bluuebunny/crossref_metadata_2025 huggingface dataset:
STUDY OF THE COMPOSITION OF GaAsBi FILMS OBTAINED BY PULSED LASER
Authors: Девицкий Олег Васильевич , Кравцов Александр Александрович , Сысоев Игорь Александрович
Published: December 2021

Методом одноосного холодного прессования были изготовлены мишени GaAsBi с содержанием Bi 1 и 22%. Из полученных мишеней впервые было проведено импульсное лазерное напыления тонких пленок GaAsBi на подложках GaAs и Si. Были исследованы состав, спектры комбинационного рассеяния и фотолюминесценции тонких пленок GaAsBi, полученных из мишеней с содержанием Bi 1 и 22%. По данным спектров фотолюминесценции тонких пленок GaAsBi на подложках GaAs определено, максимальное содержание Bi в пленках не превышает 2,7 %. Полученные результаты хорошо коррелируют с результатами энергодисперсионного анализа, состав пленок, полученных из мишеней с содержанием Bi 1 и 22% - GaAs Bi и GaAsBi. Установлено, что фононная мода LO (GaBi). связанная с нарушением упорядоченности при смешении фаз GaAs и GaBi, находиться на частоте 181 см. Для тонкой пленки, полученной на подложке Si наблюдалась мода LO (GaAs), которая менее выражена и смещена на 3 см влево, в то время как запрещенная правилами отбора мода TO (GaAs) имеет более высокую интенсивность и ее смещение составляет около 1 см относительно частоты TO (GaAs) моды тонкой пленки, полученной на подложке GaAs .

Uniaxial cold pressing was used to fabricate the GaAsBi targets with the Bi content of 1 and 22 %. From the obtained targets, pulsed laser deposition of GaAsBi thin films on the GaAs and Si substrates was carried out for the first time. We studied the composition, Raman and PL spectra of thin GaAsBi films obtained from targets with 1 and 22 % of Bi. According to the photoluminescence spectra of thin GaAsBi films on GaAs substrates, it was determined that the maximum content of Bi in the films did not exceed 2,7 %. The results obtained well correlate with the results of the energy dispersive analysis, the composition of films obtained from targets with the Bi content of 1 and 22% - GaAs Bi and GaAsBi. It was found that the LO(GaBi) phonon mode of associated with disordering during mixing of GaAs and GaBi phases to be at a frequency of 181 cm. For the thin film obtained on the Si substrate, the mode LO (GaAs) was observed that was less pronounced and shifted by 3 cm to the left, while the mode TO (GaAs), forbidden by the selection rules, had a higher intensity and its shift was of about 1 cm relative to the frequency of the mode TO (GaAs) of the thin film obtained on the GaAs substrate.
ROUGHNESS AND STRUCTURE OF InGaAsN THIN FILMS ON Si
Authors: Девицкий Олег Васильевич
Published: December 2021

Методом импульсного лазерного напыления в атмосфере аргоно-азотной газовой смеси из мишени InGaAs впервые были получены тонкие пленки InGaAsN на подложках GaAs и Si. Мишень lnGaAs формировалась методом одноосного прессования из порошков GaAs и lnAs. Методами атомно силовой микроскопии и рентгеновской дифракции исследованы морфология поверхности и структура данных тонких пленок. Показано, что пленки InGaAsN на Si имеют средний размер кристалла 0,93 нм, а пленки и InGaAsN на GaAs - 0,99 нм. Определено, что уменьшение давления аргоно-азотной смеси при импульсном лазерном напылении тонких пленок InGaAsN на подложках GaAs и Si приводит к снижению значения среднеквадратичной шероховатости поверхности. Наименьшую среднеквадратическую шероховатость равную 0,25 нм имела тонкая пленка InGaAsN на подложке GaAs, полученная в вакууме, наибольшую среднеквадратическую шероховатость имела тонкая пленка InGaAsN на подложке Si, полученная при давления аргоно-азотной смеси от 10 Па - 19,37 нм.

By the method of pulsed laser deposition in atmosphere of an argon-nitrogen gas mixture, for the first time thin InGaAsN films on GaAs and Si substrates were obtained from the InGaAs target. The InGaAs target was formed by uniaxial pressing from GaAs and InAs powders. The surface morphology and structure of these thin films are studied by atomic force microscopy and X-ray diffraction. It is shown that InGaAsN films on Si have an average crystal size of 0,93 nm, and InGaAsN films on GaAs of 0,99 nm. It is determined that a decrease in the pressure of an argon-nitrogen mixture during pulsed laser deposition of thin InGaAsN films on GaAs and Si substrates leads to a decrease in the value of the root- mean-square roughness of the surface. The smallest root-mean-square roughness equal to 0,25 nm had a thin InGaAsN film on a GaAs substrate obtained in vacuum, the largest root-mean- square roughness of 19,37 nm had a thin InGaAsN film on a Si substrate obtained at the argon-nitrogen mixture pressure of 10 Pa -.
SEPARATION OF PARTICLES IN POLYDISPERSE NANOSUSPENSION IN THE LASER RADIATION FIELD
Authors: Иванов Валерий Иванович , Пячин Сергей Анатольевич
Published: December 2021

На основе стационарного решения уравнения диффузии изучена сепарация наночастиц в прозрачной полидисперсной водной суспензии с различными типами распределений по размерам под действием силы светового давления, возникающей в поле лазерного излучения интенсивностью 0,5 - 500 кВт/см. Установлено, что на дно кюветы преимущественно будут осаждаться частицы радиусом более 100 нм, а концентрация более мелких наночастиц во всем объеме суспензии останется без изменений. В случае симметричного начальное распределения наночастиц по размерам воздействие интенсивного светового пучка на суспензию приводит к нарушению симметрии кривой функции распределения, а также смещению максимума в область меньших размеров частиц на облучаемой поверхности. Если начальное распределение по размерам имеет несимметричный характер, исходное одномодовое распределение частиц по размерам трансформируется в двумодовое. Данная методика может быть использована для выделения наночастиц определенных размеров в зависимости от плотности мощности излучения.

