tел./факс: (495) 230-45-60.

Е-mail: ilmz@mail333.com КАФЕДРА ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ ПРОЦЕССОВ, МАТЕРИАЛОВ И АЛМАЗОВ Елютин А.В.

Зав. кафедрой Научные достижения 1. Получение наноразмерных многокомпонентных покрытий Ti-Al-Cr-N, на режущем инструменте, используемом для непрерывного и прерывистого резания.

Проведены исследования процесса получения покрытий Ti-Al-Cr-N методом дугового ионно-плазменного осаждения. Формирование покрытия заданного состава осуществлялось распылением в среде реакционного газа – азота при давлении от 110-3 Па до 510-3 Па трех катодов, изготовленных соответственно из сплава ВТ-3 (Al около 6 ат. %), титана и хрома. К первым двум катодам был подключен сепаратор капельной фазы.


Меняющимися параметрами напыления были напряжение смещения, подаваемое на подложку, и ток электрической дуги, генерируемой на хромовом катоде.

Структурными исследованиями определен размер субзерен, формирующихся в структурах покрытий, который изменяется в пределах от 6±1 до 42±5 нм. При всех режимах напыления в покрытии формируются сжимающие макронапряжения, значения которых достигают величин порядка 400 МПа. Сформированные покрытия характеризуются ярко выраженной текстурой в направлении (111). С увеличением содержания хрома в составе покрытий наряду со сложным нитридом (Ti,Al,Cr)N появляется нитрид хрома.

Полученные покрытия достигают значений твердости и модуля Юнга, соответственно, 34,7 ГПа и 565 ГПа. Высокие значения твердости и модуля упругости покрытий являются факторами, обеспечивающими повышение износостойкости поверхностей инструмента.

Выполненный методом скретч-теста сравнительный анализ процесса разрушения и прочности адгезии сформированного покрытия показал, что они характеризируются уровнем адгезионной прочности в пределах 81-93 Н.

Стойкостные испытания режущего инструмента с полученными покрытиями, проведенные на операциях резания при фрезеровании и точении стали 38ХНМА, свидетельствуют, что коэффициент стойкости твердосплавных пластин ВК-6 с покрытием возрастает в 6,5 раз при фрезеровании и в 5,1 раза при точении.

Работа ведется совместно с филиалом каф.ВТПМиА в ФГУП ВНИИТС.

2. Исследование аномальных межфазных взаимодействий, фиксирующихся в ходе получения наноматериалов химическими методами Химические способы получения наноматериалов простого и сложного составов представляют собой цепь химических превращений, в ходе протекания которых зафиксирован ряд аномальных явлений, связанных с размерным фактором. В частности к последним относятся: взаимодействия реагентов на стадии формирования гидроксидных, оксидных и металлических наносистем с образованием неиндентифицированных соединений;

изменение механизма протекания окислительно-восстановительных процессов при получении наноматериалов, фиксирование новых структурных образований. Перечисленные аномалии носят фундаментальный характер, поскольку наблюдаются в разных по составу наноразмерных средах и являются определяющими при разработке новых и модернизации существующих технологических процессов получения наноматериалов заданного состава и свойств.

Исследовано влияние присутствия водорастворимых ПАВ (этилового спирта С 2Н5ОН и додецилсульфата С12Н25NaO4S) на свойства осаждаемых гидроксидов железа и полученных из них наноразмерных металлических порошков. Установлено, что условия осаждения гидроксидов железа предопределяют характеристики дисперсности и морфологию конечных продуктов–наноразмерных порошков металлов. Регулируя концентрацию раствора ПАВ в реакционной системе можно получить частицы прекурсорасферической или игольчатой формы.

Установлено, что добавление этилового спирта или додецилсульфата натрия в реакционной системе приводит к увеличению удельной поверхности осаждаемых гидроксидов железа, понижению критического радиуса зародышей гидроксидов и, соответственно, к уменьшению среднего размера частиц в 2-2,5 раза. Дисперсность восстановленных нанопорошков также зависит от присутствия ПАВ на стадии осаждения прекурсоров. В частности, при использовании С12Н25NaO4S наблюдается уменьшение максимального размера частиц примерно в 3 раза – с 240 нм до 80 нм. Вместе с тем, на гистограммах распределения можно зафиксировать бимодальное распределение – максимумы соответствующие размерам частиц нм и 50 нм, соответственно. Использование ПАВ, легко удаляющихся с поверхности гидроксидных наночастиц, позволяет получать нанопорошки железа, на поверхности которых присутствуют только тонкие пленки оксидной фазы.

