Статьи журнала - Научное приборостроение
Все статьи: 1351
Статья научная
Перечислены задачи, решаемые медианной фильтрацией при измерении размеров локальных биологических объектов изображения, малых по сравнению с полным размером кадра. Определены искажения изображения объекта, вносимые медианным фильтром. Предложен способ корректировки измеренного размера объекта после медианной фильтрации изображения. Приведен пример экспериментального определения размера гранулацита (клетки крови) по его микроскопическому изображению, который свидетельствует, что медианная фильтрация является удобным и надежным инструментом при цифровой обработке изображений в процессе измерения параметров локальных объектов.
Бесплатно
Исследование зависимости ИК-спектра магнитной жидкости от индукции внешнего магнитного поля
Статья научная
Коллоидный раствор ферромагнитных наночастиц магнетита, находящийся в магнитном поле, имеет колебательно-вращательный ИК-спектр поглощения. Энергия колебательных уровней не зависит от индукции внешнего магнитного поля, а энергия вращательных уровней от нее линейно зависит. Эффект можно объяснить переориентацией под действием фотонов магнитных моментов наночастиц в магнитном поле.
Бесплатно
Статья научная
В работе экспериментально исследована зависимость константы Кюри суспензии наночастиц магнетита от индукции магнитного поля. Константа Кюри определялась по значениям индукции и напряженности магнитного поля внутри суспензии измеряемым методом ЯМР. Полученное уменьшение константы Кюри с ростом индукции магнитного поля объяснено разбросом размеров наночастиц. В предположении равномерной функции распределения наночастиц по объемам получено удовлетворительное соответствие теоретической и экспериментальной зависимостей константы Кюри от магнитной индукции
Бесплатно
Статья научная
Распространенной технологией формирования микроструктур при изготовлении микрофлюидных чипов является метод "мягкой" литографии в полидиметилсилоксане. Для некоторых приложений этот материал должен быть впоследствии обработан физико-химическими или химическими методами с целью придания требуемых свойств, в частности - гидрофильных. При этом важной задачей является сохранение стабильности полученных свойств во времени и/или обеспечение возможности восстановления этих свойств. В статье приведены результаты исследований изменения свойств смачивания каналов микрофлюидного чипа и пластин из полидиметилсилоксана от времени хранения после плазменной обработки. Повторная обработка микрофлюидного чипа в кислородной плазме приводит к восстановлению гидрофильных свойств в каналах. Определение угла смачивания непосредственно в канале микрочипа позволяет оценивать эффективность обработки или модификации внутренней рабочей поверхности.
Бесплатно
Статья научная
В настоящей работе освещены методы голографической интерферометрии, которые являются высокоинформативным и высокоточным инструментом получения данных. Показана востребованность и актуальность применения интерферометра сдвига для измерения возмущенного объекта. Проведен анализ влияния перекрестной интерференции на точность измерений, а именно: для расстройки, не превышающей 2 мкм, ошибка измерений в режиме определения относительной величины вектора смещения не превышает 0.015 рад, что составляет 0.002 доли интерференционной полосы, а также при дополнительном смещении ~10 мкм максимальная ошибка не превышает 0.001 доли интерференционной полосы. Получено уравнение интерференции для интерферометра сдвига, где видно, что для случая вращения пластины относительно оси Х2 график зависимости разности фаз и производной от угла α у носит существенно нелинейный характер, что приводит к деформации интерференционного поля и погрешности считывания информации. Впервые исследованы границы применимости интерферометра и даны верхняя граница диапазона измерений величины вектора смещения, равная 1.5 мм, и нижняя граница определяемого смещения - 0.01 мкм.
Бесплатно
Краткое сообщение
Наблюдалось резонансное поглощение энергии инфракрасного излучения магнитной жидкостью, содержащей однодоменные наночастицы магнетита, при помещении ее в магнитное поле. Высказано предположение, что поглощение энергии излучения вызвано вынужденной переориентацией магнитных моментов однодоменных наночастиц в магнитном поле.
Бесплатно
Статья научная
На основе кластерной решеточной модели изучена поверхность поперечных срезов монолитных сорбентов в кварцевых микроколонках для капиллярной электрохроматографии, полученных полимеризацией метакрилатных мономеров в растворе под воздействием ускоренных электронов. Показано, что распределение по размерам и плотность упаковки микроглобул на поверхности срезов зависят от состава смеси мономеров и содержания порогенных растворителей. При пороговой степени заполнения поверхности среза глобулами формируется фрактальный кластер, функция радиального распределения плотности g ( R ) которого падает с ростом радиуса масштаба R по степенному закону. Бесконечный кластер пор с конечной вероятностью протекания инжектированной жидкости по связанным между собой свободным узлам или перколирующим порам монолитного сорбента формируется вблизи пороговой степени заполнения поверхности поперечного среза микроглобулами.
