Физический факультет

2005 год Выпуск № 651

 

Памяти Бориса Яковлевича Пинеса

5


Памяти Игоря Вадимовича Смушкова

7

 


В.П. Мацокин. Дислокационно-диффузионные эффекты, приводящие к релаксации внутренних напряжений в щелочно-галоидных монокристаллах при высокой температуре. (Обзор)

9

А


Ю.И. Бойко. Нанокристаллы и нанокомпозитные поликристаллы: путь для создания материалов с измененной электронной структурой и новыми свойствами. (Обзор)

23

А


В.В. Ульянов. Туннельное расщепление энергии в несимметричных случаях. II

35

А


А.М. Ермолаев, Г.И. Рашба. Магнетизм электронов проводимости в квантовых нитях

41

А


А.М. Ермолаев, Г.И. Рашба. Магнитопримесные состояния электронов в мезоскопических кольцах

44

А


Н.А. Балахонова, А.В. Кац. Использование резонансных эффектов, обусловленных возбуждением поверхностных поляритонов, для оптического мультиплексирования/демульти­плексирования

47

А


Г.Н. Гестрина. О возможности квантово механической интерпретации релятивистского эффекта увеличения энергии частицы, свободно движущейся в вакууме

54

А


М.Т. Брык, И.В. Воробьева, Т.Г. Гарбовицкая, Б.В. Зайцев, А.Ф. Кобец. Исследование химического травления треков высокоэнергетичных ионов Ar в ПЭТФ пленках

59

А


В.Л. Вакула, М.Ю. Либин, В.Н. Самоваров, А.А. Мамалуй, А.Н. Нечай. Оптическая спектроскопия поглощения сверхпроводящих пленок NdВа2Сu3О6+x

64

А


Р.В. Вовк. Компресійні зміни процесів розсіювання у анізотропних фононних аркушах, що стикаються у надплинному 4He

71

А


М.М. Жолонко. Пошуки пуазейлівської течії фононів у твердому параводні

76

А


Ю.И. Бойко. Капиллярное (лапласовское) давление в случае нанокристаллов

79

А


Л.П. Ольховик, Е.В. Шуринова. Магнитная анизотропия малых частиц гексаферрита бария

83

А


Н.Н. Ефимова, Н.В. Ткаченко, Я.С. Зубко. Динамическая восприимчивость возвратных ферримагнетиков BaFe12-хInxO19 c x=2,8 и 3,2

89

А


Д.Л. Каменский, А.Г. Андерс, Л.Н. Колпакова. Температурная зависимость намагниченности ильменита NiFe0,5V0,5O3-d . Численные методы обработки экспериментальных данных

93

А


Н.Н. Ефимова, Д.Л. Каменский, Н.В. Ткаченко. Гистерезисные свойства спинового стекла BaFe8,4In3,6O19

97

А


Н.Я. Рохманов, А. Штраль, Х. Дирке. Структурный аспект низкотемпературного внутреннего трения в интерметаллиде Fe3Al

101

А


В.В. Усов, Н.М. Шкатуляк. Вплив дефектності решітки на пружні властивості й амплітудно-залежне внутрішнє тертя міді

106

А


В.М. Андронов, Н.Я. Рохманов, В.В. Нерубенко. Релаксационный спектр аморфных сплавов Ni78Si8B14 и 11XCP в килогерцовом диапазоне частот

112

А


В.П. Пойда, В.В. Брюховецкий, А.В. Пойда, Р.И. Кузнецова, В.Ф. Клепиков, Д.Л. Воронов, А.П. Крышталь, Т.Б. Любицкая, А.Л. Самсоник. Механизм формирования и развития волокнистых образований в ходе высокотемпературной сверхпластической деформации промышленных алюминиевых сплавов

117

А


В.О. Надточій, М.К. Нечволод, М.М. Голоденко, Д.С. Москаль. Дислокації у приповерхневому шарі Ge, спричинені лазерним імпульсом

130

А


Д.В. Мацокин, И.Н. Пахомова. Дислокационные структуры, формирующиеся при различных схемах деформации монокристаллов с решеткой типа NaCl