Таким образом, показано, что регулируя состав и содержание ПАВ на начальных стадиях получения НП железа методами химического диспергирования, возможно управление дисперсностью наноматериала и распределением по размеру его морфологических элементов.

По данным РФЭС предположено присутствие на поверхности пассивированных наночастиц железа, аномальных кислородных соединений четырех- и шестивалентного металла, в частности, ангидрида железной кислоты, известного как гипотетическое соединение, образование которого фиксировалось только при проведении процессов механоактивации в наноразмерных системах.

Работа ведется по заказу Российского фонда фундаментальных исследований.

Исследование физико-химических свойств металлических, керамических и 3.

композиционных материалов медицинского назначения. Исследование электрохимической и биологической совместимости новых материалов и покрытий. Разработка огнеупорных изделий для выплавки и разливки сплавов медицинского назначения.

Получена база данных по электрохимической и трибологической совместимости дентальных сплавов после нанесения керамических покрытий с чистым титаном. Проведены исследования in vitro и in vivo материалов и изделий медицинского назначения.

Получены экспериментальные партии огнеупорных тиглей на основе муллитокорундовой карбидокремниевой керамики.

Соисполнители и заказчики работ: ИПК ФМБА России, ЦНИИС и ЧХЛ, ГИРЕДМЕТ, ЗАО «Керамика–Центр 3», дирекция ФЦНТП.

4. Изучение структуры и свойств углерод-керамического композиционного материала состава C-SiC на основе тонкого карбонизированного углепластика Перспективным материалом для работы в условиях воздействия высоких температур и агрессивных сред являются углерод–керамические композиционные материалы с матрицей на основе карбида кремния (КМ C-SiC). В таких материалах наилучшим образом сочетаются высокие механические свойства армирующих углеродных наполнителей (волокон, тканей, каркасов) и окислительная стойкость карбида кремния. В качестве заготовок для получения КМ C-SiC использовали диски из карбонизированного углепластика. Осаждение карбида кремния из газовой фазы метилсилана и получение образцов КМ C-SiC проводили при температурах 600-700 °С и общем давлении 50-60 Па в вакуумной печи сопротивления.

После осаждения SiC проводили вакуумный отжиг всех образцов при температуре 1600 °С. Такая высокотемпературная обработка композита необходима для стабилизации структуры и свойств материала, в частности для уменьшения числа микропор, которые, зарастая, препятствуют проникновению молекул метилсилана в более крупные поры и, как следствие, осаждению в этих порах карбида кремния. Для получения материала с минимальной пористостью после отжига проводили дополнительное уплотнение образцов пирокарбидом кремния.

Анализ дифрактограмм карбидокремниевых осадков свидетельствует об аморфности осажденного карбида кремния. На дифрактограмме карбидокремниевых осадков, снятой с образцов КМ C-SiC после отжига, наблюдаются четкие пики, совпадающие со штрих диаграммой для линий -SiC, что означает формирование поликристаллической структуры осажденного SiC.

На снимках шлифов образцов КМ C-SiC, полученных с помощью сканирующего электронного микроскопа, хорошо видно глубокое проникновение карбида кремния в открытые поры подложки, в результате которого они закрылись ровным и плотным слоем SiC. Четко видно, что покрытие на поверхности образцов также ровное, без сколов и трещин. По результатам исследования можно утверждать о процессе равномерного насыщения подложки и, как следствие, однородности структуры полученного композиционного материала.

Работа проводится совместно с ОАО «Композит» (г. Королев).

Выполнение хоздоговорных и бюджетных работ Х/д: «Проведение исследований по определению влияния высокоэнергетической обработки на структуру и свойства инструментальных материалов».

Заказчик: ФГУП «ВНИИТС»

Х/д: «Проведение испытаний и исследование сварных образцов: металлография, фрактография, усталостные испытания».

Заказчик: РАО «НИАТ»

Х/д : «Исследование свойств деталей из полимерных композиционных материалов, изготовленных методом лазерной резки».

Заказчик ОАО «НИАТ»

Рособразование, темплан: «Создание функциональных направленных материалов с заданными физическими и механическими свойствами, имеющими существенно неравновесные (нано-, микро-, квазикристаллические и аморфные) структуры».

