Метою роботи є створення наукових основ для використання гідрофобного кремнезему в композитах медичного призначення на основі нанокремнеземів і гідрофільних біоматеріалів, таких як бурштинова кислота, природний бурштин, дисперговані гриби Amanita muscaria, альгінова кислота.Актуальність: в даний час майже не вивчена можливість створення біонанокомпозитних систем, в яких використовуються гідрофобні кремнеземи. Поєднання в одній системі гідрофобних та гідрофільних матеріалів має як загальнонауковий, так і практичний інтерес, оскільки взаємодія гідрофобних та гідрофільних частинок в сухому вигляді відбувається за рахунок ван-дер-ваальсових зв’язків. При переведенні цих композитних частинок у водне середовище відбуваються процеси їх гідратації, які з термодинамічної точки зору керуються принципом мінімізації вільної енергії системи вода-тверде тіло.Методи: низькотемпературна 1Н ЯМР спектроскопія, твердотільна ЯМР спектроскопія, термогравіметрія, ТЕМ та СЕМ мікроскопія, ІЧ-спектроскопія. Для приготування зразків використовували метод змочування-висушування з наступною механохімічною активацією. Даний метод виявився ефективним як для гідрофільних так і для гідрофобних матеріалів, при цьому повітря з міжчастинкового простору гідрофобних матеріалів видалялося шляхом дозованих механічних навантажень в присутності води.У дисертаційній роботі представлені результати дослідження щодо можливості використання гідрофобного кремнезему, в якості компоненти композитних систем біомедичного призначення. Показано, що процес гідратації полягає у формуванні на поверхні системи нанорозмірних кластерів води, які взаємодіють з поверхнею переважно за ван-дер-ваальсовим механізмом, а структура води залежить від гідратованості та наявності додатків органічних речовин.Зроблено припущення, що композитні система АМ-1(А-300)/бурштинова кислота, АМ-1/бурштин та АМ-1(А-300)/Amanita musсaria, які потрапляють у рідке середовище шлунково-кишкового тракту завдяки наявності гідрофобного кремнезему, формують на поверхні слизової оболонки міжфазний прошарок кластеризованої води з частково порушеною сіткою водневих зв’язків. Це, з одного боку, може впливати на повноту засвоєння біоактивних речовин, а з другого визначати швидкість їх вивільнення. Таким чином можуть бути створені системи програмованої доставки активних речовин та збільшено їх біодоступність.Показано, що на основі гідрофільного і гідрофобного кремнеземів та їх суміші 1/1, методом дозованих механічних навантажень можуть бути отримані композитні системи з бурштинової кислотою, в яких значна її частина розподіляється в нанорозмірних міжчастинкових зазорах кремнеземів. Залежно від способу приготування композиту змінюються такі текстурні параметри, як питома поверхня і об'єм пор.Адсорбована гідрофобним кремнеземом вода має максимальну міжфазну енергію і знаходиться в кластеризованому стані, причому радіус кластерів не перевищує 10 нм. Ймовірно, зростання величини міжфазної енергії в процесі створення композиту метилкремнезем/Н2О під впливом високих механічних навантажень, обумовлене переходом води з об'ємного в кластеризований стан. При однаковому вмісті води, міжфазна енергія (S) метилкремнезему (АМ-1) виявилася в 2,5 рази вище, ніж для створеного на його основі композиту АМ-1/БК/Н2О, що обумовлено формуванням на поверхні АМ-1 з іммобілізованою БК кластерів води більшого розміру. Таким чином, енергія гідрофобної гідратації метилкремнезему буде вищою, ніж при іммобілізації на його поверхні БК.Запропоновано використання для медичного застосування гриба Amanita muscaria в складі нанокомпозитної системи з аморфним, високодисперсним гідрофільним і гідрофобним кремнеземами. При цьому передбачається, що основні токсичні компоненти, які в плодовому тілі гриба зв'язані ензимами, будуть адсорбуватися поверхнею кремнезему, що володіє високою спорідненістю до білкових молекул і разом будуть виводитись з організму. Показано, що вода входить до складу гриба або його композиту з нанокремнеземами може перебувати в сильно- і слабоасоційованих станах. Останній стабілізується контактом зі слабополярним середовищем, що моделює гідрофобну частину фосфоліпідних структур слизової оболонки кишечника. Висловлено припущення, що в організмі цей ефект буде підвищувати біодоступність активних речовин, які десорбуються з композитної системи.Для гідратованої альгінової кислоти на відміну від інших вивчених систем заміна повітря середовищем CDCl3 супроводжується не зменшенням, а збільшенням взаємодії води з поверхнею. Ймовірно, це обумовлено формуванням в міжчастинкових зазорах системи кластерів води, зв'язаної з карбоксильними поверхневими групами кислотних залишків. При цьому проникнення в міжчастинкові зазори молекул хлороформу виявляється термодинамічно невигідним.Ключові слова: гідрофобний та гідрофільний кремнеземи, бурштин, бурштинова кислота, Amanita musсaria, композитні системи, міжфазна енергія, сильно- і слабозв'язана вода, альгінова кислота.^UThe purpose of the work is to create a scientific basis for the use of hydrophobic silica in medical composites based on nanosilica and hydrophilic biomaterials, such as succinic acid, natural amber, dispersed Amanita mussaria mushrooms, and alginic acid.The relevance of the work is due to the fact that currently the possibility of creating bionanocomposite systems, which use hydrophobic silicas, has hardly been studied. The issue of combining hydrophobic and hydrophilic materials in one system is of both general scientific and practical interest, since the interaction of hydrophobic and hydrophilic particles in a dry state occurs due to van der Waals bonds. When these composite )hydrophobic-hydrophilic) particles are transferred into an aqueous medium, their hydration processes take place, which from a thermodynamic point of view are governed by the principle of minimizing the free energy of the water-solid body system.Low-temperature 1HNMR spectroscopy, solid-state NMR spectroscopy, thermogravimetry, TEM and SEM microscopy and IR spectroscopy were chosen as the main methods of further investigation. The wetting-drying method followed by mechanic and chemical activation was used to freeze the samples. This method was effective for both hydrophilic and hydrophobic materials, while air was removed from the interparticle space of hydrophobic materials by dosed mechanical loads in the presence of water.It is assumed that the composite system AM-1 (A-300)/succinic acid, AM-1/amber and AM-1 (A-300)/Amanita mussaria, which enter the liquid environment of the gastrointestinal tract due to the presence of hydrophobic silica, form an interface layer of clustered water with a partially broken network of hydrogen bonds on the surface of the mucous membrane. This, on the one hand, can affect the complete absorption of bioactive substances, and on the other, determine the speed of their release. In this way, systems of programmed delivery of active substances can be created and their bioavailability can be increased.It is shown that on the basis of hydrophilic and hydrophobic silicas and their 1/1 mixture, composite systems with succinic acid can be obtained by the method of dosed mechanical loads, in which a significant part of it is distributed in nano-sized interparticle gaps of silicas. Depending on the method of preparation of the composite, such textural parameters as specific surface area and pore volume change.Water adsorbed by hydrophobic silica has the maximum interfacial energy and is in a clustered state, and the cluster radius does not exceed 10 nm. Probably, the increase in the value of the interfacial energy in the process of creating the methylsilica/H2O composite under