


Том 126, № 2 (2025)
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
Магнитное состояние ванадия в халькогениде V7Se8
Аннотация
Выполнено исследование структурных и магнитных свойств халькогенида V7Se8 с помощью рентгеновской дифрактометрии, измерений намагниченности и спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах 51V. Обнаружено упорядочение вакансий в катионных слоях ванадия с образованием суперструктуры 4С-типа. Оценено значение эффективного магнитного момента ионов ванадия, равное μэфф = 0.35 mВ. Выявлены существенные локальные зарядовые и магнитные неоднородности соединения V7Se8. Из температурных зависимостей магнитного сдвига линии ЯМР 51V и восприимчивости χ(T) в V7Se8 оценена константа сверхтонкого взаимодействия в ионах ванадия. Совместный анализ данных по сдвигам линии ЯМР и скорости спин-решеточной релаксации 51V показал, что 3d-электроны ванадия находятся в коллективизированном состоянии. В то же время с понижением температуры в системе V7Se8 развиваются антиферромагнитные корреляции между магнитными моментами ванадия в соседних слоях.



Распределение спиновой и зарядовой плотности в дихалькогениде VSe2 по данным ЯМР 51V
Аннотация
Выполнено исследование поликристаллического образца VSe2 с использованием методов магнитометрии и спектроскопии ядерного магнитного резонанса (ЯМР) на ядрах 51V. Из обработки спектров ЯМР, зарегистрированных в диапазоне температур от 10 K до 300 K, определены значения компонентов тензоров магнитного сдвига и градиента электрического поля (ГЭП) в месте расположения ядер ванадия. Обнаружено, что валентный вклад в ГЭП противоположно направлен решеточному вкладу. При температурах ниже T0 ≈ 110 K линия ЯМР 51V испытывает значительное неоднородное уширение, что связано с переходом в состояние с волной зарядовой плотности (ВЗП). Из данных об уширении линии ЯМР 51V определены изменения квадрупольной частоты nQ, являющейся характеристикой распределения зарядовой плотности вблизи ядер 51V. Совместный анализ температурных зависимостей сдвига линии ЯМР и магнитной восприимчивости позволил оценить сверхтонкие магнитные поля на ядрах ванадия в VSe2 в состоянии с ВЗП. Получена оценка разности спиновой поляризации различных 3d-орбиталей иона V, которая соответствует плотности электронных состояний с энергией чуть ниже уровня Ферми.



Нетермодинамическая теория среднего поля ансамбля взаимодействующих квантовых объектов
Аннотация
В приближении среднего поля изучены фазовые переходы в открытой системе, состоящей из ансамбля взаимодействующих квантовых подсистем с дискретным спектром. В рассматриваемой модели изменение внутренней симметрии термодинамической системы при фазовом переходе второго рода обусловлено изменением симметрии распределения зарядовой/спиновой плотности внутри каждой квантовой подсистемы. Последнее может быть вызвано как расщеплением одного из нижних вырожденных энергетических уровней, так и закрытием щели между уровнями и возникновением антикроссинга. Влияние внешних параметров (давление, поле, состав и т. д.) приводит к прямому изменению внутренних управляющих параметров: расстояния между уровнями и/или силы взаимодействия между соседними квантовыми подсистемами. В простейшем случае двухуровневых квантовых подсистем в аналитическом виде получены выражения для свободной энергии как функции внутренних управляющих параметров. Определено поведение теплоемкости и восприимчивости для различных областей низкотемпературной фазовой диаграммы, включая область квантовых флуктуаций.



Особенности спектра обменных спиновых волн в планарных композитах FеNi/Dy/FeNi в области температур 4–300 K
Аннотация
Изучен спин-волновой резонанс в магнитном планарном композите FeNi/Dy/FeNi на обменных спиновых волнах с волновым вектором вдоль нормали к поверхности в температурной области 4–290 K. Установлено, что в области 90–290 K наблюдается резонансное поглощение энергии высокочастотного поля на индивидуальных слоях FeNi; связь ферромагнитных слоев проявляется в появлении оптических сателлитов у акустических спин-волновых мод, полевые координаты оптических сателлитов указывают на положительную межслойную связь. В области 4–85 K наблюдается единый спин-волновой спектр планарного нанокомпозита, что позволило для него измерить величины спин-волновой жесткости. Особенности спин-волнового спектра обусловлены модификациями магнитной структуры Dy и изменением с температурой доминирующего взаимодействия РЗМ/ПМ на интерфейсах.



