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 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

«Уральское отделение РАН Институт физики металлов УрО РАН Институт теплофизики УрО РАН Челябинский государственный ...»

-- [ Страница 6 ] --

2. Мартенситные превращения в Fe Mn сплаве начинаются уже на первых циклах нагружения образцов до появления усталостной макротрещины.

3. При циклических напряжениях растяжения распад аустенита происходит более интенсивно по сравнению с напряжениями сжатия. При этом, - мартенсита образует ся больше, чем -мартенсита.

4. В случае испытания образцов при симметричном цикле (растяжение-сжатие), ха рактер зависимостей уширения дифракционной линии и объемного содержания мар тенситных фаз от количества циклов нагружения аналогичен вышерассмотренному.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаменталь ных исследований (проект 08-08-99122р_офи) СТРУКТУРА И СВОЙСТВА СИСТЕМЫ Cuy Fex TiSe Титов А.А.1, Титов А.Н. Уральский Государственный университет УрГУ, 620083 Екатеринбург, ул. Куйбышева, 48-а Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: a.a.titov@mail.ru Изучена реакция соинтеркалации меди и железа в решётку диселенида титана. Опре делена область сосуществования меди и железа в TiSe2.

Установлено, что внедрение меди в образцы Cu y Fex TiSe2 при x + y 0.65 приво дит к вытеснению железа. На основании анализа удельной намагниченности образцов (в предположении, что весь магнитный момент образца создаётся магнитным момен том выделенного железа) и ЯГР спектров делаются выводы о количестве и локальном окружении вытесненного железа. Методом рентгеновской дифракции изучена струк тура поликристаллических образцов Cu y Fex TiSe2. Особенности концентрационных за висимостей параметров элементарной ячейки Cu y Fex TiSe2 объясняются моделью зон ной структуры.

Также в работе осуществлена попытка получить монокристаллы системы Cu y Fex TiSe2, полученные кристаллы исследовались методами электронной просвечивающей мик роскопии и электронной дифракции.

СОВРЕМЕННЫЕ УГЛЕРОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ Тихомирова Г.В.

Уральский государственный университет, 620000, Екатеринбург, пр. Ленина, E-mail: Galina.Tikhomirova@usu.ru Долгие годы считалось, что углерод образует две аллотропные формы: – алмаз и графит. Третью форму углерода – карбин (цепочки из атомов углерода), открыли в 60-годах. Новые аллотропные формы углерода - фуллерены и нанотрубки - открыты в 1985 г. В 1996 г. за открытие фуллеренов Г.В. Kрото, Р.Ф. Кёрлу, Р.E. Смолли присуждена Нобелевская премия по химии. Сравнительно недавно была открыта еще одна форма – графен.

Фуллерены представляют собой целый класс молекул углерода, атомы которых на ходятся на замкнутой поверхности. Повышенный интерес исследователей вызывают молекулы C60 и C70. Фуллерены в конденсированном состоянии называются фуллери тами;

фуллериты, легированные металлами или другими веществами, называются фул леридами.

Углеродные нанотрубки — протяженные цилиндрические структуры диаметром от одного до нескольких десятков нанометров и длиной до нескольких микрон состоят из одной или нескольких свернутых в трубку гексагональных графитовых плоскостей и заканчиваются обычно полусферической головкой.

Графен (англ.graphene) — слой атомов углерода, соединённых посредством связей в гексагональную двумерную кристаллическую решётку. Его можно представить как од ну плоскость графита, отделённую от объёмного кристалла. По оценкам, графен об ладает большой механической жёсткостью и хорошей теплопроводностью (1 ТПа и 5 103 Вт·м1 ·К1, соответственно). Высокая подвижность носителей тока при ком натной температуре делает его перспективным материалом для использования в са мых различных приложениях, в частности, как будущую основу наноэлектроники и возможную замену кремния в интегральных микросхемах. Поскольку графен впервые был получен только в 2004 году, он ещё недостаточно хорошо изучен и привлекает к себе повышенный интерес.

Современные углеродные материалы оказались на перекрестке различных научных дисциплин и отраслей человеческой деятельности. Они имеют отношение к физике, химии, математике, биологии, астрономии, материаловедению, медицине и архитек туре. Неослабевающий интерес поддерживается перспективами применения этих ма териалов в наноэлектронике, энергетике, в создании новых полимеров.

В лекции будут рассмотрены современные углеродные материалы (фуллерены, на нотрубки, графен), их особенности, физические свойства и перспективы применения.

Работа выполнена при частичной поддержке программы “Фундаментальные иссле дования и высшее образование” (грант Y4-P-05-16) Американского фонда гражданских исследований (CRDF), Министерства образования и науки РФ в рамках Уральского научно-образовательного центра “Перспективные материалы”.

ПЛОТНЫЕ ОКСИДНЫЕ НАНОКЕРАМИКИ: МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ Гижевский Б.А.

Институт физики металлов, Уральское отделение Российской академии наук 620041 Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: gizhevskii@imp.uran.ru Оксидные наноматериалы являются одним из наиболее распространенных видов наноматериалов функционального назначения. Однако приготовление плотных нано керамик (НК) традиционными методами сопряжено с трудностями, связанными с ком пактированием нанопорошков и последующими отжигами, в результате которых воз можен рост зерна и появление нежелательных фаз. Перспективным направлением в технологии массивных оксидных НК является использование интенсивных квазиста тических и динамических деформаций. Такие методы как кручение под давлением, воздействие ударными волнами сочетают в едином технологическом процессе созда ние наноструктуры и уплотнение материала и позволяют получать оксидные НК в ши роком диапазоне размеров кристаллитов и с плотностью, приближающейся к плотно сти соответствующих монокристаллов.

В докладе рассматриваются методы, использующие интенсивные деформации сдви га под давлением и ударно-волновое нагружение в различных геометриях, для полу чения НК на основе оксидов переходных металлов. Указываются области примене ния и ограничения, связанные с этими методами. Уделено внимание методам аттеста ции и контроля структуры, состава и дефектности полученных НК. Показана эффек тивность использования рентгеновской спектроскопии (эмиссионной, фотоэлектрон ной, абсорбционной – XES, XPS, XAS) для анализа фазового состава и выяснения заря дового состояния катионов. Приводятся результаты исследования оксидных НК с по мощью ядерных методик: методом угловых корреляций аннигиляционного излучения (ACAR), обратного резерфордовского рассеяния (RBS), ядерного микроанализа.

Наноматериалы являются неравновесными системами с высоким уровнем различ ного вида дефектов и решеточных напряжений, нарушениями стехиометрии. Эти фак торы вместе с размерным эффектом приводят к изменению ряда физических свойств, появлению аномалий, что, в целом, и формирует уникальные свойства наноматери алов. В докладе представлены результаты исследований оптических свойств в ИК и видимом диапазоне, а также магнитных и тепловых свойств плотных оксидных НК.

Особое внимание уделено выявлению связи условий приготовления и специфической дефектности НК с особенностями физических свойств полученных НК. Установлена зависимость некоторых физических характеристик от размерного фактора. Показана необходимость учета изменений стехиометрии и зарядового состояния катионов при интерпретации физических свойств и рассмотрении размерных эффектов реальных наноматериалов.

В целом, продемонстрирована перспективность методов квазистатических и дина мических деформаций в технологиях получения массивных плотных оксидных НК, а также эффективность комплексного подхода с использованием широкого набора вза имно дополняющих экспериментальных методик для исследований особенностей фи зических свойств оксидных наноматериалов и выяснения природы наносотояний.

Работа поддержана РФФИ, грант 08-03-99071 и Программой ОФН РАН и УрО РАН «Новые материалы и структуры».

ДИНАМИЧЕСКОЕ КАНАЛЬНО-УГЛОВОЕ ПРЕССОВАНИЕ ТИТАНА Зельдович В.И.1, Фролова Н.Ю.1, Хомская И.В.1, Хейфец А.Э.1, Шорохов Е.В.2, Жгилев И.Н. Институт физики металлов УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, Российский Федеральный Ядерный Центр, РФЯЦ-ВНИИТФ, Снежинск E-mail: kheifetz@imp.uran.ru Равноканальное угловое прессование было предложено как метод, позволяющий деформировать металлы простым сдвигом, без изменения их размеров и формы [1,2].

Была отмечена возможность многократного повторения процесса, с целью увеличе ния общей степени деформации. Было установлено, что такая деформация приводит к «дроблению зерен», в результате которого «достигается весьма мелкодисперсная струк тура, характерная для сильно деформированного металла» [1]. На примерах армко железа и меди было установлено, что «интенсивная обработка простым сдвигом при деформационном упрочнении позволяет достигать аномально высокого уровня как прочностных, так и пластических свойств в изделиях большого сечения»[1].

При равноканальном угловом прессовании материал продавливается из одного ка нала в другой с помощью прессового оборудования. Геометрия деформации характери зуется двумя углами: углом пересечения каналов (внутренний угол, во многих экспери ментах равный 90 градусам), и углом, который соответствует дуге кривой на внешней точке пересечения каналов (этот угол может изменяться в пределах от 0 до 90 граду сов).

В РФЯЦ-ВНИИТФ (г.Снежинск) предложен динамический вариант метода каналь ного углового прессования, в котором для продавливания материалов через каналы используются импульсные источники энергии: энергия сжатых газов, продуктов горе ния пороха и др. [3]. Преимущества динамического метода состоят в следующем. Раз меры заготовок могут быть значительно больше, и для этого не требуется дорогостоя щее прессовое оборудование. Процесс углового прессования происходит значительно быстрее, чем в статических условиях. Первые измерения показали, что динамическое канально-угловое прессование повышает прочностные характеристики титана почти в два раза при относительно небольшом снижении пластичности [4].

В данной работе было выполнено динамическое канально-угловое прессование ти танового образца. Рассмотрены структурные изменения при равномерной и локали зованной высокоскоростной деформации, а также особенности возникновения и рас пространения трещин. Предложен геометрический метод определения величины рав номерной сдвиговой деформации при равноканальном угловом прессовании. Метод основан на металлографическом исследовании пространственной ориентированно сти структурных составляющих. Локализованная деформация привела к возникнове нию полос адиабатического сдвига. Сформировались две системы полос: продольные и поперечные, расположенные под углом к продольным. Рекристаллизация внутри по лос свидетельствовала о нагреве материала до 770-870К. Особенностями структуры по лос адиабатического сдвига при данном методе воздействия является их большая ши рина (до 100 мкм) и многослойное строение.

1. Сегал В.М., Резников В.И., Дробышевский А.Е. и др. Изв.АН СССР, Металлы, 1, 115 (1981) 2. Сегал В.М., Резников В.И., Копылов В.И. и др., Процессы пластического структурообразования ме таллов, Минск, Наука и техника (1994).