the influence of high mechanical loads is due to the transition of water from the bulk to the clustered state. With the same water content, the interfacial energy (S) of methylsilica (AM-1) was 2.5 times higher than for the AM-1/SA/H2O composite created on its basis, which is due to the formation on the surface of AM-1 with immobilized BC of larger water clusters. Thus, the energy of hydrophobic hydration of methylsilica will be higher than when immobilized on its BC surface.The use of the mushroom Amantia muscaria as part of a nanocomposite system with amorphous, highly dispersed hydrophilic and hydrophobic silica is proposed for medical use. At the same time, it is assumed that the main toxic components, which are bound by enzymes in the fruiting body of the mushroom, will be adsorbed by the surface of silica, which has a high affinity for protein molecules, and will be excreted from body together. It is shown that the water included in the composition of the mushroom or its composite with nanosilicas can be in strongly and weakly associated states, The latter is stabilized by contact with a weakly polar environment that simulates the hydrophobic part of the phospholipid structures of the intestinal mucosa. It is assumed that this effect will increase the bioavailability of active substances desorbed from the composite system in the body.For hydrated alginic acid, in contrast to other studied systems, the replacement of air with CDCl3 medium is not accompanied by decrease, but an increase in the interaction of water with surface. This is probably due to the formation in the interparticle gaps of a system of water clusters bound to the carboxyl surface groups of acid residues. At the same time, the penetration of chloroform molecules into the interparticle gaps is thermodynamically disadvantageous.Key words: hydrophobic and hydrophilic silica, amber, succinic acid, Amanita mussaria, composite systems, interphase energy, strongly and weakly bound water, alginic acid.

Визначено основні чинники, що впливають на формування екситоних станів і локалізацію екситонів в J-агрегатах amphi-PIC з контрольованим ступенем статичного безладу. Встановлено механізми екситонного транспорту та його ефективність в J-агрегатах; природу поляронних станів в J-агрегатах amphi-PIC. Встановлено величину екситон-фононної взаємодії в J-агрегатах і чинники, що на неї впливають. Розглянуто взаємозв'язок між величиною екситон-фононної взаємодії та люмінесцентними властивостями J-агрегатів. Вивчено механізми взаємодії різних типів люмінофорів у нанооб'ємі міцел ПАР. Досліджено властивості створення ефективного багатокаскадного безвипромінювального перенесення енергії електронних збуджень (fluorescence resonance energy transfer, FRET) між декількома люмінофорами в нанооб'ємі міцел і встановлено чинники, що впливають на ефективність FRET. Визначено можливість використання молекулярних нанокластерів, що досліджуються, як нових люмінесцентних зондів і контейнерів.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження – процеси формування структурно-фазового стану в високолегованих зносостійких сплавах, що отримані електродуговим наплавленням. Предмет дослідження – структура та трибологічні властивості сплавів У30Х25Н3С3 і 500Х40Н40С2РЦ при високотемпературному зношуванні. Мета дослідження – підвищення експлуатаційної довговічності захисних Fe-Cr-Ni-C покриттів, отриманих електродуговим наплавленням із використанням порошкових стрічок ПЛ АН-101 і ПЛ АН-111 в умовах високотемпературного зношування. Методи дослідження: оптична та сканувальна електронна мікроскопія, 3D-профілометрія, енергодисперсійна спектроскопія, рентгеноструктурний аналіз, вимірювання мікротвердості; випробування на високотемпературне окиснення, абразивне та високотемпературне абразивно-ерозійне зношування; методи математичної статистики та планування повного факторного експерименту.Отримані результати - Визначено міжфазний розподіл елементів за висотою покриттів сплавів Сормайт і 500Х40Н40С2РЦ. Показано, що із віддаленням від зони сплавлення карбіди збагачуються на Cr із відповідним збідненням матриці, а самі карбіди мають підвищений вміст Ni. Уперше встановлено факт кристалізації графіту в сплаві 500Х40Н40С2РЦ при наплавленні у два шари з 50%-м перекриттям валиків. Виявлено графітизацію карбідів при температурі вище за 1000 оС унаслідок неоднорідного розподілу Cr й Ni в об'ємі карбіду. Показано, що накладання поздовжнього магнітного поля при наплавленні сплаву У30Х25Н3С3 забезпечує подрібнення структурних складових та вирівнювання вмісту вуглецю, кремнію й хрому в металевій матриці, що запобігає утворенню перліту в покритті та підвищує його абразивну зносостійкість. Уперше зафіксовано протікання в наплавлених сплавах Сормайт і 500Х40Н40С2РЦ твердофазної реакції виділення вторинних нанорозмірних карбідів із аустеніту, яка відбувається при 850…950 оС та забезпечує підвищення гарячої твердості сплавів.Результати роботи впроваджені в навчальний процес на факультеті машинобудування і зварювання ДВНЗ «Приазовський державний технічний університет». Галузі використання – підприємства гірничо-металургійної та машинобудівної галузей промисловості.^UThe object of investigation - the processes of formation of the structural-phase state in high-alloy wear-resistant alloys, obtained by electro-arc surfacing. The subject of research – the structure and tribological properties of alloys 300Cr25Ni3Si3 and 500Cr40Ni40Si2BZr at high-temperature wear. The purpose of the study is to increase the durability of protective Fe-Cr-Ni-C coatings obtained by arc-weld surfacing with the use of powdered tapes of PL-AN-101 and PL-AN-111 in high-temperature wear conditions. Methods of research: optical and scanning electron microscopy, 3D-profilometry, energy-dispersion spectroscopy, X-ray diffraction analysis, microhardness measurement; high-temperature oxidation tests, abrasive and high-temperature abrasion-erosion wear; methods of mathematical statistics and planning of a full factor experiment. Obtained results – Defined the interfacial distribution of elements in height of the coatings of Sormait and 500Cr40Ni40Si2BZr. It is shown that with the distance from the fusion zone, carbides are enriched on Cr with a corresponding depletion of the matrix, and the carbides themselves have an elevated Ni content. For the first time, was established the fact of crystallization of graphite in an alloy of 500Cr40Ni40Si2BZr at an overlay in two layers with 50% overlap of rollers. Was revealed the graphitization of carbides at temperatures above 1000 ° C due to the inhomogeneous distribution of Cr and Ni in the carbide volume. The graphitization of carbides at temperatures above 1000 ° C was revealed due to the heterogeneous distribution of Cr and Ni in the carbide volume. It is shown that the overlay of a longitudinal magnetic field during surfacing of the alloy 300Cr25Ni3Si3 provides the shredding of structural components and the alignment of the content of carbon, silicon and chromium in the metal matrix, which prevents the formation of perlite in the coating and increases its abrasive wear resistance. For the first time, the solid-phase reaction of the allocation of secondary nanosized carbides from austenite in welded alloys Sormait and 500Cr40Ni40Si2BZr was observed, which occurs at 850 ... 950 oC and provides a rise in the hardness of alloys. The results of the work were introduced into the educational process at the Faculty of Mechanical Engineering and Welding of the SHEI «Priazovskyi State Technical University». Areas of use are enterprises of the mining and metallurgical and machine-building industries.

