авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||

«Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН Саратовский филиал Федерального государственного бюджетного ...»

-- [ Страница 6 ] --

Таблица 2. Средние значения шероховатости S нa поверхности сканируемой области образца, полученные с помощью анализа данных сканирующей атомно-силовой микроскопии.

Концентрация Время экспозиции, мин Pb(NO3)2, мМ 1 15 30 32,1 26,4 25,5 11, 47,5 11,4 18,3 30, 0. 51,0 31,7 13,8 21, *Данные указаны в нм.

Таким образом, для получения стабильного монослоя с однородно распределенными по размеру свинцовосодержащими частицами необходимо приготовить водный раствор, содержащий концентрацию нитрата свинца С = 1 мМ, и нанесенный на данную субфазу монослой арахиновой кислоты выдержать 15 мин, после чего монослой можно переносить на твердую подложку (стекло) по методу Ленгмюра – Шеффера.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 11-08 00529-а).

Библиографический список 1. Шеремет А. Н. Климова С. А. // Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика:

тез. докл. VI Всерос. науч. конф. молодых ученых. Саратов, 2011. С.78.

Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых ФОРМИРОВАНИЕ ЩЕЛЕВЫХ СОЛИТОНОВ ПРИ ПРОХОЖДЕНИИ ИМПУЛЬСНЫХ СИГНАЛОВ ЧЕРЕЗ МАГНОННЫЙ КРИСТАЛЛ С. Е. Шешукова, Е. Н. Бегинин Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского E-mail: Sheshukovase@yandex.ru В последние десятилетия началось интенсивное изучение нелинейных волновых процессов в периодических ферромагнитных структурах (магнонных кристаллах–МК), связанных с распространением магнитостатических спиновых волн (МСВ) [1]. Особый интерес представляют исследования нового типа соли тонов, получивших название щелевых солитонов (ЩС), которые могут распро страняться в запрещенной зоне с групповой скоростью намного меньше, чем скорость распространения солитона в однородной нелинейной среде. Исследо вание таких солитонов представляет интерес как с фундаментальной точки зре ния, так и с точки зрения их практического применения в телекоммуникацион ных системах, системах обработки, хранения и передачи информации. В МК на основе пленок железо–иттриевого граната (ЖИГ) ЩС наблюдались на частотах выше 4 ГГц в условиях четырехмагнонных процессов распада [2]. Однако представляет интерес изучение механизмов и особенностей возбуждения щеле вых солитонов в МК в области частот ниже 3 ГГц, где трехмагнонные (3М) процессы распада разрешены.

Для проведения экспериментальных исследований использовался макет линии задержки с МК, выполненным на основе пленки ЖИГ толщиной 4 мкм с протравленными канавками глубиной 0.7 мкм и шириной 70 мкм. Период кана вок был 100 мкм, и между антеннами укладывалось 40 периодов. Макет с МК помещался в однородное магнитное поле, касательное к поверхности и парал лельное антеннам. На вход линии задержки подавались прямоугольные СВЧ импульсы с мощностью от –20 дБмВт до 10 дБмВт и длительностью 260 нс.




При значении входной мощности импульса больше порогового и частотой не сущей, находящейся в запрещенной зоне МК, за фронтом выходного сигнала возникает последовательность импульсов.

На основе экспериментальных данных были исследованы характеристики прошедшего импульса: фаза огибающей, энергетический коэффициент прохо ждения, зависимости пиковой мощности формирующегося ЩС от его длитель ности и смещения ЩС от его амплитуды;

оценены времена нелинейности, дис персии и релаксации, пороговая мощность односолитонного режима. Получен ные характеристики и оценки подтверждают солитонную природу импульсов, формирующихся при прохождении прямоугольных импульсов через одномер ный МК в условиях 3М процессов распада.

Работа выполнена в рамках гранта Правительства РФ (проект № 11.G34.31.0030).

Библиографический список 1. Дроздовский А. В., Черкасский М. А, Устинов А. Б. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2010. Т. 91.

P. 17.

2. Ustinov A. B., Kalinikos B. A., Demidov V. E. et al. // Phys. Rev. B. 2010. Vol. 81. P. 180406.

188 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ФОРМИРОВАНИЯ СВОБОДНЫХ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ МАТРИЦ ИЗ АНОДНОГО Al2O СО СКВОЗНЫМИ МОДИФИЦИРОВАННЫМИ ПОРАМИ Д. Л. Шиманович, Д. И. Чушкова, В. А. Сокол Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Минск E-mail: ShDL@tut.by Цель работы – проанализировать особенности получения наноструктури рованного анодного пористого оксида алюминия (НАПОА), установить и пока зать перспективность его использования в качестве материала нанопористых матриц и темплат при формировании на их основе металлических, диэлектри ческих и полупроводниковых нанотрубок и нанонитей благодаря технологич ности, воспроизводимости и регулярности параметров структуры.

Высокоорганизованные матрицы НАПОА характеризуются регулярным расположением нанопор диаметром от 5 до 400 нм, высокой плотностью пор в диапазоне 108 – 1011 см–2 и длиной каналов пор от сотен нм до сотен мкм.

Структурные параметры пор Al2O3 могут контролироваться оптимизированны ми режимами анодирования. Известно, что между дном пор и несущим Al су ществует барьерный слой (БС) толщиной от 2 нм до сотен нм. Толщина БС пропорциональна используемому потенциалу анодирования, а для его удаления используются различные технологические процессы [1, 2].

