Научные результаты

Введите год

И.В. Леонов

В работе приведены результаты расчетов электронной структуры, поверхности Ферми, магнитных и решеточных свойств структурных фаз Раддлесдена-Поппера Lan+1NinO3n+1 с n=2 и 3. Показано, что в нормальном состоянии в данных системах происходит орбитально-селективная локализация Ni 3d электронов с существенной перенормировкой Ni 3z2-r2 состояний, m*/m~3 (n=2) и 2.5 (n=3). При этом, перенормировка Ni x2-y2 состояний существенно слабее, ~2.3 и 2.1, соответственно. Результаты расчетов k-разрешенных спектральных функций свидетельствуют о формировании фазы плохого металла, с существенной некогерентностью Ni 3z2-r2 состояний. Результаты для спиновой восприимчивости c(q) свидетельствует о неустойчивости нормального состояния по отношению к формированию волн спиновой и/или зарядовой плотности. В согласии с данным результатом, прямой численный расчет в рамках DFT+DMFT La3Ni2O7 (n=2) для атмосферного давления дает состояние со сдвоенной волной спиновой и зарядовой плотности с вектором q=(1/4,1/4). Полученное решение сопровождается кооперативным искажением решетки по-типу «дыхательной моды», с чередованием Ni2+ и Ni3+ ионов в высоко- и низкоспиновом состоянии, соответственно. При этом, реализуется сайт-селективное диэлектрическое состояние Мотта с сильной локализацией Ni 3d электронов. Сделан вывод о спин-флуктуационной природе спаривания в сверхпроводящей фазе никелатов под давлением.

И.С. Жидков, А.И. Кухаренко, Э.З. Курмаев, В.В. Озерова, Н.А. Емельянов, П.А. Трошин

Методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано влияние изменения размерности А-катиона в АВХ3 перовскитах (MAPbI3, FAPbI3, Cs0.12FA0.88PbI3 и Cs0.1MA0.15FA0.75PbI3) на фотохимическую стабильность путем частичного его замещения модификатором (OctI2) с двумя пиридильными группами и двумя катионными центрами в молекулярном каркасе. В случае модифицированных перовскитов наблюдалось значительное подавление нежелательной фотоиндуцированной рекристаллизация перовскитов. Установлено, что введение двухвалентных катионов октенидиния пассивирует поверхностные дефекты в исходных перовскитах, и повышает их фотохимическую устойчивость. Показано, что частичное замещение А-катиона OctI2-модификатором приводит к повышению фотохимической стабильности гибридных перовскитов при облучении видимым светом до 20000 часов, что фиксируется в рентгеновских фотоэлектронных N 1s, Pb 4f и I 3d-спектрах (Рис. 1).

Т.Б. Чарикова, Н.Г. Шелушинина, В.Н. Неверов, М.Р. Попов, Д.И. Девятериков, А.А. Иванов

Исследованы вольт-амперные характеристики (ВАХ) на эпитаксиальных пленках Nd2-xCexCuO4 /SrTiO3 с оптимальным легированием (x = 0.145, 0.15). Установлено, что ВАХ демонстрируют несколько резистивных ветвей, которые соответствуют резистивным состояниям отдельных джозефсоновских переходов. Результаты подтверждают идею о туннельном механизме проводимости между слоями CuO2 (переход сверхпроводник - изолятор – сверхпроводник (SIS)) для исследуемого соединения Nd2-xCexCuO4. Вольт-амперная характеристика этого соединения с x = 0.15 указывает на немонотонный характер параметра порядка d-волновой или анизотропной s-волновой симметрии, связанный с сосуществованием сверхпроводимости и антиферромагнитных флуктуаций.