Розроблено новий метод опису енергетичних характеристик рідбергівських атомів у зовнішньому постійному електричному полі (DC ефект Штарку), схрещених сталих електричному F на магнітному B полях, змінному електромагнітному полі довільної сили, що базується на операторній теорії збурень, методі комплексних коородинат, нерелятивістському одноканальному методі квантового дефекту й алгоритмах теорії хаосу. Проведено розрахунок енергій і ширин штарківських резонансів у спектрах лужних рідбергівських атомів Na, K, Rb, Cs (та H) для різних рідбергівських станів n = 16 - 26 і різних напруженостей сталого електричного поля, вивчено динаміку іонізації атомів Li, Rb у рідбергівських станах з n = 45 - 67 у мікрохвильовому полі за різних параметрів поля (амплітуди, частоти) та виявлено ефекти скейлінгу для енергій і ширин резонансів, режимів хаотичної іонізації та стабілізації.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці основ теоретичної кооперативної спектроскопії та нелінійної квантової динаміки молекул у вільному стані та в інтенсивному зовнішньому електромагнітному полі з урахуванням ефектів кореляції, хаосу і кооперативних переходів. Розроблено новий підхід до розрахунку електронної структури, енергетичних та спектральних параметрів, коливальної структури у фотоелектронних спектрах молекул, який базується на стандартному формалізмі методу функцій Гріна та квазічастинковій теорії функціоналу густини (ФГ) з послідовним урахуванням обмінно-кореляційних ефектів, у т.ч., ефектів поляризаційної взаємодії, екранування, енергетичної залежності масового оператора квазічастинок тощо. Розроблено нову версію теорії збурень з оптимізованим нульовим наближенням ФГ із дотриманням принципу калібрувальної інваріантності та мінімізацією калібрувально-неінваріантного внеску обмінно-поляризаційних діаграм в радіаційні ширини. Представлені дані обчислень енергій зв'язку, спектроскопічних факторів, потенціалів іонізації, констант зв'язку, коливальної структури фото-е спектрів для ряду двоатомних молекул C2, N2, O2, F2, CO, CH, HF, димерів інертних газів Ar , Kr, Xe. Аналіз даних вказує на наявність сильних кореляційних ефектів, можливу колективізацію оболонок, наявність "тіньових" станів у молекулах, з якими відбувається сильне перемішування і які передають силу початкового рівня «частина спектрофактора". Новий підхід у спектроскопії кооперативних e-γ-коливально-обертально-ядерних переходів у спектрах молекул розроблено та базується на оптимізованій теорії ФГ. Представлені нові дані про ймовірності кооперативних переходів для молекул HI, HBr, RbCs, OsO4, IrO4. Розроблено новий неемпіричний підхід до розрахунку параметрів поляризації двоатомних молекул в інтенсивному електромагнітному полі. Квантово-динамічний формалізм адаптований до моделювання хаотичної динаміки молекул в електромагнітному полі за допомогою таких методів, як тест Готвальда-Мельбурна, метод кореляційного інтегралу, алгоритми середньої взаємної інформації, хибних найближчих сусідів, аналіз на основі показників Ляпунова , ентропії Колмогорова, алгоритми оптимізованих траєкторій, B-сплайнів тощо. Наведені нові дані про спектральні параметри, динамічні, топологічні інваріанти (кореляційна розмірність, розмірність Каплана-Йорка, показники Ляпунова, ентропія Колмогорова тощо) для молекул GeO, ZrO, PbO лінійно поляризоване поле інтенсивністю до 28 ГВт /см2 і вперше виявлено явище оптичного хаосу.^UThe dissertation is devoted to the development of the basics of theoretical cooperative spectroscopy and nonlinear quantum dynamics of molecular systems in the free state and in an intense external electromagnetic field, taking into account the effects of correlation, chaos and cooperative transitions. A new cooperative theoretical approach to the calculation of the electronic structure, energy and spectral parameters, vibrational structure in the photoelectron spectra of molecules is developed, which is based on the standard formalism of the Green's function method and the quasiparticle Fermi-liquid density functional theory with sequential calculation, exchange-correlation effects, including the effects of polarization interaction, shielding of valence quasiparticles, energy dependence of the mass operator of quasiparticles, etc. A new version of many-body perturbation theory has been developed with an optimized quasiparticle density functional zeroth approximation under the condition of maximum observance of fundamental gauge invariance principle and minimization of the contribution of gauge-noninvariant exchange-polarization diagrams. The results of calculations of bond energies, spectroscopic factors, vertical ionization potentials, coupling constants and vibrational structure of photoelectron spectra for series of diatomic molecules C2, N2, O2,F2, CO, CH, HF, as well as dimers of inert gases Ar, Kr, Xe are listed. Analysis of the obtained data indicates the presence of strong correlation effects, in particular, the possible collectivization of shells, the presence of "shadow" states in molecules with which there is strong mixing and which transmits the initial level force, "part of the spectrofactor". A new approach in the spectroscopy of cooperative e-γ-vibrational-rotational-nuclear transitions in spectra of molecules is developed and based on an optimized density functional theory. New data for cooperative transitions probabilities for HI, HBr, RbCs, OsO4, IrO4 are presented. A new non-empirical approach to calculation of polarization parameters of diatomic molecules in an intense electromagnetic field is developed. It is adapted a quantum-dynamic formalism to model chaotic dynamics of molecules in the field using such methods as Gottwald-Melbourne test, method of correlation integral, algorithms for average mutual information, false nearest neighbors, the Lyapunov's exponents & Kolmogorov entropy analysis, algorithms of optimized trajectories, B-spline, etc. There are listed new data on spectral parameters, dynamic, topological invariants (correlation dimension, Kaplan-York dimension, Lyapunov's exponents, Kolmogorov entropy, etc.) for GeO, ZrO, PbO molecules in a linearly polarized field of intensity up to 28 GW /cm2 and phenomenon of optical chaos is discovered for the first time.