Рособразование, темплан: «Разработка теоретических основ и моделирование процесса сверхбыстрой закалки расплава».

Проект ФЦНТП: «Разработка фундаментальных основ и технологических принципов многофункциональных наноструктурных покрытий с биоактивной поверхностью для металлических и полимерных высокопористых имплантантов».

Комплексный проект ФЦНТП: «Разработка ионно-плазменной технологии нанесения многофункциональных биоактивных наноструктур покрытий на медицинские имплантанты из титановых сплавов».

Проект МНТЦ 3616: «Development of Environmentally-Friendly Dry Machining Process».

Проект МНТЦ 3589: «Mully-functional Bioactive Nano-structured Coatings for Load Bearing Implants».

Рособразование, темплан: «Влияние дефектов в неметаллической подрешетке на свойства тугоплавких соединений и керметов, полученных на их основе».

Основные публикации Динамика формирования подсопельной зоны на начальных этапах разливки при получении аморфной металлической ленты на вращающемся барабане-холодильнике./ Левин Ю.Б., Шумаков А.Н., Филонов М.Р. и др.//Техника машиностроения. –2007. –№ 2.–С. 67–71.

Влияние колебательных мод в подсопельной зоне на геометрические характеристики быстрозакаленных аморфных лент./ Левин Ю.Б., Шумаков А.Н., Филонов М.Р. и др.//Техника машиностроения. –2007. –№ 3. –С. 61–63.

Аналитическая модель процесса получения аморфных лент методом сверхбыстрой закалки./ Столин А.М., Стельмах Л.С.. Филонов М.Р. и др.//Цветные металлы. –2007. – № 5. – С. 75–78.


Электрохимическая диагностика совместимости стоматологических металлических материалов после термической обработки под нанесение керамических покрытий./ Пустов Ю.А., Филонов М.Р., Аносова М.О. и др.//Изв. вузов. Цветная металлургия. –2007. –№ 5. – С.

70–78.

Новый тип имплантационного материала на основе политетрафторэтилена с металлическими и керамическими покрытиями./ Григорьян А.С., Филонов М.Р., Штанский Д.В. и др.

//Стоматология. –2007.-Спецвыпуск. – С. 20–26.

Использование покрытия из тантала для увеличения интеграционного потенциала имплантированного материала из политетрафторэтилена./ Григорьян А.С., Филонов М.Р., Селезнева И.И. и др.//Юбилейный сборник ЦНИИС, 2007.

Влияние различных по химическому составу покрытий интраоссальных титановых имплантантов на их интеграцию в кость./ Кулаков А.А., Григорьян А.С., Филонов М.Р. и др.//Росс. Вест. Дент. Имплантологии. –2007. –№ 3.–С. 32–41.

Экспериментальная оценка пролиферизации мезенхимальных стволовых клеток человека на металлических сплавах./ Зубкова Я.Ю., Олесова В.Н., Филонов М.Р. и др. //Российский стоматологический журнал. –2007. –№ 3. –С. 7–9.

9 Sele-descriptiveness of physical properties for planar flow casing./ Anikin Yu.A., Filonov M.R., LevinYu.B. et al. //XIII Int. Conf. on Liquid and Amorphous Metals. 2007: Abstracts. – P. 53.

10 Simulation of metallic amorphous and nano-crystalline ribbon manufacture./ Levin Yu.B., Anikin Yu.A., Filonov M.R. et al//XIII Int. Conf. on Liquid and Amorphous Metals. 2007: Abstracts. – P.

165.

Использование полимера с металлическими и керамическими покрытиями в качестве основы для гибридных имплантантов./ Григорьян А.С., Филонов М.Р., Штанский Д.В. и др.// Симпозиум «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии». 2007.:

Материалы. – С. 61–63.

12 Use of metal-coated and ceramic-coated polymers as scaffolds for composite implants/ Grygoryan A.S., Filonov M.R., Shtansky D.V. et al // British-Russian workshop «Stem cell: policy, research and innovations».2007: Proceeding. –P. 75.

Рыжонков Д.И., Левина В.В. Становление и перспективы развития научной школы по получению, исследованию и применению свойств наноразмерных материалов //Цветные металлы. –2007. – № 5. – С. 15–19.

Получение нанопорошков W-Al2O3 керметов химическим методом/ Хрустов Е.Н., Левина В.В., Рыжонков Д.И. и др.//Российские нанотехнологии. – 2007. – Т. 2. – № 3-4. – С. 120–123.