Бесплатно
Краткое сообщение
Создание неразъемного соединения пластин из ПММА с ПДМС Sylgard-184 и силастиком Т-4 для герметизации микрофлюидных устройств возможно с использованием химии силанов. В работе показано, что при использовании Т-4 достаточно силанизировать лишь ПММА, в то время как для Sylgard-184 необходимо обработать обе пластины. Устойчивость соединенных деталей проверена при циклическом (45 циклов) изменении температур от 60 до 95 °С. Экспериментально продемонстрировано, что Т-4 не ингибирует ПЦР и может быть применен при создании аналитических устройств для методов молекулярной диагностики.
Бесплатно
Исследование методом ЯМР выполнения закона кюри в золях парамагнитных наночастиц
Краткое сообщение
Методом ЯМР исследовалась температурная зависимость магнитной восприимчивости аквазоля наночастиц магнетита на начальном участке кривой намагничивания. Показано, что она адекватна закону Кюри.
Бесплатно
Статья научная
Предложен способ измерения напряженностей локального и среднего магнитных полей внутри дисперсии магнитных наночастиц. Показано, что при изменении структуры, происходящем в дисперсии под действием внешнего магнитного поля, обе напряженности синхронно увеличиваются, а разность между ними не меняется. Предложены две гипотезы, объясняющие это явление.
Бесплатно
Статья научная
В статье исследована зависимость намагниченности золя парамагнитых наночастиц от времени с момента его помещения в магнитное поле. Показано, что после быстрого роста намагниченности она начинает медленно уменьшаться. Уменьшение объяснено образованием конгломератов наночастиц с антипараллельной взаимной ориентацией их магнитных моментов. Уменьшение намагниченности наблюдается при условии, что индукция внешнего магнитного поля превышает граничное значение, выше которого энергия магнитного момента наночастицы в магнитном поле становится больше энергии ее теплового движения.
Бесплатно
Статья научная
В результате экспериментального исследования кривых намагничивания двух магнитных жидкостей методом ЯМР было получено, что функция распределения наночастиц по значениям их магнитных моментов Р в диапазоне 4.5·10 -19-19 А·м 2 пропорциональна 1/ Р, т. е. растет при уменьшении Р. Этот результат не противоречит экспериментальным функциям распределения наночастиц по размерам, полученным методом просвечивающей электронной микроскопии при размерах наночастиц, превышающих 9 нм.
Бесплатно
Исследование неоднородного уширения линии ЯМР в дисперсии парамагнитных наночастиц
Статья научная
Исследовались зависимости сдвига и ширины линии ЯМР в водной дисперсии наночастиц магнетита от концентрации С твердой фазы. Получена зависимость от С неоднородной ширины линии в однородном поле.
Бесплатно
Статья научная
С помощью разработанного в Институте аналитического приборостроения РАН приборного комплекса, включающего времяпролетный масс-спектрометр с электрораспылением МХ-5310 и жидкостной хроматограф Милихром А-02, было проведено исследование взаимодействия селена (Se) с элементами биологических систем на примере цистеина (Cys) и глутатиона (GSH). Выявлено образование двух типов продуктов - дисульфидов и Se-дисульфидов и определены условия, позволяющие изменять соотношения концентраций между этими типами продуктов при взаимодействии Se c GSH. Проведено сравнение процессов взаимодействия Se с GSH, Cys, и смеси GSH с Cys, которое выявило конкуренцию за Se у таких сульфгидрильных соединений. Определено также, что в конкурентных условиях не происходит образование Se-дисульфида Cys, но в значительной степени образуется смешанный дисульфид без Se и с Se. Показано, что образование смешанного Se-дисульфида может протекать через замещение GSH на Cys в симметричном Se-дисульфиде GSH. Можно полагать, что именно селективность замещения лежит в основе регуляции физиологических процессов с участием Se и различных тиолов в биологических средах.
Бесплатно
Исследование оптических плоских поверхностей светоделительных пластин средством когерентной оптики
Статья научная
В статье представлена экспериментальная установка для измерения геометрических параметров оптических поверхностей деталей. Показана актуальность работы, т.к. получение высокоточной и достоверной информации о геометрических параметрах поверхностей всегда являлось важной задачей метрологии. В работе приведена оптическая схема интерферометра, а также даны технико-эксплуатационные характеристики экспериментальной установки. Определены объекты и метод исследования. Получены интерферограммы с поверхностей лучевых делителей разных производителей. Проанализированы изображения интерференционных полей и выявлены основные параметры волновых фронтов. Оптические поверхности контролировались экспериментальной установкой с точностью не хуже 0.05 λ. Исследовались отражательные покрытия светоделителей, и получены зависимости коэффициента отражения по координатам x и y. Сравнительный анализ выявил предпочтительный вариант для современных автоматизированных интерферометров.