Проведено аналіз техніко-технологічного забезпечення процесів очищення та роз-ділення насіннєвого матеріалу. Виконані теоретичні дослідження процесів сепарації на-сіннєвого матеріалу соняшнику за морфологічними показниками і фізико-механічними властивостями та розроблені відповідні фізико-математичні моделі. На основі експериме-нтальних досліджень підтверджені розроблені фізико-математичні моделі. Розроблено і створено автоматизоване технічне забезпечення сепарації насіннєвого матеріалу соняш-нику батьківських компонентів з раціонально узгодженими режимними параметрами: адаптивний аеродинамічний, віброрешітний, вібропневматичний, фотоелектронний сепа-ратори, спосіб та пристрої для автоматичного фенотипування. Розраховані техніко-економічні показники впровадження результатів досліджень^UThe purpose of the work is to increase the efficiency of the technical and technological support of primary seed production by substantiating adaptive mechanotronic systems of target division and selection of sunflower seed material. On the basis of the systematic approach, the structure of adaptive technical and technolog-ical support of primary sunflower seeds was determined, which allows to search for weak links in the technological processes of processing and bioinformatic systematization of seed material by the quality of distribution and line productivity while minimizing specific costs. The general quality coefficients for technological process performance of precision separa-tion of seed material (coefficients of filling and distribution, total concentration of seeds) are de-termined.

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена розробці та апробації системи імпедансної спектроскопії для аналізу та вимірювання електрофізичних властивостей біологічних матеріалів, рідин і суспензій. Методом імпедансної спектроскопії досліджено суспензії наночастинок металів, підтверджено ефективність непрямого методу вимірювання масової частки металів у водній суспензії. Показано ефективність методу імпедансної спектроскопії для експрес-аналізу нативності та вимірювання жирності молозива. Експериментально доведено можливість оцінки концентрації складових розчину, за даними електричної провідності та діелектричної проникності, антибіотиків амоксициліну та доксицикліну з солями металів. Метод імпедансної спектроскопії застосовано для контролю зони заморожування при проведенні кріодеструкції біологічних тканин. Методом коаксіального зонду досліджено дисперсію діелектричної проникності біологічних тканин і рідин. Розроблено мініатюрний мікросмужковий резонатор для вимірювання електрофізичних параметрів матеріалів з одностороннім доступом. Показано ефективність метода коаксіального резонатора для контролю та вимірювання електрофізичних параметрів рідин у потоці.Головне призначення розробленої системи і методів – експрес-аналіз фізико-хімічних параметрів рідин та оптимізація технологічних процесів у фармації, біотехнологіях і хімічній промисловості.Ключові слова: імпедансна спектроскопія, дискретне перетворення Фур'є, діелектрична проникність, амплітудно-фазовий детектор, метод трьох амплітуд, коаксіальний зонд, коаксіальний резонатор, мікросмужковий резонатор, біологічна рідина, суспензія.^UAntonenko Ye. The impedance spectroscopy system for biological fluids and suspensions. – Manuscript.The thesis for scientific degree of candidate of physical and mathematical sciences, specialty 01.04.01 - physics of devices, elements and systems. – V.N. Karazin Kharkiv National University, Kharkiv, 2021.The thesis is devoted to the development and approbation of an impedance spectroscopy system for the analysis and measurement of the electrophysical properties of biological materials, liquids and suspensions. Suspensions of metal nanoparticles were investigated by impedance spectroscopy, and the efficiency of the indirect method of measuring the mass fraction of metals in an aqueous suspension was confirmed. The efficiency of the method of impedance spectroscopy for rapid analysis of nativeness and measurement of fat content of biological samples and dairy products is shown. The possibility of estimating the concentration of the components of the solution, according to electrical conductivity and dielectric constant, antibiotics amoxicillin and doxycycline with metal salts has been experimentally proved. The method of impedance spectroscopy is used to control the freezing zone during cryodestruction of biological tissues. The dispersion of the dielectric constant of biological tissues and fluids was studied by the coaxial probe method. A miniature microstrip resonator for measuring electrophysical parameters of materials with one-way access has been developed. The efficiency of the coaxial resonator method for control and measurement of electrophysical parameters of liquids in a stream is shown.The main purpose of the developed system and methods are rapid analysis of physicochemical parameters of liquids and optimization of technological processes in pharmacy, biotechnology and chemical industry.Keywords: impedance spectroscopy, Fourier transform, dielectric constant, amplitude-phase detector, three voltmeter method, coaxial probe, coaxial resonator, microstrip resonator, biological fluid, suspension.

З використанням математичного планування експерименту побудовано поверхні однакових швидкостей травлення (діаграми Гіббса) вказаних напівпровідників у досліджуваних системах розчинів з використанням ацетатної, лактатної, тартної та цитратної кислот як комплексоутворювача та хлоридної, бромидної та йодидної як галогенідних кислот. На підставі результатів аналізу та методами електронно-зондового мікроаналізу, рентгенівської фотоелектронної спектроскопії поверхневих плівок, які утворюються після кислотного травлення, встановлено, що дані плівки неоднорідні та збагачені, в основному, оксидами телуру, а шорсткість поверхні змінюється в межах від 0,2 до 0,1 мкм. Установлено вплив хімічної обробки поверхні на електрофізичні параметри структур Au - p - CdTe. У досліджених системах оптимізовано склад полірувальних травильних композицій, розроблено режими та методи підготовки полірованих поверхонь телуриду кадмію та твердих розчинів на його основі, випробуваних за заводських умов.