136

А


В.С. Крыловский, С.В. Лебедев. С.В. Савич. Низкотемпературная скачкообразная деформация некоторых сплавов системы алюминий – магний

140

А


В.І. Кібець, О.М. Лебединський, В.П. Мацокін, П.Г. Гарбуза. Моделювання впливу структури фазових прошарків на високотемпературне деформування композиційних та дисперснозміцнених матеріалів

144

А


Л.П. Ольховик, Н.М. Борисова, е.я. Левитин, А.А. Коваль. Исследование физико-химических свойств высокодисперсного ферритового порошка медико-биологического предназначения

147

А


Н.В. Ткаченко, З.З. Зыман. Получение и физические свойства антимикробной керамики на основе гидроксилапатита

152


Наши юбиляры

   

Людмила Натановна Парицкая

156

 

Микола Тимофійович Гладких

157

 

Владимир Владимирович Ульянов

158

 

Анотація

Дислокационно-диффузионные эффекты, приводящие к релаксации внутренних напряжений в щелочно-галоидных монокристаллах при высокой температуре (Обзор)

В.П. Мацокин

Розглянуто основні ефекти, які приводять до релаксації внутрішніх напружень у монокристалах завдяки процесам, що мають місце в дислокаційній підсистемі при високих температурах, коли активно йдуть дифузійні процеси. Зроблено огляд експериментальних і теоретичних робіт по дослідженню змін дислокаційної структури під час відпалу лужно-галоїдних монокристалів. Наведено спеціальні випадки формування упорядкованих дислокаційних структур. Проаналізовано залежність характерних часів релаксаційних процесів від параметрів дислокаційної структури. Запропоновано кінетичні рівняння, що описують еволюцію дислокаційної підсистеми та дозволяють прогнозувати її зміни при відпалі в залежності від реальної структури кристала на будь-якому етапі відпалу. Наведено експериментальні докази динамічних змін дислокаційної структури під час відпалу та вказано на спільність результатів для лужно-галоїдних монокристалів з кристалами з другими типами зв’зку поміж атомами.


Нанокристаллы и нанокомпозитные поликристаллы: путь для создания материалов с измененной электронной структурой и новыми свойствами (Обзор)

Ю.И. Бойко

Кореляція між властивостями кристалічних речовин та їх структурою є фундаментальним постулатом фізики твердого тіла та матеріалознавства. Це твердження у повній мірі відноситься, як до атомної, так і до електронної структури.
Мета цієї статті полягає в тому, щоб запропонувати читачам огляд найбільш важливих публікацій, що вийшли в закордонних журналах, та які присвячені вивченню можливості використання нано-розмірних (» 1 - 10 нм) кристалів (нанокристалів) для створення речовин із зміненою електронною структурою та, в кінечному підсумку, для одержання матеріалів з новими фізичними властивостями.
Зміна електронної структури нанокристалів і виготовлених на їх основі нанокристаллических полікристалів може бути здійснена за допомогою зовнішнього або внутрішнього електричного поля. Це поле змінює величину електричного заряду в приповерхньому шарі, об’єм якого складає досить велику частину всього об’єму нанокристала чи нанокристаліта (зерна) у полікристалі. Отже, у цих об'єктах зміна величини електричного заряду, завжди пов’язана із зміною густини заряду, тобто із зміною їх електронної структури.
Зміну електронної структури за допомогою зовнішнього електричного поля можна здійснити, наприклад, використовуючи нанокристал як електрод в електричному колі. Як середовище, що передає електричний заряд до іншого електроду, використовується рідкий електроліт.
Зміну електронної структури можна реалізувати також і в полікристалах, зерна яких являють собою нанокристали різного хімічного складу і, в наслідок цього, відрізняються густиною електронів. Такі полікристали називаються нанокомпозитами. У цьому випадку різниця електричного потенціалу, що виникає на різнорідних контактних границях, обумовлює виникнення внутрішнього електричного поля. Воно і забезпечує зміну зарядового стану речовини і, відповідно, зміна його електронної структури. При цьому, звичайно, об’єм приграничних областей, у яких розподілені наведені електричні заряди, повинен становити суттєву частину всього об’єму матеріалу. Зрозуміло,, що такий стан реалізується лише в тому випадку, коли кристаліти (зерна), з яких складається полікристал, будуть нанокристалами.
В цій статті подано результати опублікованих в останні роки експериментальних досліджень, що підтверджують правильність фізичних представлень про те, що нанокристали та нанокомпозити від
кривають шлях до створення речовин із зміненою електронною структурою. Отже, відкривається можливість виготовлення на основі цих речовин нових матеріалів, які мають модифіковані фізичні властивості. Використання таких матеріалів у сучасних технологіях для створення різного роду технічних пристроїв є актуальним і перспективним.