On the basis of a stationary solution of a diffusion equation separation of nanoparticles in a transparent polydisperse aqueous suspension with different types of size distributions was studied under the action of the light pressure arising in the laser radiation field with the intensity of 0,5 - 500 kW/cm. It was found that particles with a radius of more than 100 nm will mainly be precipitated at the bottom of the cell, and the concentration of smaller nanoparticles in the entire volume of the suspension will remain unchanged. In the case of a symmetrical initial distribution of nanoparticles size, the effect of a light beam with high intensity on the suspension leads to a violation of the symmetry of the distribution function curve, as well as a shift of the maximum to the region of smaller particle sizes on the irradiated surface. If the initial size distribution is asymmetric, the initial single-mode particle size distribution is transformed into a two-mode one. This technique can be used to isolate nanoparticles of certain sizes depending on the power density of the radiation.
ELECTRON-STIMULATED DESORPTION OF LITHIUM ATOMS ADSORBED ON THE SURFACE OF GOLD-LITHIUM INTERMETALLIC
Authors: Кузнецов Юрий Александрович , Лапушкин Михаил Николаевич
Published: December 2021

Получена тонкая пленка интерметаллида LiAu при комнатной температуре при напылении атомов Li на слой адсорбированного золота на поверхности вольфрама. Исследованы процессы электронно-стимулированной десорбции (ЭСД) атомов Li с поверхности LiAu. Показано, что ЭСД атомов Li может наблюлаться только в том случае, когда напылено не менее одного монослоя атомов Li и с Au . Зависимость выхода ЭСД атомов Li от количества напыленного Li и Au имеет максимум при напылении двух монослоев атомов Li на Au. Полученные результаты свидетельствуют о формировании LiAu различной стехиометрии: от LiAu с дефицитом атомов лития до LiAu при напылении двух монослоев атомов Li. В энергетическом распределении по кинетическим энергиям десорбирующихся атомов Li обнаружено два пика: высокоэнергетический и низкоэнергетический. Первый из них связан с десорбцией атомов Li из LiAu, а второй в десорбцией атомов Li из верхнего монослоя атомов Li.

A thin film of the intermetallic compound LiAu was obtained at room temperature by deposition Li atoms onto a layer of adsorbed gold on the tungsten surface. The processes of electron-stimulated desorption of Li atoms from the surface are investigated. It is shown that electron-stimulated desorption of Li atoms can be observed only in the case when at least one monolayer of Li and Au atoms is deposited. The dependence of the electron-stimulated desorption yield of Li atoms on the amount of deposited has a maximum when two monolayers of atoms Li are deposited on Au . The results obtained indicate the LiAu formation of various stoichiometry: from with a deficit of lithium atoms to the deposition of two monolayers of atoms. In the kinetic energy distribution of desorbed Li atoms, two peaks were found: high-energy and low-energy. The first of them is associated with the desorption of Li atoms from LiAu, and the second with the desorption of Li atoms from the upper monolayer of Li atoms.
INVESTIGATION OF POSSIBILITY OF THE MISFIT DISLOCATION DENSITY REDUCTION IN GE / SI FILMS WITH A BUFFER LAYER
Authors: Лапин Вячеслав Анатольевич , Кравцов Александр Александрович , Кулешов Дмитрий Сергеевич , Малявин Федор Федорович
Published: December 2021

В работе исследована возможность улучшения качества гетероэпитаксиальных структур Ge / Si с буферным слоем. Показано, что при использовании подготовительного слоя, состоящего из наноостровков, зарощенных низкотемпературным буферным слоем, возможно проявление так называемого эффекта аннигиляции дислокаций несоответствия в объеме буферного слоя Buf, что значительно улучшает приборное качество получаемых структур. Представлена зависимость морфологии поверхности слоя чистого Ge на буфере от времени роста наноостровков в интерфейсе Si / Buf . Выявлены оптимальные технологические параметры роста наноостровков для получения слоя Ge с минимальной значением шероховатости. Наилучших результатов удалось достичь при времени осаждения наноостровков 2 мин. При этом была достигнута минимальное значение шероховатости поверхности, равное 78 нм. Показано, что при дальнейшем увеличении размеров наноостровков, процесс аннигиляции дефектов замедляется, и рост низкотемпературного буферного слоя сменяется трехмерным островковым ростом, что увеличивает перепады рельефа поверхности выращиваемого слоя.

The possibility of improving the quality of Ge / Si heteroepitaxial structures with a buffer layer is investigated. It is shown that when using a preparatory layer consisting of nanostructures overgrown with a low-temperature buffer layer, it is possible to manifest the so-called effect of annihilation of the misfit dislocations in the bulk of the buffer layer Buf , which significantly improves the quality of the resulting structures. The dependence of the morphology of the surface of the pure Ge layer on the buffer on the growth time of nanostructures in the Si / Buf interface is presented. The optimal technological parameters of the growth of nanostructures for obtaining a Ge layer with a minimum roughness value are revealed. The best results were achieved when the deposition time of nanostructures was 2 min. At the same time, the minimum surface roughness value of 78 nm was achieved. It is shown that with a further increase in the size of the nanostructures, the process of annihilation of defects slows down, and the growth of the low-temperature buffer layer is replaced by a three-dimensional island growth, which increases the differences in the relief of the surface of the grown layer.
AUTOMATIC ANALYSIS OF MICROSCOPY IMAGES USING THE DLGRAM01 CLOUD SERVICE
Authors: Матвеев Андрей Викторович , Машуков Михаил Юрьевич , Нартова Анна Владимировна , Санькова Наталья Николаевна , Окунев Алексей Григорьевич
Published: December 2021