Исследованы особенности процесса зарождения и роста нанопористого оксида алюминия и исследован процесс формирования высокоорганизованной матрицы Al2O3 двухстадийным анодированием Al. Представлена структурно– геометрическая модель наноматриц–темплат на основе НАПОА и показано влияние электрохимических режимов анодирования (напряжения и плотности тока анодирования, температуры и концентрации электролитов) на их струк турно–морфологические параметры (диаметр, длину, толщину стенок, порис тость и плотность пор, диаметр сотовых ячеек, толщину БС). Проведен сравни тельный анализ влияния напряжения на параметры НАПОА при режимах мяг кого (МА) и жесткого (ЖА) анодирования в электролитах щавелевой (H2C2O4), серной (H2SO4), ортофосфорной (H3PO4) кислот.





Разработана методика изготовления свободных матриц мембран на основе НАПОА, базирующаяся на следующих технологических операциях: предвари тельной температурной (350 С в течение 1 ч), химической (в растворе CrO3:H2SO4) обработки;

электрохимической полировки (в электролите на осно ве хлорной и уксусной кислот при плотности тока 250 – 300 мА/см2) исходной Al фольги толщиной 100–150 мкм;

электрохимического двухстороннего аноди рования Al (1-я стадия) (на глубину ~ 5 мкм в 0,5 М растворе щавелевой кисло ты (H2C2O4) при потенциале анодирования 40;

45;

50;

55 В);

химического се лективного травления сформированного анодного Al2O3 (в водном растворе триоксида хрома, ортофосфорной кислоты при температуре 80 °С);

электрохи мического одностороннего анодирования Al (2-я стадия) (на заданную глубину 10–100 мкм в 0,5 М растворе H2C2O4 при потенциале анодирования 40;

45;

50;

55 В);

химического селективного травления остаточного Al (в водном растворе Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых HCl, CuCl2). Изготовлены свободные матрицы мембран на основе НАПОА толщиной ~ 10–100 мкм и диаметром немодифицированных пор ~ 40 – 60 нм.

Разработана методика модификации пор свободных матриц мембран на основе НАПОА с одновременным травлением донного БС путем дополнитель ной обработки изотропным химическим травлением в 5% водном растворе фосфорной (H3PO4) кислоты при температуре T ~ 30–35 oC в течение различно го времени (5–40 мин) для формирования различных по диаметру конечных по ристых структур. Модификация пор проводилась на разных этапах: после опе рации химического селективного травления остаточного Al и после второй ста дии анодирования до операции селективного удаления несущего Al. Формиро вание оптимизированной структуры связано с увеличением диаметра пор и по ристости, с гарантированным удалением БС, с высокой однородностью разме ров сквозных каналов пор, полученных за счет изотропного травления их сте нок и БС, и со снижением концентрации примесных анионов (O2–, OH–, С2O42–), присутствующих на внешней стороне стенок пор и влияющих на механизм электрохимических процессов при дальнейшем получении нанотрубок и нано нитей. СЭМ фото морфологии с изображением эффекта расширения нанопор полученных мембран НАПОА представлены на рисунке.

СЭМ фото матриц НАПОА при двухступенчатом анодировании в 5% H2C2O4 при 50 В с раз личным временем последующего химического травления в 5% H3PO4 при T ~ 30–35 oC:

а – 0 мин, б –15 мин, в – 30 мин, г – 40 мин Таким образом, в результате использования разработанной методики бы ли сформированы свободные матрицы мембран на основе НАПОА толщиной от 10 до 100 мкм с открытыми каналами модифицированных нанопор, и разра ботан технологический процесс их изготовления. Было выяснено, что возможно контролировать диаметр пор мембран на основе НАПОА от 50 до 100 нм без опасности их механического разрушения. Коэффициент пористости был увели чен от 0,17 до 0,67 при увеличении времени процесса модификации (расшире ния) пор химическим травлением от 5 до 40 мин, что позволит формировать нанотрубки и нанонити с различными структурно–геометрическими парамет рами.

Библиографический список 1. Jeong J. H., Kim S. H., Choi Y., Kim S.S. // Phys. Stat. Sol. C. 2007. Vol. 4. P. 429.

2. Xu G. R., Ren F. L., Si S. H., Yi Q. F. // Acta. Phys. Chim. Sin. 2006. Vol. 22. P. 341.

190 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

ВЛАГОЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ СЕНСОРНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ НА ОСНОВЕ МЕМБРАННЫХ НАНОСТРУКТУР ИЗ ПОРИСТОГО Al2O Д. Л. Шиманович, Д. И. Чушкова, В. А. Сокол Белорусский государственный университет информатики и радиоэлектроники, Минск E-mail: ShDL@tut.by Наноструктурированный анодный пористый оксид алюминия (НАПОА) позволяет использовать его в качестве активного чувствительного к влаге эле мента при формировании сенсоров влажности (СВ) [1, 2] благодаря возможно сти с использованием электрохимического процесса анодирования получать капиллярные наноканалы и изменять их геометрические параметры (диаметр и длину).

Разработанная нами тестовая конструкция чувствительного элемента сен сорного устройства представляет собой объемно-планарный вариант емкостной МДМ (металл-диэлектрик-металл) структуры вертикальной направленности (рис. 1). Поскольку гигроскопический пористый слой Al2O3 может впитывать молекулы воды, которые изменяют его относительную диэлектрическую про ницаемость, эта система представляет собой влагозависимый конденсатор.

Рис.1. Емкостная МДМ тестовая структура чувствительного элемента СВ: dп – диаметр пор;

dн – диаметр устья пор после напыления металлической пленки;

1– свободная мембрана на основе НАПОА без БС с модифицированными сквозными каналами пор;

2 и 3– нижняя и верхняя проницаемые обкладки, неперекрывающие вход в поры;

4– сквозные поры Для увеличения чувствительности к влаге, снижения времени отклика и инерционности (времени восстановления) в качестве активного диэлектриче ского слоя нами использовались свободные мембраны на основе высокоупоря доченной матрицы НАПОА без барьерного слоя (БС) со сквозными каналами модифицированных пор, полученные методом двухстадийного электрохимиче ского анодирования (в потенциостатическом режиме при 45;

50;

55 В в 5% H2C2O4) с применением методики утонения БС медленным понижением напря жения (до 5 В со скоростью 0,1 В/с) на заключительной стадии анодирования и методики удаления БС комбинированным сочетанием процесса катодной поля ризации (при –4 В в 0,5М KCl в течение ~24;

27;

30;

35 мин для НАПОА тол щиной ~40;

50;

60;

70 мкм) и процесса химического травления Al2O3 (в 5% H3PO4 в течение ~20–70 мин при T ~25–30 °С) с одновременным расширением (модификацией) диаметра нанопор. Такой выбор основывался на необходимо сти получения высокой однородности пор Al2O3 по размеру и исключения влияния на механизм адсорбционных процессов присутствующих и встроенных Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых на внешней стороне стенок пор примесных анионов электролита анодирования (O2–, OH–, C2O42–) за счет снижения их концентрации при химическом травле нии. Толщина мембран на основе НАПОА составляла ~40;

50;

60;

70 мкм для вариантов тестовой конструкции, диаметр нанопор dп составлял ~50–90 нм.

В качестве токопроводящих электродов МДМ структуры СВ нами ис пользовались проницаемые к влаге противоэлектроды с обеих сторон мембран из НАПОА, сформированные напылением металлических пленок (V, Ti, Ta, Al) толщиной ~50–200 нм. В результате моделирования было показано, что выбор их толщины должен быть не более 3–4 dп, что продиктовано необходимостью наличия матрицы открытых нанопор Al2O3, а их диаметр после напыления ме таллических пленок dн не должен быть уменьшен более чем на 20–30% в их устье.

На рис. 2 представлено влияние относительной влажности (RH) на изме нение емкости чувствительного элемента СВ на основе НАПОА при увеличе нии RH от 10% до 90% и при обратном ее уменьшении.

Рис. 2. Зависимость емкости чувствительного элемента СВ на основе НАПОА толщиной ~ 50 мкм и диаметром нанопор ~ 70 нм при изменении RH.

Показано, что величины емкости МДМ наноструктур СВ составляют ~22– 35 пФ при RH ~10% и ~370–390пФ при RH ~90%, т.е. получен высокий показа тель чувствительности – более 4 пФ/%, позволяющий осуществлять преобразо вание аналогового сигнала в цифровой. Видно, что гистерезис при уменьшении RH не превышает ~20 пФ. Проведен сравнительный анализ влияния структур но-морфологических параметров НАПОА на зависимость емкости СВ при из менении RH. Температурные исследования (от 20 до 50 °С) показали незначи тельные изменения параметров чувствительного элемента СВ на основе НАПОА, которые варьировались в пределах от ~3–4 пФ при RH ~10% до ~40–50 пФ при RH ~90%.

Библиографический список 1. Laszlo Juhasz, Janos Mizsei // Procedia Engineering. 2010. Vol. 5. P. 701.

2. Oomman K. Varghese et al. // J. Mater. Res. 2002. Vol. 17. P. 1162.

192 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

РАСЧЕТ ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОННЫХ ВОЛН В КРУГЛЫХ СЛОИСТЫХ МЕТАЛЛОДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВОЛНОВОДАХ В. В. Шихматова, А. Г. Рожнев Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского E-mail: shihmatovavv@mail.ru Важной задачей является разработка волноведущих систем, способных передавать электромагнитное излучение в терагерцовом диапазоне частот. Од нако создание таких структур является серьезной проблемой, поскольку волна не может распространяться в волноводах, имеющих обычную конструкцию, на большие расстояния из–за высоких потерь.

Среди множества предложенных пе редающих линий, способных функциони ровать в терагерцовом диапазоне, можно выделить структуры, состоящие из слоев диэлектрика и тонких металлических пле нок (рис. 1). Металл в этом диапазоне нельзя считать идеальным проводником, так как электромагнитное поле на таких частотах проникает вглубь металла на за метное расстояние и его взаимодействие со свободными электронами вблизи по Рис.1. Исследуемая четырехслойная верхности является причиной возникнове металло–диэлектрическая структура ния плазмонных волн. В связи с этим важ ной задачей является исследование свойств поверхностных плазмонных волн, возникающих в слоистых структурах вблизи границ раздела диэлектрик-металл, а также изучение влияния изменения геометрических параметров структуры на эти свойства.

Расчет плазмонных волн проводился методом, предложенным в работе [1], который применим для анализа слоистых структур с круглым поперечным се чением при условии, что в пределах каждого слоя параметры среды остаются неизменными. Моделирование проводилось для значения длины волны = 0.3 мм, что соответствует частоте 1 ГГц. В анализируемой системе в качест ве металла выступала медь, в качестве диэлектрика – кремний с показателем преломления n = 3.42. Характерные размеры структуры менялись в следующих пределах: диаметр сердцевины D ~ 1 20 мм, толщина пленки t ~ 50 500 нм, толщина слоя диэлектрика a = 1 мм.

