Конденсированные среды и межфазные границы

Обзор литературы посвящен закономерностям электроосаждения цинк-никелевых сплавов, включая кинетику катодного восстановления цинка, никеля и цинк-никелевых сплавов в аммиачно-хлоридных, сульфатных и глицинатных электролитах осаждения. Рассмотрены данные о противокоррозионной эффективности цинк-никелевых покрытий, обобщены основные закономерности селективного растворения сплавов системы Zn-Ni. Выявлена роль добавки глицина к аммиачно-хлоридному электролиту осаждения в модификации морфологических и противокоррозионных свойств покрытий.

Ключевые слова

Проекция поверхности ликвидуса квазитройной системы Cu2S-In2S3-FeS была построена по результатам проведенных экспериментальных исследований по квазибинарным и неквазибинарным сечениям, а также по данным о двойных системах, составляющих тройную систему. Каждое сечение в отдельности (шесть квазибинарных и четыре неквазибинарных) было исследовано комплексными методами физико-химического анализа: дифференциально термического, рентгенофазового и микроструктурного. Установлено, что в квазитройной системе Cu2S-In2S3-FeS имеется шесть полей первичной кристаллизации отдельных фаз, 11 кривых моновариантного равновесия, по которым происходит совместная кристаллизация двух фаз. Экстраполяцией направления кривых моновариантного равновесия получены точки нонвариантного равновесия. Тройная система Cu2S-In2S3-FeS характеризуется 17 точками нонвариантного равновесия, из них Е1-Е5 являются точками тройной эвтектики. Диаграмма проекции поверхности ликвидуса характеризуется тремя полями кристаллизации исходных компонентов (Cu2S, In2S3, FeS), четырьмя полями двойных соединений и одним полем сложного соединения (CuFeIn3S6). Так как для квазибинарного разреза CuIn5S8-FeIn2S4 наблюдается полная растворимость исходных компонентов в жидком и твердом состояниях, поля первичной кристаллизации CuIn5S8, FeIn2S4 отсутствуют, их заменяет неограниченный твердый раствор на основе этих компонентов. В тройной системе Cu2S-In2S3-FeS самыми обширными являются поля первичной кристаллизации Cu2S, FeS и CuInS2. Приведены реакции моновариантных равновесий.

Ключевые слова

Ключевые слова

Методами дифференциального термического и рентгенофазового анализов изучены фазовые равновесия по концентрационной плоскости Tl2Te-TlTbTe2-TlBiТe2 четверной системы Tl-Bi-Tb-Te. Построена диаграмма твердофазных равновесий при комнатной температуре. Установлено, что разрез Tl9BiTe6-Tl9TbTe6 делит систему Tl2Te-TlBiТe2-TlTbTe2 на две независимые подсистемы. Установлено, что подсистема Tl2Te-Tl9BiТe6-Tl9TbTe6 характеризуется образованием широкого поля твердых растворов со структурой Tl5Te3 (δ-фаза), занимающего более 90 % площади концентрационного треугольника. Результаты рентгенофазового анализа сплавов подсистемы Tl9BiTe6-Tl9TbTe6-TlTbTe2-TlBiТe2 показали образование широких областей твердых растворов на основе TlTbТe2 и TlBiTe2 вдоль разреза TlTbTe2-TlBiТe2 (β1- и β2-фазы) и позволили определить расположение гетерогенных фазовых областей в данной подсистеме. Из порошковых дифрактограмм вычислены параметры кристаллических решеток взаимонасыщенных составов β1-, β2- и δ-фаз. В работе также представлены некоторые политермические разрезы, изотермические сечения при 740 и 780 К фазовой диаграммы, а также проекции поверхностей ликвидуса и солидуса подсистемы Tl2Te-Tl9BiТe6-Tl9TbTe6. Показано, что ликвидус состоит из трех поверхностей, отвечающих первичной кристаллизации α- (Tl2Te), d- и β1-фаз. Изученные изотермические сечения фазовой диаграммы подсистемы Tl2Te-Tl9BiТe6-Tl9TbTe6 наглядно демонстрируют, что направления коннод в двухфазных областях не совпадают с T-x плоскостями исследуемых политермических сечений, что характерно для неквазибинарных разрезов. Полученные новые фазы представляют интерес как потенциальные термоэлектрические и магнитные материалы.

