Kristallografiâ

Использование рентгеновского синхротронного излучения позволяет наблюдать поляризационные, спектральные и угловые зависимости дифракционных отражений, теоретическое изучение которых требует применения тензорного подхода к описанию взаимодействия рентгеновского излучения с атомами вещества. Рассмотрены различные представления тензорной атомной амплитуды рассеяния, экспериментальные наблюдения анизотропии резонансного рассеяния рентгеновского излучения, а также связь электрических и магнитных мультипольных моментов на атомах со свойствами запрещенных резонансных отражений.

Многие молекулы и кристаллы являются хиральными, т.е. могут существовать в виде правых и левых зеркальных изомеров. Продемонстрировано, что при помощи многоволновой дифракции кругополяризованного рентгеновского излучения можно определить абсолютную конфигурацию хиральных моноатомных кристаллов, таких как селен, теллур и β-марганец.

Проведено последовательное рассмотрение формирования рентгенодифракционного фазового контраста слабопоглощающих некристаллических объектов со статистически распределенными мелкомасштабными неоднородностями плотности при падении рентгеновского излучения с произвольной степенью пространственной когерентности и с учетом изменения статистических характеристик этого излучения в процессе брэгговского дифракционного отражения от монохроматора и анализатора. Дано объяснение явлениям повышения и/или уменьшения величины фазового контраста от областей с хаотически распределенными микрокальцинатами в зависимости от их среднеквадратичных размеров, величины относительного декремента преломления, длин пространственной когерентности излучения и корреляции фазы в результате дифракционно усиленного диффузного рассеяния.

Рассмотрен геометрический подход к описанию электромагнитного поля в среде с источниками как единого полевого объекта. Описание основывается на ковариантном бескоординатном подходе, принятом в современных геометризованных полевых теориях. Уравнения Максвелла в среде с источниками представлены в терминах дифференциальных 2-форм для электрического и магнитного полей в четырехмерном пространственно-временном континууме. Общие уравнения включают в себя различные частные случаи распространения, рассеяния и излучения электромагнитного поля в средах с разнообразными свойствами.

Изучено влияние водорода и вакансий, поступивших в матрицу сплава в результате электролитического гидрирования, на структурное состояние сплава Pd–11.3 ат. % W после четырехкратного гидрирования. Установлено, что немонотонные изменения дефектной структуры образца определяются трансформированием одиночных вакансий в вакансионные комплексы (микропоры и дислокационные петли малого размера) и их распадом в процессе релаксации, а также переходом вакансий из матрицы в границы областей когерентного рассеяния (ОКР) и обратно. Скорость превращения вакансий в дефектные комплексы зависит от их концентрации. При длительной релаксации сплава наблюдается практически полный уход вакансий из матрицы в границы ОКР. Предложена интерпретация полученных экспериментальных данных в рамках теории развития иерархических дефектных структур.

Проведены исследования структуры, магнитных, магнитотепловых и магнитоупругих свойств интерметаллических соединений Gd₅SiGeIn_2x (x = 0–0.1) в области магнитоструктурных фазовых переходов. Показано, что введение In выполняет функцию отрицательного давления, приводя к изменению критической температуры магнитного фазового перехода в моноклинной фазе исследуемых соединений и к частичному разделению в них магнитного и структурного фазовых переходов.

Представлены результаты синтеза и исследования структуры, магнитных и магнитострикционных свойств новых многокомпонентных сплавов на основе тяжелых редкоземельных металлов (RY_x)_0.8Sm_0.2Fe₂, где R = Tb, Gd, Dy и Er, х = 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1. Установлено, что сплавы указанных систем (за исключением системы с Tb) однофазны и обладают кубической структурой фазы Лавеса С15. Показано, что параметр решетки для всех систем изменяется линейно с ростом х. Определены основные магнитные характеристики сплавов. Обнаружены практически важные явления: магнитная компенсация намагниченности подрешеток, спиновая переориентация и инверсия знака констант магнитострикции.

Проведено комплексное исследование структурно-фазового состояния, механических и трибологических свойств покрытий из молибдена и вольфрама с углеродом, полученных реактивным магнетронным распылением в смеси ацетилен–аргон. Показано, что полученные покрытия являются алмазоподобными и имеют нанокомпозитную структуру на основе металлической, карбидной фаз и гидрогенизированного аморфного углерода с близкими размерами областей когерентного рассеяния ∼3–7 нм. Нанотвердость составляет 13–15 и 20–23 ГПа для покрытий, легированных молибденом и вольфрамом соответственно. Трибологические испытания показали, что исследованные покрытия могут эффективно защищать упрочненную ими стальную поверхность как в условиях сухого трения, так и при граничной смазке.

Железосодержащие оксиды являются важнейшим классом функциональных материалов и находят самое разнообразное применение. Одним из перспективных является использование их в биомедицинских технологиях в качестве компонентов систем визуализации, доставки лекарств, магнитной гипертермии и т.д. Представлены результаты экспериментального исследования нанокристаллических частиц граната Y₃Fe₅O₁₂, полученных методом глицин-нитратного горения с последующей термической обработкой. Приводятся результаты исследования эволюции кристаллической и магнитной структуры наночастиц Y₃Fe₅O₁₂ в зависимости от температуры синтеза. Комплексное исследование проводилось методами рентгеновской дифрактометрии, сканирующей электронной микроскопии и мессбауэровской спектроскопии. Выявлена взаимосвязь размера наночастиц Y₃Fe₅O₁₂ и совершенства их кристаллической структуры с наблюдаемыми магнитными характеристиками.

Представлен очерк, посвященный истории создания и развития на протяжении ста лет кафедры рентгеноструктурного анализа, впоследствии преобразованной в кафедру физики твердого тела физического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова.