К вопросу о взаимодействии атома водорода с кристаллической поверхностью
К вопросу о взаимодействии атома водорода с кристаллической поверхностью
П. К. Силаев, А. В. Толоконников
Исследовано поведение нижнего электронного уровня атома водорода в пространстве, ограниченном плоской поверхностью, на которой для электронных волновых функций задано задано граничное условие Робена, параметр в котором является периодической функцией и моделирует свойства адсорбента. Показано, что в зависимости от характеристик граничного условия возможны два режима адсорбции атома на поверхности образца. В первом случае эффективный потенциал такого атома как функция расстояния между ядром и границей обладает явно выраженным минимумом на конечных расстояниях, что соответствует эффекту <<парения>> атома над плоскостью. Второй случай возникает при условии большой энергией сродства атомного электрона к образцу и низкой начальной концентрацией водорода внутри образца. В такой ситуации минимум эффективного потенциала расположен на незначительном расстоянии от поверхности образца, а в процессе адсорбции атом может выделять значительное количество энергии. Результаты получены с помощью непосредственного численного счета с использованием метода конечных элементов.
Показать АннотациюВосстановление направления прихода ШАЛ по отраженному от снега черенковскому свету
Восстановление направления прихода ШАЛ по отраженному от снега черенковскому свету
К. Ж. Азра$^1$, Е. А. Бонвеч$^2$
Определение направление прихода широких атмосферных ливней (ШАЛ) является важной частью методики анализа данных в эксперименте СФЕРА. Знание направления необходимо для построения оптимального критерия разделения ядер, позволяющего определить массовый состав первичных космических лучей. В настоящей работе приведена поэтапная разработка алгоритма восстановления направления ливней для телескопа СФЕРА-2 и СФЕРА-3, основанного на параболической аппроксимации фронта черенковского света ШАЛ. Алгоритм разрабатывается и тестируется на базе искусственных событий ШАЛ, а также применен к экспериментальным событиям, полученным телескопом СФЕРА-2.
Показать АннотациюТермомагнитная обработка синтетических антиферромагнитных структур
Термомагнитная обработка синтетических антиферромагнитных структур
Д. В. Васильев, В. В. Амеличев, Д. В. Костюк
Спин-туннельные магниторезистивные наноструктуры, содержащие синтетический антиферромагнетик, в значительной степени улучшают отношение сигнал-шум и энергопотребление изделий магнитоэлектроники, реализуемых на их основе. Магнитный отжиг спин-туннельных магниторезистивных наноструктур способствует кристаллизации аморфной пленки CoFeB на границах с барьерным слоем MgO, обеспечивая когерентное туннелирование электронов и значительное повышение магниторезистивного эффекта. В том числе, в процессе термомагнитной обработки возможно формирование необходимого направления оси однонаправленной анизотропии для создания скрещенной магнитной конфигурации свободного и фиксированного слоев, что позволяет получить линеаризацию магниторезистивной кривой в области слабых магнитных полей. Установлено, что термомагнитная обработка может эффективно использоваться для управления статическими и динамическими магнитными свойствами спин-туннельных магниторезистивных наноструктур с синтетическим антиферромагнетиком, поэтому актуальной задачей является исследование их магнитных свойств после магнитного отжига. Сформированные наноструктуры Ta / Co95Fe5 / Ru / Co95Fe5 / Ta и Ta / Co40Fe40B20 / Ru / Co95Fe5 / Ta были измерены на специализированном стенде, и определены их петли перемагничивания после термомагнитной обработки. В результате магнитного отжига спин-туннельных магниторезистивных структур с толщиной немагнитного слоя синтетического антиферромагнетика, соответствующей первому антиферромагнитному максимуму, происходит разрушение антиферромагнитной связи слоев при температуре менее 300 °С.
Показать АннотациюИсследование зависимости электрических свойств кремниевых нанонитей от проводимости кремниевой пластины
Исследование зависимости электрических свойств кремниевых нанонитей от проводимости кремниевой пластины
Д. М. Русаков$^1$, Д. В. Гусев$^1$, К. А. Гончар$^{1,2}$, А. С. Воронцов$^1$, А. С. Ильин$^1$
В последние годы кремниевые нанонити (КНН) привлекают значительное внимание исследователей благодаря своим уникальным электрическим и оптическим свойствам, которые делают их перспективными для применения в различных областях, включая наноэлектронику и сенсоры. Настоящая работа представляет собой углубленное и систематическое исследование КНН, синтезированных из кристаллических пластин с сопротивлениями 10–20 Ом·см и 1–5 мОм·см, с целью детального анализа их электрических свойств. Основное внимание уделяется вольт-амперным характеристикам (ВАХ), частотной зависимости проводимости и исследованию импеданса. Эти методы позволяют выявить ключевые аспекты, определяющие поведение наноструктур, и установить взаимосвязь между характеристиками кристаллической пластины и электрофизическими свойствами материала. Полученные результаты показывают значительные изменения в поведении проводимости при снижении сопротивления кристаллической пластины, что может свидетельствовать об улучшении электрофизических характеристик КНН. Вольт-амперные характеристики образца с сопротивлением 1–5 мОм·см для обеих конфигураций (планарной и сэндвич), а также сэндвич конфигурация образца с сопротивлением 10–20 Ом·см демонстрируют отчетливое диодоподобное поведение, что можно объяснить формированием потенциальных барьеров на границе между слоями. Механизм прыжковой проводимости оказывается доминирующим для всех образцов.