Ю.С. Коробов, В.В. Астафьев, И.Г. Бродова, А.О. Окулов, М. Антонов, С.Х. Эстемирова

Проведены испытания на газоабразивное изнашивание алюминиевого сплава AlSi7Mg0,3, покрытий на этом сплаве, из WC-10Co-4Cr, Cr3C2-25NiCr и стали 180Х27Н17М4, полученных сверхзвуковым газовоздушным напылением, и проанализированы их результаты. Показано, что относительная износостойкость покрытий WC-10Co-4Cr выше, чем у альтернатив в 2-14 раз, и увеличивается при воздействии более твердых абразивов. Покрытия толщиной менее 100 мкм растрескиваются из-за проминания на пластичной Al подложке. При напылении в приповерхностном слое подложки, толщиной 20-40 мкм, формируется модифицированная эвтектика на основе сферических частиц кремния, что увеличивает твёрдость и прочность этого слоя. В приповерхностном слое металлокерамических покрытий наблюдается ~20 % снижение твердости относительно верхних слоев. Такое сочетание свойств на границе покрытие-подложка способствует повышению работоспособности износостойких покрытий на Al подложке, рис. 1. Результаты востребованы в авиационной, транспортной технике и машиностроении для упрочнения деталей из алюминиевых сплавов, подверженных газоабразивному износу.

К.А. Козлов, В.А. Шабашов, Н.В. Катаева, В.В. Сагарадзе, В.П. Пилюгин, А.Е. Заматовский

В исследованиях по созданию термо- и радиационно стойких материалов привлекаются данные по влиянию на структуру сверхвысоких деформаций. Методами зондовой мессбауэровской спектроскопии на ядрах 57Fe и электронной микроскопии исследовано динамическое деформационное старение при механическом синтезе 238U с 57Fe. Установлено, что в результате сдвига под давлением во вращающихся наковальнях Бриджмена при комнатной температуре образцов (типа «сэндвич») металлических урана и железа формируются интерметаллические соединения U6Fe, UFe2 и «прекурсор» в виде дефектных интерметаллических фаз UFe2(D), UFe3(D) и механической смеси Fe(D) и U(D), см. рис. 1. Образующиеся после деформации фазы имеют сверхтонкие параметры аналогичные полученным при скоростной закалке расплавов U–Fe близкого состава, что подтверждает общность вакансионных механизмов превращения при сверхвысокой пластической деформации и скоростной закалке. Наблюдаемые фазовые переходы являются следствием большой плотности подвижных точечных дефектов. Полученный результат согласуется с данными по увеличению термической стабильности урана, легированного железом.

Е.Ф. Таланцев, В.В. Чистяков

Сверхсжатые гидриды (открытые группой Еремеца 10 лет назад (10.1038/nature14964)) и сверхсжатые никелаты (сверхпроводимость в которых была предсказана Анисимовым в 1999 г. (10.1103/PhysRevB.59.7901)) обладают рекордными температурами перехода в сверхпроводящее состояние и являются одновременно материалами с полностью неизвестной атомной структурой, поскольку ни один из существующих методов микроскопии с субмикронным разрешением не может быть применен для образцов, сверхсжатых в алмазных наковальнях. В данной работе, мы впервые в мировой литературе определили основные микроскопические структурные параметры сверхсжатых материалов, а именно степень деформации, ε, и средний размер нанокристаллитов. D. Величины D и ε определялись из рентгеновских Лауэграмм методом Уильямсона-Холла. В качестве объектов исследования были выбраны гидридный сверхпроводник La4H23 (Тс = 80 K, P = 95 ГПа) и никелатный сверхпроводник La3Ni2O7−δ (Тс = 60 K, P = 22 ГПа). Мы обнаружили, что зависимость ε(P) в La3Ni2O7−δ имеет трехкупольную форму в диапазоне давлений 1.6 ГПа ≤ P ≤ 41.2 ГПа. Мы также определили температуры Дебая, ΘD, для La4H23 и La3Ni2O7−δ.

