Научные достижения

• Методами электронной микроскопии исследованы композитные ВТСП Ag/YBCO(123)/оксиды металлов/хастеллой.

Методами электронной микроскопии исследованы композитные ВТСП Ag/YBCO(123)/оксиды металлов/хастеллой после облучения ионами 84Kr17+ с энергией 107 МэВ и дозами 1010 и 1011 ион/см2.. Выявлены треки диаметром от 2 до 5 нм, структура которых может оставаться кристаллической или переходить в разупорядоченное состояние, установлено смещение атомов иттрия и/или бария из их позиций в решетке YBCO с образованием соответствующих выделений в матричном кристалле. Облучение ионами при данных дозах и энергиях приводит к исчезновению внутренних напряжений в сверхпроводящем слое. Данное открытие имеет важное практическое значение, поскольку эти внутренние напряжения наряду с дополнительными механическими нагрузками и термоциклированием определяют ресурс работы сверхпроводящего композита.

Проведенное исследование в сотрудничестве с Институтом общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Лабораторией ядерных реакций им. Г.Н. Флерова ОИЯИ в Дубне и Физическим институтом им. П.Н. Лебедева РАН является предметом патента, полученного в 2012 г.

• Впервые установлена последовательность в фазовых превращениях в тонких пленках HfO2, легированных лантаном, после облучения ионами Xe с разными энергиями.

Структура тонкого (10 нм) нанокристаллического слоя La:HfO2 претерпевает превращение: ромбическая фаза Pbcm в исходном образце превращается тетрагональную P42/nmc при увеличении энергии ионов с 24 МэВ до 160 МэВ и дозе облучения 5·1011ион/см2. В результате структурной перестройки после ионного облучения комплексные диэлектрические функции незначительно меняются, ширина запрещенной зоны увеличивается с 6.1(ромб) до 6.3 эВ (тетр).

• Впервые показано, что в ходе редокс-процесса происходит образование некристаллических композитных частиц.

Впервые методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии на примере исследования структуры и морфологии наночастиц, формирующихся в результате окислительно-восстановительной реакции между селенистой и аскорбиновой кислотами в водных растворах амфифильных полимеров (PVP, PAMPS, PDMAEM, ПЭК, PEC: CC-SDS, OEC) и комбинации одного из полимеров с гель-пленкой бактериальной целлюлозы Acetobacter xylinum, показано, что в ходе редокс-процесса происходит образование некристаллических композитных частиц, которые в своем составе имеют не только селен, но и молекулы полимера. По данным рентгеновского микроанализа весовая доля полимера в частице достигает 80 %. На основании полученных результатов предложено решение фундаментальной задачи установления механизма образования наночастиц в растворах через исследования их структуры. Практическим результатом работы является установление факта модификации структуры и изменения физических свойств частиц в процессе создания новых полимерных наноматериалов.

• Установлена структурная природа происхождения сегнетоэлектрического эффекта в тонких пленках Hf0.5Zr0.5O2 и HfO2 методами просвечивающей электронной микроскопии, электронной дифракции и моделирования. Установлено образование нанокристаллических пленок со смешанным фазовым составом и размером зерен в интервале 10 – 100 нм. Зерна малого размера (30 нм и меньше) имеют ромбическую нецентросимметричную структуру Pbc21 и являются ответственными за сегнетоэлектрический эффект. Оценка относительного количества моноклинной и ромбической нецентросимметричной фаз по соотношению интенсивностей соответствующих рефлексов 111ромб и 111монокл на картинах электронной дифракции показала, что для 10-нм пленки характерен состав 37 вес.% ромб: 63 вес.% монокл., в то время как в 3-нм пленке это соотношение составляет 33.5 вес.% ромб: 66.5 вес.% монокл.

Работа сделана в сотрудничестве с Московским физико-техническим институтом, где пленки выращивалась методом послойного осаждения, и исследовались физические свойства.

Патенты
• Патент на изобретение № 24779000, 2012 г. «Способ обработки высокотемпературного сверхпроводника»
Михайлова Г.Н., Воронов В.В., Троицкий А.В., Дидык А.Ю., Демихов Т.Е., Суворова Е.И.

• Патент на изобретение № 2485051, 2013 г. «Способ получения нанокомпозиций серебра на основе синтетических водорастворимых полимеров».

Некрасова Т. Н, Золотова Ю. И., Назарова О. В., Левит М. Л., Суворова Е. И., Сироткин А.К., Баклагина Ю. Г., Диденко Е. В., Паутов В. Д., Панарин Е. Ф.