2024, Бортко, Д. В., Борисюк, П. В., Шилов, В. А., Васильев, О. С., Лебединский, Ю. Ю., Балахнев, К. М., Лебединский, Юрий Юрьевич, Борисюк, Петр Викторович, Шилов, Владимир Александрович, Бортко, Диана Владимировна, Балахнёв, Кирилл Максимович, Васильев, Олег Станиславович

Представлены результаты формирования, аттестации морфологии поверхности и химического состава, а также итоги исследования излучения при нагреве до высоких температур (600–800°C) нанокластерных пленок Та2О5, полученных путем распыления Та мишени в атмосфере газов Ar и O2 с последующей фильтрацией образующихся кластеров по выбранным размерам и осаждением их на металлическую подложку (Та). Методом атомно-силовой микроскопии (in situ) получены изображения поверхности и показано, что пленки Ta обладают рыхлой структурой, состоящей из плотноупакованных наночастиц сферической формы. Анализ химического состава методом РФЭС показал, что полученные пленки обладают высокой чистотой и близки к соединению Та2О5. При помощи спектрометра, имеющего рабочий диапазон на 600–1700 нм, были получены спектры излучения пленок и подложки с естественным оксидом тантала при нагреве до различных температур. Показано, что пленки с размерами кластеров 2–3 нм обладают более стабильной излучательной способностью при изменяющейся температуре, чем пленки с большими кластерами (4–5 нм). Показано, что при разогреве до одинаковой температуры кластеры оксида тантала размерами менее 3 нм излучают более эффективно, чем подложка с естественной пленкой оксида тантала. Обсуждаются перспективы применения полученных структур в составе селективных излучателей для повышения эффективности термофотовольтаических систем.

2024, Бибиков, А. В., Николаев, А. В., Борисюк, П. В., Ткаля, Е. В., Борисюк, Петр Викторович

Наша недавняя работа о множественном расположении атомов бора в экзоэдральном и эндоэдральном фуллерене C60 [1], выполненная в рамках метода Хартри−Фока с вторым порядком теории возмущений Моллера−Плессета MP2 (HF-MP2), вызвала комментарий со стороны [2], которые привели результаты своих расчетов в рамках теории функционала плотности (DFT) с использованием обменно-корреляционных функционалов различной сложности. В трех из пяти случаев, рассмотренных в нашей работе, расчеты DFT дают такие же основные состояния, как и в нашей работе, тогда как в двух других случаях оптимальные конфигурации оказались другими. Однако, в зависимости от выбора обменно-корреляционного функционала, оптимизация геометрии в рамках DFT также приводит к различным основным состояниям. Разница энергий между ближайшими конформациями в этих молекулярных комплексах довольно маленькая, и различные методы могут давать разные структуры в качестве основного состояния. В данной работе мы приводим аргументы в пользу того, что выполненные DFT расчеты не являются эталонными, и их результаты следует сравнивать с нашими (HF-MP2), а не противопоставлять. Мы также приводим данные по дополнительной HF-оптимизации геометрии с базисным набором 6-31G*, которые подтверждают основные состояния, полученные ранее на уровне HF/6-31G.

2024, Курельчук, У. Н., Васильев, О. С., Борисюк, П. В., Борисюк, Петр Викторович, Васильев, Олег Станиславович, Курельчук, Ульяна Николаевна

В настоящей работе полуэмпирическими расчетными методами исследованы нанокластеры титана Ti115 и Ti935 размерами 2 и 4 нм, как отдельные, так и контактирующие – получена оптимальная геометрия, энергии и орбитали, изучены структурные, электронные, зарядовые свойства. Показано, что наибольшая электронная плотность как всех валентных, так и d-состояний локализована у поверхностей нанокластеров с наибольшей кривизной. Минимумы полной и d- электронной плотности локализованы преимущественно на атомах приповерхностного слоя поверхностей с наименьшей кривизной. Энергия связи, приходящаяся на атом, растет с ростом размеров НК, для отдельных НК она чуть выше, чем для системы из двух контактирующих НК. Плотность же электронных состояний системы контактирующих НК 2 нм не зависит от типа их контакта.

2023, Курельчук, У. Н., Борисюк, П. В., Чубунова, Е. В., Домашенко, М. С., Каражанов, С. Ж., Колачевский, Н. Н., Лебединский, Ю. Ю., Мызин, Д. А., Николаев, А. В., Ткаля, Е. В., Ткаля, Евгений Викторович, Мызин, Дмитрий Анатольевич, Чубунова, Елена Витальевна, Борисюк, Петр Викторович, Лебединский, Юрий Юрьевич, Николаев, Александр Васильевич, Курельчук, Ульяна Николаевна

Пленка кристаллического неона была конденсирована на подложке из золота и измерен спектр характеристических потерь энергии обратно рассеянных электронов (СХПЭ) при температуре 5К. Также были теоретически исследовано конденсированное ГЦК-состояние неона методами теории функционала плотности и многочастичной теории возмущений, приближения случайных фаз и уравнения Бете−Салпетера. Теоретический спектр СХПЭ был рассчитан как в приближении независимых электронов, так и с учетом многочастичных эффектов – экранирования локального поля, появления электронно-дырочных пар и связанных состояний (экситонов). Получена ширина запрещенной зоны – 21.5 эВ. Показано, что в СХПЭ неона пики потерь энергии от 17.8 до 21.5 эВ являются чисто экситонными. Кристаллическая пленка неона, являясь широкозонным диэлектриком, рассматривается как перспективный материал для имплантации Th и изучения уникального ядерного перехода в 229Th с энергией 8.2 эВ.

2024, Тельнов, Е. Ю., Борисюк, П. В., Проворченко, Д. И., Трегубов, Д. О., Тричев, К. К., Черепанов, П. А., Черепанов, Павел Андреевич, Трегубов, Дмитрий Олегович, Борисюк, Петр Викторович, Тричев, Константин Константинович

В работе обсуждается эффект дестабилизации темных состояний в ионах 88Sr1+ во внешнем магнитном поле, приводятся теоретические выкладки для описания эффекта, описываются системы генерации магнитного поля и изменения поляризации лазерного излучения, а также анализируется проведенный эксперимент и полученные зависимости.

2023, Бортко, Д. В., Борисюк, П. В., Шилов, В. А., Васильев, О. С., Лебединский, Ю. Ю., Балахнев, К. М., Балахнёв, Кирилл Максимович, Бортко, Диана Владимировна, Борисюк, Петр Викторович, Шилов, Владимир Александрович, Васильев, Олег Станиславович, Лебединский, Юрий Юрьевич

Представлены результаты формирования, аттестации морфологии поверхности и исследования оптических свойств в ближнем и среднем ИК диапазоне нанокластерных пленок Та2О5, полученных путем термического оксидирования на атмосфере монодисперсных кластерных пленок металлического тантала, созданных на подложках кремния Si(001) методом магнетронного распыления. Методами атомно-силовой микроскопии (in situ) получены изображения поверхности и показано, что пленки Ta обладают пористой плотноупакованной структурой, состоящей из отдельных наночастиц сферической формы. При помощи спектрометра на ближний и средний ИК диапазон излучения исследованы оптические свойства полученных пленок. Показано, что тонкие пленки (толщиной менее 100 нм) имеют резкую границу между областью пропускания излучения и областью поглощения и/или отражения, тогда как для более толстых пленок данный эффект постепенно исчезает с ростом толщины кластерной пленки и не зависит от размера нанокластеров. Обсуждается возможность применения полученных структур в составе термофотоэлектрогенераторов с целью повышения их КПД.