Туннельное расщепление энергии в несимметричных случаях. II

В.В. Ульянов

Розглядається тунельне розщеплення рівнів енергії в несиметричних потенціальних полях.


Магнетизм электронов проводимости в квантовых нитях

А.М. Ермолаев, Г.И. Рашба

Розглядаються магнітні властивості електронів провідності у системах з двовимірним конфайнментом – квантових нитках. Термодинамічний потенціал електронів обчислений з використанням нового методу, розвинутого в роботі [4]. Враховано суттєве в наноструктурах спінове розщеплення рівнів Ландау. Розглянуті випадки виродженого і невиродженого електронного газу. Показано, що парамагнетизм Паулі електронів у квантових нитках у три рази перевищує діамагнетизм Ландау, як і у тривимірному випадку. Осциляції де Гааза-ван Альфена і Ааронова-Бома модулюються множником, зумовленим спіновим розщепленням рівнів Ландау.


Магнитопримесные состояния электронов в мезоскопических кольцах

А.М. Ермолаев, Г.И. Рашба

Розглядається вплив домішкових атомів на енергетичний спектр електронів у мезоскопічних кільцях у квантуючому магнітному полі. Домішки враховуються в моделі гауссового сепарабельного домішкового потенціалу. Отримано рівняння І. Ліфшиця для спектра магнітодомішкових станів. Показано, що в спектрі енергії електронів існує серія магнітодомішкових рівнів, відщеплених від рівнів чистого зразка. Розглянутий граничний перехід до квантових точок.


Использование резонансных эффектов, обусловленных возбуждением поверхностных поляритонов, для оптического мультиплексирования/демультиплексирования

Н.А. Балахонова, А.В. Кац

На основі проведеного аналізу розв’язку резонансних дифракційних задач розглянуто приклад використання резонансних дифракційних ефектів у задачах мультиплексування та демультиплексування оптичних сигналів та показано, що знайдені параметри можуть відповідати DWDM стандарту.


О возможности квантово механической интерпретации релятивистского эффекта увеличения энергии частицы, свободно движущейся в вакууме

Г.Н. Гестрина

Релятивістський ефект збільшення енергії частинки, що вільно рухається в вакуумі, розглядається з позицій квантової теорії поля та теорії ймовірностей з застосуванням деяких ідей суперсиметричних теорій. Вважається, що частинка складається з „затравки", яка має енергію таку ж, як і енергія спокою частинки, і імпульс, що дорівнює добутку маси частинки на її швидкість, та „шубу" – систему віртуальних квантів - бозонів матеріального поля – вакууму, кожний з яких має такі ж енергію і імпульс, як і „затравка", але не має маси. Система квантів знаходиться в стані, що є суперпозицією квантових станів, які мають енергії і імпульси, кратні до енергії і імпульсу „затравки". Віртуальний квант народжується (або знищується) в одному з таких станів. Вірогідність народження кванту в будь-кому стані при цьому є величиною зворотною до значення релятивістського фактору, а середня кількість квантів, що створюють „шубу" разом з "затравкою", дорівнює саме цьому фактору. Кінетична енергія та релятивістський додаток до імпульсу частинки визначаються к середні значення енергії та імпульсу системи віртуальних квантів, що утворюють „шубу" частинки.


Исследование химического травления треков высокоэнергетичных ионов Ar в ПЭТФ пленках

М.Т. Брык, И.В. Воробьева, O.A. Гарбовицкая, Б.В. Зайцев, А.Ф. Кобец

Методами електронної мікроскопії досліджена кінетика хімічного травлення наскрізних пор у ПЕТФ плівках, опромінених іонами . Запропоновано декілька режимів фізико-хімічної обробки опромінених плівок для отримання трекових мембран, що мають пори циліндричної форми з діаметрами від 500Å до декількох мікрон.