Ключевые слова

Целью данной работы являлось формирование многослойных структур макропористого кремния и исследование их структурно-морфологических и оптических характеристик, по сравнению с характеристиками многослойных структур мезопористого кремния. В работе представлены результаты развития методик формирования многослойных структур пористого кремния por-Si ступенчатым изменением тока при двухстадийных режимах электрохимического травления. Методами сканирующей электронной микроскопии, инфракрасной спектроскопии и рентгеновской рефлектометрии получены данные о морфологии, составе и пористости макропористых и мезопористых образцов кремния. Показано, что при двухстадийном росте пористых слоев кремния глубина залегания границы между слоями структуры определяется первичным режимом электрохимического травления, а общая толщина слоя растет с увеличением удельной плотности тока электрохимического травления. Сравнительный анализ относительной интенсивности и тонкой структуры колебательных мод ИК-спектров свидетельствует о значительно более развитой удельной поверхности пор и большей сорбционной способности мезопористого кремния, по сравнению с макропористым кремнием.

Ключевые слова

Исследование посвящено установлению спектрально-люминесцентных проявлений эффектов взаимодействия в смесях коллоидных квантовых точек Zn0.5Cd0.5S, пассивированных 2-меркаптопропионовой кислотой, с наночастицами Au и Au/SiO2. Исследуемые образцы квантовых точек Zn0.5Cd0.5S, наночастиц Au и Au/SiO2 и их смесей получены методами коллоидного синтеза и охарактеризованы с помощью просвечивающей электронной микроскопии. В качестве основных методов исследования в работе использованы абсорбционная, люминесцентная и время-разрешенная люминесцентная спектроскопия. Измерения проводились при температурах 77 и 300 К. Выполнено сравнение спектрально-люминесцентных свойств квантовых точек Zn0.5Cd0.5S свободных и находящихся во взаимодействии с наночастицами Au и Au/SiO2. Установлена возможность управления люминесцентными свойствами квантовых точек Zn0.5Cd0.5S в условиях изменения плазмон-экситонной связи, достигаемой при формировании диэлектрической SiO2 оболочки на поверхности наночастиц Au, а также при внесении полимера в коллоидную смесь.

Ключевые слова

Для анализа содержания озона в воздухе были изготовлены тонкопленочные полупроводниковые сенсоры на основе оксида палладия. Пленки оксида палладия получены методом термического окисления в воздухе слоев металла толщиной ~ 20-30 нм при различных температурах. Оксидные пленки исследованы методами электронной микроскопии и дифракции быстрых электронов. Изучены их оптические, электрофизические свойства и газовая чувствительность к озону. Установлена оптимальная температура окислительного отжига пленок, которая обеспечивает их однородный фазовый состав, с одной стороны, и отсутствие электрических шумов при детектировании газов, с другой стороны. Предложен и обоснован механизм появления электрических шумов в ультратонких пленках, который связан с их фрагментированием в процессе окислительного отжига. Показана высокая чувствительность таких пленок к примесям озона в воздухе.

Ключевые слова

Нанокристаллические пленки оксида палладия (II) синтезированы термическим оксидированием в атмосфере кислорода исходных ультрадисперсных слоев металлического палладия толщиной ~ 35 нм, полученных на подложках SiO2/Si (100) методом термической сублимации в высоком вакууме. Методом рентгенографического анализа установлено, что в процессе термооксидирования в атмосфере кислорода в интервале температуры T = 670-970 К значения параметров a и c тетрагональной решетки, а также объем элементарной ячейки нанокристаллических пленок PdO монотонно увеличивается с ростом температуры, достигая максимальных значений при T = 950-970 К. При повышении температуры оксидирования T > 970 К обнаружено уменьшение параметров тетрагональной решетки и объема элементарной ячейки нанокристаллических пленок PdO. На основании анализа изменения отношения параметров c/a показано, что основной вклад в деформационные явления тетрагональной решетки обусловлен преимущественно увеличением элементарных трансляций по координатным осям OX и OY. В рамках допущения о существенной доли ионной составляющей химической связи в оксиде палладия (II) предложена методика расчета протяженности области нестехиометрии нанокристаллических пленок PdO с использованием литературных данных о радиусах катиона Pd2+ и аниона O2- с учетом их координационного окружения. Результаты расчетов показали, что нанокристаллические пленки PdO, синтезированные при давлении кислорода ~ 105 кПа, характеризуются двусторонней областью гомогенности относительно стехиометрического соотношения компонентов. В области температуры T = 770-1070 К область гомогенности нанокристаллических пленок PdO характеризуется ретроградным солидусом.