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Мета роботи - розробка науково обґрунтованої технології виробництва порошкових стрічкових електродів і вдосконалення технології механізованого електродугового наплавлення зносостійких сплавів з використанням порошкових стрічок. Об'єкт дослідження – закономірність формування зносостійкого наплавленого металу при використанні порошкового стрічкового електродного матеріалу. Предмет дослідження – конструкції порошкових стрічкових електродних матеріалів, способи наплавлення та вплив зовнішнього магнітного поля на формування наплавленого металу з отриманням необхідних розмірів і властивостей. Методи досліджень - оптична та сканувальна електронна мікроскопія, енергодисперсійна спектроскопія, рентгеноструктурний аналіз, вимірювання мікротвердості; випробування на абразивний знос; математичне моделювання розрахунку конструктивних параметрів порошкових стрічкових електродних матеріалів, розрахункові і експериментальні дослідження, математичні методи обробки даних з використанням програмних засобів, математичних пакетів Microsoft Excel, MathCad, Ansys-ED, заснованих на чисельних рішеннях. В основу математичних моделей було покладено метод кінцевих елементів, елементи теорії теплових процесів, регресійний аналіз. Встановлено закономірність формування зносостійкого наплавленого металу при використанні порошкового стрічкового електродного матеріалу. Встановлено закономірності формування структури в наплавленого металу з системою легування Fe-C-Cr-Ni, отриманого механізованим електродуговим наплавленням порошковими стрічками. Вперше показано, що при багатошаровому наплавленні зносостійкого сплаву порошковою стрічкою ПЛ-АН-111, в зонах перекриття виділяється графіт при перетворенні карбідів в процесі перекристалізації. Розроблена методологія оцінювання якості перемішування порошкоподібних компонентів різної грануляції і технологічних властивостей, яка характеризує ефективність змішування при виробництві порошкових стрічок. Експериментально підтверджено, що накладення зовнішнього магнітного поля з індукцією 28 мТ на зону плавлення порошкової стрічки, приводить до модифікації первинної структури наплавленого шару, зростання мікротвердості карбідної евтектики на 20-50HV.Впровадження технологій відновлення та зміцнення механізованим наплавленням порошковими стрічками дозволило підвищити: експлуатаційну стійкість проводин стану СПШ-120 ПрАТ «МК Азовсталь» в середньому в 3,03 рази та забезпечило зростання продуктивності обладнання; стійкість роликів рольгангу ЛПЦ-3000 ПрАТ «ММК ім Ілліча» в середньому 1,87 рази, що дозволило підвищити міжремонтний термін їх роботи; продуктивність і якість наплавлення порошковими стрічками деталей засипного апарату доменної печі (конусів та чаш) на 20 % в умовах ПрАТ «Азовзагальмаш». Загальний економічний ефект від впровадження розроблених технологій відновлення становить 2 961 740 грн.^UThe purpose of the work is to development of scientifically grounded technology for the production of powder tape electrodes and technology improvements of mechanized electric surfacing of wear-resistant alloys using powde tape. The object of study is the regularity of formation of wear-resistant weld metal when using powder tape electrode material. The subject of study is the construction of powder band electrode materials, methods of surfacing and the influence of the external magnetic field on the formation of weld metal with the necessary dimensions and properties. Research methods-optical and scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, x-ray diffraction analysis, microhardness measurements; abrasive wear tests; mathematical modeling of calculation of design parameters of powder tape electrode materials, computational and experimental studies, mathematical methods of data processing using software, mathematical packages Excel, MathCad, Ansys-ED, based on numerical solutions. The mathematical models were based on the finite element method, elements of the theory of thermal processes, regression analysis. The regularity of formation of wear-resistant weld metal when using powder tape electrode material. The regularity of formation of the structure of the weld metal with the alloying system Fe-C-Cr-Ni obtained by mechanized electric arc surfacing with powder tape. First shown that at multilayer surfacing of wear-resistant alloy powder tape PL-AN-111, in the overlapping zones, graphite is released during the conversion of carbides in the recrystallization process. A methodology for evaluating the mixing quality of powdered components of different granulation and technological properties has been developed, which characterizes the mixing efficiency in the production of powder tapes. It is experimentally confirmed that the imposition of an external magnetic field with an induction of 28 mT on the melting zone of the powder tape leads to a modification of the primary structure of the deposited layer, an increase in the microhardness of the carbide eutectic by 20-50HV.Implementation of recovery and strengthening technologies mechanized surfacing powder ribbons allowed to increase: the operational stability of the wires of the condition spsh-120 PJSC "Azovstal iron and steel works" an average of 3.03 time and ensured increased productivity of equipment; the stability of the rollers of the roller convey or rolling mill 3000 of PJSC "Mariupol Ilyich" in average of 1.87 times, which made it possible the overhaul period of their work; productivity and quality welding powder tape with of parts of the charging equipment of blast furnace (cones and bowls) 20% in terms of PJSC "Azovobschemash". The total economic effect of the implementation of the developed recovery technologies is 2 961 740 UAH.

  Скачати повний текст

Дисертаційну роботу присвячено вивченню електронної структури надпровідників на основі заліза за допомогою фотоелектронної спектроскопії з кутовим розділенням (ARPES). В рамках роботи розроблено та вдосконалено методи аналізу даних з ARPES-експериментів. Вперше виявлено залежність отриманих ARPES-спектрів від поляризації світла в Г-точці для оптимально допованого Ba(1-x)K(x)Fe2As2 (x=0.4), що свідчить про додаткове розщеплення зон внаслідок нематичності в цій сполуці. Вперше встановлено, що FeTe0.55Se0.45 являється надпровідним напівметалом, в якому наявні 3D точки Дірака першого та другого типу, але при цьому відсутні топологічні стани. Показано, що інвертовану щілину в FeTe(1-x)Se(x) можна реалізувати підвищивши вміст Te, проте сильна взаємодія зменшує її до розмірів менше 1 меВ, що робить експериментальне спостереження щілини практично неможливим. Дана робота закладає основи методу виявлення топологічних станів в надпровідниках на основі заліза.^UThe thesis focuses on the study of the electronic structure of iron-based superconductors using angle-resolved photoemission spectroscopy (ARPES). As part of the work methods for analysing data from ARPES experiments were developed and improved. For the first time, the dependence of the obtained ARPES spectra from the polarization of light at the Г-point for optimally doped Ba(1-x)K(x)Fe2As2 (x=0.4) was revealed, which indicates additional splitting of bands due to the nematicity in this compound. It was first established that FeTe0.55Se0.45 is a superconducting 3D Dirac semimetal hosting Dirac points of both type-I and type-II, that no topological states are present in its electronic structure. It is shown that the inverted band gap in FeTe(1-x)Se(x) can possibly be realized by further increase of Te content, but strong correlations reduce it to a sub-meV size, making the experimental detection of the gap and corresponding topological surface states very challenging. The work lays the foundations of the method for detecting topological states in other iron-based superconductors.