Исследование материалов методами микроскопии нередко включает стадию подсчета количества наблюдаемых объектов и определения их статистических параметров, для чего необходимо измерять сотни объектов. В работе описан облачный сервис DLgram01, который позволяет специалистам в области материаловедения, не имеющих навыков программирования, выполнять автоматизированную обработку изображений - определять количество и параметры (площадь, размер) изучаемых объектов. Сервис разработан с использованием новейших достижений в области глубокого машинного обучения, для обучения нейронной сети пользователю необходимо разметить несколько изучаемых объектов. Обучение нейронной сети производится автоматически за несколько минут. Важными особенностями сервиса DLgram01 является возможность корректировать результаты предсказания нейронной сети, а также получение детальной информации о всех распознанных объектах. Использование сервиса позволяет существенно сократить временные затраты на количественный анализ изображений, снизить влияние субъективного фактора, повысить точность анализа и его эргоемкость.

The study of materials by microscopy often includes counting the number of observed objects and determining their statistical parameters, for which it is necessary to measure hundreds of objects. The created DLgram01 cloud service allows specialists in the field of materials science who do not have programming skills to perform automated image processing - to determine the number and parameters (area, size) of the objects under study. The service is developed using the latest achievements in the field of deep machine learning. To train a neural network, the user needs to label only several objects. The neural network is trained automatically in a few minutes. Important features of the DLgram01 service are the ability to adjust the results of neural network prediction, as well as obtaining detailed information about all recognized objects. Using the service allows to significantly decrease the time for quantitative image analysis, reduce the influence of the subjective factor, increase the accuracy of the analysis and its ergo-intensity.
FRACTAL ANALYSIS OF THE NANOSTRUCTURE OF A HETEROGENEOUS HIGH COERCITY ALLOY
Authors: Семенова Елена Михайловна , Ляхова Марина Борисовна , Иванов Дмитрий Викторович , Синкевич Артем Игоревич , Антонов Александр Сергеевич , Сдобняков Николай Юрьевич
Published: December 2021

Методом атомно-силовой микроскопии получены изображения наноструктры составляющих гетерогенного интерметаллида SmCoCuFeZr в высококоэрцитивном состоянии. На микроуровне в сплавах выделили два типа областей (фазовых составляющих) отличающихся по интегральному элементному составу и интервалам коэрцитивности. На основе данных атомно-силового микроскопа проводится анализ фрактальных характеристик поверхности этих областей. Показано, что фрактальная размерность наноструктуры коррелирует с локальной коэрцитивностью фазовых составляющих. Фазовая составляющая с относительно низкой коэрцитивностью демонстрирует возможность существования структур с фрактальной размерностью в диапазоне 2,396 - 2,475, что соответствует умеренно развитому фрактальному рельефу. При этом высококоэрцитивная составляющая с регулярной наноструктурой характеризуется более высокой фрактальной размерностью 2,452 - 2,508, а на отдельных участках образца встречались области с фрактальной размерностью до 2,577 .

The atomic force microscopy was used to obtain images of the nanostructure of components of a heterogeneous intermetallic SmCoCuFeZr compound in a highly coercive state. At the microlevel, two types of regions were distinguished in the alloys, differing in integral elemental composition and coercivity intervals. Based on the atomic force microscopy data, an analysis of the fractal characteristics of the surface is carried out on both of the above types of areas. It is shown that the fractal dimension of the nanostructure correlates with the local coercivity of the phase components. The phase component with a relatively low coercivity demonstrates the possibility of the existence of structures with fractal dimensions in the 2,396 - 2,475 range corresponding to a moderately developed fractal relief. In this case, the high-coercive component with a regular nanostructure is characterized by a higher fractal dimension of 2,452 - 2,508, and in some areas of the sample there were regions with a fractal dimension up to the value of 2,577.
STUDY OF THE PROPERTIES OF DIFFUSION-HARDENING COMPOSITE SOLDERS MODIFIED WITH A Ti-Mo POWDER MIXTURE
Authors: Скачков Владимир Михайлович , Пасечник Лилия Александровна , Медянкина Ирина Сергеевна , Сабирзянов Наиль Аделевич
Published: December 2021

В статье обсуждается возможность регулирования свойств диффузионнотвердеющего припоя на основе легкоплавких сплавов галлий-олово, галлий-индийолово, галлий-олово-цинк и твердой компоненты состоящей из порошка сплава медь-олово посредством введения смеси инертных порошков металлического титана и молибдена после термической обработки при различных температурах. Оценена микротвердость и термическая устойчивость композиционных диффузионнотвердеющих припоев. Показано, что термическая обработка при более высоких температурах способствует переходу припоя в равновесное состояние, при этом происходит резкое увеличение твердости. Методом рентгенофазового анализа определены образующиеся в результате диффузионного твердения фазы. Показано, что при различных температурах обработки образуются разные фазы - наноразмерные интерметаллические соединения. За счет небольших добавок наполнителей, инертных или слабовзаимодействующих с галлием, но хорошо им смачиваемых, характеристики диффузионно-твердеющего припоя значительно улучшаются.

The article discusses the possibility of regulating the properties of diffusion-hardening solder based on low-melted gallium-tin, gallium-indium-tin, gallium-tin-zinc alloys and a solid component consisting of a copper-tin alloy powder by introducing a mixture of inert powders of metallic titanium and molybdenum after the heat treatment at various temperatures. The microhardness and thermal stability of composite diffusion-hardening solders are evaluated. It is shown that the heat treatment at higher temperatures contributes to the transition of the solder to an equilibrium state, while a sharp increase in hardness occurs. The phases formed as a result of diffusion hardening were determined by the method of X-ray phase analysis. It is shown that at different processing temperatures, different phases are formed - nanoscale intermetallic compounds. Due to small additives of fillers that are inert or weakly interacting with gallium, but are well wetted by it, the characteristics of the diffusion-hardening solder are significantly improved.
STRUCTURE CHANGING OF SUBMICRON PZT FILMS WITH A FINE VARIATION OF THE COMPOSITION CORRESPONDING TO MORPHOTROPIC PHASE BOUNDARY
Authors: Старицын Михаил Владимирович , Федосеев Михаил Леонидович , Каптелов Евгений Юрьевич , Сенкевич Станислав Викторович , Пронин Игорь Петрович
Published: December 2021

В работе обсуждаются возможности тонкого варьирования состава субмикронных сегнетоэлектрических пленок твердых растворов цирконата-титаната свинца, соответствующих области морфотропной фазовой границы. Варьирование состава осуществлялось путем изменения расстояния от мишени до подложки в диапазоне 30 - 70 мм в установке высокочастотного магнетронного распыления керамической мишени при осаждении пленок на «холодную» подложку платинированного кремния. Это позволило изменять состав осаждаемых пленок (т.е., элементное соотношение атомов Zr и Ti) в диапазоне 0 -1,5% при сохранении однофазности сформированных перовскитовых пленок в процессе отжига при 580°C. При этом пленки характеризовались элементной неоднородностью состава по толщине, достигающей нескольких процентов. Толщина тонких слоев цирконата-титаната свинца составляла 500 нм. Исследовались изменения микроструктуры и параметров кристаллической решетки. Изменения состава пленок сопровождались существенными изменениями характера сферолитовой микроструктуры и ростовой текстуры. Был обнаружен резкий скачок квазикубического параметра кристаллической решетки, причиной которого может являться фазовая трансформация сегнетоэлектрической фазы - от ромбоэдрической модификации к двухфазному состоянию, предположительно состоящему из моноклинной и тетрагональной модификаций.

The paper discusses the possibility of a fine variation in the composition of submicron ferroelectric films of lead zirconate titanate solid solutions corresponding to a morphotropic phase boundary. Composition was varied by changing the distance from the target to the substrate in the range of 30 - 70 mm in an installation for radio-frequency magnetron sputtering of a ceramic target, in which films deposition occurred on a «cold» platinized silicon substrate. This made it possible to change the composition of the deposited films (i.e., the elemental ratio of Zr and Ti atoms) in the range of 0 - 1,5% while maintaining the single-phase perovskite films annealed at 580 °С. In this case, the films were characterized by elemental inhomogeneity of the composition over the thickness, reaching several percents. The thickness of thin lead zirconate titanate layers was 500 nm. Changes in the microstructure and crystal lattice parameters were studied. The change in the composition of the films was accompanied by significant changes in the nature of the spherulite microstructure and growth texture. A sharp jump in the quasi-cubic crystal lattice parameter was discovered, which may be caused by the phase transformation of the ferroelectric phase - from the rhombohedral modification to the two-phase state, presumably consisting of monoclinic and tetragonal modifications.
STUDY OF THE MICROSTRUCTURE AND COMPOSITION OF TIN DIOXIDE LAYERS MODIFIED BY SILVER NANOPARTICLES
Authors: Шомахов Замир Валериевич , Налимова Светлана Сергеевна , Калмыков Рустам Мухамедович , Аубекеров Кирилл , Мошников Вячеслав Алексеевич
Published: December 2021

Слои диоксида олова синтезированы гидротермальным методом из водного раствора SnF. Наночастицы серебра осаждены на поверхность полученных слоев методом фотовосстановления. Проведено исследование морфологии поверхности образцов методом атомно-силовой микроскопии. Размер наночастиц серебра зависит от концентрации раствора AgNO, используемого для проведения реакции фотовосстановления. При синтезе из раствора с концентрацией 0,02 М размер полученных наночастиц составляет варьируется от 10 до 100 нм, при увеличении концентрации раствора в два раза размер наночастиц составляет порядка 100 нм. С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии изучен состав поверхности слоев до и после осаждения наночастиц серебра. При выбранных условиях синтеза формируется слой диоксида олова без посторонних включений, и происходит осаждение металлического серебра. Химический сдвиг пиков олова и кислорода после осаждения наночастиц серебра свидетельствует об обмене электронами между оловом и серебром. Полученные слои представляют интерес для применения в области полупроводниковых адсорбционных газовых сенсоров.