Ключевые слова

Направленным синтезом по керамической технологии получены новые соединения Li3Ba2Bi3(XO 4)8 (Х = Mo, W) -первые представители семейства тройных молибдатов и вольфраматов Li3Ba2R3(XO 4)8, содержащие в своем составе отличный от редкоземельного элемента трехвалентный металл. Установлена последовательность химических превращений, протекающих при образовании Li3Ba2Bi3(WO4)8. Проведена первичная характеризация полученных фаз и изучены их ионопроводящие свойства. Показано, что соединения плавятся инконгруэнтно, изоструктурны лантаноидсодержащим аналогам (структурный тип BaNd2(MoO 4)4, пр. гр. C2/c) и кристаллизуются в моноклинной сингонии с параметрами элементарных ячеек а = 5.2798(1), b = 12.8976(4), c = 19.2272(5) A, β = 90.978(2)° (Х = Mo), а = 5.2733(2), b = 12.9032(4), c = 19.2650(6) A, β = 91.512(3)° (Х = W). При 441 °C (молибдат) и 527 °C (вольфрамат) претерпевают размытые фазовые переходы первого рода, после которых их проводимость достигает значений 10-3-10-4 См/см.

Ключевые слова

Методы теоретического описания закономерностей изменения термодинамических свойств в зависимости от состава и структуры компонентов растворов являются приоритетным направлением развития теории растворов. Рассматриваемая статья посвящена установлению взаимосвязей «термодинамические свойства - состав растворов -структура компонентов». Изучение термодинамических свойств бинарных растворов, образованных общим растворителем (этилбензолом), и веществами гомологического ряда н-алкилбензолов способствует установлению указанных выше взаимосвязей. При производстве этилбензола и его гомологов часто встречаются растворы, образованные н-алкилбензолами. Алкилбензолы широко используются в различных областях науки и химической технологии в качестве растворителей, экстрагентов, пластификаторов. Эбулиометрическим методом при различных давлениях измерены температуры кипения растворов четырёх бинарных систем, образованных этилбензолом и н- алкилбензолами. По построенным изотермам давления насыщенного пара растворов рассчитаны составы равновесных паровых фаз бинарных систем. Расчёт составов паровых фаз растворов систем производили численным интегрированием на ЭВМ уравнения Дюгема - Маргулеса методом Рунге-Кутта. Полученные данные по равновесию жидкость-пар послужили основой для расчётов термодинамических функций растворов систем. Рассчитаны энергии Гиббса и Гельмгольца, энтальпии испарения и смешения, внутренняя энергия и энтропия растворов. Расчёты термодинамических свойств растворов производились в сравнении, с использованием двух стандартов: идеального раствора и идеального газа. Установлено, что значения энергии Гельмгольца линейно зависят от молярной массы вещества (числа групп -CH2-в молекуле) в гомологическом ряду н-алкилбензолов. Возрастание значений энергии Гельмгольца для н-алкибензолов в гомологическом ряду связано с линейным увеличением мольных объемов жидких веществ и уменьшением давления насыщенного пара веществ по экспоненциальной зависимости. Для бинарных растворов постоянных мольных концентраций, образованных этилбензолом и н-алкилбензолами, энергия Гельмгольца линейно зависит от молярной массы (числа групп -CH2- в молекуле) н-алкилбензола в гомологическом ряду. Получено уравнение, позволяющее с высокой точностью прогнозировать термодинамические свойства растворов бинарных систем. Уравнение интенсифицирует процесс исследования фазовых равновесий жидкость-пар и термодинамических свойств растворов бинарных систем в 300 раз. Установленные закономерности подтверждают гипотезу об аддитивном вкладе функциональных групп в термодинамические свойства растворов. Эта гипотеза лежит в основе статистической теории групповых моделей растворов. Установленные в статье термодинамические закономерности могут быть использованы и при решении широкого круга технологических задач в химической промышленности.

Ключевые слова

Потенциал практического применения феррита висмута (BFO) в устройствах хранения информации, микроэлектроники и спинтроники, в медицинских датчиках различного назначения ограничивает наличие спиновой циклоиды. Ее разрушение, в том числе, за счет допирования редкоземельными элементами и перевода BFO в наноразмерное состояние, способствует возникновению ферромагнетизма и проявлению магнитоэлектрического эффекта. Цель работы заключалась в синтезе нанопорошка феррита висмута, допированного ионами эрбия. Методом спрей-пиролиза при температуре 760 °С синтезированы образцы BFO с номинальной степенью допирования ионами эрбия от 0.05 до 0.20. Данные рентгенофазового анализа показывают наличие в допированных образцах небольшого количества Bi25FeO39 и Bi2Fe4O9. Смещение рефлексов BFO на дифрактогаммах в сторону больших углов 20 является признаком встраивания ионов эрбия в кристаллическую решётку BiFeO3. Методом просвечивающей электронной микроскопии выявлены морфологические характеристики образцов. По данным локального рентгеноспектрального микроанализа реальный состав допированных образцов ErxBi1-xFeO3 очень близок к номинальному. Синтезированные методом спрей-пиролиза порошки ErxBi1-xFeO3 имеют форму частиц близкую к сферической, дисперсия по размерам находится в интервале 5-300 нм, преобладающее число частиц имеет размер в диапазоне 50-200 нм, агломерация выражена слабо. Уменьшение параметров кристаллической решетки и объема элементарной ячейки ErxBi1-xFeO3 с ростом степени допирования ионами эрбия подтверждают встраивание Er3+ в кристаллическую решетку BfO в положение висмута.