3. Шорохов Е.В., Жгилев И.Н., Валиев Р.З. Способ динамической обработки материалов: Патент 2283717. РФ, Бюллетень изобретений, 26 (2006).

4. Shorokhov E.V., Zhgiliev I. N., Gunderov D.V., Gurov A.A., Proceeding of Intern. conference “Shock waves in condensed matter”, St-Petersburg, 281 (2006) СТРУКТУРНЫЕ И МАГНИТНЫЕ ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В ЛИТЫХ И БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ СПЛАВАХ Tb3 (Fe1x Six ) Попов А.Г., Иванова Г.В., Гавико В.С., Шредер Л.А., Горбунов Д.И.

Институт физики металлов, Россия, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: east@imp.uran.ru Работа посвящена исследованию фазовых превращений в длительно отожженных и быстрозакалённых сплавах системы Tb3 (Fe1x Six )29 (3:29) x = 0.09, 0.12, 0.15, 0.18 с це лью обнаружения фазы Tb4 (Fe, Si)41 (4:41). Исходные сплавы приготовлены методом ду говой плавки. Литые сплавы отжигались в интервале температур 10731373K в течение 958 ч. Быстрозакаленные ленты получены разливкой сплава на стальное колесо, вра щающееся с линейной скоростью 30м/с с последующим отжигом при T = 1073 1373K в течение (20 90)мин.

Ранее, используя рентгенографию микромонокристаллов и электронную микроско пию, было установлено, что фаза (4:41) формируется после длительного отжига (T = 1273K) тройных сплавов R Fe T с тяжелыми редкоземельными элементами (R = Tb, Dy, Ho) и переходным элементом T = Si [1], предварительно закаленных от высокой температуры. Эта фаза имеет моноклинную элементарную ячейку с парамет 1.50 нм, 1040 и TC (510 530) K. Также было рами a 0.96нм, b 0.84нм, c установлено, что фаза (4:41) формируется очень медленно из-за сильных когерентных напряжений, возникающих при фазовом превращении в твердом состоянии [2] и, по видимому, из-за ковалентной природы связей между атомами Si Si и Fe Si, что затруд няет процесс диффузии [1].

При x 0.15 литые сплавы содержат две фазы: Tb2 (Fe, Si)1 7 (2:17) и Fe. Увеличение концентрации кремния x 0.15 в сплавах системы Tb3 (Fe1x Six )29 сопровождается по давлением выделения кристаллов Fe и стабилизацией фазы Tb(Fe, Si)12. В фазе (1:12) сплава Tb3 (Fe0.85 Si0.15 )29 обнаружен спин-переориентационный переход при температу ре около 465K. Выше этой температуры анизотропия подрешетки железа преобладает над анизотропией редкоземельной подрешетки и фаза становится магнитоодноосной.

Согласно литературным данным, фаза (4:41) возникает после длительного отжига литого сплава Tb3 (Fe0.85 Si0.15 )29. Однако её точная идентификация методом рентгенов ской дифракции затруднена, поскольку сверхструктурные пики этой фазы очень сла бы, а основные совпадают с рефлексами фаз (2:17) и (1:12). Порошковая дифрактомет рия позволяет наблюдать лишь увеличение объемной доли фазы (1:12) и существен ное разупорядочение гексагональной фазы (2:17). На возможное упорядочение по ти пу (4:41) указывает появление нового максимума на кривой температурной зависимо сти начальной магнитной восприимчивости.

После быстрой закалки сплава Tb3 (Fe0.85 Si0.15 )29 происходит сильное разупорядоче ние как фазы (2:17), так и фазы (1:12). Судя по отношению c/a решеток фаз, их составы сдвигаются к номинальному составу сплава соответствующему стехиометрии (3:29). В результате короткого отжига закаленных лент эти фазы не возвращаются к своему рав новесному состоянию. Данные термомагнитного анализа указывают на возможность формирования упорядочения гантельных пар по типам (3:29) и (4:41).

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 07-02-00219).

1. G.V. Ivanova, G.M. Makarova, Ye.V. Shcherbakova, Ye.V. Belozerov, J. Alloys Comp. 309, 141 (2000) 2. M. Gjoka, D. Niarchos, C. Sarafidis, O. Kalogirou, Proc. on 17th Int. Workshop on Rare-Earth Magnets and Their Application, Newark, Delaware, USA, 216 (2002) ПРОВОДИМОСТЬ И ТРАНСПОРТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ ОСОБЕННОСТИ ТРАНСПОРТНЫХ СВОЙСТВ ГЕКСАБОРИДА ПРАЗЕОДИМА Анисимов М.А.

Московский физико-технический институт, 141700, Долгопрудный, Институтский пер. E-mail: anisimov.m.a@gmail.com Одним из интересных и перспективных объектов в физики конденсированного со стояния являются гексабориды редкоземельных элементов (RB6 ), необычные свойства которых возникают в режиме сильных электронных корреляций. Так, последователь ное заполнение 4 f -оболочки в начале ряда RB6, начиная с CeB6 (4 f 1 (Ce) 4 f 2 (Pr) 4 f 3 (Nd)), приводит к увеличению температуры антиферромагнитного (АФМ) упорядо чения: TN (CeB6 ) 3.1K TN (PrB6 ) 7K TN (NdB6 ) 8K [1-3]. При этом, рост числа 4 f -электронов сопровождается подавлением промежуточной магнитной фазы: АФМ квадрупольной в CeB6 и АФМ-несоразмерной в PrB6, вследствие чего в NdB6 промежу точная магнитная фаза отсутствует [3]. При этом вопрос о природе промежуточного АФМ состояния в PrB6 до сих пор остается предметом активных дискуссий [2].

Для выяснения особенностей фазовой H-T диаграммы гексаборида празеодима в работе выполнено исследование магнитосопротивления ((H)/) и низкотемператур ной теплоемкости (CP (T)) на монокристаллических образцах высокого качества в диа пазоне температур 2 20K и в магнитных полях до 8Тл. Установлено, что переход в АФМ-несоразмерную фазу при TN 6.7K характеризуется появлением особенности на температурной зависимости теплоемкости (-аномалия) и сопровождается сменой режима магнитосопротивления с переходом от отрицательного магниторезистивного эффекта ((H)/ 0), регистрируемого во всем диапазоне полей, к сложному знако переменному поведению (H)/ с отрицательным вкладом, доминирующем только в области малых полей (µ0 H 3Тл). Дальнейшее понижение температуры приводит к переходу системы в АФМ-соразмерную фазу при TM 4.6K, вследствие чего знак маг нитосопротивления становится положительным ((H)/ 0) во всем диапазоне по лей. Количественный анализ экспериментальных кривых магнитосопротивления поз волил выделить наряду с 1) квадратичным «бриллюэновским» вкладом ( BH2 ) также 2) линейный ( AH) и 3) низкополевой магнитный вклады (D). Наличие последних двух вкладов 2) и 3) связывается с формированием магнитных областей наноразмера (ферронов) вследствие корреляционных эффектов в 5d зоне гексаборида празеоди ма.

1. Случанко Н.Е., Богач А.В. и др., ЖЭТФ, 131, 133 (2007) 2. Sera M. et al., J. Phys. Soc. Jpn., 73, 3374 (2004) 3. Goodrich R.G. et al., Phys. Rev. Let., 97, 146404 (2006) 4. Bogach A.V. et al., Physica B, 378 - 380, 769 (2006) ЭФФЕКТ ХОЛЛА В NdB Анисимов М.А.

Московский физико-технический институт, 141700, Долгопрудный, Институтский пер. E-mail: anisimov.m.a@gmail.com Среди боридов редкоземельных элементов особый интерес связан с исследовани ем соединений на основе каркасных структур из нанокластеров бора B6 и B12. В этой работе мы рассматриваем класс гексаборидов редкоземельных элементов (RB6 ). В за висимости от заполнения внутренней 4 f - и валентных 5d- и 6s- оболочек и степени их гибридизации, в соединениях данного класса реализуются диэлектрический (SmB6 ), полуметалический (EuB6 ) и металический (RB6, R = Pr, Nd, Dy и др.) типы проводи мости, а также различные магнитные состояния. В частности, в гексабориде неодима (NdB6 ) установлено наличие только одной антиферромагнитной фазы (А-типа), фор мирующейся ниже температуры Нееля TN 7.7K. Однако, теоретические оценки спек тра магнитных возбуждений в NdB6 указывают на наличие в этом соединении сильных ферроквадрупольных взаимодействий [1], что может указывать на более сложный вид магнитной фазовой диаграммы.

В работе выполнен цикл измерений транспортных свойств монокристаллов NdB6 в широком интервале температур 2 300K и в области сильных магнитных полей до 8Тл.

В ходе экспериментальной программы была достигнута высокая точность стабилиза ции температуры (T 0.01 0.02K) и магнитного поля (около 105 при 8Тл) благода ря использованию оригинального температурного контроллера (ТС1.5/300) на цифро вых сигнальных процессорах (Cryotechnics and Electronics Ltd.) в схеме с эталонным термометром сопротивления модели CERNOX фирмы LakeShore Cryotronics и преце зионного источника тока сверхпроводящего магнита соответственно [2].

Найденный из анализа экспериментальных данных, коэффициент Холла демонстри рует слабую температурную зависимость в парамагнитной фазе (RH 3.7 · 104 см3 /Кл, при T= 10K) c небольшой особенностью в виде широкого минимума в окрестности тем пературы T 50K. При этом, полученные результаты в пределах погрешности совпада ют с данными работы [3], но оказываются более точными. Так, в отличие от [3], пере ход в АФМ фазу, по нашим данным, сопровождается резким уменьшением амплитуды RH ниже TN. Также в работе определена величина холловской подвижности µH = RH /, достигающая максимального значения µH (NdB6 ) 700см2 /(В ·сек) при T= 2K. Оказа лось, что в области промежуточных и высоких температур 50K T 300K зависимость µH (T) описывается степенным законом T с показателем степени 0.6. Найденные в работе значения максимальной подвижности и показателя степени сравниваются с результатами исследований эффекта Холла диамагнитного LaB6 и указывают на увели чение степени магнитного рассеяния электронов проводимости в NdB6.

1. Sera M.Е., Itabashi S., and Kunii S., J. Phys. Soc. Jpn., 66, 548 (1997) 2. Случанко Н.Е., Богач А.В., Глушков В.В. и др., ЖЭТФ, 125, 906 (2004) 3. Onuki Y., Umezawa A., Kwok W.K., et al., Phys. Rev. B, 40, 11195 (1989) ПЕРЕХОД МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК В НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ДВУМЕРНЫХ ЭЛЕКТРОННЫХ СТРУКТУРАХ. ВОЗМОЖЕН ИЛИ НЕТ ДВУИЕРНЫЙ МЕТАЛЛ?