  Скачати повний текст

Об'єкт дослідження: механізми модифікації взаємодії мембранотропних пептидів з природними та модельними ліпідними мембранами. Предмет дослідження – дія мембраноактивних пептидів на модельні фосфоліпідні та клітинні мембрани, а також їх вплив на морфологічні та функціональні властивості клітин крові та нервової тканин. Мета роботи: встановлення молекулярних механізмів модуляції взаємодії мембранотропних пептидів з модельними та природними ліпідними мембранами. Методи дослідження: світлорозсіювання, мікрохвильова діелектрометрія, УФ-спектроскопія, флуоресцентна спектроскопія, реєстрація струмів поодиноких іонних каналів, гель-електрофорез, світлова мікроскопія, мікрофлюїдіка, імпедансна спектроскопія, проточна цитометрія, математичне моделювання. Наукова новизна: Вперше встановлено, що заміна полярної амінокислоти аспарагіну на серин у пептиді з послідовності людського пріона сприяє агрегації петиду у бішарових ліпідних мембранах з формуванням катіон-селективного іонного каналу. Знайдено немонотонну залежність мембранотропних ефектів циклічного олігопептиду GS від вмісту холестеролу в мембрані, яка пояснює атенюацію гемолітичного ефекту пептиду при використанні холестеринових допантів. Показано можливість модуляції звʼязування GS з модельними ліпідними мембранами у присутності холестерину та поліаніонного зіркоподібного декстран-поліакриламідного полімеру шляхом зміни сорбції GS на мембрану, а також сприянням звʼязуванню з мембраною олігомерів GS. Встановлено, що зменшення впорядкованості ліпідів у бішарі при гамма-опроміненні чи перекисному окисленні ліпідів мембран тромбоцитів та еритроцитів веде до полегшення вбудовування граміцидину S до мембрани і, водночас, до зменшення міцності зв'язування пептиду з мембранами. Вперше зареєстровано токи поодиноких іонних каналів реконституйованого в БЛМ CLC-подібного білка Gef1 дріжджів S. cerevisiae та визначено, що поліпептид Gef1p є потенціал-керованим мембранним каналом для іонів Сl–. Практичне значення: встановлено можливість спрямованої модифікації структури мембран для підвищення їх стійкості до літичної дії антимікробного пептиду GS. З'ясовані біофізичні механізми вбудовування GS у мембрани можуть бути використані для створення аналогів та нових лікарських форм мембранотропних препаратів. Встановлене пригнічення пептидом утворення агрегатів може бути використано для розробки антиагрегаційних та тромболітичних препаратів місцевої дії з антибактеріальним ефектом.^UObject of study: mechanisms of the modification of interaction of membrane-active peptides with natural and model lipid membranes. The subject of research is the effect of membrane-active peptides on model phospholipid and cell membranes, as well as their effect on the morphological and functional properties of blood cells and nerve tissue. Objective: to establish molecular mechanisms of modulation of the interaction of membrane-active peptides with model and natural lipid membranes. Research methods: light scattering, microwave dielectrometry, UV spectroscopy, fluorescence spectroscopy, BLM, gel electrophoresis, light microscopy, microfluidics, impedance spectroscopy, flow cytometry, mathematical modeling. Scientific novelty: the replacement of the polar asparagine by serine in the prion peptide promotes aggregation of the peptide in bilayer lipid membranes with the formation of cation-selective pore. Cholesterol attenuates the hemolytic effect of the cyclic oligopeptide GS. Modulation of GS sorption onto model lipid membranes in the presence of cholesterol and D-g-PAA(PE) is governed the binding of GS oligomers to the membrane. Decrease in lipid ordering in the bilayer during gamma irradiation or lipid peroxidation of platelet and erythrocyte membrane leads to easier distribution of gramicidin S into the membrane and at the same time to reduced retention of the peptide in membrane. Single ion channel currents of the reconstituted CLC-like yeast protein were recorded corresponding to potential dependent Cl channel. Practical significance: the possibility modification of the membrane structure to increase their resistance to the lytic action of the antimicrobial peptide GS has been established. The elucidated biophysical mechanisms of GS incorporation into membranes can be used to create peptide analogues and delivery vehicles of membranotropic drugs. The established inhibition of platelet aggregation by peptide can be used for the development of topical anticoagulants.

Одержано зонно-енергетичну діаграму бромиду індію та ефективні маси вільних носіїв заряду. Встановлено генезис валентних зон та нижніх зон провідності InBr. Розраховано розподіл густини станів, виміряно фотоелектронний спектр у широкому енергетичному діапазоні, проаналізовано структуру, досліджено генетичне та просторове походження основних смуг та вплив особливостей Ван Хова на формування функції густини станів. Проведено розрахунок повної енергії, визначено рівноважні параметри основного стану кристала та атомні характеристики InBr. Проаналізовано природу виміряних у широкій енергетичній області (до 30 еВ) поляризованих спектрів відбивання за температури рідкого гелію з використанням обчислених за співвідношенням Крамерса - Кроніга оптичних функцій монокристалів InBr. Розраховано міжзонні матричні елементи дипольного моменту та спектри уявної частини діелектричної проникності для різних поляризацій світла. Проведено ідентифікацію головних особливостей оптичних спектрів броміду індію.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертаційна робота присвячується дослідженню магнітостатичних та резонансних властивостей багатошарових структур з синтетичними та природніми антиферомагнітними компонентами за умов, коли їх лінійні розміри набувають порядків наномасштабу. Проводиться систематичний аналіз закономірностей зміни ключових магнітних властивостей плівкових гетероструктур Fe/[Cr/FeCr/Cr]n/Fe, Py/FeMn/[Cu/Py] та тришарових наноелементів Py/NiCu/Py в залежності від температури, будови та їх геометричних параметрів. Виявлені нові фізичні ефекти можуть бути використані для налаштування функціональних характеристик електронних пристроїв з такими компонентами.У Вступі (першому розділі) проводиться обґрунтування актуальності вибраної теми дисертаційного дослідження та надається загальна характеристика роботи.Другий розділ роботи ознайомлює читача з проблематикою обраної теми дисертаційного дослідження, існуючими науковими здобутками в сфері синтетичних антиферомагнетиків (САФ) та подальших перспективах їх застосування у якості компонент магнонних метаматеріалів, нейроморфних контактів та інших сучасних розробок наноелектроніки.У третьому розділі представляються фізичні засади основних методів, що використовувались для виготовлення зразків, вимірювання їх магнітних параметрів та аналізу результатів: метод магнетронного напорошення багатошарових структур, спектроскопія феромагнітного резонансу (ФМР) та підхід мікромагнітних моделювань. Також надаються технічні специфікації усіх досліджених у даній роботі зразків.У четвертому розділі досліджуються зміни магнітостатичних властивостей та характеру температурно-регульованого перемикання стану «феромагнетик-антиферомагнетик» САФ матеріалів у контексті переходу від двовимірних тонкоплівкових структур до латерально обмежених наноелементів. Перша частина розділу зосереджується на плівкових багатошарових структурах САФ Fe/[Cr/FeCr/Cr]n/Fe. Досліджується конкуренція між прямою та непрямою обмінною взаємодією, а також між непрямою взаємодією антиферомагнітного (АФМ) та феромагнітного (ФМ) типів, яка виникає у таких САФ завдяки магнітному фазовому переходу «феромагнетик-парамагнетик» сплаву FeCr. Показано, що використання композитного спейсера [Cr/FeCr/Cr]2 звужує температурний інтервал перемикання стану САФ від ≥100 К, типових для структур з однорідним спейсером FeCr, до 15 К. У другій частині розділу розглядаються масиви круглих планарних нанодисків САФ Py/NiCu/Py, для яких демонструється подібний механізм температурно-керованого перемагнічування, однак без непрямої обмінної взаємодії. Показано, що куполовидна форма наноелементів призводить до появи суттєвого залишкового моменту та подвійної петлі перемагнічування, коли САФ перебуває у дипольно зв’язаному АФМ стані.