Ключевые слова

Методом Бриджмена-Стокбаргера выращены кристаллы тройного фторида CaF2-SrF2-BaF2 в области составов, близких к CaSrBaF6. Диаметр кристаллов 10-12 мм, длина 50-60 мм. Кристалл CaSrBaF6 является новым оптическим материалом, прозрачным в среднем ИК-, видимом, и УФ-диапазоне. Неравномерность распределения компонентов по длине кристалла не превышает 10 %. Край полосы поглощения в ИК области составляет 14.3 мкм, оптическое поглощение на длине волны 200 нм не превышает 18 % (менее 0.2 см-1). Коэффициенты преломления для длин волн 633, 969, 1539 нм составили 1.4527, 1.4488, 1.4458 соответственно. Кристалл плавится в интервале температур 1150-1210 оС. Состав CaSrBaF6 является подходящей матрицей для легирования редкоземельными ионами для получения функциональных монокристаллических и керамических материалов видимого и ИК-диапазонов.

Ключевые слова

Мультиплексный иммунофлуоресцентный анализ на основе микросфер является надёжным, точным и высокочувствительным методом обнаружения различных биомолекул. Однако в настоящее время широкому применению метода в клинической практике препятствует высокая стоимость реагентов для анализа - магнитных спектрально-кодированных микросфер. Поэтому актуальной задачей является разработка новых методик синтеза микросфер, обладающих необходимыми свойствами. Цель работы заключалась в создании новых магнитных флуоресцентных микросфер, пригодных для использования в мультиплексном иммуноанализе. Были синтезированы образцы магнитных флуоресцентных полистирольных микросфер методами дисперсионной полимеризации и двухстадийного набухания. Проведены экспериментальные исследования геометрических параметров, флуоресценции, магнитных свойств синтезированных микросфер. Результаты проведенных исследований показали, что перспективными для применения в иммунофлуоресцентном анализе являются микросферы, синтезированные методом дисперсионной полимеризации. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых диагностических мультиплексных тест-систем на основе спектрально-кодированных микросфер.

Ключевые слова

ВТСП-ленты 2-го поколения способны переносить огромные количества электрической энергии без потерь. Увеличение токонесущей способности в данных материалах возможно за счет увеличения толщины сверхпроводящего слоя, однако существует проблема появления примесных ориентаций и других дефектов с ростом толщины. Нами предложено решение этой проблемы через увеличение толщины сверхпроводящего слоя методом MOCVD с использование прослоек оксида иттрия. Целью работы стало получения образцов с прослойками оксида иттрия и доказательство эффективности подхода внедрения прослоек оксида иттрия для снижения количества примесных ориентаций и дефектов с увеличением толщины пленки ВТСП. Осаждение пленок YBа2Cu3O7-δ и Y2O3 проводилось послойно на лентопротяжной установке MOCVD. В качестве подложки использовалась 12 мм лента данной архитектуры: 200 нм CeO2(Gd2O3)/30-50 нм LaMnO3/5-7 нм IBAD-MgO/50 нм LaMnO3/50 нм Al2O3/60 мкм Hastelloy 276. Полученные пленки отжигались в среде кислорода для получения орторомбической фазы YBCO. Методом MOCVD получены композиты YBа2Cu3O7-δ / Y2O3, в которых снижено количество побочной ориентации ВТСП-слоя и сохраняются высокие значения плотности критического тока, превышающей 1 МА/см при толщине > 2 мкм. Показана эффективность подхода внедрения прослоек оксида иттрия для увеличения токовых характеристик с ростом толщины пленки. Обнаружено, что дальнейшему утолщению пленок с прослойками препятствует образование нанопор в их приповерхностном слое, снижающих плотность критического тока.

Ключевые слова