Tin dioxide layers were synthesized by hydrothermal method from an aqueous solution of SnF. Silver nanoparticles were deposited on the surface of the obtained layers by the photoreduction method. The surface morphology of the samples was studied by atomic force microscopy. The size of the silver nanoparticles depends on the concentration of the AgNO solution used for the photoreduction reaction. When synthesized from 0,02 M solution with a concentration of, the size of the nanoparticles varies from 10 to 100 nm, when the concentration of the solution is doubled, the size of the nanoparticles is about 100 nm. The surface composition of the layers before and after the deposition of silver nanoparticles was studied using the X-ray photoelectron spectroscopy. It was shown that a layer of the tin dioxide is formed without external inclusions, and metallic silver is deposited. The chemical shift of the peaks of tin and oxygen after the deposition of silver nanoparticles indicates the exchange of electrons between tin and silver. The synthesized layers are of interest for application in the field of semiconductor adsorption gas sensors.
CORRELATION-SPECTRAL ANALYSIS OF THE TOPOGRAPHY OF ENGINEERING SURFACES AT THE NANOSCALE LEVEL
Authors: Измайлов Владимир Васильевич , Новоселова Марина Вячеславовна
Published: December 2021

Исследована нанотопография некоторых типичных технических поверхностей и экспериментально определены характеристики профиля наношероховатости как случайного процесса - автокорреляционная функция и спектральная плотность. Показано, что для исследованных поверхностей их профилограммы могут рассматриваться как реализации случайного стационарного нормального эргодического процесса. Проведена визуальная проверка нормальности процесса сравнением экспериментальных значений ординат профиля с теоретическими значениями, подчиняющимися нормальному распределению, а также сравнением полигона частот с теоретической функцией плотности вероятности нормального распределения. Количественное подтверждение нормальности процесса выполнено с применением критерия согласия Колмогорова. Показано, что на уровне значимости p = 0,05 гипотеза о нормальности случайного процесса (профиля наношероховатости поверхности) не противоречит экспериментальным результатам. Определены интервалы корреляции рассмотренных процессов. Вид автокорреляционных функций и величины интервалов корреляции говорят о случайном характере профиля поверхности: на интервале, равном одному - двум средним значениям шага неровностей профиля его ординаты становятся практически некоррелированными. Графики спектральных плотностей свидетельствуют о том, что профиль поверхности можно рассматривать как широкополосный случайный шум с преобладанием низкочастотных составляющих.

The nanotopography of some typical technical surfaces is investigated and the characteristics of the nanoroughness profile as a random process are experimentally determined - the autocorrelation function and spectral density. It is shown that for the investigated surfaces, their profilograms can be considered as realizations of a random stationary normal ergodic process. A visual check of the process normality was carried out by comparing the experimental values of the profile ordinates with theoretical values obeying the normal distribution, as well as by comparing the frequency polygon with the theoretical probability density function of the normal distribution. Quantitative confirmation of the process normality was carried out using the Kolmogorov goodness-of-fit test. It is shown that at the significance level p = 0,05, the hypothesis about the normality of a random process (surface nanoroughness profile) does not contradict the experimental results. The correlation intervals of the considered processes are determined. The form of the autocorrelation functions and the values of the correlation intervals indicate the random nature of the surface profile: in the interval equal to one or two average values of the step of the irregularities of the profile, its ordinates become practically uncorrelated. Spectral density plots indicate that the surface profile can be considered as a wide-band random noise with a predominance of low-frequency components.
PREDICTION OF BONDING ENERGY BY STRUCTURAL DESCRIPTORS OF METAL NANOALLOYS
Authors: Мясниченко Владимир Сергеевич , Матренин Павел Викторович , Сдобняков Николай Юрьевич
Published: December 2021

Обсуждается проблема предсказания энергии связи для тернарных металлических наночастиц и построение моделей обучения на базе структурных дескрипторов. Были построены регрессионные зависимости удельной межатомной энергии связи для тернарной наносистемы Au - Ag - Cu. Использовался ряд из пяти радиальных признаков, зависящих от попарного межатомного расстояния дескрипторов структуры наночастицы. Для более корректной оценки точности была применена кросс-валидация, далее полученные на валидационных частях выборки результаты усреднялись. Полученная модель ограниченно предсказывает значение удельной межатомной энергии связи внутри группы данных для наночастиц одного состава, а для всей выборки средняя по модулю ошибка составляет 14%. При этом модель практически безошибочно определяет состав наночастицы из нескольких вариантов. Наибольшее значение коэффициента детерминации на всей выборке получено с помощью ансамблевого алгоритма случайный лес. Обнаружена отрицательная корреляция между энергией связи наносплава и положением первого пика радиальной функции распределения для атомов меди.

The problem of predicting the binding energy for ternary metal nanoparticles and the construction of learning models based on structural descriptors are discussed. Regression dependences of the specific interatomic bond energy were constructed for the ternary Au - Ag - Cu nanosystem. A number of five radial features were used, depending on the pairwise interatomic distance of the nanoparticle structure descriptors. For a more correct assessment of the accuracy, cross-validation was applied, then the results obtained on the validation parts of the sample were averaged. The resulting model limitedly predicts the value of the specific interatomic binding energy within a group of data for nanoparticles of the same composition. For the entire sample the average error in modulus is 14 %. In this case, the model almost accurately determines the composition of a nanoparticle of several variants. The largest value of the coefficient of determination in the entire sample was obtained using an ensemble random forest algorithm. A negative correlation was found between the binding energy of the nanoalloy and the position of the first peak of the radial distribution function for copper atoms.
ANALYSIS OF Nb - Ni AND V - Ni BASED MEMBRANE CHARACTERISTICS
Authors: Белякова Римма Михайловна , Курбанова Эльмира Джумшудовна , Полухин Валерий Анатольевич
Published: December 2021

Для получения сверхчистого водорода мембранной технологией вместо дорогостоящих сплавов Pd рассмотрены более дешёвые на основе металлов Nb и V . Накапливаемый в матрицах обычных мембран водород формирует специфические полиэдрические плотноупакованные гидридные образования особенно с повышение температур от 473 до 673 К и риском разрушения мембран. Благодаря легированию титаном этих сплавов повысились рабочие характеристики мембран: диффузия и проницаемость водорода, прочность, износоустойчивость и термостабильность. В кристаллических аналогах проблема образования гидридов также была решена повышением концентрации Ti с формированием эвтектических фаз в тройных составах сплавах, например, NbTiNi и VTiNi. С формированием в указанных составах соединений NiTi и NiTi образование гидридов блокируется даже при нагреве, благодаря устойчивым процессам водородной селективности.

