Физика. Рубрика в журнале - Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика
Статья научная
Гетероциклические полициклические соединения, содержащие атомы кислорода и азота, являются перспективными материалами для молекулярной электроники. Обширная область применения таких соединений требует информацию об электронной структуре, в частности, энергии сродства к электрону, которое, наряду с потенциалами ионизации, определяет процессы транспорта электронов, дно и потолок запрещенной зоны, энергию квазиуровня Ферми и работу выхода. Для гетероциклических молекулярных полупроводников (ГМП), содержащих атомы азота и кислорода, установлена связь между сродством к электрону и интегральными автокорреляционными характеристиками оптического спектра в УФ и видимой области на основе представлений спектров поглощения как совокупности возбуждённых электронных состояний в сильно коррелированной электронной системе. Спектры поглощения молекул регистрировались в оптически прозрачных средах на спектрофотометре СФ-2000 с шагом 1 нм. Показано, что в рядах гетероциклических молекулярных сред с ростом интегральной автокорреляционной характеристики спектра сродство к электрону возрастает по квазилинейному закону. Особенностью электронной структуры гетероциклических соединений, содержащих атомы кислорода и азота, являются эффекты сильного обменного и кулоновского корреляционного взаимодействий электронов. Результаты подтверждены данными экспериментов по регистрации спектров оптического поглощения растворов ГМП в диапазоне 200-600 нм, а также квантово-химическими расчетами с применением методов Хартри-Фока. Полученные результаты обоснованы статистической обработкой данных методами наименьших квадратов и математической статистики. На основе установленных закономерностей разработан метод определения сродства к электрону ГМП. Разработан метод, который позволяет оценить сродство к электрону по спектрам оптического поглощения в УФ и видимой области.
Бесплатно
Особенности захвата комет галлеевского типа с почти параболических орбит
Статья научная
Исследуется происхождение комет галлеевского типа в результате захвата с почти параболических орбит. Рассмотрено два возможных механизма захвата. Первый механизм заключается в том, что в результате совместного влияния Галактики и Юпитера комете на почти параболической орбите необходимо совершить около 500 оборотов вокруг Солнца для захвата орбиты галлеевского типа. При втором механизме захвата в результате многократных тесных сближений кометы с планетами-гигантами происходит постепенное медленное подтягивание орбиты кометы к орбитам планет земной группы. Этот процесс протекает очень медленно и комете необходимо совершить около 12 500 оборотов вокруг Солнца прежде, чем она будет захвачена на орбиту, соответствующую галлеевской.
Бесплатно
Особенности нанодвойниковых структур в сплавах Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25
Статья научная
Представлены результаты расчетов фазовой стабильности и структурных свойств двойниковых структур сплавов Гейслера Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25. Рассмотрены структуры со случайным и периодичным расположением избыточных атомов Mn в подрешетке In. Показано, что композиции Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25 с периодами модуляции 2-5 и 3-3 соответственно являются стабильными относительно всех двойниковых структур. Распределение избыточных атомов Mn не влияет на структурные характеристики рассматриваемых концентраций. Нанодвойниковые структуры сплавов Ni2Mn1,5In0,5 и Ni2Mn1,75In0,25 обладают схожими параметрами кристаллической решетки. С увеличением концентрации Mn наблюдается повышение стабильности исследуемых структур по отношению к распаду на составляющие стабильные компоненты.
Бесплатно
Статья научная
Проведен анализ результатов спектроскопии диффузионного отражения и дифференциального сканирующего калориметрического анализа образцов NiO в нанокристаллическом состоянии. Образцы получены прокаливанием продуктов термолиза NiCO3 в температурном интервале (380 °С t
Бесплатно
Особенности спектров электронной эмиссии продуктов радиационной карбонизации поливинилиденфторида
Статья научная
Рассматриваются параметры формы спектров электронной эмиссии продуктов радиационной карбонизации поливинилиденфторида (ПВДФ), синтезированных воздействием AlKα фотонов и ионов аргона. Полученные данные свидетельствуют о существенном влиянии способа карбонизирующего воздействия на характер упорядочения атомов углерода в модифицированном наноразмерном слое поверхности полимера.