СТРУКТУРА, ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДИФФУЗИЯ
Оценка разупорядочения и определение массовой плотности ионно-модифицированных тонких углеродных пленок методом РФЭС
Аннотация
Тонкие углеродные пленки напыляли на поверхность армко-железа методом магнетронного распыления углеродной мишени в среде рабочего газа Ar+. Затем углеродные пленки подвергали имплантации ионов аргона и азота. Для уточнения содержания различным образом гибридизированных (то есть находящихся в различном химическом состоянии) атомов углерода в осажденном материале применена методика анализа спектров потерь энергии фотоэлектронов. Показано, что сателлитная структура C1s-спектров при совместном анализе с РФЭС остовного уровня С1s подтверждает формирование разупорядоченной структуры углеродной пленки и позволяет определять массовую плотность тонких углеродных пленок.



Влияние температуры азотирования на формирование поверхностных слоев ванадий-титанового сплава Ti–6Al–4V
Аннотация
Методами атомно-силовой микроскопии, рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и рентгеноструктурного анализа исследованы особенности формирования морфологии поверхности, химического и фазового состава приповерхностных и поверхностных слоев при ионно-плазменной обработке сплава Ti–6Al–4V (ВТ6) в плазме тлеющего разряда ионов N+ в зависимости от температуры обработки. Показано, что повышение температуры образцов от 300°С до 700°С в процессе обработки приводит к увеличению параметров шероховатости поверхности Ra и Rz, обусловленному формированием на поверхности сплава нитридов титана Ti2N и TiN. На основании проведенных исследований предполагается, что формирование тонких приповерхностных слоев (~ 20 нм) при обработке в плазме азота без нагрева и с нагревом до 300°С определяется процессами окисления компонентов сплава, а при обработке с нагревом до 500°С и 700°С – процессами диффузии азота.



Влияние облучения ионами НЕ+ на ширину интерфейсов в тонкопленочных CO/PT терагерцовых спинтронных источниках
Аннотация
Экспериментально исследована структурная модификация границ раздела слоев в двухслойных Co/Pt-спинтронных терагерцовых эмиттерах при облучении ионами Не+ с флюенсами от 1014 до 1016 см-2. С помощью неразрушающего метода малоугловой рентгеновской рефлектометрии был обнаружен рост ширины интерфейса Co/Pt от 1.2 нм (исходный образец) до 1.9 нм. Экспериментальные данные находятся в хорошем соответствии с результатами моделирования с использованием программы SRIM. Проведенные магнитооптические измерения показали, что образцы сохраняют свои магнитные свойства при всех флюенсах. Полученные результаты могут быть использованы для увеличения эффективности терагерцовой генерации в таких структурах.



Моделирование диффузии радиационных дефектов со смешанным 1d/3d-механизмом в упругих полях на примере ОЦК-металлов Fe И V
Аннотация
Предложен метод моделирования диффузии радиационных дефектов (РД) со смешанным 1D/3D-механизмом диффузии (дефект мигрирует одномерно, время от времени меняя направление своей одномерной миграции) в неоднородных упругих полях на основе объектного кинетического метода Монте-Карло. В рамках этого метода влияние упругого поля на частоты смен направления миграции РД и на частоты их скачков вдоль одномерных направлений учитывается с использованием дипольных тензоров соответствующих седловых конфигураций РД в рамках анизотропной линейной теории упругости. Такие дипольные тензоры определяются на основе анализа молекулярно-динамических данных о диффузии РД в однородных упругих полях с помощью разработанной кинетической модели. С использованием предложенного метода рассчитаны зависимости стоковых сил дислокаций для димежузлий от температуры (в диапазоне 293–1000 К) и дислокационной плотности (в интервале значений 1014–1015 м-2) в ОЦК-металлах Fe и V. Рассмотрены прямолинейные полные винтовые и краевые дислокации в системах скольжения ⟨111⟩{110}, ⟨111⟩{112}, ⟨100⟩{100}, ⟨100⟩{110}. Предложены аналитические выражения, аппроксимирующие расчетные зависимости стоковых сил дислокаций от температуры и дислокационной плотности.



Динамический механизм бокового роста тонкопластинчатых кристаллов мартенсита в железоникелевых сплавах в условиях внешнего растягивающего напряжения
Аннотация
В рамках динамической теории мартенситных превращений обсуждается возможность кооперативного роста граней возникшего кристалла на примере формирования слоя параллельного габитусной плоскости. Подобный рост сопоставляется с боковым ростом кристалла, типичным для сплавов с эффектом памяти формы, но не характерным для α-мартенсита в сплавах железа при простом охлаждении. Однако в условиях внешнего растягивающего напряжения наблюдался быстрый боковой рост и тонкопластинчатых кристаллов α-мартенсита. Показано, что формирование слоя, параллельного габитусной плоскости, аналогично формированию исходного кристалла. Функции дислокационного центра зарождения (ДЦЗ*) для этого слоя выполняет дислокационная петля, обрамляющая габитусную плоскость, с вектором Бюргерса b*, причем b* задается макросдвигом в исходном кристалле. Рассмотрен пример кристалла с габитусом, близким к (3 14 9). Приводятся результаты расчета упругого поля петли ДЦЗ* при использовании данных об упругих модулях сплава Fe–31.5%Ni при температуре Ms = 239 К. В приближении продольных волн для пары относительно длинноволновых составляющих в составе управляющего волнового процесса продемонстрировано практическое совпадение габитуса слоя с исходным габитусом. Проведена оценка величины b*.