To obtain ultrapure hydrogen by membrane technology, instead of expensive membranes made of Pd alloys, cheaper ones based on metals (Nb - Ni) and (V - Ni) are considered. Due to alloying of these Ti alloys, the performance of the membranes increased - diffusion and permeability of hydrogen, wear resistance and thermal stability, exceeding the Pd alloys. For crystalline analogs, the problem was also solved by increasing the Ti concentration with the formation of eutectic phases in ternary alloy compositions (NbTiNi and VTiNi). Hydrogen accumulated in membrane matrices forms specific polyhedral eutectic TCP hydrides up to phase transitions, and upon cooling from 673 to 303K under conditions of thermal expansion from 473 to 673K, it increases the temperature of P-hydride formation and forms NiTi and NiTi compounds, which stabilize and protect nano- and crystalline membranes from brittle destruction.
PREPARATION OF BIOCOMPOSITES BASED ON NANOSCALE HYDROXYAPATITE WITH ZIRCONIUM AND SILICON OXIDES
Authors: Богданова Екатерина Анатольевна , Скачков Владимир Михайлович , Гиниятуллин Игорь Маратович , Переверзев Данил Ильич , Нефедова Ксения Валерьевна
Published: December 2021

В статье обсуждается возможность получения упрочненного композиционного материала с пористой структурой на основе наноструктурированного гидроксиапатита, синтезированного методом осаждения из раствора. Новый материал получен путем механохимичекого синтеза гидроксиапатита с армирующими добавками диоксида циркония и кремниевой кислоты. Синтезированные образцы аттестованы с использованием современных физико-химических методов анализа. Показано влияние качественного и количественного состава композита на протекание процессов спекания, пористость, прочностные характеристики, степень дисперсности и морфологию исследуемых образцов. Экспериментально установлено, что максимальными прочностными характеристиками и постоянным составом обладает образец Ca(PO)(OH) -15%SiO⋅nHO-5%ZrO. Композиционный материал обладает плотной равномерной структурой с высокой степенью кристалличности, с развитой пористостью, является перспективным материалом для дальнейших исследований с целью внедрения его в медицинскую практику. На разработанный композиционный материал подана заявка на патент.

The article discusses the possibility of obtaining a hardened composite material with a porous structure based on nanostructured hydroxyapatite (HAP) synthesized by precipitation from a solution. The new material was obtained by the mechanochemical synthesis of HAP with reinforcing additives of zirconium dioxide and silicic acid. The synthesized samples are certified using modern physicochemical methods of analysis. The influence of the qualitative and quantitative composition of the composite on the sintering processes, porosity, strength characteristics, the degree of dispersion and morphology of the studied samples is shown. It has been experimentally established that the sample has the maximum strength characteristics and a constant composition of Ca(PO)(OH) -15%SiO⋅nHO-5%ZrO. The composite material has a dense uniform structure with a high degree of crystallinity, with a developed porosity, is a promising material for further research in order to introduce it into medical practice. A patent application has been filed for the developed composite material.
ANALYSIS OF METHODS FOR SYNTHESIS OF A BORON-DOPED LITHIUM NIOBATE CHARGE USED FOR GROWING SINGLE CRYSTALS
Authors: Маслобоева Софья Михайловна
Published: December 2021

Проведен анализ известных методов синтеза шихты ниобата лития, легированной бором, которая используется при выращивании монокристаллов высокого оптического качества методом Чохральского. Установлено, что способ гомогенного легирования (шихта получается из прекурсора NbO :B и LiCO) по сравнению с твердофазным (шихта получается из смеси LiCO: NbO : HBO ) позволяет выращивать кристаллы LiNbO: B с более однородным распределением в них примеси бора, а также в объеме расплава, при этом упрощаются технологические режимы, устанавливаемые при росте кристаллов. В работе впервые рассмотрен жидкофазный метод синтеза шихты, исключающий стадию прокалки гомогенизированной смеси пентаоксида ниобия и карбоната лития. Результаты имеют важное значение при выборе технологии выращивания легированных бором монокристаллов ниобата лития для конкретных областей техники.

Known methods of a boron doped lithium niobate charge synthesis were analyzed. Such a charge is applied for the growth by Czochralski of single crystals with high optical quality. Homogeneous doping (the charge is obtained from precursor NbO:B and LiCO) was compared with solid phase doping (the charge is obtained from the mixture LiCO: NbO: HBO). Homogeneous doping was determined to help produce LiNbO: B crystals with a more uniform distribution of a boron dopant, boron distributes more uniform in the melt volume; technological regimes established during crystal growth become easier. For the first time the paper considers liquid-phase charge synthesis method; the method excludes the stage of annealing of homogenized mixture of niobium pentoxide and lithium carbonate. Results are crucial for the choice of technology at growing of boron doped lithium niobate crystals for exact areas of technics.
RECOGNITION OF GAS-AIR MIXTURES BY A SINGLE GAS SENSOR BASED ON TIN DIOXIDE NANOWHISKERS
Authors: Тимошенко Дмитрий Александрович , Синёв Илья Владимирович , Симаков Вячеслав Владимирович , Клычков Никита Александрович
Published: December 2021

Нитевидные нанокристаллы диоксида олова были выращены методом физического осаждения из паровой фазы и перенесены на контактную систему методом замороженной капли. Полученные сенсоры обладают газочувствительностью, воздействие паров газов-восстановителей приводит к увеличению их проводимости. Показано, что существует долговременный дрейф проводимости сенсора при воздействии пробы. Исследована концентрационная зависимость чувствительности сенсора к парам этанола, ацетона и пропанол-2 при температуре 300 °С. На основе анализа концентрационных зависимостей проводимости рассчитаны энергии десорбции частиц, а также положения донорных уровней, индуцированных при адсорбции газов-восстановителей, относительно акцепторного уровня кислорода. Показано, что рассчитанные параметры имеют существенно меньший по сравнению с проводимостью временной дрейф. Использование указанных параметров позволяет распознавать газовоздушные смеси, т.е. однозначно отнести одну из трех исследованных проб к её классу.