На рис. 2 представлена зависимость эффективного показателя преломле ния от диаметра сердцевины из воздуха на границе металл – диэлектрик и ме талл – воздух. Поскольку тонкая металлическая пленка окружена диэлектриком с двух сторон, поверхностные плазмонные волны могут передаваться по обеим границам пленки, рис 2, a и 2, б соответствуют двум таким модам. Фазовая ско рость плазмонной волны близка к фазовой скорости электромагнитной волны, распространяющейся в граничащем с металлом диэлектрике. Сплошная линия соответствует нашим расчетам, а пунктир – данные, полученные для этой Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых а б Рис.2. Зависимость эффективного показателя преломления от диаметра сердцевины из воз духа: а – на границе диэлектрик-металл;

б – на границе воздух-металл структуры методом конечных элементов в работе [2]. Видно, что качественно результаты, полученные двумя методами, совпадают, но существует количест венное различие.

Был также проведен анализ для системы, у которой сердцевина волновода заполнена диэлектриком (кремнием), его результаты показаны на рис. 3.

а б Рис. 3. Зависимость эффективного показателя преломления от диаметры сердцевины:

а – заполненной кремнием;

б – фрагмент графика в увеличенном масштабе В [2] для этого случая были получены две дисперсионные характеристи ки, которые соответствуют двум волнам, бегущим по внутренней и внешней границам медной пленки. В точке равенства фазовых скоростей этих мод виден эффект расталкивания дисперсионных характеристик (пунктирные кривые). В наших расчетах разница в фазовой скорости для двух таких мод оказывается слишком большой, в результате чего расталкивания дисперсионных характери стик в исследованном диапазоне изменения диаметра сердцевины D не наблю дается.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 10-02-01 403).

Библиографический список 1. Рожнев А. Г. // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35, вып. 6. С. 63.

2. Themistos Ch., Rahman A., Rajarajan M. et al. // J. of Lightwave Thechnology. 2006.

Vol. 24. P. 5111.

194 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ПРОТЯЖЕННОГО ГРАФЕНОВОГО ЛИСТА, ДОПИРОВАННОГО АТОМАМИ ВОДОРОДА Д. С. Шмыгин, О. Е. Глухова Саратовский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского E-mail: shmygin.dmitriy@gmail.com В последние десятилетия резко возрос интерес к нанообъектам самой раз личной природы. Это связано с тем, что частицы таких размеров обладают уни кальными свойствами, использование которых позволит решить наиболее ост рые проблемы современной электроники, связанные с приближением размеров элементов электронных схем к фундаментальному пределу, определяемому атомарным строением вещества. В сложившейся ситуации для дальнейшего развития электроники весьма перспективным представляется переход к схемам, построенным на базе наноструктур молекулярного масштаба [1].

Целью данной работы является теоретическое исследование электронных свойств протяженного графена, допированного атомами водорода, путем при менения квантово–химического метода Янг Ванга [2].

Оптимизация структуры проводилась путем минимизации полной энер гии по координатам атомов системы. В рамках этого метода полная энергия системы вычисляется по следующей формуле:

Ecoh = Eval + Ecore (rij ) Eatom, ij i,i i j Eval = n + U n, 2.

Объектом исследования является протяженный графеновый лист, создан ный на основе слоя, длина которого составляет 2.214 нм а ширина – 1.136 нм.

Для уменьшения влияния краевых эффектов добавляем атомы водорода на рас стоянии 1.1 по краям графенового листа. Потом оптимизируем получившую ся структуру и выделяем из неё центральную область. После чего создаем про тяженную графеновую ленту, транслируя полученную ячейку бесконечное чис ло раз [3].

Для получившейся структуры считаем потенциал ионизации и энергети ческую щель. Для того чтобы оценить те же величины для листов с присоеди ненными атомами водорода, перед оптимизацией необходимо прикрепить их к слою. Последовательность действий сохраняется как до прикрепления, так и после.

Выделенная центральная область с присоединенным атомом водорода представлена на рис.1.

Были подсчитаны значения потенциала ионизации и энергетической щели для слоя с атомами водорода только по краям, а также для слоев с различным числом дополнительных атомов водорода (количество атомов водорода, при соединенных по краям, оставалось тем же). Число дополнительных атомов во дорода изменялось от одного до пяти.

Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых Рис.1. Выделенная центральная область с одним присоединенным атомом водорода Данные были сведены в таблицу, по которой были построены графики, представленные на рис.2.

Рис. 2. Зависимость электронных свойств протяженного графенового листа от количества присоединенных атомов водорода Были исследованы электронные свойства протяженной структуры на ос нове графена, а именно - потенциал ионизации и энергетическая щель в зави симости от числа присоединенных атомов водорода. В ходе исследования об наружилось, что потенциал ионизации и энергетическая щель от изменения числа атомов водорода зависят слабо, а их значения колеблются в некотором диапазоне.

Библиографический список 1. Власов А. Н., Филиппов В. В. // Журн. радиоэлектроники. 2011. № 8. C. 1.

