№ 6 (2024)

Исследовано затухание вихревого движения на поверхности мелкой и глубокой воды. Вихревое течение формировалось двумя взаимно перпендикулярными волнами, возбуждаемыми плунжерами на частоте 6 Гц (длина волны λ = 5.6 см) на поверхности воды размерами 70 × 70 см и глубиной h. После достижения стационарного состояния в вихревой системе накачка волн выключалась, и регистрировалось затухание поверхностного течения. На поверхности мелкой воды, λ/2π ≈ h, когда характерный размер вихрей L превосходит глубину жидкости, L >> h, зависимость от времени энергии вихревого течения Е(t) описывается экспоненциальной функцией при всех уровнях накачки, а зависимость энстрофии Ф(t) = Ω²(t) имеет экспоненциальную зависимость только в диапазоне волновых векторов 0–0.3 см^–1. На поверхности глубокой воды λ/2π < h, L ≈ h зависимости Е(t) и Ф(t) далеки от экспоненциальных во всех диапазонах волновых чисел. При высоких амплитудах волн накачки зависимости Е(t) и Ф(t) немонотонны, что можно связать с влиянием объемных течений.

В настоящей работе были исследованы NiO и NiO–SiO₂ методами рентгеновской дифракции и радиального распределения атомных пар. Методом рентгенофазового анализа было определено, что размеры частиц NiO имеют область когерентного рассеяния более 100 нм, в то время как у образца NiO–SiO₂ размеры частиц около 2–3 нм. Однако полнопрофильное моделирование методом Ритвельда не позволило описать эффекты, наблюдаемые при дифракции: асимметрию пиков, появление дополнительного “плеча” пика 111 в области малых углов, поэтому для анализа структуры применяли метод радиального распределения атомных пар. В ходе моделирования экспериментальной кривой радиального распределения атомных пар использовали 3 различных модели: чистый NiO, смесь NiO и Ni₂SiO₄, а также модифицированная модель NiO с встраиванием Si в кристаллическую решетку. Последняя модель была создана на основе предположения о встраивании кремния в структуру NiO, о чем могут говорить данные рентгеновской дифракции. По результатам моделирования кривой радиального распределения атомных пар именно последняя модель дает наилучшее описание наблюдаемых эффектов: существенно увеличенный параметр элементарной ячейки, в сравнении с образцом без добавления SiO₂, а также уменьшенные расстояния катион–кислород в структуре, в то время как расстояния между катионами увеличены.

На основе анализа угловых распределений частиц, прошедших сквозь тонкие пленки золота, получены параметры потенциала, наилучшим образом описывающего эксперимент. Полученный потенциал отличается от потенциала, описывающего столкновения в газовой фазе заметным изменением константы экранирования. Проанализировано влияние энергии соударения, выбора потенциала и модели электронных тормозных потерь на распределение по глубине имплантированных частиц.

В настоящей работе представлены основные экспериментальные результаты измерения плотности бериллиевой бронзы БрБ-2, состаренной в постоянном магнитном поле и в его отсутствии, методом гидростатического взвешивания. Изучены температурные и временные зависимости плотности бериллиевой бронзы БрБ-2 в процессе распада пересыщенного твердого раствора в постоянном магнитном поле напряженностью 557.2 кА/м, при температурах старения 250, 300, 350 и 400°С и длительности старения от 0 до 1 ч и проведен сравнительный анализ их поведения с соответствующими зависимостями микротвердости. Обнаружена корреляция между температурными и временными зависимостями плотности и микротвердости бериллиевой бронзы БрБ-2, так при температуре старения 350°С наблюдается резкий максимум плотности сплава, аналогично в этой же точке достигается и абсолютный максимум микротвердости. Кроме того, установлено, что наложение постоянного магнитного поля на процесс старения при всех режимах термической обработки всегда приводит к увеличению плотности и микротвердости бериллиевой бронзы БрБ-2 по сравнению со значениями плотности сплава, состаренного в его отсутствии. Дана физическая интерпретация наблюдаемым фактам и закономерностям. В дальнейшем планируется нахождение коррелирующей функции между двумя независимыми измеряемыми характеристиками – плотностью и микротвердостью, что важно для физики твердого тела и материаловедения с научной и практической точек зрения.

Исследован эффект скорости при синтезе нанопор с некруговым поперечным сечением методом травления треков быстрых тяжелых ионов в оливине. Разработанная атомистическая модель травления оливина, облученного быстрыми тяжелыми ионами, предсказывает возможность синтезировать в нем нанопоры с некруговым поперечным сечением. Модель состоит из связанных блоков, описывающих последовательные стадии формирования и травления трека. Модель Монте-Карло TREKIS описывает начальные электронное и решеточное возбуждения в наноразмерной окрестности траектории налетающего иона. Эти результаты используют в качестве начальных условий для молекулярно-динамического моделирования структурных изменений вдоль траектории. Полученные координаты атомов после остывания структурно-поврежденной области служат исходными данными для оригинальной атомистической модели травления треков в оливине. Результаты применения модели показывают, что можно управлять поперечным сечением этих пор, изменяя ориентацию кристалла относительно направления облучения. Представленные результаты моделирования для ионов Xe демонстрируют, что размер получаемых пор зависит от скорости налетающего иона, а не только от его линейных потерь энергии.

В статье приведено пошаговое описание методики изготовления различных ван-дер-ваальсовых гетероструктур. Получены монослойные и малым количеством слоев объекты (чешуйки) из слоистых материалов, в частности из графита и гексагонального нитрида бора. Показана их сборка в системы с применением разных подходов в зависимости от необходимой структуры. Подробно описана процедура изготовления контактов к этим объектам с приведением параметров для плазмохимии и напыления металлов. Результаты измерения транспортных свойств образцов при различных температурах демонстрируют эффект поля, но ряд особенностей – сильное смещение по затвору точки нейтральности заряда, большое сопротивление вдали от точки нейтральности заряда, малая подвижность носителей заряда – свидетельствуют о низком качестве полученных образцов. Тем не менее, одна из изготовленных систем оказалась хорошего качества: максимальная подвижность оценена в 15000 см²/(В∙с), магнитополевые зависимости демонстрируют стандартную для качественного графена картину квантового эффекта Холла. Изображения исследованных систем, полученные с помощью электронного микроскопа, неожиданно выявили большое количество загрязнений на поверхности чешуек, с которыми мы связываем соответствующее качество наших образцов. Приведены предварительные результаты очистки чешуек химическими соединениями и температурной обработкой.

Показано, что при одновременном воздействии на МОП-структуру (МОП – металл–оксид–полупроводник) радиационных излучений и сильнополевой инжекции электронов часть радиационно-индуцированного положительного заряда может стираться при взаимодействии с инжектированными электронами, и плотность поверхностных состояний может увеличиваться. Эти явления необходимо учитывать при эксплуатации МОП-сенсоров радиационных излучений в режимах сильнополевой инжекции заряда. Проанализированы режимы сильнополевой инжекции, используемые для послерадиационного стирания положительного заряда в МОП-сенсорах. Установлено, что для аннигиляции одной дырки (радиационно-индуцированного положительного заряда) необходимо инжектировать в подзатворный диэлектрик (0.5–2) × 10⁴ электронов, величина электрического поля практически не влияет на процесс стирания радиационно-индуцированного заряда.