Tin dioxide nanowhiskers were grown by physical vapor deposition and transferred to the contact system by the frozen drop method. The sensors demonstrate gas-sensitivity. Exposing sensors to the atmosphere contained vapors of reducing-gases leads to an increasing of their conductivity. A long-term drift of the sensor conductivity during reducing-gas exposition was shown. A sensitivity response vs concentration for ethanol, acetone, and propanol-2 vapors at temperature 300 °C was investigated. Desorption energies of the particles and the positions of the donor levels induced by adsorption of reducing gases particles were calculated by analysis of the conductivity vs concentration dependence. The calculated parameters had a significantly smaller time drift in comparison with the conductivity. Using of these parameters makes possible to recognize gas-air mixtures: classify the each of three studied samples to one of classes.
MULTIPARAMETRIC RECOGNITION OF ORGANIC VAPORS BY USING A GAS SENSOR BASED ON A NANOSTRUCTURED TIN DIOXIDE FILM
Authors: Клычков Никита Александрович , Симаков Вячеслав Владимирович , Синёв Илья Владимирович , Тимошенко Дмитрий Александрович
Published: December 2021

Исследовано влияние паров органических веществ (изопропанола, этанола и ацетона) различной концентрации на отклик сенсоров газа на основе наноструктурированных пленок диоксида олова, синтезированных золь-гель методом. Экспериментально установлено, что напуск газовых проб, содержащих пары органических веществ, приводит к увеличению проводимости наноструктурированных пленок диоксида олова. В области высоких концентраций (более 50% от насыщенного пара) концентрационная зависимость проводимости имеет тенденцию к насыщению. Показана возможность распознавания сорта примесного газа с помощью статистической обработки отклика только одного сенсора при различных концентрациях анализируемой пробы. Определено положение поверхностного донорного уровня примесного газа относительно акцепторного уровня кислорода и теплота десорбции частиц исследуемых газов. Предложен новый метод мультипараметрического распознавания газовых смесей, основанный на использование в качестве признаков классификации физико-химических параметров анализируемых газов, не зависящих от их концентрации. Установлено, что предложенный метод мультипараметрического распознавания газовых смесей имеет более высокую надежность по сравнению со стандартными методами, основанными на анализе отклика сенсоров газа.

The influence of organic vapors (isopropanol, ethanol, and acetone) with different concentrations in air on a response gas sensor based on nanostructured tin dioxide films synthesized by the sol-gel method was studied. It was found experimentally that inject of the gas mixtures containing organic vapors into measure chamber results to an increase of the conductivity of nanostructured tin dioxide films. In the area of high concentrations (more than 50% of saturated vapor), the concentration dependence of conductivity trends to saturation. The recognizing possibility of species gas admixture by using statistical processing of response only single sensor at different analyzed gas mixture concentrations is validated. The surface donor level of gas-reducing relative to acceptor level oxygen and desorption heat of gas particle were determined. A new method based multiparametric recognition gas mixtures is proposed based on using concentration-independent physical and chemical parameters of analyzed gases as classification properties. It is shown that proposed multiparametric recognition method has higher reliability in comparison with standard methods based on the analysis gas sensor response.
SYNTHESIS AND PHYSICOCHEMICAL STUDY OF THE CERIUM AND CEFAZOLIN METAL COMPLEX
Authors: Крюков Тимофей Владимирович , Феофанова Мариана Александровна , Скобин Михаил Игоревич , Иванова Александра Ивановна
Published: December 2021

В данной работе коллективом авторов путём взаимодействия водных растворов хлорида трёхвалентного церия и натриевой соли цефазолина получено и выделено в твердом виде металлокомплексное соединение. Его элементный состав установлен с помощью метода рентгеноспектрального электронно-зондового анализа, описаны термические характеристики данного соединения, температура его разложения, состав и способ координации внутренней сферы данного металлокомплекса был уточнен методами термогравиметрии, и дифференциальной сканирующей калориметрии и методом ИК-спектроскопии. На основании полученных данных установлено, что внутренняя сфера металллокомплекса содержит в своем составе три молекулы цефазолина и три молекулы внутрисферной воды. Состав внутренней сферы отвечает брутто-формуле [CeCzl(HO) ]. На основании данных ИК- спектроскопии сделаны выводы о координации цефазолина к центральному иону через амидную и карбоксильную группы.