Бесплатно
Особенности строения многослоевых углеродных нанотрубок
Статья научная
Методом рамановской спектроскопии исследованы образцы углеродных нанотрубок различной степени дефектности. Обнаружено влияние дефектности образцов на интенсивность спектральных линий дефектной зоны. Предложена методика, позволяющая оценить степень дефектности образцов на основании статистического анализа совокупности рамановских спектров в области волновых чисел 1000-4000 см -1.
Бесплатно
Статья научная
Знание механизмов зарождения, роста и дальнейшего развития наночастиц важно для оптимизации методов их производства. Большинство методов производства наночастиц подразумевает самосборку из жидкой или газообразной фазы. Начальный этап гомогенной нуклеации из атомарного пара в значительной степени определяет конечное распределение частиц по размерам, что обусловливает актуальность его исследования. В данной работе проведен статистический анализ результатов молекулярно-динамического моделирования нуклеации паров металла (Cu) в атмосфере инертного газа (Ar). Рассмотрены особенности начальной стадии нуклеации с целью оценки вероятности роста двухатомных молекул (Cu2) в пересыщенной неравновесной среде. Показано, что в результате столкновения двух атомов металла может образоваться неустойчивый димер, время существования которого сравнимо со временем между соударениями атомов металла. По результатам статистического анализа оценена дифференциальная вероятность образования долгоживущего неустойчивого димера в двухчастичных взаимодействиях в зависимости от значения энергии сталкивающихся частиц в системе их центра масс. Интегрирование дифференциальной вероятности по всем энергиям с учетом теоретического распределения атомов меди по энергии при заданной температуре позволило получить интегральную оценку вероятности образования долгоживущего димера в столкновении Cu-Cu. Обнаружилось, что при увеличении температуры в диапазоне 300-1500 К вероятность образования уменьшается от 0,86 % до 0,16 %.
Бесплатно
Оценка механических свойств нанотрубок по данным квантовохимических расчетов
Краткое сообщение
Механические свойства углеродных нанотрубок оценены с помощью квантовохимических расчетов из первых принципов и полуэмпирических. Рассмотрено влияние дефектов типа 5-7-7-5 на структуру и свойства нанотрубок. Дана сравнительная оценка вычислительной эффективности первопринципных и полуэмпирических методов для расчета углеродных наноструктур с числом частиц ~102.
Бесплатно
Статья научная
В связи с развитием предложенного ранее способа определения параметров формы испаряющейся капли рассмотрены методы обработки интерференционной картины, возникающей при наложении плоского волнового поля и сферического поля, сформированного вершиной лежащей капли. Целью этих методов является повышение точности и надежности оценок параметров оптической схемы, ответственных за определение радиуса кривизны капли в ее вершине. Предложен метод обработки картины, оперирующий со всей информацией, представленной на цифровой копии интерферограммы, и показано его преимущество в сравнении с локальными методами, оперирующими только с частью такой информации.
Бесплатно
Оценка параметров крупнозернистой модели липидов квантово-химическими методами
Статья научная
Рассматривается крупнозернистая модель липидного бислоя, в которой параметры интрамолекулярных потенциалов огрубленной молекулы ди-пальмитоилфосфатидилхолина (ДПФХ) определяются подгонкой под ее механические свойства, оцененные с помощью квантово-химических расчетов из первых принципов. Найденные с помощью предложенной модели физико-химические свойства бислоя хорошо согласуются с опытными данными.
Бесплатно
Параллельные алгоритмы при выборе оптимальных условий в вискозиметрии металлических расплавов
Статья научная
Выполнено приложение параллельных алгоритмов к процедурам оценки линейных и нелинейных свойств жидкостей крутильным вискозиметром и отмечены особенности их оптимизации. Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант № 07-02-96016_Урал).
Бесплатно
Параметры импульсов рэлеевских волн, возбуждаемых лазерным импульсом в ферромагнитном металле
Краткое сообщение
Проведены эксперименты по определению параметров ультразвуковых импульсов, возбуждаемых лазерным излучением в железоникелевом сплаве инварного состава 32НКД. Зафиксирован нелинейный рост амплитуды акустических импульсов при увеличении энергии возбуждающих оптических импульсов и различное относительное изменение амплитуды с температурой при различных значениях энергии оптических импульсов, что качественно согласуется с данными расчета, основанными на реальной температурной зависимости коэффициента теплового расширения образца.