Арапов Ю.Г.

Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: arapov@imp.uran.ru Изучение переходов «металл-диэлектрик» (ПМД) имеет давнюю историю [1] и в этой области не раз наступала такая стадия, когда казалось, что все стало ясно и все удалось понять. Тем не менее, сегодня даже для трехмерных (3D) систем мы не имеем ответа на самый главный вопрос: как же преобразуется диэлектрик в металл? Анало гичная ситуация сложилась и в двумерном (2D) случае[2].

Проблема существования 2D-металла как основного состояния вещества стала од ной из самых дискутируемых проблем в физике систем с пониженной размерностью с середины 90-х годов после сообщения о наблюдении «металлического» состояния в кремниевых МОП структурах n SiMOSFET [3]. До этого, в течение двадцати пяти лет в физике низкоразмер-ных структур господствовала скейлинговая теория локали зации (СТЛ) [4], согласно которой ПМД возможен только в 3D случае, а в 2D- и 1D электронных структурах даже бесконечно малый беспорядок должен приводить к ло кализации всех электронных состояний, делая основное состояние диэлектрическим.

СТЛ справедлива для бесконечных систем и при T = 0. Поэтому экспериментально опровергнуть или подтвердить ее практически невозможно, пос-кольку эксперимен таторы всегда имеют дело с образцами конечных размеров и с T 0. Кроме того, СТЛ не учитывает электрон-электронное взаимодействие (ЭЭВ) – она была создана для «плохих» металлов, т.е. для неупорядоченных структур с очень высокой концен трацией электронов (ns ), для которых действительно ЭЭВ не существенно – оно про сто не выдерживает конкуренции с беспорядком. В многочисленных экспериментах действительно наблюдались логарифмические по температуре квантовые поправки к друдевской проводимости, обусловленные эффектами слабой локализации и ЭЭВ в диффузионном режиме, обеспечивая поддержку СТЛ. Однако к середине 90-х годов, благодаря технологическому прогрессу, появились 2D-структуры с очень малым беспо рядком. И наконец-то, стало возможным достичь низких ns, соответствующих пределу сильного ЭЭВ. ЭЭВ характеризуется отношением потенциальной кулоновской энер гии взаимодействия на характерном между электронами расстоянии к энергии Ферми, которое совпадает с радиусом Вигнера-Зейтца (rs ). Взаимодействие возрастает с умень шением ns. Для «плохих» металлов rs 1. В настоящее время ПМД исследуется уже на 2D-структурах с rs порядка 80. И на структурах с rs 10 было обнаружено «металличе ское» поведение температурных зависимостей проводимости. «Металлическое» пове дение в последнее время связывают с сильным ЭЭВ, однако, природа этого явления до сих пор неизвестна. На то есть ряд причин. Самой главной причиной является от сутствие теории, описывающей сильное ЭЭВ. Применение формул, соответствующих случаю слабого взаимодействия, привело к большому разбросу параметров, извлечен ных из экспериментов и, следовательно, к недоверию к различным моделям «метал лического» состояния. В частности, квантовый эффект Холла, предполагающий суще ствование делокализованных состояний (ДС) в центрах уровней Ландау (УЛ), вступил в резкое противоречие с СТЛ. Для его устранения теоретиками была предложена, так называемая, «гипотеза всплывания», согласно которой ДС на УЛ должны бесконечно всплывать по энергии при B 0, что естественно исключает наличие ДС, а следо вательно, и «металлического» состояния в B = 0. Так что вопрос: возможен или нет двумерный металл - все еще остается открытым.

Работа выполнена при поддержке РФФИ: проекты 08-02-00222, 09-02-96518 и про граммы «Низкоразмерные наноструктуры».

1. Mott N.F., Metal-Insulator Transitions, London: Taylor & Francis (1990).

2. Пудалов В.М., Природа, 1,с.11-22(1999).

3. Kravchenko S., Pudalov V. et al., Phys.Rev. B, 50, 8039 (1994);

51, 7038 (1995).

4. Abrahams E. et al., Phys. Rev. Lett.42, 693 (1979).

ТЕМНОВАЯ ВОЛЬТ-АМПЕРНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕРЕХОДОВ Sb-(n,p)Sb, ПОЛУЧЕННЫХ МЕТОДОМ ВАКУУМНОГО ОСАЖДЕНИЯ ИЗ ЛАЗЕРНОЙ ПЛАЗМЫ Sb Варданян Г.Г.

Институт радиофизики и электроники НАН Армении, 0203, Аштарак, Армения E-mail: gevvard@mail.ru В данной работе представлены результаты измерений темновой вольт-амперной ха рактеристики (ВАХ) переходов Sb (n, p)Si. Переходы получены вакуумным лазерным (длительность импульса 30 нс, длина волны излучения-1,06 мкм, интенсивность в зоне облучения мишени 108 Вт/см2 ) осаждением антимона (Sb). В качестве подложек ис пользованы хорошо обработанные пластины из n и p кремния с удельным сопротивле нием 20 Ом·см. Формирование контактов проведено без дополнительной обработки (лазерная чистка, химическое травление или отжиг) поверхности кремния, при тем пературе подложки 100 0 C. ВАХ переходов измерены при комнатной температуре. Ис следования показали, что переходы SbnSi имеют линейные ВАХ. Переходы же SbpSi получаются выпрямляющими. Полученные результаты объясняются наличием высо коэнергетичных ионов Sb, присутствующих в лазерной плазме.

ТРАНСПОРТНЫЕ СВОЙСТВА ОРГАНИКО-ОРГАНИЧЕСКОГО ИНТЕРФЕЙСА Гадиев Р.М., Лачинов А.Н., Салихов Р.Б., Рахмеев Р.Г.

Институт физики молекул и кристаллов УНЦ РАН E-mail: tintensеift@gmail.com Возникновение высокой проводимости в тонких пленках несопряженных полиме ров, при воздействии достаточно низких по величине электрического поля, одноос ного механического давления [1,2] и т. д., является известным явлением. Ранее отме чалось, что эти явления имеют место при поперечном воздействии на пленку полиме ра, толщина которой, в некоторых случаях, составляла 30 µм. При больших толщинах возникновения высокой проводимости не наблюдалось. Свойства же приповерхност ной области пленочных объектов обычно отличаются от свойств объемного вещества.

Это связано с рядом факторов, в том числе наличием избыточной свободной энергии Гиббса на поверхности, а также уменьшением энтропии. Действие энтальпийного и энтропийного факторов приводит к тому, что на поверхности пленки, образующейся из смеси двух полимеров, наблюдается преимущественный рост полимера с более раз ветвленной молекулярной структурой.

Целью настоящей работы явилось изучение транспорта заряда вдоль границы раз дела двух органических материалов. Предполагалось, что изгиб энергетических уров ней в этой области должен создать повышенную локальную концентрацию заряда, что должно было отразиться на транспортных свойствах такой двумерной структуры.

В качестве объекта исследования был выбран полидифениленфталид. Данный по лимер отличается хорошими пленкообразующими свойствами, являясь при этом стой ким к агрессивным средам и температурному воздействию.

Образцы для исследования были приготовлены следующим образом. На стеклян ную подложку, методом центрифугирования, носился раствор полимера, после чего структура выдерживалась на воздухе и отжигалась, для полного удаления раствори теля. Затем методом вакуумного термодиффузионного напыления наносились метал лические электроды. В качестве материалов для электродов использовались медь и алюминий. Далее, не некоторых образцах, аналогично нижнему, создавался верхний слой полимера. На образцах с нанесенным вторым слоем, было обнаружено увеличе ние проводимости.

Резкий рост проводимости, в полученных структурах, при нанесении второго по лимерного слоя, может быть связанно с формированием некого транспортного слоя на границе двух полимерных слоев. На поверхностях пленок наблюдается преимуще ственно нормальная ориентация фталидных групп, таким образом на границе раздела двух органических пленок возникает повышенная концентрация этих групп. При этом основным механизмом переноса заряда в полученной структуре, скорее всего являет ся, прыжковый механизм предложенный Баслером.

1. Лачинов А.Н, Жеребов А.Ю., Корнилов В.М., Письма в ЖЭТФ, 1990, т. 52, В. 2, С. 742- 745.

2. Ionov A.N., Lachinov A.N., Rivkin M., Tuchkevich V.M.,Solid State Commun. 1992.,V. 82, N 8, P. 609.611.

3. Budkowski А., Interfacial Phenomena in Thin Polymer Films: Phase Coexistence and Segregation,.

P. 42-68.

ИОННАЯ ПРОВОДИМОСТЬ СЛОЖНЫХ ОКСИДОВ НА ОСНОВЕ Bi2 O Ермакова Л.В., Бамбуров В.Г.

Институт химии твердого тела УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул. Первомайская, E-mail: LarisaEr@ihim.uran.ru Оксиды на основе висмута находят широкое применение при решении проблем окружающей среды и энергетики. Примерами тому могут служить электролиты и элек троды в топливных элементах, кислородные сенсоры, кислородпроводящие мембра ны для выделения кислорода из воздуха, каталитические системы для процессов се лективного окисления метана в ценные продукты и др. [1]. Поэтому создание матери алов нового поколения является актуальной и востребованной современностью зада чей. Для успешного внедрения и применения материалов на основе Bi2 O3 в различных устройствах необходимо комплексное изучение физико-химических свойств новых ке рамических оксидных материалов. В данной работе представлены результаты исследо ваний систем с двойным допированием в катионную подрешетку Bi2 O3 Tm2 O3 Mx O y, где M = Sc, Nb, Ta, Ca.

Замещения в катионной подрешетке в позиции висмута металлов с различными ионными радиусами и зарядовыми состояниями инициируют эластичные искажения решетки, а также возможность создания дополнительных вакансий, что в совокупно сти приводит к увеличению ионной проводимости. Кроме того, замещения такого ро да способствуют стабилизации высокотемпературных модификаций, повышению тем пературы плавления и устойчивости образующихся твердых растворов.

Во всех исследованных системах определены области существования флюоритопо добных кубических и тетрагональных или ромбоэдрических твердых растворов, ис следована структура и проводящие свойства. Показано, что наибольшая проводимость наблюдается в системе Bi2xy Tmx Ta y O3 при x + y = 0.05. В таблице представлена харак теристика некоторых исследованных твердых растворов.