2. Yang Wang, Mak C.H. // Chem. Phys. Let. 1995. Vol. 235, № 1–2. С. 37.

3. Белянин В. // Наука и жизнь. 2005. № 10. URL: http://www.nkj.ru/archive/articles/2102/ 196 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРАФЕНА В. В. Шунаев, О. Е. Глухова Саратовский государственный университет им. Чернышевского E-mail: vshunaev@list.ru Графен представляет собой двумерный слой атомов углерода, находящих ся в sp2–гибридизации и соединенных в гексагональную решетку. Благодаря своим уникальным свойствам графеновые структуры имеют широкий спектр применения. На основе графена уже изготавливаются такие устройства, как транзисторы, спиновые фильтры, суперконденсаторы, элементы памяти [1]. В связи с этим все более важное значение приобретает исследование механиче ских свойств однослойного, а также бислойного графена– двух монослоев гра фита, удерживающихся Ван-дер-Ваальсовым взаимодействием.

Целью данной работы является исследование деформации прогиба и поля локальных напряжений однослойного графена с помощью теории упругости и метода молекулярной динамики, в рамках которого энергия химического взаи модействия атомов рассчитывается методом Бреннера, а энергия взаимодейст вия химически несвязанных атомов основывается на потенциале Леннарда– Джонса.

Теоретическую основу эмпирической модели составляет валентное силовое поле с учетом взаимодействия Ван–дер–Ваальса несвязанных атомов.

Полная энергия Etot конечномерного графенового листа представляется многочленом, каждая составляющая которого имеет свой весовой коэффициент, определяемый в результате обработки экспериментальных данных:

K K E tot = K r ( r r0 ) 2 + K ( 0 ) 2 + ( a b ) (1) r12 r Здесь первое слагаемое учитывает изменение длин связей в наноструктуре по отношению к длине связи в графене (r0 = 1,42 ), второе – изменение углов между связями по отношению к углу между связями в графене (0 = 120), а третье – взаимодействие Ван-дер-Ваальса (потенциал Леннарда–Джонса);

Кr, К, Ka, Kb – весовые коэффициенты, которые были найдены в результате сравнения экспериментальных и расчетных данных [2].

Нами был рассмотрен графеновый фрагмент типа «кресло», содержащий 620 атомов со следующими геометрическими характеристиками: длина а = 3, нм, ширина b = 4,118 нм.

Прогиб графенового листа, жестко закрепленного по краям, осуществлял ся методом наноиндентирования, который моделировался с помощью метода молекулярной динамики. Игла атомно-силового микроскопа моделировалась платиновой пирамидой, имеющей гранецентрированную кубическую решетку (рисунок). Расстояние между соседними атомами пирамиды было взято 0, нм, площадь верхнего слоя пирамиды составила 2,4398 нм2, площадь нижнего слоя – 1,814 нм2, площадь поверхности пирамиды – 3,4678 нм2.

Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых Рис. 1. Прогиб графенового листа (620) атомов платиновой пирамидой (376 атомов) На каждом шаге фиксировалось значение прогиба в центре пластины и полной энергии W. Сила F, необходимая для прогиба, рассчитывалась нами по формуле W F=. (2) Зависимость приложенной силы от величины прогиба в центре пластины аппроксимируется кубической параболой:

F = 0,18 3 + 1,57. (3) Были вычислены значения предельной силы на разрыв Fпред = 437,83 нН, а также значение критического напряжения для рассматриваемой структуры ГПа.

За шаг до появления разрыва связей была построена карта локальных напряже ний для деформируемой структуры.

Аналогичный численный опыт был проведен для бислойной графеновой структуры. График зависимости приложенной силы от величины прогиба в центре верхней пластинки также аппроксимируется кубической параболой, а значения предельной силы и критического напряжения оказались больше:

679 нН и 196 ГПа соответственно. Это объясняется эффектом упрочняющего действия второго слоя на бислойный графен.

Библиографический список 1. Hong S. K., Kim J. E., Kim S. O., Choi S. O., Cho B. J. // IEEE Electron device letters. 2010.

Vol. 31, № 9. P. 1005.

2. Глухова О. Е., Слепченков М. М. // Нано- и микросистемная техника. 2011. № 7. С. 2.

198 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

Содержание Адилова А. Б., Кузнецов А. П., Савин А. В. Динамика связанных дискретных осцилляторов Ресслера...................................................... Александров В. А. Вторично-ионный фотоэффект на гетероструктуре SiO-GaAsAl GaAs и его зависимость от размеров области распыления........................ Алексеев А. А., Сысоев И. В. Выявление направленных связей между различными областями мозга по рядам МЭГ при внешнем стимуле с помощью эмпирических моделей.................................................................. Аленькина А. С., Рыскин Н. М. Переход к пространственно-временному хаосу в ак тивной среде при абсолютной и конвективной неустойчивости................... Аржанухина Д. С. Система трех неавтономных осцилляторов с динамикой фаз, со ответствующей гиперболическому отображению на торе........................ Астахов Е. И., Усанов Д. А., Скрипаль А. В. Определение амплитуды нановибраций с помощью частотномодулированного полупроводникового лазерного автодина.... Астахов О. В., Смирнов Д. А., Безручко Б. П. Оценка параметров и состояний ди намических систем по временным рядам при нестационарном шуме наблюдений.... Астахов О. В., Белякова А. С., Караваев А. С. Методика реконструкции параметров системы с запаздыванием в периодических режимах............................ Аткин В. С., Бессуднова Н. О., Биленко Д. И., Захаревич А. М., Галушка В. В.