Свойства нанопорошков W-Al2O3 керметов, полученных химическим методом/ Хрустов Е.Н., Левина В.В., Рыжонков Д.И. и др.//Перспективные материалы. – 2007. – № 3. – С. 68–71.

Левина В.В., Новакова А.А. Влияние поверхностно-активного вещества на морфологию и структуру наночастиц гетита/ Смирнов Е.В., Конюхов Ю.В., Смирнова А.С. и др.

//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. – 2007. – № 10. – С.

56–59.

Ультрадисперсные среды. Получение нанопорошков методом химического диспергирования и их свойства./ Рыжонков Д.И., Левина В.В., Дзидзигури Э.Л. и др.:Учебное пособие. – М.:

«Учеба», 2007. – 134 с.

Адгезионная прочность ионноплазменных наноструктурных покрытий./ Блинков И.В., Аникин В.Н., Гонтарь и др.// Новые перспективные материалы и технологии их получения: Материалы Международный научный конференции. – Волгоград.: Изд-во ВГУ,2007. – С. 38–40.

Блинков И.В, Елютин А.В. Влияние добавок нанодисперсных порошков на свойства композиционных материалов.// Новые перспективные материалы и технологии их получения:

Материалы Международный научный конференции. – Волгоград.: Изд-во ВГУ,2007. – С. 134– 137.

Наноструктурные покрытия на режущем инструменте, работающем в условиях непрерывного и прерывистого резания./ Блинков И.В., Аникин В.Н., Кратохвил Р.В. и др.//Технологии ремонта, восстановления, упрочнения деталей машин, механизмов, оборудования, инструмента и технологической оснастки.: Материалы 9-ой Международной практической конференции. В 2 ч. Часть 2. – СПб.: Изд-во СПб ГПУ, 2007. – С. 22–29.

Механические характеристики твердых сплавов ВК6 и Т5, облученных быстрыми электронами./ Аникин В.Н., Блинков И.В., Голубцов И.В. и др. //Быстрозакаленные материалы и покрытия.:Труды 6-й Всероссийской научно-технической конференции 4-5 декабря 2005 г.

«МАТИ»–РГТУ им. К.Э. Циолковского: Сб. тр. – М.: МАТИ, 2007. –С. 258–260.

22 Surface Active Substances Influence on Coethite Nanoparticles Morphology and Sizes./ Novakova A.A., Smirnov E.A., Levina V.V. et al.//International Symposium on Metastable and Nanomaterials.

Korfy. Greek. 2007.: Book of Abstracts. – P.112.

23 Дзидзигури Э.Л., Сидорова Е.Н., Максимочкина А.В. Размерные зависимости структурных и магнитных свойств нанопорошков никеля // II Всероссийская конференция по наноматериалам «Нано-2007». Новосибирск, 13-16 марта 2007.: Сборник тезисов. – С. 139.

Участие в конференциях, выставках Выставка-семинар «Новые наноструктурные материалы и покрытия» Будапешт, Венгрия, июнь, 2007.

Выставка «Функциональные композиционные материалы и покрытия» Белград, Сербия, октябрь, 2007.

Всероссийская промышленная ярмарка. «Нанотехэкспо». Россия, Москва, 26 октября 2007.

Всероссийская конференция по наноматериалам «Нано-2007», Новосибирск, 13-16 марта, 2007.

Международная научная конференция «Новые перспективные материалы и технологии их получения», Волгоград. Октябрь 2007.

6 International Symposium on Metastable and Nanomaterials. Korfy. Greek. 2007.

7 British-Russian workshop «Stem cell: policy, research and innovations».2007.

Симпозиум «Актуальные вопросы тканевой и клеточной трансплантологии». 2007.

9 XIII Int. Conf. on Liquid and Amorphous Metals. 2007.

Объекты интеллектуальной собственности Патент на изобретение № 3210627 Шихта для изготовления огнеупорных изделий. Филонов М.Р., Зайцев М.В., Цветкова Е.М., Левашов Е.А. Зарегистрировано 20 ноября 2007.

Патент на изобретение № 2302261 Псевдоупругий биосовместимый функционально градиентный материал для костных имплантантов и способ его получения. Петржик М.И., Филонов М.Р., Трегубов А.А. и др. Зарегистрировано 10 июля 2007.

