Научные результаты

Введите год
Сингулярности ван Хова кубических решеток как причина сильных аномалий термодинамических свойств

П.А. Игошев, В.Ю. Ирхин

Для электронного спектра кубических решеток в приближении сильной связи (при учете ближайших и следующих за ближайших соседей) исследованы сингулярности ван Хова плотности электронных состояний, а для ПК и ОЦК решеток впервые получены точные формулы для плотности электронных состояний для произвольных значений параметров переноса. Показано, что при особых значениях параметров переноса возникают топологические переходы изоэнегетических поверхностей (переходы И.М. Лифшица) и гигантские (степенные) сингулярности ван Хова, происходящие от линий и поверхностей ван Хова, которые приводят к сильным аномалиям температурных зависимостей термодинамических свойств (электронная теплоемкость, магнитная восприимчивость, термоЭДС); это может приводить и к изменению типа перехода металл-изолятор в рамках сценария Слэтера.
Теория орбитально-селективного поведения в низкоразмерных магнетиках

С.В. Стрельцов, А.И. Потеряев, А. Ревелли, М.М. Сала, Г. Монако, П. Беккер, Л. Бохаты, М. Херманс, Т.С. Кёте, Т. Фройлих, П. Варцановский, Д.И. Хомский, Т. Лоренц, П.Х.М. ван Лусдрехт, М. Харланд, А.И. Лихтенштейн, Й. ван ден Бринк, М. Грюнингер

Показано, что сильные межцентровые эффекты, характерные для соединений 4d и 5d металлов, могут качественно изменять физические свойства низкоразмерных магнитных систем и приводить к появлению орбитально-селективного поведения. В этом случае часть электронов участвует в формировании молекулярных орбиталей и является неактивной в магнитном отношении. Другие электроны становятся независимыми от них и могут иметь локальный магнитный момент. В результате возможно появление ступенек на полевой зависимости намагниченности от поля, что может быть использовано в квантовых вычислениях. Особенно впечатляющими эти эффекты оказываются в случае с нецелым числом электронов на центр, когда данный механизм приводит к подавлению знаменитого двойного обменного взаимодействия ‒ основного механизма ферромагнетизма в переходных металлах и их соединениях.
Повышение достоверности вихретокового контроля качества пайки токоведущих соединений электрических машин

Л.Х. Коган, А.Н. Сташков, А.П. Ничипурук

Разработаны двухчастотная вихретоковая методика и устройство ДПС-8 (рис. 1) для контроля качества пайки токоведущих соединений сверхпроводящих электромагнитов. Впервые обеспечена независимость результатов определения степени пропаянности соединений от вариации их сечения, обусловленной несовершенством технологий изготовления и пайки. Усовершенствованный вихретоковый преобразователь (рис. 2) с вырезами в сердечнике П-образного типа можно разместить на контролируемом паяном соединении и возбуждать вихревые токи в двух взаимно перпендикулярных направлениях и, тем самым, проводить контроль качества пайки в недоступных ранее зонах. Новый тип вихретокового преобразователя позволяет повысить достоверность контроля и расширить номенклатуру контролируемых соединений.  
Функциональные покрытия на основе алмазоподобного углерода и композита карбид переходного металла – аморфная матрица

А.П. Рубштейн, А.Б. Владимиров, С.А. Плотников, А.Б. Ринкевич

В ИФМ УрО РАН разработаны перспективные покрытия для модификации поверхности изделий, работающих в экстремальных условиях (повышенные скорости, риск коррозии и эрозии, агрессивная биологическая среда). Высокая износо-, эрозионная и коррозионная стойкость покрытий достигнута путем вариации способа осаждения алмазоподобного углерода и состава металлической мишени (Ti, Cr-Al). Многослойное покрытие с алмазоподобным углеродом на дентальных имплантатах способствует нормальному функционированию окружающей костной ткани, снижает риск их отторжения. Получено разрешение Минздрава на производство имплантатов с разработанным покрытием. Внедрение их в стоматологии уменьшит зависимость от импортных поставок. Лицензионный договор находится на стадии согласования в Роспатенте.  
Износостойкие покрытия на Ni основе для высокотемпературных применений в металлургии

А.В. Макаров, Ю.С. Коробов, Н.Н. Соболева, А.Б. Котельников, А.А. Вопнерук, Н.В. Лежнин, Ю.В. Худорожкова

Установлен и научно обоснован новый эффект формирования в NiCrBSi лазерном покрытии термически стабильных износостойких структур каркасного типа с крупными карбидами и боридами хрома в результате высокотемпературного (1000 – 1050°С) отжига (рисунок). Стабилизирующий отжиг обеспечивает рост износостойкости покрытия в условиях сильного фрикционного нагрева. Выявлена превалирующая роль упрочняющих фаз (по сравнению с ролью металлической матрицы) в сопротивлении NiCrBSi покрытий абразивному изнашиванию и наибольшая эффективность применения композиционных покрытий с крупными карбидами титана и вольфрама. Разработана оригинальная методика испытаний покрытий на кавитационную стойкость. Показаны важные преимущества лазерной наплавки при нанесении Ni-покрытий на медные сплавы.
Сверхслабозатухающие неотражённые спиновые волны в магнитных диэлектриках