Дослідження, представлені у п’ятому розділі роботи, зосереджуються на вивченні особливостей магнітного стану двошарової плівкової системи Py/FeMn. У першій частині розділу досліджуються температурно- та товщинно-залежні процеси дисипації струму спінової накачки у структурах Py/FeMn(3–7 нм)/Cu/Py. Окрім традиційного внеску поглинання спінового струму в об’ємі АФМ шару, виявлено додатковий неоднорідний внесок, який пояснюється формуванням обмінної пружини в області інтерфейсу Py/FeMn, спричиненим конкуренцією між ефектом ФМ близькості та АФМ обміном у FeMn. Також представляється окреме дослідження ФМР двошарових плівкових структур Py/FeMn(3–7 нм). Продемонстровано можливість майже десятикратного ізотропного збільшення частоти ФМР за кімнатної температури, яке зумовлюється обертовою анізотропією у тонкому АФМ шарі FeMn(3 нм). Проведені за допомогою модифікованого рівняння Кіттеля розрахунки дозволяють порівняти альтернативні механізми прискорення динаміки сусіднього ФМ шару.Шостий розділ дисертації присвячується систематичному вивченню специфіки спін-хвильової динаміки просторово обмежених наноелементів САФ, латеральні розміри яких наближаються до порядку обмінної довжини. В рамках мікромагнітної моделі відтворено експериментальні умови, за яких у поодинокому перпендикулярно намагніченому нано-САФ збуджуються коливання однорідної моди та двох вибраних мод вищих порядків. У другій частині досліджується ФМР масивів планарно намагнічених нанодисків САФ Py/NiCu/Py з номінальним діаметром 150 нм. Показано, що асиметрія внутрішньої дипольної взаємодії куполовидних наноелементів призводить до розщеплення граничної моди на коливання акустичного та оптичного типів – ефекту, яким можливо керувати за рахунок фазового переходу спейсера NiCu. Третя частина розділу розглядає аналогічні масиви нано-САФ, однак еліпсоподібної форми та вдвічі меншого розміру. У таких наноелементах виявлено збудження єдиної виродженої моди. Мікромагнітні розрахунки відтворюють анізотропну поведінку цієї моди та вказують на те, що її просторова структура є результатом суперпозиції коливань центральної та граничної стоячих спінових хвиль.^UThe dissertation is devoted to the study of magnetostatic and resonant properties of multilayered structures with synthetic and natural antiferromagnetic components when their linear sizes reach nanoscale. A systematic analysis of temperature- and geometry-dependent changes in key magnetic parameters is carried out for the continuous-film heterostructures Fe/[Cr/FeCr/Cr]n/Fe, Py/FeMn/[Cu/Py], as well as the three-layer nanoelements Py/NiCu/Py. New reported physical effects can be utilized to adjust functional characteristics of electronic devices involving such components.In the Introduction (the First chapter), the relevance of the chosen topic of the doctoral research is substantiated and a general description of this work is provided.The Second chapter of the work acquaints the reader with general problems of the chosen research topic, the existing scientific achievements in the field of synthetic antiferromagnets (SAF) and further prospects for their use as integral components in magnonic metamaterials, neuromorphic junctions and other modern nanoelectronic devices.The Third chapter introduces the physical principles of the main methods used for the samples fabrication, magnetic parameters measurements and analysis of the results, namely magnetron sputtering of multilayered structures, ferromagnetic resonance spectroscopy (FMR) and micromagnetic modelling. Technical specifications of all the samples studied in this work are also provided.The Fourth chapter presents the studies of the changes in magnetostatic properties and the nature of the temperature-controlled SAF state switching in the context of the transition from two-dimensional thin-film structures to laterally confined nanoelements. The first part of the chapter focuses on the continuous multilayered SAF films Fe/[Cr/FeCr/Cr]n/Fe. The competition between direct and indirect exchange interaction, as well as between the indirect interaction of antiferromagnetic (AFM) and ferromagnetic (FM) types, which arise due to the ferromagnet-to-paramagnet phase transition of the FeCr alloy, are investigated. It is shown that the use of the composite spacer [Cr/FeCr/Cr]2 narrows the temperature range of the SAF state switching from ≥100 K, inherent to structures with a homogeneous FeCr spacer, to 15 K. The second part of the chapter considers the arrays of round planar SAF nanodisks Py/NiCu/Py, for which a similar mechanism of temperature-controlled magnetization reversal is demonstrated without the indirect exchange interaction. It is shown that the dome-like shape of the nanoelements leads to a significant remnant magnetic moment and a double hysteresis loop, when the SAF is in the dipole-coupled AFM state.The study presented in the Fifth chapter of the work focuses on investigating the peculiar magnetic state of the bilayer film system Py/FeMn. In the first part of the chapter the temperature- and thickness-dependent dissipation processes of spin-pumping current in Py/FeMn(3–7 nm)/Cu/Py structures are examined. Apart from the traditional contribution of spin current absorption in the volume of the AFM layer, an additional inhomogeneous contribution is revealed, which is explained as due to the formation of an exchange spring in the Py/FeMn interface region, caused by the competition between FM proximity effect and AFM exchange in FeMn. The separate FMR study for the bilayer film structures Py/FeMn(3–7 nm) is also presented. The possibility of an almost tenfold isotropic increase in the FMR frequency at room temperature has been demonstrated and prescribed to the strong rotatable anisotropy acting in thin AFM layer FeMn(3 nm). The calculations, performed using the modified Kittel equation, allow one to compare alternative mechanisms for the acceleration of the adjacent FM layer magnetic dynamics.The Sixth chapter of the dissertation is devoted to the systematic study of the features of spin-wave dynamics in spatially confined nanoscale SAF elements, the lateral sizes of which approach the order of exchange length. Within the framework of the micromagnetic model we reproduce the experimental conditions under which the oscillations of a homogeneous mode and two selected higher order modes are established in a single perpendicularly magnetized nano-SAF. The second part of the chapter investigates resonant behavior of the in-plane magnetized arrays of Py/NiCu/Py SAF nanodisks with the nominal diameter of 150 nm. It is shown that the asymmetry of the intra-element dipolar interaction in the dome-shaped nanoelements causes the splitting of the edge spin-wave mode into oscillations of acoustic and optical types – an effect that can be controlled via the phase transition of the NiCu spacer. The third part of the chapter addresses the analogous arrays of SAF nanoelements with, however, twice the smaller size. The spatial structure of a single degenerate mode, inherent to such nanoelements, is discussed.

