МАТЕМАТИКА
Рассматривается модель квантовых графов сочленения однослойных нанотрубок типа «зигзаг» и «кресло». Дается полное описание спектра. Находятся условия возникновения связанного состояния на соединении нанотрубок. Приводится полное описание всех локализованных состояний.
ФИЗИКА
В работе предлагается метод параметризации фрактальных кластеров, который позволяет представить их как квазифракталы [5, 6]. Квазифракталы – это объекты, обладающие более медленным (логарифмическим) скейлингом по сравнению с обычными фракталами. Предложенный метод проверен на плоских кластерах, полученных в рамках модели Виттена-Сандера [7], в которой между частицами дополнительно были введены диполь-дипольный и диполь-кулоновский потенциалы взаимодействия. Полученные результаты позволяют утверждать, что эти кластеры могут быть интерпретированы и как фракталы, и как квазифракталы, однако во втором случае мы получили более явную связь между внешними условиями роста и геометрией кластеров (в терминах новых подгоночных параметров).
В статье представлены экспериментальные результаты по определению коэффициента гидравлического сопротивления двух микроканалов круглого сечения: прямолинейного и криволинейного. Внутренний диаметр микроканалов составлял 68,9 и 70,3 мкм соответственно. Число Рейнольдса менялось в диапазоне от 320 до 3215. Измерения давления выполнялись одновременно в 16 точках для прямолинейного микроканала и 12 точках в случае криволинейного микроканала. Коэффициент гидравлического сопротивления для прямолинейного микроканала находится в хорошем согласовании с теоретическим значением для гладких круглых труб. Для криволинейного микроканала коэффициент гидравлического сопротивления криволинейной части оказался меньше справочного значения для плавно изогнутых труб. Число Рейнольдса ламинарно-турбулентного перехода в прямолинейном микроканале составляло 2300-2600. В криволинейном микроканале перехода зафиксировано не было. Определена длина области развивающегося течения и вычислены коэффициенты сопротивления входных участков.
В работе представлены результаты компьютерного моделирования контактного режима работы зонда атомно-силового микроскопа (АСМ) при взаимодействии с поверхностью нелинейно-упругого полимерного материала. В процессе моделирования учитывались не только силы механической реакции на вдавливание зонда в полимер, но и такие существенные для наноуровня факторы как силы поверхностного натяжения, связанные с искривлением поверхности образца, и межмолекулярное взаимодействие ван-дер-Ваальса. Для определения силы нелинейно- упругой реакции численно решена соответствующая контактная краевая задача. Проведено сравнение полученных для нелинейного случая результатов с классическим решением задачи Герца для линейно упругой среды. Для межмолекулярных и поверхностных сил построены аналитические зависимости, связывающие силу взаимодействия с геометрией зонда и расстоянием между его вершиной и поверхностью образца.
Межмолекулярные взаимодействия приводят к появлению дополнительных слагаемых поляризуемости молекулярного ансамбля и разрешают колебательные переходы в спектрах комбинационного рассеяния, запрещенные правилами отбора для изолированных частиц. На основе диаграммной техники выявлен новый дальнодействующий канал индукции парной поляризуемости, при которой внешнее поле и электрическое поле одной из молекул нелинейным образом поляризуют частицу-партнер. Показано, что учет этого канала есть необходимое условие успешной количественной интерпретации КР-полосы ν3 СО2, индуцированной столкновениями СО2-СО2 и СО2-Ar.
В работе проведено исследование структурных и электрических свойств композитных полимерных пленок, полученных путем добавления в объем полипропилена дисперсного наполнителя в виде аморфного диоксида кремния (аэросил). Исследование образцов методом малоуглового рентгеновского рассеяния показало, что поверхность частиц наполнителя является гладкой и увеличение его концентрации не приводит к образованию агломератов. Данные термоактивационной спектроскопии показывают, что релаксация электретного состояния в исследуемых образцах происходит за счет их объемной проводимости. Объяснить рост проводимости с увеличением процентного содержания аэросила можно возникновением дополнительной проводимости по поверхности частиц наполнителя.
Рассмотрена проблема высокотемпературных фазовых переходов для связанных атомно-оптических (одетых) состояний и поляритонов. На примере атомов рубидия показано, что достижение термодинамического равновесия для таких состояний оказывается возможным при взаимодействии атомов с не резонансным квантовым излучением в присутствии оптических столкновений (ОС) с атомами буферного газа сверхвысокого давления, а также находящихся при высоких температурах (до 530К). Для увеличения эффективности атомно-оптического взаимодействия рассмотрены специальные металлические микроволноводы, осуществляющие удержание (trapping) фотонов. В этом случае теоретически предсказан фотонный фазовый переход в сверхизлучательное состояние, обусловленный равновесным состоянием среды и поля. Показано, что при относительно больших отрицательных значениях атомно-оптической отстройки, а также при определенных параметрах волновода фотоноподобные поляритоны нижней дисперсионной ветви (НДВ) претерпевают высокотемпературный фазовый переход в конденсированное (сверхтекучее) состояние.
Исследовано влияние квантовых точек CdSe/ZnS на фотопроводниковые и спектральные свойства полиимидной матрицы. Получено увеличение фототока (на один - два порядка) в тонкопленочной органической системе с наночастицами. В ближней ИК-области спектра обнаружен батохромный сдвиг в изучаемых нанокомпозитах. Результаты работы могут быть востребованы для целей микро- и наноэлектроники, солнечной энергетики и др.
ХИМИЯ
Гидротермальным (ГТ) методом получены наноструктуры оксида цинка, ориентированные на подложках из металлического цинка (в том числе допированного алюминием и сурьмой). Установлено, что оптимальные параметры синтеза (Т=180оС, t= 6 ч, концентрация раствора ЭДА С = 4,5 М) способствует образованию менее дефектных и более упорядоченных структур. Согласно данным РФА, фотолюминесцентной и КР-спектроскопии, свойства наностержней ZnO, допированных алюминием или сурьмой, изменяются в зависимости от концентрации допанта.
Экспериментально исследовано фазообразование в системе SiO2–TiO2 в области жидкофазного расслаивания. Построена термодинамически оптимизированная фазовая диаграмма системы SiO2–TiO2. Рассчитана кривая спинодального распада фаз. Показано, что при быстром охлаждении расплава распад фаз в жидкофазной области протекает по спинодальному механизму с образованием иерархически организованных наноструктур.
Установлен каталитический синхронный механизм действия нанесённых на поверхность InP и GaAs наноразмерных слоев хемостимуляторов V и V2O5 в процессах термооксидирования этих полупроводников. Доказательством этого механизма являются резкое снижение эффективной энергии активации процессов, значительное увеличение скорости роста плёнок по сравнению с собственным оксидированием, регенерация активных частиц, содержащих V+5 (данные РФА, ИКС, ОЭС), независимость кинетических параметров процессов оксидирования от количества нанесённого катализатора. Термооксидирование InP в присутствии наноостровков V2O5 на начальном этапе процесса преимущественно происходит на этих каталитически активных центрах (данные РЭМ, ОЭС).
ISSN 2305-7971 (Online)