Спин-орбитальное взаимодействие в наноструктурах золота
Аннотация
Сообщается о влиянии учета спин-орбитального взаимодействия на атомную и электронную структуру 0D (кластеры), 1D (золотые нанотрубки) и 2D (монослой) золота. Актуальность работы заключается в том, что с одной стороны, золотые наноструктуры находят широкое применение, в частности в сенсорике и медицине, с другой стороны, из-за ограниченности вычислительных ресурсов при теоретическом изучении таких объектов исследователи могут пренебрегать некоторыми эффектами и важно понимать, какие ошибки могут быть связаны с таким пренебрежением. Исследование проведено на большом наборе объектов: шесть изомеров кластера Au25, золотые нанотрубки девяти разных радиусов и плоском монослое золота, что позволило комплексно оценить влияние спин-орбитального взаимодействия. Было показано, что энергии когезии всех золотых нанотрубок, кроме самой тонкой из рассмотренных, лежат в диапазоне от энергии когезии золотых нанокластеров до энергии когезии монослоя золота. Учет спин-орбитального взаимодействия приводит к уменьшению межатомных расстояний Au–Au и изменению электронной структуры нанообъектов золота. При этом для нанокластеров возможно существенное изменение положения энергетических уровней, отражающее изменение структуры кластера. Для нанотрубок и голдена вблизи уровня Ферми происходит лишь расщепление энергетических уровней.



ПРОЧНОСТЬ И ПЛАСТИЧНОСТЬ
Термическая стабильность электропроводности и механических свойств тонких проводов из алюминиевых сплавов Al–0.25%Zr–(Si, Er, Hf, Nb)
Аннотация
Исследована термическая стабильность тонких проводов (проволок) из алюминиевых сплавов Al-0.25%Zr, дополнительно легированных Si, Er, Hf, Nb. Литые заготовки получали методом индукционного литья в вакууме; проволоку диаметром 0.3 мм получили путем волочения с предварительной деформационной обработкой заготовок. Изучено влияние температуры отжига на механические свойства и удельное электросопротивление (УЭС) алюминиевых проводов. Исследована микроструктура проводов в рекристаллизованном состоянии. Показано, что при увеличении температуры отжига происходит монотонное уменьшение предела прочности, микротвердости и УЭС. Установлено, что пластичность проволоки немонотонно (с максимумом) зависит от температуры отжига. Определены оптимальные режимы отжига, обеспечивающие наилучшее сочетание предела прочности, микротвердости и УЭС алюминиевой проволоки.



Дислокационная структура и активность пластически деформируемых сред
Аннотация
Рассмотрена эволюция законов дисперсии автоволн локализованной пластичности для последовательных стадий линейного, параболического деформационного упрочнения, а также стадии предразрушения. Сформулированы принципы единообразного описания закономерностей пластического течения на разных стадиях деформационного процесса. Предложены основные модельные соотношения, связывающие микроскопические характеристики дислокационных механизмов деформации со свойствами активной деформируемой среды, способной генерировать соответствующие автоволновые моды локализованного пластического течения.



Захват дейтерия в материале сварного шва малоактивируемой ферритно-мартенситной стали ЭК-181
Аннотация
Впервые исследован захват дейтерия в сварном шве отечественной малоактивируемой ферритно-мартенситной стали ЭК-181 в сравнении с обычными образцами той же стали. Сварной шов был получен методом аргонодуговой сварки двух листов стали ЭК-181 толщиной 2 мм. Образцы выдерживали в газообразном дейтерии при давлении 5 атмосфер и температуре в диапазоне 623–773 К в течение 25 часов. Количество захваченного дейтерия определяли методом термодесорбции. Было обнаружено, что после выдержки в газе образцы, вырезанные из сварного шва, сохраняют примерно в 2 раза большее количество дейтерия, чем образцы из обычной стали ЭК-181. Количество пиков в спектрах термодесорбции одинаково как для обычной стали, так и для области сварного шва. Моделирование спектров термодесорбции было осуществлено при помощи кода TMAP7. Предложенная модель включает наличие окислов на поверхности и высокую концентрацию дефектов в приповерхностном слое образцов, при этом хорошо описывая экспериментальные ТДС-спектры. Обсуждается возможная природа состояний водорода в стали, обуславливающая особенности термодесорбционных спектров.