Роботу присвячено вирішенню актуальної проблеми пошуку та вивченню властивостей кристалічних діелектриків з метою їхнього використання у класичних оптичних пристроях, різних галузях сучасної оптоелектроніки та сенсорики, а також розробки методики прогнозування та синтезу матеріалів із наперед заданими, керованими і стабільними рефрактивними властивостями та наявністю точок інверсії знаку двопроменезаломлення (ІЗД) в широкому температурному та спектральному діапазонах. Робота містить результати експериментальних досліджень рефрактивних властивостей діелектричних кристалів групи сульфатів АВSO4 (де А, В = Lі, К, Na, Rb, NH4) та хлороцинкатів А2ZnCl4 (де А = К, Rb), їх температурно-спектрально-баричних змін та теоретичних розрахунків зонно-енергетичної структури, на основі яких проаналізовано спектри оптичних констант цих кристалів.З'ясовано природу баричних змін показників заломлення nі та двопроменезаломлення nі в широкому температурному (77–1000 К) і спектральному (300–800 нм) діапазонах та встановлено, що баричне зростання nі кристалів зумовлене зменшенням ширини забороненої зони Eg і зміщенням максимуму смуги УФ поглинання в область менших частот та зміною густини ефективних осциляторів кристалів. Виявлена якісна кореляція характеру поведінки експериментально виміряних і отриманих на основі розрахунків зонно-енергетичної структури та з експериментальних ІЧ-спектрів відбивання характеристик оптичної індикатриси кристалів, що дає можливість використовувати методи теоретичних розрахунків оптичних констант в області прозорості поблизу фундаментальної смуги та вакуумного ультрафіолету, яка є складною для експериментальних досліджень кристалічних діелектриків. Розрахунки зонно-енергетичної структури монокристалів, а також повної та парціальної густин електронних станів та природи основних енергетичних груп підтверджено дослідженнями Х-променевих фотоелектронних та Х-променевих емісійних спектрів їх електронної структури.На основі температурно-спектрально-баричних діаграм одновісного стану кристалів запропоновано використання їх в якості п'єзооптичних та термооптичних елементів для кристалооптичних датчиків тиску та температури. Запропоновано та запатентовано пристрій для дослідження оптичної якості монокристалів.^UThe work is devoted to the solving of the actual problem of searching and studying of the crystalline dielectrics properties for their use in classical optical devices and different fields of modern optoelectronics and sensorics; to the development of methods for prediction and synthesis of materials with predetermined, controlled and stable refractive properties possessing points of birefringence sign inversion (BSI) in a wide temperature and spectral ranges. The work contains results of experimental studies of the refractive properties of dielectric crystals of the АВSO4 (where А, В = Li, К, Na, Rb, NH4) sulfates group and А2ZnCl4 (where А = К, Rb) chlorozincates group, as well as doped crystals of triglycine sulfate; their temperature-spectral-baric changes and theoretical calculations of the band-energy structure, on the basis of which spectra of the optical constants of these crystals are analyzed.It is established that the increase of the refractive indices of crystals due to the isomorphic cationic-anionic substitution is caused by the increase of their average ionic radius and the density of the crystal, which causes an increase in the polarization action of the cations and anionsThe isotropic points at the temperature of 300 K and λ0 ≈ 683 nm (α-LiNH4SO4 crystal), and in the short-wavelength spectrum region (β-LiNH4SO4 crystal) are revealed.The nature of the baric changes of the refractive indices ni and birefringence ni in a wide temperature (77–1000 K) and spectral (300–800 nm) ranges is elucidated. It is shown that uniaxial compression increases refraction R and polarizability i of crystals. Baric growth of refractive indices of crystals is caused by the decrease in the effective power of the ultraviolet oscillator and a slight increase in the power of the infrared oscillator caused by the decrease in the band gap Eg and shift of the UV absorption band maximum towards lower frequencies, as well as by change in effective oscillators density of crystals. The factor characterizing the change in the dispersion frequency (change in the type of chemical bond), ie the polarizability itself in comparison with the geometric factor (compression of the sample) is dominant in the total baric increment of refraction R, and, therefore, in the change of refractive index.It is established that the uniaxial pressures can induce the "pseudoisotropic" states in crystals, shift isotropic points along spectral and temperature ranges, and change the temperature interval of existence of the intermediate phase of the K2SO4 crystal. The disappearance of incommensurate phase and the occurrence of paraelectric-ferroelectric PT ("triple point") in chlorozincate crystals under the action of uniaxial pressure is revealed. The mechanism of influence of uniaxial pressures of different geometry on temperature points of PT is presented. The effect of uniaxial pressures on the mechanism of structural phase transitions in ferroics of the sulfate and chlorozincate groups, which consists in various variants of ordering the orientations of tetrahedral groups, is elucidated, and the infrared (IR) reflection spectra of mechanically free and uniaxially loaded crystals are analyzed.Calculations of the band-energy structure of single crystals, as well as the total and partial densities of electronic states and the nature of the main energy groups are confirmed by studies of X-ray photoelectron spectra (XPS) and X-ray emission spectra (XES) of their electronic structure.The method of calculation of spectral dependences of the refractive indices n(λ), birefringence Δn(λ) and absorption k(E) of crystals using Kramers–Kronig dispersion ratios on the basis of the dependences of the real and imaginary part of the complex dielectric function, obtained from band-energy structure and experimental IR reflection spectra, was tested. The qualitative correlation of experimental and calculated curves is revealed. This gives grounds for the use of theoretical methods for calculating optical functions, primarily in spectral regions that are difficult to access for the experiment.Based on the temperature-spectral-baric diagrams of the uniaxial state of α-LiNH4SO4, (NH4)2SO4 and K2SO4 crystals, it is proposed to use them as piezo-optic and thermo-optic elements for crystal-optic pressure and temperature sensors. For experimental optical measurements of the refractive parameters, the device for investigation of the optical quality of single crystals was proposed.Key words: dispersion, refractive index, birefringence, birefringence sign inversion (isotropic point), phase transitions, temperature-spectral-baric diagrams, uniaxial mechanical pressures, IR reflection spectra, piezo-optic coefficients, band-energy structure, density of states, dielectric function, X-ray photoelectron and X-ray emission spectra.

Установлено параметри синтезу вуглецевих нанотрубок (ВНТ) та нанотрубок, модифікованих хлором, азотом і сіркою в матриці з мембран оксиду алюмінію. Досліджено морфологічні особливості синтезованих багатошарових вуглецевих нанотрубок та їх термічні властивості. Установлено наявність на поверхні даних трубок різних типів кисневмісних функціональних груп зі зв'язками C=O та C-O. Виявлено вплив модифікуючих атомів на інфрачервоні та рентгенівські фотоелектронні спектри нанотрубок. Запропоновано механізм формування ВНТ у матриці оксиду алюмінію піролізом дихлорметану.

  Скачати повний текст