Система Степень замещения Значение электропроводности (x+ y) при = 750 C, S / cmT 0.25 0. Bi 2-x-yTm x Sc y O 0.4 0. 0.15 0. Bi 2-x-yTm x Nb y O 0.2 0. 0.05 0. Bi 2-x-yTm x T y O a 0.075 0. 0.2 0. Bi 2-x-yTm xCa y O 0.45 0. Работа выполнена при поддержке грантов Президента РФ (НШ-752.2008.3 и НШ 1170.2008.3) и интеграционного проекта фундаментальных исследований, выполняе мого в УрО РАН (5-5-Б).

1. Zhong G.H., Wang J.L., Zeng Z., Journal of Physics: Conference Series, 29, 106 (2006) ВЛИЯНИЕ ПРИМЕСИ ИОНОВ ХРОМА НА ДИЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ НЕЛИНЕЙНОСТЬ КРИСТАЛЛОВ ТГС, ВЫРАЩЕННЫХ ПРИ ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ТЕМПЕРАТУРАХ Ионова Е.В., Бабичева Н.Г.

Воронежский государственный университет, 394000, Воронеж, Университетская пл. E-mail: ionelena@yandex.ru, n-babicheva@yandex.ru В настоящей работе исследуется диэлектрическая нелинейность для чистых кри сталлов ТГС и кристаллов с примесью ионов хрома, выращенных в интервале темпе ратур 0 40 C.

Для исследований были выращены кристаллы номинально чистого кристалла ТГС и с примесью трехвалентных ионов хрома методом понижения температуры насыще ния раствора при температурах близких к точке эвтектики раствора ТГС-вода (-40 C) из неконтролируемых точечных затравок интервале от 0 до – 40 C.

Исследование зависимостей эффективной диэлектрической проницаемости от ам плитуды напряженности переменного электрического поля для образцов кристаллов ТГС без примеси показали характерную нелинейную зависимость. С ростом темпера туры коэрцетивное поле уменьшается, и максимумы зависимостей e f f (E ) растут и смещаются в сторону меньших полей. В параэлектрической фазе при T TC нелиней ность исчезает.

Значения e f f низкотемпературного кристалла ТГС с примесью ионов хрома во всем исследуемом интервале полей меньше, чем для чистого низкотемпературного кристал ла Для кристаллов ТГС с примесью ионов хрома с увеличением температуры характер но уменьшение нелинейности и смещение максимумов в область низких полей.

Проведенные исследования зависимости эффективной диэлектрической проница емости от амплитуды приложенного переменного электрического поля показали нали чие минимумов, что свидетельствует о существовании внутреннего смещающего поля.

С ростом температуры для чистых кристаллов ТГС минимумы уменьшаются и исчеза ют совсем, а максимумы зависимостей e f f (E ) растут и смещаются в область более слабых полей. Для кристаллов ТГС с примесью ионов хрома лишь уменьшается глуби на минимумов, а максимумы уменьшаются и смещаются в область более слабых полей.

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО СПЕКТРА КВАНТОВО-РАЗМЕРНЫХ ГЕТЕРОНАНОСТРУКТУР InGaAs/GaAs, ВЫРАЩЕННЫХ ГАЗОФАЗНОЙ ЭПИТАКСИЕЙ, МЕТОДАМИ ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СПЕКТРОСКОПИИ Истомин Л.А., Горшков А.П., Карпович И.А.

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 603950, Нижний Новгород, пр.

Гагарина, E-mail: istominla@mail.ru Для исследования энергетического спектра квантово-размерных структур (КРС) с квантовыми ямами (КЯ) и квантовыми точками (КТ) типа In(Ga)As/GaAs обычно при меняется метод спектроскопии фотолюминесценции и гораздо реже используются фо тоэлектрическая спектроскопия, хотя этот метод имеет ряд важных достоинств. В дан ной работе проведено исследование и сравнение диагностических возможностей раз личных методик фотоэлектрической спектроскопии на некоторых модельных КРС с различным типом и положением квантово-размерных слоев в структуре. Энергетиче ский спектр этих структур исследовался с применением методик спектроскопии фо товольтаического эффекта на барьерах полупроводника с металлом (барьер Шоттки), электролитом и диэлектриком (спектроскопия ФБШ, ФПЭ и конденсаторная фото эдс (КФЭ) соответственно) и планарной фотопроводимости (ФП) [1]. Исследовались КРС, содержащие слои КЯ и КТ в области пространственного заряда (ОПЗ) поверх ностного барьера, а так же в ОПЗ внутреннего барьера на границе буферный слой n GaAs/полуизолирующая (s-) подложка GaAs.

В работе получены следующие основные результаты:

1. На спектрах ФП в области примесного поглощения наблюдается характерная по лоса с краем поглощения 0.65 эВ, обусловленная образованием дефектов с глубоким уровнем Ec – 0.65 эВ в самой КРС при МОС-гидридной эпитаксии. Поскольку она на блюдается и на спектрах ФПЭ и ФП однородных слоев GaAs, эти дефекты, вероятно, образуются в буферном слое, причем связанная с ними ФП имеет в основном не ба рьерную, а объемную природу.

2. Установлен факт нестабильности этих дефектных центров. Полоса ФЧ от этого дефекта сильно выражена в свежеприготовленных структурах, но при их хранении в обычных условиях на воздухе уже через месяц она значительно уменьшается, проявляя энергетический спектр от КТ.

3. Обнаружено, что в фотопроводимости исследованных структур проявляется вклад барьерной ФП на внутреннем барьере, о чем свидетельствует наличие на спектре струк туры полосы поглощения КЯ, встроенной во внутренний n s- барьер КРС.

4. Сравнение диагностических возможностей методов ФПЭ и ФБШ показало непри менимость последнего для исследования структур с тонким, менее 5 нм покровным слоем. Ограниченное применение метода ФБШ связано с высокой вероятностью тун нельной эмиссии электронов из квантово-размерного слоя в металл при тонких по кровных слоях, в то время как на контакте с электролитом, подобное туннелирование невозможно. При больших толщинах покровного слоя спектры ФПЭ и ФБШ практи чески не отличаются.

5. Применение метода КФЭ в системе полупроводник/электролит, где в качестве диэлектрика использовалась подложка s GaAs, а в роли обкладок конденсатора вы ступали квазинейтральная область КРС и электролитический контакт, приложенный с обратной стороны подложки позволил выявить полосу фоточувствительносит, свя занную с внутренней КЯ.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 06-02-16159) и Минобрнауки РФ (проект РНП.2.1.1.2741).

1. Карпович И.А., Бедный Б.И., Байдусь Н.В., Планкина С.М, Степихова М.В., Шилова М.В., ФТП, 23, 2164, 1989.

ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА СТРУКТУР GaAs С ДЕЛЬТА-ЛЕГИРОВАННЫМИ Mn СЛОЯМИ Калентьева И.Л.1,2, Вихрова О.В.1, Данилов Ю.А.1,2, Дорохин М.В.1,2, Звонков Б.Н.1, Кудрин А.В.1, Научно-исследовательский физико-технический институт ННГУ, 603950, Нижний Новгород, пр.

Гагарина, 23, корп. Физический факультет ННГУ, 603950, Нижний Новгород, пр. Гагарина, 23, корп. E-mail: vikhrova@nifti.unn.ru Работа посвящена изучению гальваномагнитных свойств структур GaAs c дельта легированными Mn слоями, полученных сочетанием методов МОС-гидридной эпитак сии и лазерного распыления. Образцы были выращены на подложках iGaAs (100). На нагретой до 650 0 C подложке методом МОС-гидридной эпитаксии был сформирован буферный слой GaAs толщиной 0.4 мкм. Затем температура подложки (T g ) понижа лась до 400 0 C и формировался дельта-слой путем лазерного распыления мишени Mn.

Лазерным распылением GaAs при T g = 400 0 C был получен покровный слой GaAs тол щиной 30 нм. Содержание Mn (QMn ) варьировалось от 0.09 монослоя (МС) до 1.4 МС.

Как известно, один монослой Mn соответствует слоевой концентрации атомов марган ца 6.3·1014 см2 [1].

Рис. 1. Зависимость сопротивления Холла от величины магнитного поля Выполнялись измерения эффекта Холла в геометрии Ван-дер-Пау при 300 и 77 К.

Все образцы демонстрировали p-тип проводимости. С увеличением QMn от 0.09 МС до 0.3-0.4 МС наблюдался рост слоевой концентрации носителей (от 3.7·1012 см2 до 5·1013 см2 при 300 К), а затем выход на насыщение. Это соответствует литературным данным для дельта-легированных немагнитной примесью слоев, и механизм такого на сыщения может быть связан с процессами самокомпенсации [2]. Подвижность носи телей с ростом QMn в дельта-слое от 0.09 до 0.3-0.4 МС значительно уменьшалась от 1500 до 280 см2 /(В·с) при 77 К. При дальнейшем увеличении QM n до 1.4 МС значения подвижности практически не изменялись.

Зависимости сопротивления Холла (Rxy ) и магнетосопротивления от величины маг нитного поля исследовались с использованием гелиевого криостата замкнутого цикла в температурном диапазоне от 300 до 9.5 К. Для исследований изготавливались меза структуры типа «холловского мостика». Было обнаружено, что температурная зави симость слоевого сопротивления образцов содержала особенность в виде локального максимума, положение которого слабо зависело от QMn и находилось вблизи темпе ратуры 30 К (интерпретируемой как температура Кюри (Tc ), которую связывают с фазовым переходом парамагнетик – ферромагнетик [3]. Образцы имеют нелинейную зависимость Rxy при температурах ниже Tc (рис.1) и демонстрируют отрицательное магнетосопротивление, которое возрастает по абсолютной величине с ростом QMn (до 4% в поле 3000 Э при 9.5 К). Эти факты подтверждают наличие ферромагнетизма в структурах GaAs с дельта-легированными Mn слоями.

1. Nazmul M. Sugahara S., Tanaka M., Journal of Crystal Growth, 251, 303, (2003).

2. Шик А. Я., ФТП, 26, 1161, (1992) 3. Нагаев Э.Л., Физика магнитных полупроводников, Наука (1979).

РОСТ ТУННЕЛЬНОЙ ЩЕЛИ С УВЕЛИЧЕНИЕМ КОНЦЕНТРАЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ В ДВОЙНОЙ КВАНТОВОЙ ЯМЕ n-InxGa1x As/GaAs Клепикова А.С.1, Карсканов И.В.2, Неверов В.Н.2, Топычканова Е.А. Уральский государственный университет им А. М. Горького, 620083, Екатеринбург, пр. Ленина Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: as_klepikova@mail.ru, neverov@imp.uran.ru Проведена серия экспериментов для двойной квантовой ямы на основе Inx Ga1x As/GaAs. Были получены магнитополевые зависимости тензора удельного со противления в широком интервале температур 4.2 K – 60 K, при различной степени засветки образца (различной концентрации электронов).