Бесплатно
Параметры магнитного обменного взаимодействия и температура Кюри в сплаве Fe75Ga25
Статья научная
Для кристаллических структур D03 и L12 сплава Fe75Ga25 в рамках теории функционала плотности рассчитаны параметры магнитного обменного взаимодействия Jij с помощью гамильтониана, построенного на основе базиса функций Ванье. Наибольшее ферромагнитное взаимодействие в первой координационной сфере в фазе L12 составляет 18 мэВ, что на 3 мэВ меньше по сравнению с результатами, полученными с помощью метода функций Грина Корринга-Кона-Ростокера. В фазе D03 наибольшее ферромагнитное взаимодействие в первой координационной сфере наблюдается между атомами разных подрешеток Fe. Разница с результатами, полученными ранее с помощью метода Корринга-Кона-Ростокера составляет ≈ 10 мэВ. В результате моделирования Монте-Карло с использованием полученных значений параметров магнитного обмена оценены температуры Кюри. Для структуры L12 температура Кюри составляет 1007 К, что сопоставимо с экспериментальными данными. Температура Кюри для структуры D03 составляет 517 К, что ниже экспериментального значения на 200 К.
Бесплатно
Первопринципное моделирование электронной структуры ПВДФ и продуктов его дегидрофторирования
Краткое сообщение
В работе исследуется модификация электронной структуры поливинилиденфторида (ПВДФ) в процессе дегидрофторирования. Из первых принципов рассчитаны полная плотность состояний и парциальные плотности состояний фтора и углерода, определена ширина запрещенной зоны исследуемых молекул. Показано согласие результатов расчетов с имеющимися экспериментальными данными.
Бесплатно
Статья научная
Методами первопринципного компьютерного моделирования рассчитаны концентрационные зависимости магнитных моментов на атомах компонентов и энергии смешения ГЦК и ОЦК твердых растворов замещения марганца, хрома и никеля в железе. Установлено, что энергии смешения в α- и γ- растворах имеют не только разную величину, но и знак. Показано, что для α-твердых растворов вблизи 10 %Сг и 1,5 % Мn имеется термодинамическая аномалия - изменение концентрационной зависимости энергии смешения.
Бесплатно
Периодичность инфранизкочастотных флуктуации электропроводности металлических плёнок
Краткое сообщение
Проведены измерения инфранизкочастотных флуктуации проводимости металлических плёнок Ag, Си, Со, Bi, AI, Cr, Fe, Ni и SmCo6. Предложен метод выделения и анализа скачков и всплесков проводимости. Анализ показал, что в них проявляется достоверная периодичность с периодами 6-7, 10-13 и 20-24 ч.
Бесплатно
Поверхностные фазы в сплавах на основе железа
Статья научная
Рассмотрены состояния свободной поверхности трехкомпонентных сплавов Fe-C-S по изображениям, полученным с помощью растрового электронного микроскопа. Подтверждена гипотеза о формах поверхностных фаз углерода и железа при комнатных температурах, предложенная в работах по изучению термической десорбции исследуемых сплавов в твердом и жидком состояниях.
Бесплатно
Поляризационные эффекты при отражении света от границы одноосного кристалла
Статья научная
Получены и исследованы граничные условия для плоских электромагнитных волн на границе раздела изотропной среды с одноосным кристаллом. Получены элементы матрицы отражения, связывающей компоненты электрического поля в отраженной волне с компонентами электрического поля в падающей волне. Показана возможность сохранения поляризации при отражении от границы с анизотропной средой. Получены условия сохранения векторов Джонса при отражении от поверхности одноосного кристалла. Исследована возможность существования эффекта Брюстера на границе с такой анизотропной средой. Брюстеровские поляризации оказываются близкими к p-поляризациям с небольшой примесью s-поляризации.
Бесплатно
Постоянная холла в тонких пленках ГЦК металлов
Статья научная
Экспериментально исследован эффект Холла в тонкопленочных образцах ГЦК металлов, полученных методом термовакуумного напыления через маску на поликоровых подложках. Обнаружено расхождение постоянной Холла с расчетными из модели свободных электронов в пленках серебра.
Бесплатно
