Материалы микроэлектроники (стр. 10 )

В результате была реализована и успешно испытана микросхема из 121 ДК при 70 К. На ВАХ этой микросхемы наблюдались четкие суммарные ступени Шапиро при рекордно высоких значениях квантового джозефсоновского напряжения более 18 мВ и величине первой ступени Шапиро более 0.3 мА. Это свидетельствует о полной синхронизации этих контактов под действием внешнего СВЧ сигнала на частоте около 75 ГГц [2]. Максимальное напряжение ступени на подобных структурах, которое удавалось получить в более ранних работах, не превышало 10 мВ, а величина первой ступени Шапиро была менее 0.2 мА [3].

Полученный результат свидетельствует о возможности построения на основе ДК из ВТСП эталонов Вольта нового типа и источников излучения терагерцового диапазона.

[1] A. M. Klushin et al. //Supercond. Sci. Technol. 1999. Vol. 12, 704-707.

[2] A. M. Klushin, D. M. Druzhnov, N. Klein. //Abstract Book Nanoelectronics Days 2005, Forschungszentrum Jülich, Februar 9-11, 2005, p.170.

[3] A. M. Klushin et al.//Appl. Phys. Lett. 2002. Vol. 80, no. 11, 1972-1

СПЕКТРЫ ОТРАЖЕНИЯ И ПРОПУСКАНИЯ ДЕФЕКТНЫХ СЛОИСТЫХ УПОРЯДОЧЕННЫХ СТРУКТУР НА ОСНОВЕ КРЕМНИЯ

,

Воронежский государственный университет, Воронеж

Слоистые упорядоченные структуры Si/SiO2 вызывают интерес в связи с высоким диэлектрическим контрастом слоев кремния и аморфного диоксида кремния [1]. В настоящей работе исследуются спектры отражения и пропускания, как идеальных слоистых упорядоченных сред такого типа, так и содержащих “дефект”. Расчеты проводились в рамках известного формализма матриц распространения [2]. Спектры пропускания и отражения вычислены в диапазоне энергий фотонов от 0 до 2 эВ для слоистых структур, содержащих от 4 до 32 слоев. Рассчитанные спектры находятся в хорошем согласии с экспериментальными данными [1]. Далее, мы варьировали толщину одного из слоев в центральной области упорядоченной структуры Si/SiO2. Оказалось, что для некоторых значений толщины этого дефектного слоя в спектрах пропускания в области некоторых стоп-зон появляются отчетливые пики, соответствующие локализации фотонов. Так например, для случая, когда толщина дефектного слоя кремния превосходит регулярное значение в 4 раза, спектр пропускания имеет вид (см. рис.)

Как видно из этого рисунка в двух стоп-зонах появляются пики при 1,41 эВ и 1,74 эВ, связанные с локализацией фотонов. Обсуждается возможность использования рассмотренных слоистых дефектных сред в оптических системах.

1.  M. Patrini, M. Gali., M. Belotti // Journal of Applied Physics. – 2002. Vol. 92 – No.4 – p.1816-1820.

2.  А. Ярив, П. Юх. “Оптические волны в кристаллах.” М.: Мир, 1987.

Зависимость физико-механических свойств алюмосиликатов от концентрации примесей

Донецкий национальный университет, Донецк

Высококонцентрированные дисперсные системы на основе алюмосиликатов широко применяются в различных отраслях промышленности (радиокерамика, композиты, изоляторы и т. д.). Эти материалы обладают высокой термостойкостью, прочностью, хорошими диэлектрическими характеристиками, что выявляет огромный интерес к изучению физико-химических и структурных свойств этих веществ.

Был проведен анализ структурно-механических свойств высококонцентрированных дисперсных систем на основе алюмосиликатов. Обнаружено, что при определенных концентрациях твердой фазы на кривых течения наблюдаются участки линейной зависимости напряжения сдвига от скорости деформации. Установлено, что на физико-механические свойства алюмосиликатов оказывает сильное влияние форма частиц, а так же их химический состав.

Получены данные химического анализа, а так же элементного анализа наиболее распространенных алюмосиликатов методом вторичной ионной масспектроскопии с расчетом содержания элементов в образцах по общему балансу (без учета коэффициентов относительной чувствительности по элементам). Данные имеют существенные различия в атомных концентрациях некоторых элементов, это связано с природой ионообразования. Так щелочные металлы наиболее легкоионизируемые, у этих атомов вероятность сохранить возбужденное состояние при отлете от поверхности выше, чем у других.

Наибольшую концентрацию активных щелочных металлов (K и Na), имеет бентонит, он же обладает наименьшим значением критической концентрации твердой фазы и наибольшей вязкостью. Атомы K и Na, находящиеся на поверхности частиц, притягивают к себе молекулы воды, образуя достаточно сильные связи. Поэтому, глиноземы с высоким содержанием примесей щелочных металлов, имеют на кривых течения область резкого спада напряжения сдвига при увеличении скорости деформации, даже при концентрациях ниже 20 процентов.

