Том 87, № 11 (2023)
Статьи
Нейтронные установки компактного источника нейтронов DARIA: параметры и особенности
Аннотация
Компактный источник нейтронов DARIA на основе линейного протонного ускорителя предназначен для создания пучков нейтронов для дифрактометра, рефлектометра и установки малоуглового рассеяния. Экспериментальные установки оптимизированы по диапазону переданных импульсов, инструментальному разрешению, геометрическим размерам, а также по частоте повторения и длительности нейтронных импульсов.
Способы повышения предельного импульсного магнитного поля, вызывающего разрушение стального индуктора при многократном воздействии
Аннотация
Рассмотрены способы увеличения импульсного магнитного поля амплитудой порядка 40 Тл, которое цилиндрический толстостенный индуктор из стали 30ХГСА может выдержать без разрушения при многократном воздействии. Способы включают изменение параметров материала, характеристик магнитного импульса, внутреннего радиуса, создание профиля удельного сопротивления, спадающего от внутренней поверхности вглубь материала.
Капиллярная постоянная и поверхностное натяжение раствора изобутан–водород в интервале температур 298–348 К
Аннотация
Представлены результаты измерения капиллярной постоянной раствора изобутан–водород в интервале температур 298.15–348.15 К от давления насыщения чистого изобутана до 4 МПа. Определено поверхностное натяжение раствора. Построены уравнения, аппроксимирующие концентрационную и барическую зависимости капиллярной постоянной и поверхностного натяжения.
Исследование полупроводниковых материалов термооптическим методом в магнитном поле
Аннотация
Представлены результаты исследования влияния температуры и магнитного поля на релаксацию термооптического сигнала в образцах полупроводников с различным электронным спектром: n-Ge, n-InSb, ZnSe:Ni. Результаты получены с использованием двухлучевого оптоволоконного метода “накачка–зондирование” с интерферометром Фабри–Перо в диапазоне температур от 4.2 до 300 К с приложением магнитного поля до 8 Тл.
Термодинамический кризис при спонтанном вскипании перегретого н-пентана в вертикальной стеклянной трубке
Аннотация
Исследована кинетика вскипания перегретого н-пентана в стеклянной трубке при помощи скоростной видеосъемки и быстродействующего датчика давления. Верх трубки запаян. Показано, что с приближением к пороговой температуре вскипание перегретой жидкости сопровождается значительными скачками и колебаниями давления, а формирование паровой пленки может начинаться с самоорганизации в пристеночном слое жидкости.
Сдвиговая прочность Al–Cu сплава с разными типами упрочняющих включений: молекулярная динамика и континуальное моделирование
Аннотация
Выполнено молекулярно-динамическое исследование движения дислокаций в алюминии, содержащем упрочняющие включения меди. Рассмотрено взаимодействие дислокации с четырьмя экспериментально наблюдаемыми типами включений. Определена энергия дислокационных сегментов, прикрепленных к упрочняющим фазам, использующаяся в качестве параметра континуальной модели взаимодействия дислокации и включений.
Изинговский нематик в J1–J2 модели Гейзенберга на квадратной решетке в рамках самосогласованной спин-волновой теории
Аннотация
Изучено изинговское нематическое упорядочение, изинговский нематический фазовый переход и температурное поведение параметров ближнего порядка в квантовой антиферромагнитной модели Гейзенберга со спином 1/2 на двумерной квадратной решетке с учетом обменных параметров первых и вторых соседей. Рассмотрены две версии самосогласованной спин-волной теории: с вспомогательными псевдофермионами и без них.
Особенности кристаллического строения 2D сотового фрустрированного магнетика Li2Ni2TeO6
Аннотация
Методом нейтронной порошковой дифракции при температуре 35 К, слегка выше температуры Нееля, установлены особенности кристаллической структуры двух образцов слоистых сотовых оксидов одинакового стехиометрического состава Li2Ni2TeO6, синтезированных из прекурсоров, Na2Ni2TeO6 и K2Ni2TeO6, имеющих сходное кристаллическое строение, гексагональную пространственную группу P63/mcm, тип структуры Р2, но со значительной разницей в расстояниях между слоями. Оба образца Li2Ni2TeO6 кристаллизуются в ромбическую группу Cmca, с незначительными отличиями в параметрах элементарной решетки. Если Li2Ni2TeO6 из калиевого прекурсора однофазный, то в соединении из натриевого прекурсора обнаружено 16 вес. % дополнительной фазы с той же стехиометрией Li2Ni2TeO6, но более деформированной, с моноклинными искажениями, описываемыми пространственной группой С2/m.