Оптическая спектроскопия поглощения сверхпроводящих пленок NdВа2Сu3О6+x

В.Л. Вакула, М.Ю. Либин, В.Н. Самоваров, А.А. Мамалуй, А.Н. Нечай

Проведено дослідження температурних змін (300 – 20 К) спектрів поглинання надпровідних плівок NdВа2Сu3О6+xз Тс = 94 К в області 1,25 – 2,35 еВ. Досліджено поведінку континуальної складової, Bd-смуги поглинання з максимумом поблизу 1,3 еВ і А-смуги поглинання в області 1,65 еВ. Виміри дають змогу зробити висновок про ефект фазового розшарування на металічні області у слабометалізованій матриці (з сильними антиферо­магнітними кореляціями). Продемонстровано чутливість компонент спектра до виникнення надпровідності. Вперше показано, що на надпровідному переході відбува­ється різке посилення поглинання в області Bd-смуги, що може бути обумовленим внеском високочастотних зарядових флуктуацій у надпровідність.


Компресійні зміни процесів розсіювання у анізотропних фононних аркушах, що стикаються у надплинному 4He

Р.В. Вовк

В работе исследованы барические зависимости сигнала взаимодействующих фононных листов в сверхтекучем 4He. Показано, что приложение давления в интервале 0≤Р≤21 бар вызывает эффект изменения интенсивности фононного взаимодействия в области пересечения двух фононных листов, подобный случаю изменения величины угла между их нормалями. Сравнение случаев одного отдельного фононного листа и двух взаимодействующих листов, подтверждает определяющую роль 3pp-процессов рассеивания в формировании анизотропных фононных систем.


Пошуки пуазейлівської течії фононів у твердому параводні

М.М. Жолонко

Досліджена теплопровідність твердого параводню плоским стаціонарним методом в інтервалі температур 1.5-6 К з метою пошуку режиму пуазейлівської течії в твердому водні. Виявлено дуже швидкий спад теплопровідності для температур лівіше максимуму (Tn де 3 < n < 8), що прямо вказує на можливість спостереження цього явища. Дані порівнюються з твердим гелієм, де пуазейлівська течія вперше спостерігалась для діелектричних твердих тіл. Оцінки довжини вільного пробігу фононів поблизу 3 К перевищують радіус циліндричного зразка 3 мм. Величина теплопровідності в максимумі виявилась удвічі більшою існуючих на сьогодні літературних даних.


Капиллярное (лапласовское) давление в случае нанокристаллов

Ю.И. Бойко

Обговорена дія капілярного (лапласовського) тиску у випадку кристалів, розмір яких характеризується величиною від декілька одиниць до декілька десятків нанометрів (нанокристалів). Показано, що для кількісного визначення величини капілярного тиску у розглядаємому випадку необхiдно користуватися не класичною, а узагальненою формулою Лапласа, вид якої подано у данiй роботi.


Магнитная анизотропия малых частиц гексаферрита бария

Л.П. Ольховик, Е.В. Шуринова

Стосовно системи нанокристалів високоанізотропного гексафериту барію в інтервалі температур 300-710 К проведено дослідження ефективної магнітної анізотропії. Одержано температурну залежність середнього поля анізотропії, яка враховує вплив термічних флуктуацій. Визначено внесок поверхневої анізотропії. Правомочність моделей, запропонованих для розрахунку констант поверхневої анізотропії КS для двох діапазонів температур, обгрунтовано результатом комп'ютерного моделювання векторних діаграм магнітної анізотропії нанокристалу.