Трехмерная визуализация кристаллических образований на поверхности дентина методами растровой электронной микроскопии................................ Афанасьев М. С., Митягин А. Ю., Чучева Г. В. Вольт-фарадные характеристики МДП-структур на основе сегнетоэлектрических пленок......................... Афанасьева Д. С., Рыскин Н. М. Влияние запаздывания в канале связи на синхрони зацию двух связанных генераторов........................................... Бенедик А. И., Рыскин Н. М. Численное моделирование генератора на основе диода с автоэмиссионным катодом и фотонно-кристаллическим резонатором............. Бессуднова Н. О., Вениг С. Б., Биленко Д. И., Аткин В. С. Разработка новой адге зивной системы с введенными наноразмерными маркерами серебра................ Боровкова Е. И., Караваев А. С. Метод количественной оценки фазовой синхрони зованности систем в реальном времени....................................... Будко Д. А., Яфаров Р. К. Красноволновое смещение в оптических спектрах низко размерных структур на основе a-SiC:H С nc-Si................................. Буланов М. С., Маляр И. В., Козловский А. В., Стецюра С. В. Контроль изменения in situ химического состава и морфологии поверхности на микронных участках орга нических покрытий под действием ускоренных электронов....................... Бурцев А. А., Антонов Д. Н., Бухаров Д. Н., Бутковский О. Я. Неравновесный про цесс кристаллизации в коллоидных растворах разного объема.................... Бызыкчи А. Н. Солитоны и метод обощенных подстановок Коула–Хопфа......... Вилков Е. А., Моисеев А. В. Магнитостатические волны в зазоре двух относительно перемещающихся ферромагнитных пленки.................................... Водопьянов В. А. Исследование Pb(ZrxTi1–x)O3 пленок интегральных сегнетоэлектри ков....................................................................... Воронин Д., Борисова Д., Белова В., Горин Д. А., Щукин Д. Г. Влияние магнитного покрытия на электромагнитные свойства индукторов............................ Галушка В. В., Бессуднова Н. О., Биленко Д. И., Вениг С. Б., Аткин В. С. Физиче ские механизмы образования кристаллофосфатов кальция на дентинной матрице.... Горбачев И. А., Ермаков А. В, Чумаков А. С, Ким В. П., Глуховской Е. Г. Влия ние состава монослоя на свойства растущих под ним наночастиц.

................. Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых Гришин С. В., Шараевский Ю. П. Формирование хаотических импульсов в авто номных и неавтономных автоколебательных системах на основе ферромагнитных структур.................................................................. Дворак А. А., Станкевич Н. В., Астахов В. В. Квазипериодические колебания и мультистабильность в связанных неавтономных осцилляторах Тоды............... Демина Н. В., Жалнин А. Ю., Исаева О. Б. Об одной схеме конфиденциальной передачи данных на основе синхронизации генераторов грубого хаоса............. Евстафьев С. С., Тимошенков C. П. Особенности микромеханического зеркала на основе балочного микроактюатора........................................... Ермаков А. В., Ким В. П., Чумаков А. С., Горбачев И. А., Глуховской Е. Г. Мно гофункциональные нанокапсулы на основе модифицированных липосом – новые кон тейнеры для адресной доставки лекарств....................................... Жалнин А. Ю. О возможности реализации структурно-устойчивого хаоса в нейроси стемах................................................................. Журавлев М. О. Исследование основных характеристик поведения неавтономного осциллятора Ван-дер-Поля демонстрирующего одновременно два различных типа перемежаемости........................................................... Замбург Е. Г., Вакулов Д. Е., Вакулов З. Е., Ивонин М. Н., Шумов А. В. Исследо вание структурных и морфологических параметров нанокристаллических пленок ZnO Злодеев И. В., Иванов О. В. Исследование спектров пропускания волоконной струк туры на основе волокна с малой сердцевиной.................................. Ишбулатов Ю. М., Караваев А. С., Галкин В. М. Создание хаотического генера тора с запаздывающей обратной связью на базе микроконтроллера Atmel AVR...... Караваев А. С., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Метод восстановления систем с запаздыванием, описываемых интегродифференциальными уравнениями......... Каретникова Т. А. Анализ линейных режимов работы широкополосных ЛБВ с неод нородной спиральной замедляющей системой.................................. Кащавцев Е. О., Усанов Д. А., Скрипаль А. В., Добдин С. Ю. Метод определения ускорения при микро- и наносмещениях объекта по сигналу лазерного автодина с учетом влияния внешней оптической обратной связи............................ Колесникова А. С., Глухова O. E. Процесс полимеризации миниатюрных фуллере нов в полости одностенной закрытой углеродной нанотрубки.................... Корнилов М. В., Сысоев И. В. Работоспособность нелинейной грейнджеровской причинности для сигналов с выраженными характерными масштабами............ Коссович Е. Л., Глухова О. Е. Исследование возникновения краевых волн в много слойных графеновых пластинах при различных способах укладки слоев............ Кузнецов А. C. Хаотическая динамика при механических колебаниях нелинейной струны с параметрическим возбуждением..................................... Кульминский Д. Д., Глуховская Е. Е., Караваев А. С. Оценка надежности скрытия информации в системе с нелинейным подмешиванием на базе хаотического генера тора с запаздыванием...................................................... Ланина М. С., Шараевский Ю. П. Исследование отражательной способности ре шетки на основе 1D магнонного кристалла..................................... Мальцева Н. С., Барабанов И. О. Коммутационная система с параллельной иденти фикацией свободных каналов данных......................................... Маляр И. В., Стецюра С. В. Влияние освещения на адсорбцию полиэтиленимина на кремниевые подложки...................................................... Маляр И. В., Буланов М. С., Стецюра И. Ю., Федосеева М. В., Стецюра С. В.