В.Д. Бессонов, В.С. Теплов, А.В. Телегин

Спиновые волны (магноны), связанные с переносом углового магнитного момента, являются перспективными для создания миниатюрных устройств обработки данных в ГГц и ТГц диапазонах. В пленках железо-иттриевого граната с различными периодическими искусственными дефектами обнаружен и изучен процесс возникновения неотражённой спиновой волны. Получено, что неотражённая волна распространяется узким волновым пучком вдоль линии дефектов в пленке и далее на расстояния много больше длины свободного пробега простой магнитостатической спиновой волны. Показано, что направления групповой и фазовой скорости неотраженной волны перпендикулярны друг другу, что характерно для краевых мод. Таким образом природа неотраженной волны в магнитных диэлектриках, например, пленках железо-иттриевого граната, связана с чисто волновыми процессами в анизотропных средах. Результаты работы демонстрируют перспективность искусственно-созданных микродефектов для управления фокусировкой и затуханием спиновых волн в магнитных пленках, что является необходимым для создания планарных интегральных схем различных СВЧ-устройств.  
Классификация гидридных сверхпроводников при сверхвысоких давлениях

Е.Ф. Таланцев

Показано [1-3], что все открытые к настоящему времени гидридные сверхпроводники, включая соединения, синтезированные при сверхвысоких давлениях (свыше 150 Гпа), с температурами сверхпроводящего перехода, Tc, вблизи комнатной температуры (PdHx, H3S, LaH10, Th4H15, ThH9, ThH10), являются необычными сверхпроводниками и, вместе с купратами, фуллеренами и соединениями с тяжелыми фермионами, формируют обширный класс нетрадиционных сверхпроводников (Рис. 1). Выявлена роль [2,3] термодинамических флуктуаций амплитуды параметра порядка как основного физического механизма, ограничивающего Tc в гидридных сверхпроводниках H3S, LaH10, ThH9, ThH10, имеющих температуру сверхпроводящего перехода, близкую к комнатной.
Влияние сверхпроводимости на ферромагнетизм в многослойных наноструктурах Nb/Gd

Е.А. Кравцов, В.В. Проглядо, В.В. Устинов, В.Л. Аксенов, В.Д. Жакетов, Ю.В. Никитенко, А.С. Васенко, А.А. Голубов, М.Ю. Купниянов, Yu.N. Khaydukov, G. Kim, T. Keller, B. Keimer

Исследовано влияние сверхпроводимости на намагниченность в сверхрешетках, образованных чередующимися наноразмерными слоями сверхпроводящего Nb и ферромагнитного Gd. Комбинированным применением низкотемпературной магнитометрии и рефлектометрии поляризованных нейтронов установлено, что при переходе системы в сверхпроводящее состояние наблюдается уменьшение намагниченности в слоях Gd, вызванное экранировкой магнитного поля в сверхрешетке Nb/Gd. 
Влияние высокого гидростатического давления на пищевые продукты, мясные полуфабрикаты и семена

А.Ю. Волков, Н.А. Кругликов, А.В. Александров, А.Л. Соколов, В.В. Коткова, А.Г. Быструшкин

Изучено влияние высокого гидростатического давления (до 1 ГПа) на микро-биологические, физико-химические, органолептические и токсикологические свойства различных пищевых продуктов (молоко, майонез и др.) и мясных полуфабрикатов (фарш куриный, ромштекс рубленый и др.), а также на скорость прорастания и урожайность растений, выращенных из барообработанных семян (редис, томаты, солодка и др.). Установлено значительное (в несколько раз) повышение сроков годности мясопродуктов и полуфабрикатов (рис. 1). Выяснено, что барообработка семян томатов повышает урожайность с куста на ~60%; показана возможность борьбы с грибковыми заболеваниями семян. Эксперименты, проведенные в интересах крупных мясокомбинатов и агрохолдингов (АБИ-Продакт, ЭФКО и др.), выявили интерес товаропроизводителей к барообработке как к новому способу физического воздействия, повышающего качество и сроки хранения пищевой продукции без термообработки и использования консервантов. 
Повышение трещиностойкости сварных соединений трубных сталей

Н.А. Терещенко, Т.И. Табатчикова, И.Л. Яковлева, А.Н. Маковецкий, С.В. Шандер

Разработаны оптимальные системы легирования трубных сталей класса прочности К60 для магистральных трубопроводов, работающих в экстремальных условиях. Обеспечен повышенный уровень статической трещиностойкости сварных соединений трубных сталей за счет инновационного подхода к управлению структурным состоянием металла в зоне термического влияния сварного шва. Преимущество мелкокристаллической структуры бейнита игольчатой морфологии доказано при испытаниях образцов сварных соединений с усталостной трещиной на трехточечный изгиб, воспроизводящих реальные условия эксплуатации труб. Совместно с ПАО «ЧТПЗ» в заводских условиях выработаны и внедрены мероприятия, гарантирующие повышенный уровень надежности сварных труб. Данные рекомендации применимы для широкого круга предприятий трубной отрасли.

Страницы