Научные достижения

Основные научные достижения

Порог магнитного влияния на микротвердость кристаллов KDP

Найден порог магнитопластичности кристаллов дигидрофосфата калия (KDP), ниже которого не наблюдаются изменения их микротвердости даже при больших временах экспозиции образцов в магнитном поле. Вблизи порога Bth = 0.45 Тл подавляется не только изменение микротвердости, но и сокращается время жизни метастабильного состояния кристаллов. При B > Bth эффект проявляется лишь при временах экспозиции, превышающих некоторое минимальное время, зависящее от B. Магнитное влияние на микротвердость обусловлено изменением структуры примесных комплексов в рузультате их спиновой эволюции к определенному критическому состоянию.

С понижением поля время эволюции растет. Порог наступает, когда оно достигает времени спин-решеточной релаксации, хаотизирующей спины.

Рис.1. Зависимости максимальных относительных изменений микротвердости ΔH/H0

от величины магнитной индукции B для образцов KDP из секторов роста призмы (1) и пирамиды

(стадии разупрочнения – 2, упрочнения – 3).

Магнитная экспозиция во всех случаях проводилась при условии B2tm = 19.2 Тл2 мин.

Полученные результаты опубликованы в статье:
Е.В. Даринская, М.В. Колдаева, В.И. Альшиц, А.Э. Волошин, И.М. Притула. Пороговые эффекты магнитного влияния на микротвердость кристаллов KDP. // Письма в ЖЭТФ. 2019. T. 110. Вып. 4. С. 255–259. *Q3.

Существование поверхностных акустических волн в одномерных пьезоэлектрических фононных кристаллах произвольной симметрии

Построена общая теория поверхностных акустических волн на границе полубесконечного одномерного пьезоэлектрического фононного кристалла произвольной анизотропии. Установлено, что число поверхностных волн в структуре с заданным порядком слоев в пределах периода определенным образом согласовано с числом поверхностных волн в структуре, где эти же слои расположены в обратном порядке в пределах периода. Доказана серия утверждений, касающихся максимального числа поверхностных волн в полной запрещенной зоне в обеих указанных структурах. Полученные результаты углубляют понимание основных закономерностей распространения акустических волн в периодических средах.

Полученные результаты опубликованы в статье:
A.N. Darinskii, A.L. Shuvalov. Existence of surface acoustic waves in one-dimensional piezoelectric phononic crystals of general anisotropy. // Physical Review B. 2019. V. 99. *Q2.

Планарные структуры нано-пустот в объеме кристалла
Изучена возможность твердофазного сращивания кристаллов, на контактирующих поверхностях которых предварительно создается рельеф в виде заданного рисунка путем травления через маску. Впервые установлено, что в таком процессе в зоне плоскости сращивания образуется планарная система нано-пустот, которая по своему строению идентична рисунку вытравленного рельефа. Показано, что точность их соответствия не хуже +/- 1 мкм. Продемонстрированные результаты показывают возможность создания внутри кристалла планарной системы нано-пустот, с высокой точностью соответствующую заранее заданному рисунку. Это открывает новые, дополнительные возможности при конструировании приборов фотоники.

Рис.1. Схема кристалла Y-ZrO2 с планарной композицией

микропустот, сгруппированных по заданному рисунку.

Полученные результаты опубликованы в статье:
Е.А. Степанцов. Осаждение на бикристаллах SrTiO3 сверхпроводящих пленок YBa2Cu3O7 с изгибом на границе до максимума их базисных плоскостей. // Наноматериалы и наноструктуры. XXI век. 2019. Т. 10. С. 5—9.

Эффекты межфазной границы при одномерном расслоении зажатых систем
Показано, что даже для размерности D=1 существовавшее теоретическое описание не являлось достаточно полным, в частности, в задачах о обусловленном стрикцией расслоении симметричной фазы однородно зажатого (относительно упругих деформаций) изотропного твердого тела вблизи трикритической точки фазовых переходов.

Получено аналитическое описание (с учетом пространственной дисперсии) распределения параметра порядка одномерной неоднородной структуры, возникающей в симметричной фазе зажатого кристалла при приближении (по температуре, или давлению) к трикритической точке или близкого к ней переходу первого рода. Выявлены особенности (характерный масштаб, форма и т.п.) возникающих неоднородных распределений, а также скачкообразный характер их образования. Как показано, уже в точке образования масштаб неоднородности существенно превышает корреляционный радиус параметра порядка. Также вычислена свободная энергия неоднородного состояния и установлены более точные границы его равновесного существования и устойчивости.

Полученные результаты опубликованы в статьях:
1. P. Levanyuk, S.A. Minyukov & I.B. Misirlioglu. Loss of elastic stability and formation of inhomogeneous states at phase transitions in thin films on substrates. // Ferroelectrics, 2018. V. 533. Issue 1. P. 1.
2. P. Levanyuk, S.A. Minyukov, B. Misirlioglu, M.B. Okatan. Effects of interphase boundaries in Ginzburg–Landau one-dimensional model of two-phase states in clamped systems. / Journal оf Applied Physics. 2021. V. 129. P. 044102.