Локальная модификация свойств подложек на основе CdS–PbS посредством лазер ного отжига............................................................... Маркидонов А. В. Взаимодействие движущихся краудионных комплексов с вакан сионными скоплениями..................................................... 200 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

Менькович Е. А., Курин С. Ю., Ламкин И. А., Тарасов С. А. Диагностика характе ристик и параметров ультрафиолетовых светодиодов на основе твердых раство ров AlGaN................................................................ Миронов П. П., Журавлев В. М. Стохастическая динамика нелинейных уравнений и метод максимальной энтропии............................................... Митин Д. М., Сердобинцев А. А. Влияние давления синтеза на шероховатость по верхности тонких пленок кремния, полученных магнетронным распылением........ Морозов М. Ю., Морозов Ю. А., Красникова И. В. Влияние внутрирезонаторного нелинейно-оптического взаимодействия на выходные характеристики двухчастотного лазера с вертикальным внешним резонатором.................................. Нефедов Д. В., Сердобинцев А. А., Маркин А. В. Кристаллизация тонких пленок аморфного кремния лазерным излучением малой мощности...................... Никитенко С. Л., Каплунов М. Г., Якущенко И. К. Новые комплексы цинка с сульфаниламинозамещенными лигандами как перспективные материалы для систем освещения................................................................ Никулин Ю. В., Джумалиев А. С., Филимонов Ю. А. Влияние давления рабочего газа на формирование текстуры и магнитные свойства пленок железа.............. Обычев М. А., Исаева О. Б. Комплексная аналитическая динам в неавтономной не гладкой нелинейной кольцевой системе....................................... Павлов А. С. Влияние характеристик ведомой системына установление обобщенной синхронизации............................................................ Павлов Е. С., Высоцкий С. Л., Филимонов Ю. А., Никитов С. А. Влияние размера дефекта периодической решётки магнонного кристалла на формирование дефектных мод в запрещённых зонах в спектре поверхностных магнитостатических волн...... Павлова А. Ю., Хивинцев Ю. В., Филимонов Ю. А., Tiercelin N., Pernod P.

Туннельный переход на основе локального анодного окисления.................. Парамонов Ф. Б., Сысоев И. В. Эффект увеличения чувствительности метода нелинейной грейнджеровской причинности с ростом уровня измерительного шума... Попова Е. С., Селезнев Е. П. Динамика связанных квадратичных отображений при синфазном воздействии..................................................... Попова Е. С., Селезнев Е. П. Переход к хаосу в системе связанных нелинейных осцилляторов с иррациональным соотношением частот воздействия............... Прилепский А. Ю., Нестеренко Е. Н., Пылаев Т. Е., Бибикова О. А., Староверов C. А., Дыкман Л. А., Богатырев В. А. Новый тип плазмонно резонансных частиц для флюромикроскопических цитологических исследований – золотые нанозвезды... Романенко Д. В., Гришин С. В., Худоложкин В. О. Генерация последовательности хаотических радиоимпульсов в неавтономной кольцевой системе на ферромагнитной пленке................................................................... Савин Д. В., Савин А. В. Эволюция бифуркационной структуры пространства пара метров системы связанных отображений с удвоениями периода при изменении уровня диссипации......................................................... Садовников А. В., Рожнев А. Г. Условия генерации щелевых солитонов в планарной брэгговской решетке....................................................... Сахаров В. К., Хивинцев Ю. В., Филимонов Ю. А., Никитов С. А. Спектры фер ромагнитного резонанса одно- и двухмерных двукомпонентных магнонных кристал лов на основе кобальта и пермаллоя.......................................... Седова Ю. В., Кузнецов А. П., Сатаев И. Р., Тюрюкина Л. В. Дискретные модели связанных осцилляторов с многочастотными колебаниями....................... Сельский А. О., Баланов А. Г., Короновский А. А., Москаленко О. И., Храмов А. Е. Влияние температуры на дрейфовую скорость электронов в полупро водниковой сверхрешетке под действием наклонного магнитного поля............ Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых Сергеев В.А., Фролов И.В., Широков А.А., Вадова А.А. Диагностика деградации гетероструктур мощных InGaN/GaN светодиодов при испытаниях по вольт-фарадным характеристикам........................................................... Сергеев В. А., Куликов А. А. Зависимость напряжения локализации тока в структу рах мощных биполярных свч транзисторов от температуры..................... Сергеев В. А., Урлапов О. В., Панов Е. А. Измерение тепловых параметров КМОП микросхем................................................................ Сидак Е. В., Смирнов Д. А., Безручко Б. П. Метод выявления связи между осцилля торами по степени синхронности колебаний с аналитическим уровнем значимости... Скапцов А. А., Бессуднова Н. О., Вениг С. Б., Грибов А. Н., Аткин В. С.