Защита диссертационных работ Хрустов Е.Н. Получение химическим методом металлооксидных нанокомпозиций на основе никеля, молибдена и вольфрама с регулируемой дисперсностью и составом. Дис. … к.т.н., октябрь 2007.

Зубкова Я.Ю. Зависимость коррозии стоматологических сплавов от их физико-химических свойств в импланталогии. Дис. … к.м.н., май 2007.

Контактные телефон и почта Елютин Александр Вячеславович – заведующий кафедрой, акад. РАН, проф., д.т.н.

Тел.: (495) 236-70- E-mail: elyutin@misis.ru КАФЕДРА МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ДИЭЛЕКТРИКОВ Пархоменко Ю.Н.

Зав. кафедрой Кафедра материаловедения полупроводников и диэлектриков ведет научно исследовательскую работу по широкому кругу материаловедческих проблем.

Научные достижения Направления исследований кафедры:

Материаловедение объемных и тонкопленочных структур.

• Нанотехнологии и наноматериалы.

• Структура и дефектообразование и их влияние на свойства массивных и • тонкопленочных материалов электронной техники.

• Разработка учебно-научного оборудования для исследования поверхностей твердых тел зондовыми методами.

• Кристаллы для акустооптики и оптоэлектроники и создание приборов на их основе.

• Выращивание нелинейно-оптических кристаллов из водных растворов и их исследование.

• Исследование однородности и стабильности свойств монокристаллов.

• Лучевая прочность кристаллических элементов для мощных лазеров.

Научно-исследовательские работы выполняются в соответствии с различными Программами и Грантами.

Фундаментальные и проблемно-ориентированные поисковые исследования 1. Закономерности и механизмы ранних стадий распада твердых растворов полупроводников с алмазоподобной кристаллической решеткой Изучены структурные превращения точечных дефектов в монокристаллах Si, InSb, InP,GaP и GaAs, представляющих неравновесные твердые растворы. Методы исследования – прецизионные измерения периода решетки и диффузное рассеяние рентгеновских лучей (ДРРЛ), дополненные измерениями электрофизических характеристик. Изучена структура InSb и InP после облучения нейтронами с различными флюенсами и последующих изохронных отжигов при разных температурах. InSb и InP различаются соотношением размеров атомов компонентов, характером химической связи, что и определяет различие в протекании вторичных процессов уже в ходе облучения (аннигиляция компонентов пар Френкеля, ассоциация точечных дефектов и т. д.). В кристаллах InSb с большой долей металлической связи сравнительно низкая энергия активации процессов аннигиляции точечных дефектов.

Вследствие этого уже при облучении при T~80-90 °С остаточная концентрация пар Френкеля составляет ~20 (из ~600) на один быстрый нейтрон (0,1 МэВ), что более чем на порядок ниже, чем в GaAs и InAs. Показано, что уже при T200 °С идет существенное перераспределение точечных дефектов без их аннигиляции. Аннигиляция, приводящая к уменьшению периода решетки, начинается при T300 °С. Установлено, что атомы Sn, образующиеся при трансмутации In в Sn при участии тепловых нейтронов, располагаются в узлах решетки, что и определяет неизменность концентрации электронов после отжигов. Впервые показано, что в InP в отличие от GaAs, InAs и InSb облучение нейтронами приводит не к увеличению периода решетки, а к его уменьшению. Этот эффект более заметен в кристаллах, сильно легированных донорной примесью – Te. Предложен механизм этого эффекта, состоящий в образовании антиструктурных дефектов PIn уже при облучении.

Исследование распада неравновесных растворов на основе GaAs и GaP, выращенных с избытком Ga из раствора-расплава при ~ С, позволило проследить формирование микродефектов (МД) при распаде растворов вычитания (преобладающим типом точечных дефектов являются вакансии мышьяка VAs или фосфора VP). Анализ распределения ДРРЛ позволяет считать, что выпадение при охлаждении избыточного Ga приводит к образованию плоских МД с положительной мощностью в результате ассоциации Gai и Asi или Pi. Межузельный дефект Asi или Pi содержится в кристаллах в концентрациях ~1017-1018 см-3 вблизи Tпл. Кроме того, VAs или VP и освободившиеся при распаде узлы Ga (VGa) образуют сферические МД с отрицательной мощностью. В монокристаллах GaAs, полученных методом вертикально направленной кристаллизации (ВНК), легированных Si в концентрациях, отвечающих концентрации основных носителей заряда (ОНЗ) (0,51-3,4)х1018 см-3, образуются два типа МД. При малом содержании кремния (0,51-1,2)х1018 см-3 так как кристаллы, получаемые этим методом, содержат некоторый избыток As, образуются МД, обусловленные выпадением As. При малом кремния 2,1х1018 см-3 и более образующиеся МД связаны с выпадением избыточного кремния.

