Персона: Борисюк, Петр Викторович
Email Address
Birth Date
Статус
Руководитель научной группы "Квантовая гравиметрия на основе стандартов времени и частоты"
Фамилия
Имя
Имя
Результаты поиска
Тонкие пленки широкозонных диэлектриков как физическая система для исследования аномального изомерного состояния в ядре тория-229
Излучение нанокластерных покрытий из оксида тантала при высоких температурах
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.
К вопросу об оптимальном положении атомов бора в экзоэдральном и эндоэдральном фуллерене С60
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.
Исследование оптических свойств нанокластерных пленок оксида тантала в инфракрасном диапазоне
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.
Локализация электронов и плавление нанокластеров золота с шероховатой поверхностью
Электронные и зарядовые свойства нанокластеров титана размерами 2 и 4 нм
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.
Спектроскопическое исследование кристаллических пленок неона, выращенных на золотой подложке
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.
Размерная зависимость электронных свойств нанокластеров тантала
Представлены результаты исследования электронных состояний нанокластеров тантала на кремниевой подложке методом сканирующей туннельной спектроскопии. Нанокластеры получены методом кластерного осаждения из газовой фазы с помощью магнетронного распыления мишени тантала. Формирование кластеров производилось с использованием кластерного источника Nanogen-50 (Mantis Deposition) с квадрупольным масс-фильтром, интегрированным в камеру препарирования сверхвысоковакуумной системы Omicron Multiprobe MXPS VT AFM-25. Установлено, что для сферических нанокластеров разных размеров туннельный ток существенно различается, измеренная дифференциальная вольтамперная характеристика нанокластеров вблизи энергии Ферми носит немонотонный характер, что может свидетельствовать об изменении плотности электронных состояний вблизи энергии Ферми. Это изменение туннельной проводимости нанокластеров в зависимости от их размера свидетельствует о наличии перехода металл-неметалл в нанокластерах металлов на поверхности полупроводников при уменьшении размера кластеров.
Дестабилизация темных состояний в ионах 88Sr1+ внешним магнитным полем
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.
ALUMINIUM OXIDATION IN PLASMA OF ABNORMAL GLOW DISCHARGE
Aluminum oxide layers in all its various forms have become widespread due to the unique combination of properties that can be modified by varying the conditions of their growth. The alumina layer can either be applied to the substrate by chemical and physical methods or grown by oxidation. For practical purposes, layers of various thicknesses and structures are needed. The standard method for obtaining thick (of the order of 100-1000 nm) porous layer is electric arc anodization in weak electrolytes. The standard method for obtaining thin (about 10 nm) layers is thermal oxidation. Dense layers of intermediate thickness are difficult to obtain by such methods. There are few papers in the literature that investigate the possibility of obtaining oxide layers with a thickness of tens of nanometers by oxidizing aluminum in oxygen plasma [1-5]. The description of the kinetics of the oxidation process in those works was given on the basis of the assumption of the diffusion character of oxygen transfer from the surface into the interior of the metal. This approach is absolutely unsuitable for description the transport of oxygen and aluminum through the oxide layer, since both oxygen and aluminum in the oxide are in the form of ions, and an electric charge is formed on the surface of the dielectric facing the plasma, so that the transport of oxygen coming from the plasma must occur under by the action of an electric field in the oxide dielectric layer. In this work, experiments on plasma enhanced oxidation (PEO) were carried out on the oxidation of aluminum in the anomalous glow discharge oxygen plasma, which provides uniform treatment over the entire surface of samples of arbitrary shape. Also, a simple model was proposed for description of the oxidation kinetics, taking into account oxygen transport in the electric field.