Исследование характерных размеров кристаллитов в материале дентина методами рентгеноструктурного анализа............................................... Слепченков М. М., Глухова О. Е. Влияние кривизны на свойства графена......... Смирнов А. В., Галушка В. В., Синев И. В., Шихабудинов А. М. Влияние состава металл-полимерного композита на его акустические характеристики............... Смирнов Д. А. Источники ложных выводов о двунаправленной связи при анализе временных рядов........................................................... Сысоева М. В., Сысоев И. В. Роль нелинейных моделей в анализе связей между от ведениями ЭЭГ методом причинности по Грейнджеру........................... Сысоева М. В., Сысоев И. В., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Методика оценки параметров систем с запаздыванием под внешним периодическим воздей ствием по тестовым временным рядам......................................... Тарасов А. П., Рыжков М. В., Румянцев С. И., Маркушев В. М., Брискина Ч. М.

Анализ особенностей люминесценции микропленок ZnO....................... Тарасов Е. А., Торгашов Г. В., Григорьев Ю. А., Синицын Н. И., Абаньшин Н. П., Горфинкель Б. И. Автоэмиссионные структуры на основе угле родных нанотрубок для плоских дисплеев..................................... Тарасов Е. А., Синицын Н. И., Торгашов Г. В., Григорьев Ю. А. Углеродные нанотрубки на тугоплавких металлах.

......................................... Теплых А. А., Зайцев Б. Д., Кузнецова И. Е. Распределение электрического потен циала в резонаторе с поперечным возбуждающим полем......................... Терентюк А. Г., Бороздова М. А., Хаврошин О. С. Моделирование распростране ния электромагнитной волны в среде из нелинейных электромагнитных осцилляторов Тимошенко П. Е., Иванов В. Н., Бабичев Р. К. Рассеяние магнистостатических волн на неглубоких неоднородностях поверхности ферромагнитной пленки, намагничен ной под произвольным углом................................................ Тюрюкина Л. В., Емельянова Ю. П., Кузнецов А. П., Сатаев И. Р. Синхронизация и многочастотные колебания в низкоразмерной цепочке диссипативно связанных осцилляторов............................................................. Ульянов А.В., Сергеев В.А., Рогов В.Н. Измерение цветности светодиода в динами ческом режиме............................................................. Фельк Е.В., Савин А.В. Влияние диссипативного возмущения автоколебательного типа на структуру стохастической паутины.................................... Фролов И. В. Измерение параметров нелинейной эквивалентнойсхемы гетеропере ходных светодиодов методом импедансной спектроскопии....................... Хорев В. С., Пономаренко В. И., Прохоров М. Д. Оценка времени задержки в связи между временными рядами на модели кардиореспираторной системы............. Чеменцева А. С., Сердобинцев А. А. Влияние рекомбинационного горения на маг нитные свойства тонких пленок, полученных методом магнетронного распыления... Чернышов Н. Ю., Кузнецов А. П., Тюрюкина Л. В. Синхронизация трех реактивно связанных осцилляторов Ван-дер-Поля........................................ 202 «Наноэлектроника, нанофотоника и нелинейная физика»

Чумаков А. С., Горбачев И. А., Ермаков А. В., Ким В. П., Глуховской Е. Г.

Особенности формирования ленгмюровских монослоев жирной кислоты под воздей ствием электрического поля................................................. Чумакова М. М., Рыскин Н. М. Влияние запаздывающих отражений от удаленной нагрузки на конкуренцию мод в двухмодовом генераторе........................ Шалин А. С. Акселератор нанообъектов на основе системы с плазмонной фокуси ровкой излучения.......................................................... Шалин А. С. Микроскопическая теория оптических свойств нерегулярных композитов............................................................... Шалин А. С. Широкополосное просветляющее покрытие на основе дискретных нанослоев................................................................. Шаныгин В. Я., Яфаров Р. К. Влияние способа СВЧ плазменной микрообработки кристаллов кремния на адсорбцию углерода................................... Шеремет А. Н., Климова С. А. Зависимость процесса кластерообразования свинцовосодержащих частиц в монослое и пленке арахиновой кислоты от времени экспозиции................................................................ Шешукова С. Е., Бегинин Е. Н. Формирование щелевых солитонов при прохож дении импульсных сигналов через магнонный кристалл.......................... Шиманович Д. Л., Чушкова Д. И., Сокол В. А. Электрохимические приемы форми рования свободных наноструктурированных матриц из анодного Al2O3 со сквозными модифицированными порами................................................ Шиманович Д. Л., Чушкова Д. И., Сокол В. А. Влагочувствительные сенсорные элементы на основе мембранных наноструктур из пористого Al2O3................ Шихматова В. В., Рожнев А. Г. Расчет поверхностных плазмонных волн в круглых слоистых металлодиэлектрических волноводах................................. Шмыгин Д. С., Глухова О. Е. Электронные свойства протяженного графенового листа, допированного атомами водорода...................................... Шунаев В. В., Глухова О. Е. Исследование механических свойств графена......... Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых Научное издание «НАНОЭЛЕКТРОНИКА, НАНОФОТОНИКА И НЕЛИНЕЙНАЯ ФИЗИКА»

Тезисы докладов VII Всероссийской конференции молодых ученых (Саратов, 24 – 26 сентября 2012 г.) Редакторы И. Ю. Бучко, Е. А. Митенёва Технический редактор В. В. Володина Корректор Е. Б. Крылова Оригинал-макет подготовил Е. П. Селезнев _ Подписано в печать 05.09.2012. Формат 60x84 116.

Усл. печ. л. 11,86(12,75).

Тираж 160 экз. Заказ 46.

_ Издательство Саратовского университета.

410012, Саратов, Астраханская, 83.

Типография Издательства Саратовского университета 410012, Саратов, Астраханская, 83.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 ||
 





<

 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.