Таким образом, полученные данные могут использоваться при производстве подложек (для сопротивлений, интегральных схем и т. д.) высокоглиноземистой керамики, радиокерамических деталей.

Автор выражает благодарность д. физ.-мат. наук, профессору , д. хим. наук, профессору , кандидату хим. наук за обсуждение полученных результатов.

ВЛИЯНИЕ СТЕПЕНИ СОВЕРШЕНСТВА КРИСТАЛЛОВ КАЛЬЦИТА НА ИНТЕНСИВНОСТЬ РЕНТГЕНОВСКИХ ДИФРАКЦИОННЫХ МАКСИМУМОВ В НЕОДНОРОДНЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОЛЯХ

,

Нижегородский государственный университет им. , Нижний Новгород

Цель работы: Используя модели расчета дифракции рентгеновских лучей определить параметр, связывающий степень однородности образца и коэффициент относительного изменения интенсивности рентгеновского дифракционного максимума (РДМ) [1]. Исследование эффекта обратимого изменения интенсивности РДМ при воздействии на кристалл температурного градиента [1] может дать полезную информацию о локальной степени совершенства кристаллов.

Исследования проводились на кристалле кальцита (CaCO3) с ориентацией поверхности 101 и толщиной 1 мм.

При однородном нагреве всей поверхности образца увеличение интенсивности РДМ не превышало 5%. При точечном нагреве области дифракции (значения температурного градиента до 6°С) установлена связь между величиной К [1], параметром Х [2] и плотностью дислокационных ямок <N>. Величина К больше для областей кристалла с меньшим значением Х и меньшей плотностью дислокационных ямок <N> (рис 1.). Эта зависимость позволяет экспериментально оценить плотность дислокаций в данном образце.

Проведено сравнение результатов термодифракционных экспериментов с результатами моделирования по модели слоистого кристалла [3]. Сделано предположение о том, что значительное изменение интенсивности РДМ связано с неоднородным нагревом во всем объеме кристалла.

1. , , . // Письма в ЖТФ. – 1988. том 14. – вып. 19. – с.1749.

2.  и др. // Поверхность. – 2002. – С.74 – 76.

3.  и др. // Труды IV Международной конференции «Кристаллы: рост, свойства, реальная структура, применение». – Том 1. – Александров:, 1999. – С. 540 – 551.

ФИЗИКА И МЕХАНИКА ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ

ТРУБНЫХ СТАЛЕЙ

,

Нижегородский государственный университет им. , Нижний Новгород

Целью работы явилось построение модели, органически учитывающей влияние температуры, скорости нагружения и структуры малоуглеродистых низколегированных сталей на параметры вязкости разрушения. В основе модели лежат классические подходы линейной механики тел с трещинами, объединенные с новыми физическими моделями процессов пластической деформации.

Для оценки величины трещиностойкости (К1с) была использована классическая модель Нейбера, основанная на соотношениях между коэффициентами концентрации напряжений и деформаций. С учетом расчета по Нейберу концентрации напряжений была проведена оценка скорости пластической деформации в кончике трещины, базирующаяся на модели Эшби. Модель Эшби, предполагающая, что в низкотемпературной области скорость пластической деформации контролируется термоактивированным преодолением препятствий, дает экспоненциальную зависимость скорости деформации от температуры.

На основе экспериментальных зависимостей коэффициента трещиностойкости от температуры в отрицательной области, для трубных сталей разной марки, термомеханической обработки, класса прочности была проведена оценка прочности препятствий и величины критического раскрытия в вершине трещины () в области нижнего порога хладноломкости.

Наилучшее согласие эксперимента с теорией достигается в случае, если в качестве основного дислокационного механизма рассматривать термически активированное преодоление напряжений Пайерлса-Набарро (низкая энергия активации; слабые препятствия), увеличивающихся с понижением температуры из-за возрастания ковалентных связей. Этот механизм определяет скорость деформирования металла с ОЦК решеткой.

В выделенной области критических температур реализуется условие плоской деформации и коэффициент трещиностойкости проявляет структурную чувствительность. Параметр , определяемый через К1с, становится соизмеримым с таким структурным элементом как размер зерна феррита.

РАЗДЕЛЕНИЕ ВКЛАДА В НЕЛИНЕЙНОСТЬ ВАХ, ОБУСЛОВЛЕННУЮ ПЕРЕХОДОМ БЕРЕЗИНСКОГО-КОТЕРЛИЦА-ТАУЛЕСА С ПОМОЩЬЮ ВТОРОЙ ГАРМОНИКИ

,

Рузаевский филиал Мордовского госуниверситета, г. Рузаевка

Кристаллические высокотемпературные сверхпроводники (ВТСП) имеют слоистую (квазидвумерную) структуру. Данная особенность ВТСП кристаллов может приводить к переходу Березинского-Костерлица-Таулеса (БКТ-переход). В этом случае вольт-амперные характеристики (ВАХ) принято описывать степенной зависимостью VµIa(T) с показателем степени, зависящим от температуры T [1-2].