Наблюдаемые при высоких температурах (15 K – 60 K) зависимости коэффициента Холла и сопротивления от магнитного поля были описаны в рамках представлений о двух типов носителей заряда. Из данных расчетов были получены температурные зависимости концентрации и подвижности для симметричной и антисимметричной зоны пространственного квантования.

В двойной квантовой яме вследствие туннелирования через барьер происходит рас щепления основного состояния на симметричное и антисимметричное.

Из величины заселенности подзон пространственного квантования рассчитана ве личина sas для различных значений концентрации носителей заряда.

Для вырожденного случая (EF kT) величина туннельной щели с концентрациями носителей заряда в первой и второй подзоны пространственного квантования связана простым соотношением: sas = m (n2 n1 ).

, meV n 2,1015 m 2 15 n s,1015 m n1,10 m 0,534 1,82 2,35 2, 0,798 3,32 4,12 5, 1,1 5,62 6,72 9, Величина туннельной щели монотонно увеличивается с ростом концентрации элек тронов. Такое неожиданное поведение туннельной щели может быть связано с изме нением потенциала двойной квантовой ямы с увеличением концентрации носителей заряда, и как следствие увеличением туннельной проницаемости барьера.

АНОМАЛЬНЫЙ ЭФФЕКТ ХОЛЛА В СЛОЯХ InMnAs Кудрин А.В., Вихрова О.В., Данилов Ю.А., Звонков Б.Н.

Научно-исследовательский физико-технический институт ННГУ, 603950 Нижний Новгород, Россия В работе приведены результаты исследований магнетотранспортных свойств слоев InMnAs, выращенных методом лазерного нанесения в кварцевом реакторе в потоке во дорода и арсина. Испарение мишеней из InAs (p 1017 см3 ) и металлического Mn осу ществлялось импульсным АИГ:Nd лазером ( = 1.06 мкм). Были получены слои InMnAs толщиной 300 нм на подложках полуизолирующего GaAs (100). Содержание марган ца в слоях варьировалось изменением значений параметра YMn (YM n = tMn /(tMn + tInAs ), где tInAs и tMn – времена поочередного распыления InAs и Mn) в диапазоне 0.09 – 0.26.

Температура процесса выращивания составляла 320 0 С. Как показали проведенные ра нее исследования [1], слои, полученные при данной температуре, обладают минималь ным слоевым сопротивлением. Рентгено-дифракционные исследования показали [1], что слои InMnAs представляют собой мозаичный монокристалл с включениями MnAs в виде текстуры. Исследование электрических свойств структур проводились методом измерения эффекта Холла с использованием меза-структур типа «мостика». Зависи мость холловского сопротивления (Rxy ) от приложенного магнитного поля H является нелинейной с выходом на насыщение в поле Hs 3000 Э (рис.1).

Рис. 1. Зависимости сопротивления Холла от магнитного поля при температуре 295 K (кривая 1), 77 K (кривая 2) и 15 K (кривая 3) Для всех исследованных значений концентрации Mn при температуре измерений 77 K зависимость Rxy (H) содержит (рис. 1, кривая 2) петлю гистерезиса (величина ко эрцитивной силы составляет Hc 100 – 330 Э), что является свидетельством ферромаг нитных свойств пленок InMnAs. Важным является то, что для относительно высоких значений YMn (0.20 – 0.26) аномальный эффект Холла с петлей гистерезиса наблюдает ся также при комнатной температуре (рис. 1, кривая 1). Для значений YMn = 0.09 – 0.13 петля гистерезиса на зависимостях эффекта Холла при комнатной температуре отсутствует. Наличие ферромагнетизма при 300 K также подтверждено измерениями намагниченности методом магнитометрии с переменным градиентом магнитного поля (МПГМП) [2]. Отметим, что значения Hc, полученные из измерений эффекта Холла, увеличиваются с ростом YMn. Измерения эффекта Холла при низкой температуре показали, что ферромагнитные свойства зависят от концентрации носи телей. На рис.1 (кривая 3) показана зависимость Rxy (H) при 15 K. Наблюдается умень шение величины Hc относительно 77 K, при этом концентрация дырок при 15 K соста вила 1.7·1017 см3, что меньше значения при 77 K (1.2·1018 см3 ). Можно полагать, что ферромагнитные свойства слоев InMnAs связаны с транспортом спин – поляризован ных носителей, концентрация которых зависит от содержания марганца.

1. Данилов Ю.А., Вихрова О.В., Звонков Б. Н. и др. ФТТ, 50, 50 (2008) 2. Danilov Yu.A., Kudrin A.V., Vikhrova O.V. et al, Moscow International Symposium on Magnetism. Book of Abstracts, MSU, 597 (2008) ИССЛЕДОВАНИЕ МДП-СТРУКТУР НА ОСНОВЕ HfO2 /SiO3 /n-Si МЕТОДОМ БЭЭМ Лапшина М.А.1, Исаков М.А.1, Тихов С.В.1, Филатов Д.О.1, Матвеев Ю.А.2, Зенкевич А.В. Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского, 603950, Н. Новгород Московский инженерно-физический институт (МИФИ), 115409, Москва E-mail: lapshina-marina@yandex.ru МДП-структуры со сверхтонкими диэлектрическими слоями в настоящее время ши роко используются в цифровых интегральных схемах (ИС), активными элементами которых являются комплеиментарные полевые транзисторы с изолированным затво ром на основе структур металл-оксид-полупроводник (КМОП-транзисторов). Теорети ческое предельное значение толщины подзатворного диэлектрика d для SiO2 оцени вается в 0,7d=1,2 нм. В качестве одного из путей Для уменьшения решения проблемы неприемлемо больших токов утечки через столь тонкие диэлектрические слои в насто ящее время рассматривается было предложено использование в качестве поздзатвор ных диэлектриков материалов с более высокой, чем у SiO2, диэлектрической проница емостью 20 (т. наз.high-k диэлектрики, k = +1) при физически более толстых слоях.

Одновременно, и возникает необходимость замены затворов из высоколегированно го поликремния (poly-Si) на металлические. Наиболее перспективным подзатворным high-k диэлектриком вплоть до недавнего временив настоящее время считалется мате риал на основе H f O2.

В настоящей работе методом баллистической электронной эмиссионной микроско пии (БЭЭМ) [1] исследованы электрофизические параметры МДП -структур H f O2 /Si(100). Слои H f O2 были сформированы на подложках n Si(100) методом атом ного послойного осаждения (АПО). Методика роста методом АПО предполагает фор мирование промежуточного слоя SiO2 толщиной 0,5 нм на границе раздела Si/H f O2.

Толщина слоёв H f O2 составляла 3,0 нм. Для того чтобы понизить плотность поверх ностных состояний на границе раздела Si и H f O2, перед осаждением H f O2 на поверх ности Si методом АПО выращивался промежуточный слой SiO2 толщиной 0,5 нм.

Затворные электроды из Au, Pt и Ni0,25 Si0,75 толщиной соответственно 5 нм (для ме таллов) и 35 нм (для металлов и для силицида,) соответственно, наносились методом импульсного лазерного осаждения (ИЛО). БЭЭМ измерения проводились при помо щи оригинальной установки, собранной на базе сканирующего зондового микроскопа Solver Pro производства компании NT-MDT (Зеленоград, Россия).

БЭЭМ спектры имели пороговый характер с множественными порогами. Форма БЭЭМ спектров вблизи порога удовлетворительно описывается формулой Кайзера Белла [2]. В БЭЭМ спектрах исследованных структур идентифицированы пороги, со ответствующие краю зоны проводимости Si, краям щели подвижности H f O2 и SiO2, а также связанные с процессами лавинного умножения электронов в Si и, проедположи тельно, транспорту через Г-долину в Si. В БЭЭМ спектрах МДП структур Au/H f O2 /SiO2 /n Si наблюдались осцилляции, связанные с резонансным туннелиро ванием баллистических электронов через двойной диэлектрический слой H f O2 /SiO2.

Был проведен расчет БЭЭМ спектров МДП структур с использованием параметров, полученных C—V методом [3]. Коэффициент туннельной прозрачности двойного ди электрического барьера вычислялся в квазиклассическом приближении и на основе строгого квантовомеханического подхода путём точного решения одномерного урав нения Шрёдингера с использованием в качестве общего решения функций Эйри [4].

Методом аппроксимации экспериментальных БЭЭМ спектров модельными, получены значения разрыва зон на границе металл/H f O2 (ранее неизвестные).

1. V. Narayanamurti, M. Kozhevnikov, Phys. Rep. 349, 447 (2001) 2. L.D. Bell, W.J. Kaiser, Phys. Rev. Lett. 61, 2368 (1988) 3. R. Menegozzi, P.-G. Reinhard, M. Schulz, Appl. Phys. A. 66, 897 (1998)из обзора [1] 4. М.А. Лапшина, Д.О. Филатов, Д.А. Антонов, Поверхность. Рентгеновские, синхронные и нейтрон ные исследования.8, 1 (2008) ИНЖЕКЦИОННОЕ МАГНЕТОСОПРОТИВЛЕНИЕ В МНОГОСЛОЙНОЙ МЕТАЛЛ-ПОЛИМЕРНОЙ СТРУКТУРЕ Лачинов А.А., Воробьева Н.В.

Институт физики молекул и кристаллов УНЦ РАН, 450075, Уфа, пр-т Октября, E-mail: alex_nineteen_85@mail.ru, vnv@anrb.ru Открытие гигантского магнетосопротивления (ГМС) в 1988г. привело к возникно вению новой отрасли электроники -– спинтроники. Свое название она получила в свя зи с тем, что эффекты, на которой эта наука базируется, обусловлены наличием спина у электронов. ГМС наблюдается в искусственных тонкопленочных материалах, состав ленных из чередующихся ферромагнитных и немагнитных слоев. Первый вид этих слоев играет роль источника спинполяризованных электронов, а второй — транспорт ного слоя для них. Основная проблема устройств спинтроники заключается в выборе этого транспортного слоя, который бы не приводил к разрушению спинового состоя ния потока электронов.

Ранее явление гигантского магнетосопротивления было реализовано в структурах, в которых в качестве транспортных слоев были или полупроводники, или металлы.