Динамическая восприимчивость возвратных ферримагнетиков BaFe12-хInxO19 c x=2,8 и 3,2

Н.Н. Ефимова, Н.В. Ткаченко, Я.С. Зубко

Для зворотного спінового скла BaFe12-хInxO19 з x = 2.8 та 3.2, в якому при низьких температурах знайдена температурна залежність магнітної частини теплоємності C ~ T3/2 замість C ~ T, в інтервалі т?мператур (77 ч 300) К проведені дослідження температурних залежностей низькочастотної динамічної сприйнятливості ?(T) і її складових чґ(?) та ч"(?). На підставі цього визначені температури замерзання ?f і переходу в неколінеарний магнітний стан ?1. Установлено, що температура термодинамічного фаз?вого переходу T1 > Tf;перехід при T = Tf в стан зворотного спінового скла з незвичайним поєднанням властивостей має т?пові для спінового скла ознаки.


Температурная зависимость намагниченности ильменита NiFe0,5V0,5O3-δ. Численные методы обработки экспериментальных данных

Д.Л. Каменский, А.Г. Андерс, Л.Н. Колпакова

Розроблено метод розв’язання багато параметричної задачі з використанням методу ітерацій та методу найменших квадратів. Можливості методу продемонстровані на прикладі чисельної обробки експериментальної залежності s(T) ільменіту NiFe0,5V0,5O3-δ. як багатокомпонентної магнітної системи.


Гистерезисные свойства спинового стекла BaFe8,4In3,6O19

Н.Н. Ефимова, Д.Л. Каменский, Н.В. Ткаченко

Представлені результати дослідження гістерезисних властивостей полікристалічного зразка BaFe8,4In3,6O19, який при T = Tf = 85 K знаходиться у стані спінового скла (СС). Було використано два режими охолодження зразка від 293 К до T < Tf: у відсутності магнітного поля (режим ZFC) та в присутності поля HFC (режим FC). Виявлено незвичайна для СС поведінка в режимі ZFC: при Т ~ 5 К існує гістерезис намагніченості та величина коерцитивної сили (Нс = 850 Э в полі Н = 5 кЭ) зіставима із відповідними значеннями для високоанізотропного барієвого фериту BaFe12O19. При Т ~ 15 К Нс знижується приблизно на порядок, а за Т > 20K гістерезис відсутній. У режимі FC спостерігається типова для СС поведінка – зміщені петлі гістерезиса. Винайдені ефекти обговорюються в рамках механізму формування кластерного СС стану.


Структурный аспект низкотемпературного внутреннего трения в интерметаллиде Fe3Al

Н.Я. Рохманов, А. Штраль, Х. Дирке

Розглянуто фактори, що впливають на формування низькотемпературного DLT-піка внутрішнього тертя в інтерметаліді Fe3Al з наномасштабною доменною структурою. Показано, що на досліджені ефекти механічної релаксації безпосередній вплив чинить комбінований B2+D03-структурний стан, що визначає головним чином магнітну складову втрат, та поява дислокацій поблизу витягнутих (1:15 – 1:30) виділень α-Fe.


Вплив дефектності решітки на пружні властивості й амплітудно-залежне внутрішнє тертя міді

В.В. Усов, Н.М. Шкатуляк

У даній роботі динамічними методами досліджено поводження модуля Юнга й амплітудно-залежне внутрішнє тертя (АЗВТ) міді після попередньої деформації холодною прокаткою в інтервалі температур 298–623 К при амплітудах коливальної деформації 10-5–10-3. Установлено, що має місце анізотропія модуля Юнга і декремента коливань після прокатки. У зазначених інтервалах температур і амплітуд коливань АЗВТ є багатостадійним. Показано, що основний внесок у формування амплітудно-температурних спектрів АЗВТ вносять анізотропні компоненти, обумовлені взаємодією дислокацій з нелокалізованими точковими стопорами і власне дислокаційною релаксацією в поле дії узагальнених сил Пайерлса-Набарро. Додатковим механізмом, що формує АЗВТ, є в’язке ковзання по границях зерен у процесі рекристалізації.


Релаксационный спектр аморфных сплавов Ni78Si8B14 и 11XCP в килогерцовом диапазоне частот

В.М. Андронов, Н.Я. Рохманов, В.В. Нерубенко

В роботі визначений релаксаційний спектр аморфних сплавів Ni78Si8B14 та 11XCP в кілогерцовом діапазоні частот. Спектр характеризується розподіленими значеннями часу релаксації. Виникнення спостережених екстремумів пов’язується з проявом мікропластичності в окремих локалізованих осередках пластичної деформації металевого скла. Під впливом високих механічних напружень спостерігається структурна релаксація, яка викликає зменшення потенційних осередків мікропластичної деформації та зміни на залежності внутрішнього тертя від частоти. Отримані результати пояснюються в межах полікластерної моделі та моделі вільних об’ємів.