А.Ю. Волков, О.С. Новикова, Д.А. Комкова, Е.Ф. Таланцев, Е.Г. Волкова, Н.А. Кругликов, П.О. Подгорбунская, А.А. Гаврилова

Проведено исследование эволюции структуры и формирования свойств в ходе фазового превращения беспорядок→порядок в нестехиометрическом сплаве Cu-56Au (ат.%) в интервале температур 250-375°С (с шагом 25°). Построены зависимости доли упорядоченной фазы, прочностных свойств и удельного электросопротивления от продолжительности отжига образцов, исходное разупорядоченное состояние в которых достигалось закалкой от 600°С или предварительной деформацией на 75%. Уточнены температурные интервалы образования упорядоченных CuAuI и CuAuII фаз, а также двухфазных состояний (CuAuI+CuAuII) и (CuAuII+A1). Для оценки соотношения фаз проведена математическая обработка рентгеновских пиков. Показано, что отжиг деформированного сплава при температуре 250°С приводит к аномальному росту микротвердости и прочности (выдержка в течение 12-24 часов повышает предел текучести до 1 ГПа) с одновременным снижением удельного электросопротивления. Обнаруженное явление объяснено с точки зрения замедления рекристаллизации в упорядоченном сплаве, что подтверждено высокой плотностью дислокаций в отожженных образцах.

А.В. Телегин, Ю.П. Сухоруков, И.Д. Лобов, С.В. Наумов, С.С. Дубинин, А.П. Носов

Магнитооптические (МО) эффекты Фарадея и Керра исследованы в синтезированных сверхтонких (менее 50 нм) магнитных пленках на основе железоиттриевого граната (ЖИГ) и в диэлектрических подложках в видимой области спектра. Впервые проведена оценка толщин магнито-мертвого и магнито-пассивного слоев в пленках и изучены особенности эффектов, связанные с вкладом отраженного света и МО свойствами подложек. Показано, что спектральные зависимости и величины эффектов Фарадея и Керра в наноразмерных пленках соответствуют эффектам для объёмного ЖИГ (Рис.1), что демонстрирует высокое качество полученных пленок и их перспективность для оптоэлектроники.

А.Б. Владимиров, С.А. Плотников, Е.А. Кравцов

Ужесточение требований к точности размеров обрабатываемых деталей и качеству их поверхности, использование материалов с повышенными физико-механическими свойствами при одновременном росте производительности процессов в промышленности делает актуальной проблему повышения стойкости режущего инструмента. Вместо традиционного монослойного покрытия предложено использовать многослойное нанокомпозитное износостойкое покрытие, осажденное на рабочую часть режущего инструмента, содержащее чередующиеся слои алмазоподобного углерода и нитрида титана и алюминия с содержанием не более 40 ат.% каждого металла. Многослойные покрытия более износостойкие, т.к. блокировка распространения трещин на границах слоев приводит к иному механизму изнашивания по сравнению с монопокрытиями. Инструменты с многослойным покрытием были отданы на испытания в условиях реального производства на различные промышленные предприятия, при их использовании наблюдалось увеличение стойкости концевых фрез от 6 до 10 раз.

А.В. Скрипов, О.А. Бабанова, Р.В. Скорюнов, А.В. Солонинин, Y. Sadikin

Методом ядерного магнитного резонанса исследовано реориентационное движение анионов и диффузия катионов в ионном проводнике Na3(BH4)(B12H12) со смешанными анионами. Обнаружены два реориентационных процесса, которые невозможно наблюдать с помощью дифракционных методов. Более быстрый процесс, характеризуемый энергией активации 159 мэВ, связан с реориентациями тетраэдрических анионов ВН4. Другой процесс с энергией активации 319 мэВ соответствует реориентациям икосаэдрических анионов В12Н122−. Найдено, что частота диффузионных перескоков катионов Na+ достигает 104 с-1 при 300 K и 8 × 108 с-1 при 530 K. Сравнение частот перескоков с данными по ионной проводимости указывает на коррелированный механизм диффузии ионов натрия. Полученные результаты важны для создания новых твердых электролитов для перспективных электрохимических источников тока.

Страницы