Бесплатно
Исследование оптического щупа с частично когерентным источником излучения
Статья научная
В работе проведен анализ работы оптического щупа с частично когерентным источником излучения при исследовании поверхности сложной формы в триггерном режиме. Предложен способ минимизации влияния спекл-модуляции интерференционного сигнала на результат измерений. На основе предложенного способа разработано устройство со сканированием опорного зеркала по периодическому закону. Определены соотношения между основными параметрами устройства, необходимые для достижения положительного эффекта.
Бесплатно
Статья научная
Источник ионов с импульсным тлеющим разрядом установлен на серийный масс-спектрометр МС7303. Исследовано влияние длительности и частоты импульсов напряжения на выходной ток ионов образца. Показано, что условия разряда различным образом влияют на выходные интенсивности ионов различного происхождения. При условиях разряда, оптимальных для образования ионов образца, уменьшается интенсивность ионов аргона и органических фрагментов; это обстоятельство позволяет снизить влияние спектральных наложений и облегчить интерпретацию масс-спектра, что особенно важно на приборах с низким разрешением. Полученные масс-спектры свидетельствуют о возможности достижения на масс-спектрометре МС7303 с источником ионов с импульсным тлеющим разрядом пределов обнаружения микропримесей на уровне 10 ррm при разрешающей способности порядка 1-1.5 М на уровне 50 % высоты пика, что является достаточным для проведения стандартного элементного анализа твердых образцов. Диапазон массовых чисел масс-спектрометра - от 1 до 500 - вполне достаточен для задач элементного анализа. Показано, что стабильность давления аргона в разрядной камере определяющим образом влияет на стабильность условий разряда и воспроизводимость результатов анализа. Для обеспечения стабильности выходного тока на уровне 3 % необходима стабильность давления на уровне до 0.1 %.
Бесплатно
Статья научная
В работе проведен анализ особенностей обратной задачи эллипсометрии, проявляющихся при определении полного набора параметров отражающей системы со сверхтонкой поверхностной пленкой. Разработан способ решения обратной задачи: изложен подход к решению, представляющий собой последовательное прохождение двух этапов. Для каждого этапа сформулирован свой критерий выбора оптимальных значений соответствующих параметров. На первом этапе определяются оптимальные значения параметров подложки, а также значения параметров пленки, соответствующие точке абсолютного минимума функционала обратной задачи. Для случая сверхмалых толщин пленки эти значения из-за экспериментальных ошибок и неточностей в выборе модели исследуемого объекта существенно отличаются от истинных значений параметров пленки. Второй этап является очевидным следствием первого и представляет собой реализацию подхода, изложенного в предыдущей работе [1]. На данном этапе при решении обратной задачи задаются определенные на предыдущем этапе оптимальные значения параметров подложки и с помощью предложенного в работе [1] критерия отбора находятся оптимальные значения параметров пленки. Изложенный подход к решению математически некорректной обратной задачи успешно опробован в численном эксперименте для разных вариантов экспериментальных ошибок. В работе рассмотрено также влияние нарушенного слоя на поверхности подложки.
Бесплатно
Статья научная
Рассмотрены два способа решения математически некорректной обратной задачи эллипсометрии относительно всех параметров отражающего объекта типа "прозрачная сверхтонкая поверхностная пленка на полупроводниковой подложке". Один из них предложен в нашей предыдущей работе и представляет собой последовательное прохождение двух этапов. На первом этапе определяются оптимальные значения параметров подложки, а на втором - поверхностной пленки. Для каждого этапа устанавливается свой критерий выбора оптимальных значений соответствующих параметров. Однако проведенный анализ показал недостаточность такого подхода. Более естественным и последовательным является второй способ решения задачи, при котором подложка и пленка самосогласованным образом участвуют в реализации соответствующей процедуры. В этом случае решение относительно всех параметров отражающей системы достигается одновременно. Конкретная реализация такого подхода, по сути, представляет собой метод последовательных приближений, на каждом шаге которого используется критерий отбора оптимальных значений параметров сверхтонкой пленки при фиксированных значениях оптических параметров подложки. Можно сказать, что каждый шаг данного метода - это, фактически, те два этапа в решении обратной задачи по первому способу.
Бесплатно
Статья научная
Работа посвящена дальнейшему развитию метода последовательных приближений в решении математически некорректной обратной задачи эллипсометрии для полупроводников со сверхтонкими окисными пленками. Основной целью здесь является разработка дополнительной процедуры, обеспечивающей выбор однозначного решения. Речь идет о процедуре, направляющей процесс сходимости к оптимальным значениям параметров, наиболее приближенным к их точным значениям. Это уточнение к методу сделано на основе реального эксперимента. Для этого использованы измерения, проведенные на образце арсенида галлия в нескольких точках образца. При этом получена важная информация, касающаяся неоднородности подобных образцов вдоль поверхности и связанная с характером обработки образцов. Подвергнут сомнению способ сертификации поверхности полупроводников по определенным признакам, не затрагивающим наличия выраженного нарушенного слоя.
Бесплатно