В кристаллах, полученных методом Чохральского и горизонтально направленной кристаллизации (ГНК), при интенсивном выпадении кремния кроме дефектов с положительной мощностью образуются еще и дефекты с отрицательной мощностью. В кристаллах, полученных методом ВНК, при изученном интервале легирования последние не выявляются.Сопоставление особенностей образования МД в кристаллах GaAs(Si), полученных методами ГНК, Чохральского и ВНК, показало, что на закономерности образования МД, в принципе общие для всех методов, накладывается влияние бора, попадающего в кристаллы, полученные методами Чохральского и ВНК из флюса B2O3 и задерживающего образование сферических МД «вакансионного» типа.Впервые методом диффузного рассеяния рентгеновских лучей (ДРРЛ) изучены микродефекты (МД) в монокристаллах GaP. Показано, что основным типом МД являются дефекты внедренного типа. Установлено, что отклонение от стехиометрии кристаллов возрастает от начала к концу слитков, выращенных из-под флюса под давлением инертного газа.

Таким образом, применяемая методика ДРРЛ весьма эффективна для контроля ростовых процессов. Методом ДРРЛ впервые изучены МД в GaP(S). Анализ экспериментальных данных показал, что образование МД в таких кристаллах связано не с выпадением серы, часть из которой является электрически не активной, а с выпадением избыточного компонента галлия.

Предложен механизм, объясняющий политропию серы, согласно которому ее выпадение из раствора не происходит. Предполагаемый механизм связан с образованием комплексов Ga2S3.

Этот механизм позволяет объяснить все полученные в работе экспериментальные результаты.

Возможности метода ДРРЛ использованы для изучения распада кислорода в кремнии. Показана высокая чувствительность метода и его информативность. Установлено, что при формировании внутреннего геттера удается зафиксировать образование микродефектов при выпадении 0,3х1017 см-3 кислорода. Показано, что форма изодиффузных контуров хорошо отражает форму микродефектов и взаимодействие их с матрицей. Показано, что образующаяся «бездефектная»

зона при принятых режимах термической обработки реально не является полностью бездефектной и количество МД в ней зависит от исходного содержания кислорода в пластинах кремния. Применение измерений периода решетки и ДРРЛ позволило на широком круге разных объектов показать эффективность этих методов для изучения изменений структурного состояния точечных дефектов в кристаллах. Накопленный экспериментальный опыт и методические разработки по проведению и обработке экспериментов позволяют считать, что методы исследования, использованные в работе, могут быть эффективными для изучения нестехиометрии, структурных превращений точечных дефектов в нестехиометрических кристаллах и кристаллах, содержащих радиационные дефекты, при отработке режимов выращивания и термообработки кристаллов.

2. Закономерности и механизмы структурных превращений в кристаллах соединений AIIIBV при имплантации ионов H и He и последующих технологических воздействиях Методом дифракции высокого разрешения исследованы структурные изменения в поврежденном слое пластин полуизолирующего GaAs (001) после имплантации ионами H2+ с дозой 1x1017 см-2 и энергией 190 кэВ при температурах мишени в диапазоне от –20C до 380C.

Профили деформации и статического фактора Дебая-Валлера были получены из формы когерентного рассеяния путем моделирования кривых дифракционного отражения.

Распределение диффузного рассеяния рентгеновских лучей (ДРРЛ) в окрестности узла GaAs(004) было смоделировано на основе статистической динамической теории и сопоставлено с экспериментом. Выявлена немонотонная зависимость вида карт обратного пространства в окрестности узла GaAs(004) от температуры мишени. По-видимому, образование кластеров дефектов, дающих ДРРЛ, определяется поведением водорода в матрице GaAs. Немонотонность вызвана конкуренцией двух процессов: 1) образование пузырей, наполненных водородом, и 2) диффузия водорода из пузырей к поверхности и в глубь подложки. На основе рентгенодифракционных данных выдвинуто предположение, что пузыри, заполненные водородом, меняют структуру имплантированного слоя, приводя к формированию доменных областей.