Эти эффекты часто характеризуются низкой температурой реализации эффекта и от носительно небольшим коэффициентом изменения сопротивления. Такие параметры не всегда являются «удобными» с точки зрения современной электроники. Кроме того, современные тенденции перехода на «гибкую» электронику предполагают использова ние материалов, обладающих соответствующими механическими свойствами.

В последнее время появились сообщения об использовании в качестве транспорт ных слоев полимеров. Толщина слоев, которая обеспечивала эффективный транспорт спина составляла в среднем 170 nm. Однако величина самого эффекта была невелика, относительное изменение сопротивления составляла 30 % при температуре 11 К. В связи с этим важно найти материалы для транспортных слоев способных обеспечить больший магниторезистивный эффект при комнатной температуре.


В данной работе в качестве транспортного слоя был использован несопряженный полимер – полидифениленфталид (ПДФ).

Образец представлял собой многослойную пленочную структуру Ni/полимер/Cu.

Экспериментальная ячейка помещалась между полюсами магнита, поверхность струк туры была перпендикулярна силовым линиям магнитного поля.

Измерение сопротивления осуществлялось при монотонном изменении магнитно го поля от нуля до максимального значения (300 mT) при обеих полярностях. Экспе римент проводился при комнатной температуре.

Явление инжекционного магнетосопротивления в многослойной структуре ферро магнетик/ПДФ/металл проявилось в резком изменении сопротивления при достиже нии внешним магнитным полем некоего порогового значения. Изменение сопротив ления системы достигало 10-ти порядков. Магнитные поля переключения не превыша ли 180 mT. Переключение было обратимым, но с гистерезисом, который достигал 50 mT. Обратное переключение происходило при меньшем значении магнитного по ля. Относительно смены направления магнитного поля кривая R = f (H) является по чти симметричной.

В процессе эксперимента были измерены вольтамперные характеристики и зави симости величины порогового магнитного поля от разности потенциалов на образце.

Было изучено влияние магнитострикции.

В докладе полученные экспериментальные результаты обсуждаются с точки зрения инжекционной природы эффекта.

Работа поддерживается грантом РФФИ 08-02-12042-офи и ОФН 5, тема 1.15.

КРИТИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ КВАНТОВОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА СВЕРХПРОВОДНИК–ИЗОЛЯТОР Миронов А.Ю., Батурина Т.И.

Институт физики полупроводников СО РАН, 630090 Новосибирск, пр-т ак. Лаврентьева, E-mail: lexw@rambler.ru Экспериментально исследованы низкотемпературные свойства тонких сверхпро водящих плёнок нитрида титана, находящихся в критической области квантового фа зового перехода сверхпроводник-изолятор по беспорядку. Хотя в нулевом магнитном поле плёнки однозначно выбирают основное состояние (сверхпроводящее или диэлек трическое), их поведение при помещении во внешнее магнитное поле перпендикуляр ное плоскости плёнки весьма схоже. Для плёнок на обеих сторонах перехода наблюда ется положительное магнитосопротивление в слабых полях, что указывает на выжи вание сверхпроводящих корреляций на диэлектрической стороне квантового фазово го перехода сверхпроводник-изолятор. Впервые обнаружено, что при ультранизких температурах (менее 70 мК) в диэлектрических плёнках устанавливается коллектив ное состояние – сверхизолятор – дуальное к сверхпроводящему, возникающее благодаря выживанию сверхпроводящих корреляций и характеризующееся абсолютным нулём проводимости при конечной температуре [1-3]. Пороговое напряжение для данного состояния является аналогом критического тока для сверхпроводника. Как и сверх проводящее, это коллективное состояние разрушается при приложении магнитного поля и повышении температуры (см. рис. 1).

Рис. 1. Cлева: зависимости тока от напряжения при различной температуре при B = 0.9 T;

справа: зави симости тока от напряжения в различных магнитных полях при T = 20 мК Таким образом, показано, что куперовское спаривание ответственно не только за состояние с бесконечной проводимостью, но и за его полную противоположность состояние с абсолютным нулём проводимости.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаменталь ных исследований (грант 06-02-16704).

1. Baturina T.I., Mironov A.Yu., Vinokur V.M. et al., Phys. Rev. Lett. 99, 257003 (2007) 2. Baturina T.I., Bilusi’ A, Mironov A.Yu. et al., Physica C 468, 316 (2008) c 3. Vinokur V.M., Baturina T.I., Fistul M.V., Mironov A.Yu. et al., Nature 452, 613 (2008) СИНТЕЗ И ФАЗОВЫЕ ОТНОШЕНИЯ В СИСТЕМАХ С НИЗШИМИ ОКСИДАМИ Eu, Ti, Nb Нефедова К.В., Бамбуров В.Г.

Институт химии твердого тела УрО РАН, 620041, Екатеринбург, ул. Первомайская, E-mail: ksenia_nef@rambler.ru Интерес к созданию функциональных материалов, включающих магнитные ионы, постоянно возрастает. Низшие валентные состояния элементов, как правило, обеспе чивают образование соединений и твердых растворов с комплексами свойств, отлича ющихся от традиционных, характерных для высших степеней окисления. Соединения европия, титана и ниобия, известные как парамагнитные диэлектрики, после восста новления до моносоединений приобретают уникальные свойства полупроводимости и ферромагнетизма. Смешанные оксиды европия, ниобия и титана могут формировать новые структурные образования с теми или иными функциональными особенностями.

Известные в настоящее время методы восстановления оксидов Eu, Ti и Nb до моно оксидов имеют ряд недостатков (дороговизна, присутствие побочных фаз, сложность синтеза, взрывоопасность).

Авторами предложен способ получения индивидуальных оксидов элементов (Eu, Ti, Nb ), а также их смесей с использованием нетрадиционного восстановителя (гид рид лития) в сочетании с металлотермией в условиях инертной среды или вакуума.

Данный метод позволяет проводить синтез при температурах на 400-500 0 C ниже, чем традиционные способы восстановления.

Результаты исследований экспериментальных данных будут направлены на форми рование условий получения материалов с заданными функциональными характери стиками в рамках получения взаимозависимостей состав-структура-свойство. В работе обсуждаются особенности взаимодействия в сложных оксидных системах с использо ванием принципа Хедвела, реализуемом в процессе восстановления высших оксидов.

Полученные при этом простые и смешанные композиционные материалы, после ат тестации методами РФА и спектроскопии, рекомендуются в качестве магнитных полу проводниковых сред в области оптоэлектроники и квантовых устройств.

ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ И ПОЛЕВЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ КВАНТОВЫХ ПОПРАВОК К ПРОВОДИМОСТИ В СТРУКТУРАХ С 2D ЭЛЕКТРОННЫМ КАНАЛОМ Орлов М.Л., Ноздрин Ю.Н., Ивина Н.Л., Орлов Л.К.

ИФМ РАН, Нижний Новгород E-mail: orlovm@ipm.sci-nnov.ru В литературе значительное внимание уделяется поведению квантовых поправок к проводимости 2D систем в области низких температур и слабых магнитных полей. В настоящей работе нами проведен сравнительный анализ низкотемпературных (30K T 4К) и магнитополевых (В0.1T) зависимостей проводимости в Si/Si0.8 Ge0.2 и In0.53 Ga0.47 As/In0.52 Al0.48 As структурах с электронным транспортным каналом. В Si/Si0.8 Ge0.2 структуре канал с глубиной квантовой ямы UQW около 0.15 eV формирует ся в слоях кремния нанометровой толщины (dch 10nm), в In0.53 Ga0.47 As/In0.52 Al0.48 As MODFET (UQW = 0.5 eV) формируется в квантовой яме слоя In0.53 Ga0.47 As толщиной dch = 20 nm. Морфология поверхности, определяющая неоднородный рассеивающий потенциал в канале структуры, контролировалась методами сканирующей зондовой и оптической интерференционной микроскопии.

Все рассматриваемые структуры характеризовались высокой плотностью электро нов в канале и имели металлический тип проводимости. Однако, характер темпера турных зависимостей для разных образцов заметно отличался, вследствие различного характера рассеяния электронов в разных структурах. В слабых магнитных полях боль шинство исследуемых структур проявляли отрицательное магнетосопротивление, хо тя наблюдались и исключения, характеризуемые положительными значениями магни тосопротивления в магнитном поле.

ОСОБЕННОСТИ ВОЛЬТ-АМПЕРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК СВЕРХПРОВОДЯЩИХ СЛАБЫХ СВЯЗЕЙ С АНГАРМОНИЧНОЙ ТОКО-ФАЗОВОЙ ЗАВИСИМОСТЬЮ Сергеев Д.М.

Военный институт СВО, 030012, Актобе, пр-т А.Молдагуловой, E-mail: serdau@rambler.ru Исследование свойств сверхпроводящих слабых связей (ССС) показало, что при уменьшении толщины антиферромагнитной прослойки джозефсоновского перехода (ДП) токо-фазовая зависимость становится ангармоничной [1]. Несинусоидальное токо фазовое соотношение присущ и для ДП на основе высокотемпературных сверхпровод ников [2]. Несинусоидальный характер сверхпроводящего тока объясняется введени ем собственной индуктивности ДП:

j() = sin( lj()) (1) где l = 2/0 ( = LIc ). Уравнение (1) рассмотрено в работе [2] с учетом экспе риментальных данных из [1], где величина нормированной индуктивности 0 l 3.

Малое значение l дает возможность аппроксимировать выражение (1):

j() = sin() lsin(2)/2 (2) Модель вольт-амперной характеристики ДП с учетом нормированной индуктивно сти для случая 1 и для 1: i = R i2 i2 (1 3l2 ), i = R i2 i2 a b, где c c a = 21 (1 + 22 )1/2, b = 0.51 (1 + 2 )1/2, – коэффициент Мак-Камбера.

Численное моделирование показало, что нормированновая индуктивность, харак теризующая ангармонизм не влияет на ВАХ CCC с непосредственной проводимостью при малой емкости (т.е. безгистерезисных ДП), а ВАХ ССС с параметром Мак-Камбера больше 1 подвергаются изменению. Гистерезис ВАХ последних под влиянием ангармо низма уменьшается (рис. 1, а).

Рис. 1. ВАХ слабых связей (1 – при = 0, 2 – при = 3, 3 – при = 10): а) с ангармоничной токо-фазовой зависимостью;

б) с учетом флуктуации Уменьшение гистерезиса ВАХ ДП проявляется и при воздействий флуктуационно го тока. В работе [4] показана модель ВАХ ДП под действием флуктуаций, полученные результаты отображены на рисунке 1, б.

Из анализа результатов моделей ВАХ сверхпроводящих слабых связей следует, что одним из факторов возникновения ангармонизма соотношение ток-фаза могут быть флуктуационные процессы в переходе.