In this work, a team of authors obtained and isolated in solid form a metal complex compound by the interaction of aqueous solutions of trivalent cerium chloride and sodium salt of cefazolin. Its elemental composition was determined using the X-ray spectral electron probe analysis. The thermal characteristics of this compound, the temperature of its decomposition, the composition and the method of coordination of the inner sphere of this metal complex were clarified by the methods of thermogravimetry, differential scanning calorimetry and IR spectroscopy. Based on the data obtained, the inner sphere of the metal complex contains three molecules of cefazolin and three molecules of inner-sphere water. The composition of the inner sphere corresponds to the formula [CeCzl(HO) ]. Taking into account IR spectroscopy data, the authors concluded that the most likely way of coordination of cefazolin to the central ion is through the amide and carboxyl groups.
KINETICS ASPECT OF HYDROCHEMICAL FLUORINATION OF SILICON-CONTAINING INDUSTRIAL WASTE
Authors: Медянкина Ирина Сергеевна , Скачков Владимир Михайлович , Пасечник Лилия Александровна
Published: December 2021

Предложен способ получения высокодисперсного аморфного кремнезема из отходов обогащения низкотитанистых ванадий содержащих титаномагнетитов АО «ЕВРАЗ Качканарский ГОК» - хвостов мокрой магнитной сепарации. Применение раствора гидрофторида аммония ( NHHF) позволяет практически селективно извлечь кремний в раствор в виде гексафторосиликата аммония. Степень извлечения кремния раствором 1,0 - 2,5 мас.% NHHF за 6 часов составляет 46%. Диффузионный процесс выщелачивания кремния из ХММС описывается кинетическим уравнением 1 -(1 -а) = 0,0043• exp(-5230/RT)-г . Аморфный кремнезем SiO, полученный золь- гель методом из фторидного кремнийсодержащего раствора, имеет высокоразвитую поверхность S = 320 м/г, рассчитанный из средней плотности «белой сажи» размер частиц составляет d = 10 нм. Увеличение концентрации NHHF до 20 мас.% приводит к повышению растворимости кремния, а также других компонентов хвостов мокрой магнитной сепарации, которые являются нежелательными примесями в конечном продукте SiO. В целом показана перспективность гидрохимического выщелачивания кремнийсодержащих промышленных отходов - хвостов мокрой магнитной сепарации слабыми растворами гидрофторида аммония для синтеза чистого аморфного SiO.

A method for producing amorphous silica from the enrichment wastes of low-titanium vanadium containing titanomagnetites of JSC «EVRAZ ZSMK» - wet magnetic separation tailings is proposed. The use of a NHHF solution makes it possible to practically selectively extract silicon into the solution in the form of ammonium hexafluorosilicate. The extraction of silicon with 1,0 - 2,5 wt.% NHHF solution for 6 hours reached 46%. The diffusion process of the silicon extraction is described by the kinetic equation 1 - (1 - a) = 0,0043 • exp(-5230 / RT)• t . Amorphous silica obtained by the sol-gel method from a fluoride silicon-containing solution has a highly developed surface 320 m/g, the particle size calculated from the average density of «white carbon black» is of 10 nm. The increase in concentration to 20 wt. % NHHF leads to the rise of the silicon solubility and of other tailings components, which are unwanted impurities in the final product. In general, it is shown that the hydrochemical leaching of silicon-containing industrial waste - tailings with weak solutions of ammonium hydrofluoride is promising for the synthesis of pure amorphous silica.
CATALYTIC PROPERTIES IN THE HETEROGENEOUS FENTON REACTION OF THE SURFACE OF NANOPOROUS IRON OBTAINED BY ELECTROCHEMICAL DEALOIYNG IN MELTED CHLORIDE MIXTURES
Authors: Роженцев Данил Александрович , Мансуров Ренат Русланович , Ткачев Николай Константинович , Русских Ольга Владимировна , Остроушко Александр Александрович
Published: December 2021

Исследованы образцы частично окисленного микро- и нанопористого железа, полученного методом высокотемпературного деаллоинга железо-марганцевого сплава в солевом расплаве. При помощи электронной микроскопии получены данные о морфологии образцов и составе их поверхности, установлено, что уже после отмывки при комнатной температуре на воздухе образовались оксидные фазы железа в виде вискеров толщиной порядка 10 нм. В ходе получения образцов достигалось количественное удаление марганца из исходного сплава. Оценена каталитическая активность полученных образцов в гетерогенной реакции Фентона по окислению красителя метилового оранжевого пероксидом водорода. На первом этапе протекания реакции, описываемой уравнением реакции первого порядка, ее скорость определялась наиболее активной расходуемой частью образцов, далее реакция переходила в стационарный режим. Более высокой каталитической активностью обладали нанопористые образцы.

The samples of partially oxidized micro- and nanoporous iron obtained by high-temperature dealloing of an iron-manganese alloy in a molten salt were investigated. The data concerning the structure of the samples and the composition of their surface were obtained by electron microscopy; it was found that after washing at room temperature in air the oxide phases of iron were formed as whiskers with a thickness of about 10 nm. During the preparation of the samples a quantitative removal of manganese from the initial alloy was achieved. The catalytic activity of the obtained samples in the heterogeneous Fenton reaction was estimated by oxidation of methyl orange by hydrogen peroxide. The rate of the first stage of the reaction, which was described by the first-order equation, was determined by the most active spent part of the samples, and then the reaction passed into the stationary mode. The nanoporous samples possessed a higher catalytic activity.
Estilos de afrontamiento al estrés y bienestar psicológico en adolescentes
Authors: Urbano Reaño Edira Yelitze
Published: December 2021

Se explora la relación en entre los estilos de afrontamiento al estrés y el bienestar psicológico en un grupo de adolescentes escolares (n = 237) de 16 y 17 años, pertenecientes a una Escuela de Líderes. Se utilizaron el Cuestionario de Estilos de Afrontamiento al Estrés y la Escala de Bienestar Psicológico. Se evidencio que mínima practica de los estilos de afrontamiento enfocados en el problema se relacionan inversamente con el alto bienestar psicológico; mientras que, un mínimo desarrollo de estilos de afrontamiento al estrés enfocado en la emoción y adicionales se relacionan con bajo desarrollo de bienestar psicológico.