Диэлектрические и оптические свойства газогидратов и льдов: результаты ab initio моделирования
Аннотация
Для решеток газовых гидратов со структурой sI и sH, а также для льдов Ih и III проведены расчеты диэлектрических тензоров εik(ω), оптических спектров поглощения R(ω) и отражения a(ω), а также плотности электронных состояний N(E). Рассмотрена зависимость диэлектрической проницаемости от типа гостевых молекул в гидрате sI.
Первопринципные расчеты магнитной анизотропии гетероструктуры Fe/Pt/Fe с учетом релаксации поверхности
Аннотация
Численно изучено влияние поверхностной релаксации, а именно равновесного изменения межплоскостного расстояния, на значения магнитных и энергетических характеристик системы Fe/Pt/Fe. Исследован вклад спин-орбитального взаимодействия на величину энергии магнитной анизотропии в зависимости от толщины ферромагнитной пленки.
Высокое гидростатическое давление и одноосное сжатие как факторы преодоления твердосемянности у солодки
Аннотация
В экспериментах по оценке последствий воздействия на твердые семена солодки уральской высокого гидростатического давления и одноосного сжатия этих семян установлен эффект преодоления твердосемянности: получены высокие значения доли нормально проросших семян от общего их количества твердых семян в исследуемом образце. Прочность семенной кожуры определяет максимальное усилие до разрушения семени при одноосном сжатии.
Исследование поверхности электрохимического травления ультрамелкозернистого никеля с помощью сканирующей туннельной микроскопии
Аннотация
Предложен подход, позволяющий проводить качественный и количественный анализ зеренной структуры ультрамелкозернистого никеля по поверхности электрохимического травления. Выполнен анализ данных о рельефе травления ультрамелкозернистого никеля, полученных с помощью сканирующей туннельной микроскопии. Выявлена бимодальность структуры, что было подтверждено статистическим анализом.
Процессы стеклообразования в фуллереновых смесях
Аннотация
Изучены локальные структурные особенности фуллереновой смеси A20B80 (где A = C60 и B = C70) для широкой области температур, с целью выяснения механизма формирования икосаэдрического ближнего порядка в бинарных молекулярных жидкостях. Выявлено наличие икосаэдрических кластеров в фазе переохлажденного расплава и определена критическая температура стеклования.
Оптическая накачка изотопов рубидия излучением Cr3+:BeAl2O4 лазера
Аннотация
Рассмотрено применение Cr3+:BeAl2O4-лазера, работающего в режиме свободной генерации, в качестве источника излучения оптической накачки паров щелочного металла рубидия. Использование дисперсионных элементов в составе резонатора лазера позволяет осуществлять плавную перестройку длины волны излучения и реализовать генерацию на длинах волн, соответствующих линиям D1 и D2 изотопов 85Rb и 87Rb. Экспериментально реализована оптическая накачка изотопов рубидия лазерным излучением с длинами волн 795 и 780 нм соответственно, демонстрируется их флюоресценция. Обсуждается вопрос применения перестраиваемого по длине волны генерации лазера в методе спин-обменной оптической накачки благородных газов.
Моделирование процессов формирования систем нанокластеров благородных металлов при осаждении из коллоидного раствора
Аннотация
Предложена модель конвективного течения жидкой фазы коллоидного раствора глицерина и наночастиц благородных металлов (Ag, Au, Ag/Au), около подложки. Для описания процесса формирования систем нанокластеров на подложке использовано диффузионное приближение. Модель диффузионно-ограниченной агрегации была реализована путем применения клеточного автомата в окрестности Неймана. Разнообразная структура модельных систем нанокластеров, достаточно адекватно описывающая структурные особенности экспериментальных образцов, была получена за счет варьирования параметра вероятности агрегации. Предложенные модели могут быть полезны для калибровки параметров экспериментального получения систем нанокластеров благородных металлов, а также описания в первом приближении процессов, оказывающих определяющие влияние на нанокластерные структуры.
Изучение распределения микротвердости в покрытии на основе карбидов вольфрама, полученном методом лазерной наплавки на поверхности нержавеющей стали
Аннотация
Изучена микротвердость износостойкого покрытия, полученного методом лазерной порошковой наплавки на поверхности нержавеющей стали марки 20Х13. Установлены зависимости между режимом обработки, полученной твердостью и геометрией покрытия. Определено, что при подаче общего равного напряжения на все диоды, генерируемое излучение не обеспечивает равномерного проплавления основы, и как следствие, формирования равномерного покрытия, как с точки зрения геометрии, так и с точки зрения общей поверхностной твердости. Получены значения твердости как отдельных твердых частиц карбидов вольфрама, так и общей поверхности зоны термического влияния.