1. Demler E., Berlinsky A.J. and other, Phys. Rev. Letters, 80, 2917 (1998) 2. Аскерзаде И.Н., ЖТФ, 73, 140 3. Сергеев Д.М., Шункеев К.Ш., Вестник КарГУ, 1, 38 4. Сергеев Д.М., Шункеев К.Ш., Сб. трудов 3-й Межд. конф. ФПС’08, в печати (2008) ФОТОМАГНИТНЫЙ ЭФФЕКТ В ГЕТЕРОНАНОСТРУКТУРАХ С КВАНТОВЫМИ ТОЧКАМИ И ЯМАМИ In(Ga)As/GaAs Карпович И.А., Хапугин О.Е.


Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского E-mail: karpovich@phys.unn.ru Исследовано влияние на фотомагнитный эффект (ФМЭ) в эпитаксиальных слоях n GaAs встраивания квантово-размерных слоев (квантовых точек (КТ) InAs, кванто вых ям (КЯ) In0.2 Ga0.8 As и комбинированных слоев квантовая яма / квантовые точки), а также влияние на ФМЭ гетероэпитаксиальной пассивации поверхности квантово размерных структур слоем In0.5 Ga0.5 P.

Гетеронаноструктуры (ГНС) выращивались на поверхности (100) полуизолирующе го (s) GaAs методом газофазной эпитаксии из металлорганических соединений [1]. На буферном слое n GaAs толщиной 0.8 мкм с концентрацией электронов 1016 см выращивался слой КТ InAs или комбинированный слой КЯ/КТ In0.2 Ga0.8 As/InAs, кото рый заращивался покровным слоем GaAs разной толщины dc = 5, 20, 100 и 300 нм. Кро ме этого исследовались структуры с тремя КЯ где на буферный слой наносились после довательно 3 КЯ In0,2 Ga0,8 As шириной 4, 6 и 9 нм соответственно и разделительными (спейсерными) слоями GaAs между ними шириной 20 нм. Нелегированный покровный слой GaAs в этих структурах имел толщину 300 нм. Однако самыми интересными ока зались структуры, где кроме встроенного на расстоянии 20 нм от поверхности обыч ного комбинированного слоя КЯ/КТ, имелась внутренняя одиночная КЯ In0.25 Ga0.75 As шириной 7 нм, встроенная на расстоянии 100 нм от n s-границы. Для уменьшения скорости рекомбинации на поверхность структуры с внутренней КЯ наносился слой In0.5 Ga0.5 P толщиной 20 нм [2] Показано, что встраивание слоев КТ InAs и КЯ/КТ InGaAs/InAs в приповерхност ный барьер GaAs увеличивает ФМЭ в области собственного поглощения GaAs, причем наибольший эффект усиления ФМЭ наблюдается при толщине покровного слоя 20 нм. Предложена модель этого явления, согласно которой встроенный вблизи по верхности квантово-размерный слой (КРС) захватывает часть направленного к поверх ности рекомбинационного потока неравновесных электронов и в результате последу ющей эмиссии электронов из КРС направляет его в объем. Это приводит к уменьше нию скорости поверхностной рекомбинации, что уменьшает аномальную компоненту ФМЭ и увеличивает нормальную компоненту. Похожий механизм увеличения ФМЭ в области собственного поглощения наблюдался при гетероэпитаксиальной пассивации поверхности ГНС слоем InGaP.

Встраивание внутренней КЯ в ГНС практически не повлияло на величину ФМЭ в области собственного поглощения GaAs. Однако неожиданно обнаружилось, что в пас сивированных ГНС с внутренней КЯ наблюдается заметный ФМЭ в области поглоще ния этой КЯ. По нашим предположениям ФМЭ в области поглощения внутренней КЯ соответствует движению электронов и дырок, эмитированных из этой КЯ, в подложку и, очевидно, определяется стоком и дрейфом дырок в поле внутреннего n s-барьера и их рекомбинацией в s GaAs.

В КРС расположенных в приповерхностном барьере или вблизи него аналогичный ФМЭ либо совсем не наблюдался (в случае одиночных КРС) либо был очень мал (в образцах с тремя КЯ). Пока не совсем понятно, с чем связана такая асимметрия в про явлении ФМЭ. Выяснение этого вопроса нуждается в дополнительных исследованиях, которые проводятся.

1. Карпович И.А., Звонков Б.Н., Левичев С.Б. и др. // ФТП, 38, 4, 448, (2004).

2. Карпович И.А., Степихова М.В. // ФТП, 32, 2, 182, (1998).

МЕХАНИЗМЫ ДИФФУЗИИ В СПЕЦИАЛЬНЫХ ГРАНИЦАХ ЗЕРЕН ЧИСТОГО НИКЕЛЯ ДЛЯ БОЛЬШИХ УГЛОВ РАЗОРИЕНТАЦИИ ЗЕРЕН Старостенков М.Д.1, Харина Е.Г. Алтайский государственный технический университет Ползунова, 656099, г.Барнаул, пр. Ленина, Кузбасская государственная педагогическая академия, 654027, Новокузнецк, пр. Пионерский, E-mail: genphys@mail.ru, jane-ohara@yandex.ru Диффузии атомов по межзеренным и межфазным границам исследователями, как правило, уделяется большое внимание, т.к. области их расположения являются сосре доточием в распределении свободного объема. Но, несмотря на важность данной про блемы, она до сих пор остается не полностью изученной, так как процесс реализует ся в динамике и на микроскопическом, атомном уровне. Существует достаточно мно го механизмов диффузии, которые в данной работе рассматривать не имеет смысла.

В [1] исследовались механизмы диффузии асимметричние специальные границы зе рен (ГЗ) в интерметаллиде Ni3 Al. В данной работе исследуется диффузия, имеющая место в ГЦК решетке чистого Ni вблизи симметричной ГЗ наклона с осью разориен тации 111 и углом разориентации 240. Исследование проводится методом молеку лярной динамики. В [2], где подобный эксперимент проведен для угла разориентации зерен 120, подробно указана процедура построения расчетного блока. После проведе ния процедуры динамической релаксации в течение 10 пс компьютерного времени, блок подвергался температурному воздействию (от 500 К до 1600 К) в течение 70 пс компьютерного времени. После этого считались коэффициенты диффузии и строи лась зависимость Аррениуса (логарифм коэффициента диффузии от обратной темпе ратуры). Для угла разориентации зерен 240 зависимость показана на рис. 1.

Из зависимости на рис. 1 видно, что участок графика, лежащий между температу рами 1000 и 1100 К, является прямой. В пределах остальных температур, наблюдается отклонение от закона Аррениуса. Излом на зависимости является свидетельством то го, что диффузия осуществляетя не по одному механизму. Так как на графике имеется несколько изломов существенно зависящих от температуры, то можно сделать вывод, что активация каждого из механизмов зависит от температурного воздействия на блок.

Данные расчеты с учетом [2] показывают, что включение определенного механизма зависит также от угла разориентации ГЗ.

Рис. 1. Зависимость логарифма коэффициента диффузии от обратной температуры для угла разориен тации 1. Starostenkov M., Poletaev G., Rakitin R., Sinyaev D., Materials Science Forum, 567-568, 161-164. (2007) 2. Старостенков М.Д., Ракитин Р.Ю., Харина Е.Г., Фундаментальные проблемы современного материа ловедения, 5, 3, 132-135. (2008) ВЛИЯНИЕ СОСТАВА НА КАТИОННУЮ ПРОВОДИМОСТЬ СТЕКЛООБРАЗНЫХ ХАЛЬКОГЕНИДОВ Хейфец О.Л., Мельникова Н.В., Бабушкин А.Н., Сохарева Н., Пинигина К.

Уральский государственный университет,620083, Екатеринбург, пр.Ленина, E-mail: olga.kobeleva@usu.ru Работа посвящена изучению влияния нестехиометрии и легирования на электриче ские свойства соединения AgGeAsSe3, являющегося практически стопроцентным ион ным проводником [1]. Синтезированы и аттестованы халькогениды Cu1x Agx GeAsSe3, x = 0.9;

x = 0.8;

x = 0.5, полученные из соединения AgGeAsSe3 заменой части атомов се ребра на атомы меди. Полученные материалы имеют металлический цвет, раковистый излом, характерный для стеклообразных соединений. Дифрактограммы являются ти пичными для стеклообразных халькогенидов в системах AgGeAsS и AgGeAsSe [2].

Электрические свойства соединений Cu1x Agx GeAsSe3 (x = 0.8, x = 0.9) исследовали методом импедансной спектроскопии при температурах 78 К-400 K. Измерения импе данса проводили с помощью измерителя-анализатора импеданса RCL 2000. Исследо вания импеданса показали, что для материалов характерно наличие двух хорошо раз деляющихся областей: высокочастотной, характеризующей свойства образца, и низ кочастотной, характеризующей влияние электродного импеданса. Граничная частота увеличивается с повышением температуры. При фиксированных частотах, превыша ющих граничные, проводили измерения температурной зависимости электропровод ности и диэлектрической проницаемости. Эти зависимости типичны для ионных про водников. При 200 kHz удельная электропроводность Cu1x Agx GeAsSe3, x = 0.9, состав ляет 1.2 · 104 S/m при 300 K и 6.4 · 106 S/m при 78 K.

Область температур начала ионного переноса в соединениях определяли, как пе ресечение областей температур, оцененных из измерения электропроводности и ди электрической проницаемости. Температуры начала ионного переноса составляют 150-170 K [1], 190-230 K и 225-235 K для соединений Cu1x Agx GeAsSe3 соответственно с x = 1, x = 0.9 и x = 0.8.

Исследование зависимости электросопротивления от времени при постоянной раз ности потенциалов в ячейке с графитовыми электродами позволило оценить электрон ную составляющую проводимости и время поляризации. Доли ионного компонента проводимости при комнатной температуре, оцененные из измерений на постоянном токе, для соединения Cu1x Agx GeAsSe3, x = 0.9 не менее 0.9 и для соединения с x = 0. не менее 0.48. Т.о. замена части атомов серебра в соединении AgGeAsSe3 на атомы меди в исследованных соединениях приводит к уменьшению полной проводимости, сниже нию доли ионного компонента проводимости, значительному увеличению времен ре лаксации, повышению температуры начала заметного ионного переноса, понижению энергии активации носителей.

Исследования выполнены при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ 06-02-16492-а.

1. В.Б.Злоказов, Н.В. Мельникова, Е.Р.Баранова, М.В.Перфильев, Л.Я.Кобелев. Электрохимия, т.28, вып.10, 1523-1530 (1992).