3. Разработка технологии получения структурированных пьезоэлектрических материалов и создание на их основе компонентов систем перемещения, в том числе медицинского назначения, в микро- и нано диапазонах Выполнен комплекс исследований, направленных на формирование в монокристаллах ниобата лития двухдоменной структуры, необходимой для создания (биморфной) безгистерезисных устройств точного перемещения, функционирующих в широком диапазоне температур.

Подготовительные и исследовательские работы по формированию доменной структуры проводили по трем направлениям:

формирование бидоменной структуры отжигом пластин ниобата лития в неоднородном электрическом поле при температуре, превышающей температуру Кюри;

формирование бидоменной структуры импульсным световым отжигом в инертной среде предварительно зачерненных монодоменных пластин ниобата лития;

формирование заданной по поверхности образцов ниобата лития конфигурации доменной структуры импульсным лазерным отжигом.

Получены следующие результаты.

По первому направлению:

Исследована возможность формирования заданной двухдоменной структуры в тонких (0,5мм) пластинах ниобата лития при помощи неоднородного электрического поля.

Создана программа для расчета распределения электрического поля, создаваемого в образце системой тонких линейных электродов, находящихся под одним и тем же потенциалом. Рассчитано распределение электрического поля, создаваемое системой обмотки конструкции (хромелевой проволокой диаметром 0,2 мм с расстоянием между витками 1,5 мм) в образце ниобата лития размерами 40 10 мм и толщиной 0,5 мм.

Проведены пробные эксперименты по формированию двухдоменной структуры в монокристаллах ниобата лития отжигом в неоднородном поле (потенциал на электродах составлял 1000 В) при температуре 1175оС;

сформированная таким способом доменная структура представлена на рисунке 1.

Проведенные эксперименты подтвердили справедливость предложенной модели формирования доменной структуры и эффективность разработанной технологии.

По второму направлению:

Проведены пробные эксперименты по формированию двухдоменной структуры импульсным световым отжигом образцов в вакуумной печи скоростного фотонного нагрева охлаждения фирмы ULVAC.

Преимущество такой технологии состоит в том, что доменная структура формируется за счет возникающего диффузионного потока лития в поле градиента температуры, следовательно, не требуется создания электрического поля, а скорость самого процесса лимитируется только временем релаксации внутренних зарядов, образованных вследствие пироэлектрического эффекта. Однако при этом требуется создание однородного светового потока по поверхности образца, а также коэффициент поглощения на длине волны, соответствующей максимальной интенсивности излучения, должен быть достаточно большим (не менее 100 см-1) и стабильным по всему объему образца;

метод создания таких образцов нами разработан. На рисунке показана доменная структура, сформированная в образце ниобата лития (ось Z перпендикулярна поверхности образца) описанным способом. Этот предварительный результат свидетельствует о том, что при соответствующей отработке параметров отжига предложенный метод формирования доменной структуры может быть эффективным.

В рамках третьего направления была разработана и изготовлена многофункциональная технологическая лазерная система, позволяющая получать мощное лазерное излучение на длинах волн 1,06 мкм, 0,53 мкм и 0,353 мкм, изготовлена двухкоординатная система сканирования образцов и осуществлена синхронизация перемещения с подачей импульсов лазерного излучения с помощью компьютерного управления. Таким образом, подготовлена экспериментальная база, которая позволит осуществлять локальное формирование доменов по заданной программе.

4. Исследование структуры, состава и свойств подложек лейкосапфира, карбида кремния, нитрида галлия и комбинированных подложек с эпитаксиальным слоем нитрида галлия Цель работы – разработка и адаптация измерительных методик для исследования структуры, состава и свойств лейкосапфира, карбида кремния, нитрида галлия и комбинированных подложек с эпитаксиальным слоем нитрида галлия.

Путем измерения тестовых образцов проведена адаптация измерительных методик (рентгеновская дифрактометрия, растровая электронная микроскопия, энергодисперсионная спектрометрия, измерение удельной электропроводности, атомно-силовая микроскопия) для исследования структуры, состава и свойств лейкосапфира, карбида кремния, нитрида галлия и комбинированных подложек с эпитаксиальным слоем нитрида галлия.



Pages:     | 1 |   ...   | 5 | 6 || 8 | 9 |   ...   | 17 |
 





 
© 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.