Флуоресцентные ратиометрические термометры на основе диад тетрафенилпорфирина и металлированного цинком тетрафенилпорфирина
Аннотация
Порфирины и их производные, как правило, характеризуются способностью к излучению двух полос флуоресценции. Представлены результаты исследования зависимости отношения интенсивности этих полос от температуры в диапазоне 25–75°С для неметаллированного и металлированного цинком порфирина, а также порфириновых диад в растворах 1,2-дихлорэтана. Выполнен сравнительный анализ термометрических параметров на основе данных молекул.
Исследование электрофизических и механических параметров пьезокерамических материалов для деформируемых зеркал картриджного типа
Аннотация
Рассмотрены электрофизические и механические параметры пьезокерамических материалов, изготовленных на основе цирконата-титаната свинца. В соответствии с полученными данными были разработаны модули с многослойными актюаторами с площадью поперечного сечения 4 × 4 мм, номинальным перемещением до 4.3 мкм и емкостью элемента 12 нФ для создания деформируемых зеркал картриджного типа.
Невинеровская динамика ансамбля одинаковых ангармонических осцилляторов
Аннотация
Модель ансамбля одинаковых ангармонических осцилляторов в поле общего широкополосного термостата без фотонов сведена к модели ансамбля одинаковых N-уровневых частиц при помощи алгебраической теории возмущений. Модель в одной области параметров демонстрирует эффект сверхизлучения Дике, а в другой области – осциллирующую зависимость интенсивности коллективного излучения от числа осцилляторов ансамбля. При определенном числе осцилляторов ансамбля коллективное излучение оказывается подавленным.
Магнитная энергия взаимодействия синтетического антиферромагнетика со свободным слоем спин-туннельного элемента
Аннотация
Найдено точное выражение для магнитостатической энергии взаимодействия синтетического антиферромагнетика со свободным слоем спин-туннельного элемента, ферромагнитные слои которых имеют форму сильно сплюснутых эллипсоидов вращения. Установлено, что точное значение этой энергии взаимодействия может существенно отличаться от обычного значения, которое рассчитывается с помощью выражения для размагничивающего поля. Вычислены параметры, при которых происходит полная компенсация магнитного взаимодействия синтетического антиферромагнетика.
Особенности магнитного пондеромоторного взаимодействия намагниченных до насыщения магнитных пленок с профилем
Аннотация
Рассмотрена задача о расчете силы магнитного пондеромоторного взаимодействия между двумя микромагнитными пленками, имеющими рифленую полуцилиндрическую поверхность, представленную как решетка половин магнитов в виде длинных цилиндрических стержней. Установлено, что сила взаимодействия решетки существенно определяется расстоянием между полуцилиндрами и в зависимости от этого параметра может проявляться как в виде силы притяжения, так и в виде силы отталкивания.
Эволюция доменной структуры в нанополоске FeNiCo под действием магнитного поля
Аннотация
На основе анализа экспериментально обнаруженной доменной структуры и ее эволюции во внешнем магнитном поле в тонких пленках состава FeNiCo с одноосной анизотропией предложена теоретическая модель распределения намагниченности. Получена аналитическая зависимость размера доменов от величины магнитного поля. Рассчитано изменение магнитосопротивления в результате эволюции магнитной доменной структуры.
Некоторые особенности электростатики незаряженных тонкостенных проводников цилиндрической и конической формы
Аннотация
Показано, что для тонкостенных незаряженных проводников цилиндрической и конической формы в поле точечного заряда, существует электростатический “эффект отталкивания”, ранее предсказанный для проводников с несквозной полостью. Аксиальная симметрия полости не обязательна для проявления эффекта. Это доказывает возможность существования “эффекта отталкивания” для проводников с различными типами полости.
Модификация локальной структуры и свойств цинк-замещенных гексагональных ферритов бария для микроволновых устройств при магнитоимпульсной обработке
Аннотация
Изложены результаты исследований влияния магнитоимпульсной обработки на локальную структуру и магнитные свойства замещённого феррита BaFe12 – xZnxO19 (0.25 ≥ x ≥ 0) для микроволновых устройств. Изменение магнитных свойств ферритов в результате воздействия на них импульсами слабого магнитного поля указывает на возможность управления параметрами ферритов посредством магнитного поля и тем самым влиять на резонансные характеристики СВЧ-устройств на их основе.