2. Н.В.Мельникова, О.ЛХейфец., А.Н.Бабушкин. Альтернативная энергетика и экология, 5, 56- (2007);

. 5, 40-44 (2007) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ХАЛЬКОГЕНИДОВ МЕДИ CuInAsS3, CuInAsSe3, CuInSbS3 ПРИ НИЗКИХ ТЕМПЕРАТУРАХ И ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ Мельникова Н.В., Шакиров Э.Ф., Хейфец О.Л., Бабушкин А.Н.

Уральский государственный университет,620083, Екатеринбург, пр.Ленина, E-mail: olga.kobeleva@usu.ru Работа посвящена исследованию электрических свойств синтезированных соеди нений CuInAsS3, CuInAsSe3, CuInSbS3 при низких температурах и высоких давлениях.

Соединения кристаллизуются в тетрагональной сингонии. Параметры решеток, близ кие к параметрам решеток CuInSe2 и CuInS2 [1], меняются с изменением радиусов вхо дящих элементов.

Исследования электрических свойств проводили методом импедансной спектро скопии с использованием измерителя-анализатора импеданса RCL2000 в области тем ператур 78-400 K, в диапазоне частот 200 Hz-200 kHz.

Годографы импеданса исследованных соединений разделяются на низкочастотную часть (характеризующую свойства границы электрод-образец) и высокочастотную часть (характеризующую свойства образца). С ростом температуры граничная частота сме щается в область больших частот.

Температурные зависимости электропроводности исследованных соединений ха рактерны для ионных проводников и полупроводников. Исследования проводились на переменном токе с частотой 8,242 kHz, которая относится к области частот, харак теризующих свойства образца. В соединении CuInAsSe3 в области 170-220 K наблюда ется максимум на температурной зависимости диэлектрической проницаемости, и в этой же температурной области происходит смена энергии активации. Максимум на температурной зависимости диэлектрической проницаемости в CuInAsSe3 может быть связан с существованием в образце пироэлектрических свойств, аналогичная картина наблюдалась в сегнетоэлектрике CuSnAsSe3 [2].

Исследованы электрические свойства образцов CuInAsSe3 и CuInAsS3 в интервале давлений 20 - 45 GPa, в области частот 1000 Hz – 200 kHz. Обнаружены частично обра тимые существенные изменения электрических свойств (вид годографов импеданса, барических зависимостей сопротивления и тангенса угла диэлектрических потерь) в области давлений 33-37 GPa у CuInAsS3 и 34-38 GPa у CuInAsSe3. Таким образом, замена серы на селен приводит к небольшему сдвигу области существенных изменений элек трических свойств в область более высоких давлений.

Особенности поведения электрических свойств материалов делают перспективны ми их применение в криогенной электронике.

Исследования выполнены при частичной финансовой поддержке гранта РФФИ 06-02-16492-а.

1. Зарецкая Е.П, Викторов И.А, Гременок В.Ф, Мудрый А.В.// Письма в ЖТФ. 2001. т.27, вып. 2. С.17.

2. Хейфец О.Л., Кобелев Л.Я., Мельникова Н.В., Нугаева Л.Л.// Журнал технической физики. 2007.

т.77, вып.1. С.90.

НЕРАЗРУШАЮЩИЙ КОНТРОЛЬ АНАЛИЗ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ СТРУКТУРЫ АКУСТИЧЕСКОГО ПОЛЯ ПРИ ДИФРАКЦИИ УПРУГИХ ВОЛН НА РЕБРЕ ТРЕЩИНЫ Житлухина Ю.В., Перов Д.В., Ринкевич А.Б.

Институт физики металлов УрО РАН, 620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской, E-mail: julia@imp.uran.ru Своевременное выявление трещин и трещиноподобных дефектов является одной из актуальных задач ультразвукового неразрушающего контроля. Одним из эффектив ных методов получения информации о трещине в среде является исследование специ фических особенностей акустического поля вблизи ее вершины и ребра, вызванных явлениями дифракции и рассеяния упругих волн. Лазерное детектирование акустиче ского поля на поверхности образца позволяет фиксировать изменения структуры аку стического поля с большим пространственным и временным разрешением [1], опре деляемым диаметром луча лазера, много меньшем длины волны ультразвука, что поз воляет эффективно детектировать дифрагированные сигналы, в отличие от стандарт ных пьезоэлектрических преобразователей, фронтальная разрешающая способность которых ограничена длиной упругой волны.

В данной работе исследовалось акустическое поле продольных упругих волн на ре зонансной частоте 5 МГц вблизи трещины с очень малой шириной раскрытия (4-5 мкм) и длиной 13-14 мм. Плоскость трещины была параллельна направлению падения про дольных волн, возбуждаемых пьезопреобразователем, что существенно затрудняло об наружение такой трещины с помощью традиционных акустических методик.

С помощью лазерного интерферометра была получена совокупность мгновенных картин акустического поля (рис. 1) на поверхности образца в различные моменты вре мени.

Рис. 1. Мгновенные картины акустического поля на поверхности образца с трещиной, детектирован ные в моменты времени: t1 =3.06 мкс (а), t2 =3.18 мкс (б) В результате были обнаружены растущие со временем V-образные структуры, пред ставляющие собой сечение результирующей волновой поверхности, образующейся в результате дифракции упругих волн на ребре трещины, плоскостью детектирования [2, 3]. Для объяснения возникновения таких V-образных структур были использованы методы математического моделирования процессов дифракции упругих волн на тре щине для импульсных зондирующих сигналов, а также определены и сопоставлены фазовые скорости распространения данных структур. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых методик выявления трещин и микротрещин различного вида даже при их неблагоприятной ориентации к источнику ультразвука.

Работа выполнена по плану РАН (тема 01.2.006 13393).

1. Житлухина Ю.В., Перов Д.В., Ринкевич А.Б., Акустический журнал, 54, 110 (2008).

2. Методы акустического контроля металлов/Под ред. Н.П. Алешина. Машиностроение. (1989) 3. Ogilvy J.A., Temple J.A.G., Ultrasonics, 21, 1983, 259 (1983) ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭМИССИИ ДЛЯ ОЦЕНКИ ВРЕМЕНИ ЗАРОЖДЕНИЯ УСТАЛОСТНОЙ ТРЕЩИНЫ Кашапов М.Р., Бочкарев М.В., Проскурина М.С.

Оренбургский государственный университет, 460018, Оренбург, пр. Победы, E-mail: kashapov_m@mail.ru Акустическая эмиссия – излучение упругих волн, возникающее в процессе пере стройки структуры твердых тел. Она проявляется при пластической деформации твер дых материалов, при возникновении и развитии в них дефектов, например, при об разовании трещин, при фазовых превращениях, связанных с изменением кристалли ческой решетки. Физическим механизмом, объясняющим ряд особенностей акустиче ской эмиссии, является движение дислокаций и их скоплений. Процессы, связанные с отрывом дислокаций от точек закрепления, торможением их у препятствий, возникно вением и уничтожением отдельных дислокаций, имеют неравномерный и даже преры вистый характер. Это является причиной, обусловливающей излучение волн напряже ния, т.е. акустической эмиссии. Соответственно акустическая эмиссия имеет «взрыв ной», импульсный характер.

В качестве источника акустической эмиссии можно рассматривать расположенный в глубине образца твердого тела элемент объема, испытывающий изменение напря женного состояния. Сигналы акустической эмиссии проявляются в виде колебаний поверхности образца. Иногда эти сигналы достаточно сильны и могут воспринимать ся на слух (например, «крик олова» при пластическом деформировании этого матери ала). Если время затухания сигнала и время переходных процессов в образце меньше промежутка времени между излучаемыми импульсами, эмиссия воспринимается в виде последовательности импульсов и называется дискретной или импульсной. Если же ин тервал между отдельными актами излучения меньше времени затухания, эмиссия име ет характер непрерывного излучения, в подавляющем большинстве случаев нестацио нарного, и называется непрерывной или сплошной. Дискретная эмиссия имеет место, например, при образовании трещин, непрерывная - в процессе резания. Частотный спектр акустических эмиссий весьма широк - он простирается от области слышимых частот до десятков и сотен МГц.

Нами усовершенствована методика использования акустического контроля при изу чении усталостных свойств металлических образцов.

В работе использован самописец, измеритель акустических сигналов ИАС-3 с преду силителем и акустический датчик. При проведении испытаний возник ряд проблем, не позволяющих отделить полезный сигнал от шумов. Возникали шумы механической и электромагнитной природы. Шумы электромагнитной природы удалось исключить экранированием и заземлением всех приборов и элементов конструкции. Шумы меха нической природы возникали из-за трения бойка об образец, что также не позволяло определить полезный сигнал. Эта проблема была решена после вставки прослойки из фторопласта между образцом и бойком. Была также разработана конструкция крепле ния образцов, которая исключала бы удар и отрыв бойка от образца. Акустический из меритель сигналов позволял получать данные об интенсивности сигнала и о времени его возникновения. Калибровка прибора проводилась по методу Су-Нильсена.

Таким образом, удалось откалибровать приборы с достаточно большой точностью, исключить большую часть шумов, провести серию испытаний и получать на ленте прак тически чистые сигналы, пригодные для анализа.

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаменталь ных исследований (проект 08-08-99122р_офи).

УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО ПРОБОЯ КЕРАМИЧЕСКОГО ИЗОЛЯТОРА Кузнецов В.Л., Скоморохов Д.С., Филатов А.Л.

Институт электрофизики УрО РАН, 620016, Екатеринбург, ул. Амундсена, E-mail: denis@iep.uran.ru Целью настоящей работы является создание установки для исследования и сравне ния электрической прочности катодных изоляторов (до 150 кВ), применяющихся в рентгеновских трубках постоянного излучения с вращающимся анодом.

Электрическая прочность изоляторов зависит от многих факторов, таких как: кон фигурация и материал электродов и собственно изолятора, расстояние между ними, давление и состав остаточных газов, состояние и шероховатость поверхности, техно логия изготовления и подготовки изоляторов к работе, предшествующая работа изде лия. Особенно жесткие требования предъявляются к высоковольтным изоляторам в рентгеновских медицинских приборах, где пробой изолятора приводит к приостанов ке диагностики и дорогостоящему ремонту рентгеновского излучателя.

Абсолютным критерием отказа катодного изолятора является пробой, приводящий к необратимым изменениям изоляционных свойств изделия. Таким образом, для ана лиза электрической прочности изолятора необходимо на основании исследования пред пробойных процессов смоделировать возможные механизмы развития пробоя, выра ботать для них соответствующие критерии, а также выявить критические области, в которых происходит зарождение поверхностного пробоя.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |
 





 
© 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.