Механизм формирования и развития волокнистых образований в ходе высокотемпературной сверхпластической деформации промышленных алюминиевых сплавов

В.П. Пойда, В.В. Брюховецкий, А.В. Пойда, Р.И. Кузнецова, В.Ф. Клепиков, Д.Л. Воронов, А.П. Крышталь, Т.Б. Любицкая, А.Л. Самсоник

Встановлені найбільш імовірні причини утворення включень рідкої фази, а також запропонований механізм кінетики утворення і розвитку волокнистих утворень у ході надпластичної деформації при високих гомологічних температурах зразків алюмінієвих сплавів АМг6 і 1420, які містять на міжкристалітних границях включення в’язкої рідкої фази.


Дислокації у приповерхневому шарі Ge, спричинені лазерним імпульсом

В.О. Надточій, М.К. Нечволод, М.М. Голоденко, Д.С. Москаль

Досліджувалася дія імпульсу вільної генерації рубінового лазера на поверхню (112) монокристала Ge. Шляхом розв’язання диференціального рівняння теплопровідності отримані залежності густини оптичної потужності, яка поглинається поверхнею Ge, від часу опромінення, а також розподіл температури на поверхні вздовж радіуса лазерної плями. Проаналізовано фізичний механізм виникнення дислокацій на ділянці з температурою ~ 450 К, де фотонагрів не є головним фактором дефектоутворення. Зроблено висновок, що дислокації в лінійно-періодичних структурах виникають за рахунок гетерогенного зародження і розширення призматичних петель, орієнтованих в періодично-індукованому полі концентрації вакансій.


Дислокационные структуры, формирующиеся при различных схемах деформации монокристаллов с решеткой типа NaCl

Д.В. Мацокин, И.Н. Пахомова

Досліджено і проаналізовано дислокаційні структури у монокристалах NaCl після різних видів деформації та відпалу.


Низкотемпературная скачкообразная деформация некоторых сплавов системы алюминий – магний

В.С. Крыловский, С.В. Лебедев. С.В. Савич

Вивчено закономірності низькотемпературної нестабільної пластичної течії технічно чистого алюмінію і промислових сплавів АМг-3 та АМг-6. Додавання магнію у матрицю алюмінію знижує амплітуду стрибка і приводить до зростання їх кількості. Проведено аналіз можливих механізмів явища.


Моделювання впливу структури фазових прошарків на високотемпературне деформування композиційних та дисперснозміцнених матеріалів

В.І. Кібець, О.М. Лебединський, В.П. Мацокін, П.Г. Гарбуза

На бікристалах з прошарками промодельовано вплив структури фазових прошарків на високотемп?ратурне деформування композиційних матеріалів.


Исследование физико-химических свойств высокодисперсного ферритового порошка медико-биологического предназначения

Л.П. Ольховик, Н.М. Борисова, Е.Я. Левитин, А.А. Коваль

Запропоновано для створення магнітокерованих рентгеноконтрастних середовищ високодисперсний порошок гексагонального фериту барію, який має необхідний рівень магнітних характеристик у поєднанні з вищої рентгеноконтрастністю порівняно з аналогом Fe3O4.


Получение и физические свойства антимикробной керамики на основе гидроксилапатита

Н.В. Ткаченко, З.З. Зыман

Досліджено фазовий склад і мікроструктуру композитної кераміки на основі гідроксилапатиту з домішками AgNO3. Показано, що введення домішок приводить до створення двофазного композиту гідроксилапатит - металічне срібло. Спікання кераміки відбувається у присутності рідкої фази, що сприяє підвищенню механічних характеристик матеріала. Передбачається, що отримана кераміка буде мати гарні антимікробні властивості. Вперше висловлена думка, що антимікробні властивості композита ГА-Ag пов’язані зі структурним станом часток Ag, диспергованих у матриці матеріала.