Показать АннотациюЧто такое энтропия?
Что такое энтропия?
П. Н. Николаев
В работе исследуется история введения энтропии в термодинамику и статистическую механику. Рассмотрена роль энтропии в построении замкнутого аппарата термодинамики, создании метода термодинамических потенциалов, формировании теории термодинамического равновесия. Исследована роль статистической механики в объяснении законов термодинамики на основе классической механики. Представлено решение этой проблемы Больцманом. Показана связь введения вероятности в физику с введением энтропии.
Показать АннотациюОб однонаправленном распространении волн Похгаммера-Кри в цилиндрическом ауксетике
Об однонаправленном распространении волн Похгаммера-Кри в цилиндрическом ауксетике
Д. В. Ампилогов
В рамках данной работы средствами аппарата операторов проектирования были получены уравнения распространения однонаправленных волн Похгаммера-Кри для цилиндрического, аксиально-симметричного метаматериала-ауксетика, получены общие решения для правых и левых волн и их частные решения при экспоненциальных начальных условиях.
Показать АннотациюДвижение обруча с массивной точкой по абсолютно шероховатой плоскости.
Движение обруча с массивной точкой по абсолютно шероховатой плоскости.
А. А. Аглаев$^1$, А. К. Ковальджи$^2$
В данной статье решена в более общей постановке известная задача о «прыгающем обруче», которая некорректно решена Дж. Литтлвудом в книге «Математическая смесь» [1]. Найдены в аналитической форме условия, связывающие массу обруча, его радиус, массу грузика и его начальную скорость, при которых сила реакции опоры положительна, и, следовательно, прыжок невозможен. Найдено условие, при выполнении которого отрыв обруча от плоскости происходит в начальный момент времени, когда грузик находится в верхней точке обруча. Показано, что модель качения с абсолютно жесткими и шероховатыми обручем и плоскостью при определенном соотношении параметров некорректна и приводит к противоречию, названному «квазипрыжком». Также, было замечено, что фаза движения «skimming», описанная в работе «The dynamics of a massless hoop» [6], не выводится, а ошибочно постулируется.
Показать АннотациюСравнение различных схем спектрального регулирования с применением вытеснителей
Сравнение различных схем спектрального регулирования с применением вытеснителей
Р. А. Внуков, А. А. Воронцова
В настоящей работе рассматривается один из возможных подходов к компенсации избыточной реактивности в начале кампании – спектральное регулирование. Его реализация основывается на применении стержней-вытеснителей, меняющих водо-топливное отношение в течение топливной кампании. Для оценки влияния на нейтронно-физические характеристики, возникающих в сборке при внесении в ее конструкцию вытеснителей, предлагаются различные модели, отличающиеся размещением стержней в ТВС. Сравнение происходит с исходной версией ТВС, имеющей схожую геометрию с ТВС ВВЭР-1200. Основываясь на одной схеме регулирования водо-топливного отношения, оценивается вклад в продление топливной кампании для моделей с вытеснителями. Сравнение осуществляется с исходными ТВС, где топливная кампания равна 49 МВт∙сутки/кг для модели 1 и 78 МВт∙сутки/кг для модели 2. Результаты показали принципиальную возможность продления топливной кампании за счет поэтапного извлечения стержней-вытеснителей, ужесточающих спектр. В модели, имеющей вытеснители в межтвэльном пространстве продление кампании составило 8 МВт∙сутки/кг, что эквивалентно 16%; в модели, где вытеснители размещаются в направляющих каналах, продление составило 6 МВт∙сутки/кг, что эквивалентно 5%. Полное замещение борной кислоты в рассматриваемых версиях оказалось невозможным, при этом требуемая концентрация H3BO3 в теплоносителе для компенсации избыточной реактивности в начале кампании выросла ввиду снижения эффективности бора при более жестком спектре нейтронов в моделях.
Показать АннотациюУстройство преобразования сигнала с частотой 100 МГц с низкими фазовыми шумами
Устройство преобразования сигнала с частотой 100 МГц с низкими фазовыми шумами
А. А. Попов$^1$, В. В. Давыдов$^1$, Д. Д. Савин$^1$, В. В. Наумова$^2$
Выявлены основные недостатки конструкций высокостабильных генераторов ультравысоких частот (УВЧ) и трудности использования подобного оборудования на спутниках и других подвижных объектах. Предложено устройство преобразования высокостабильного сигнала, которое разделяет его на несколько синфазных. Обоснован выбор малошумящих операционных усилителей (ОУ) в качестве элементной базы для преобразователя. Проведено теоретическое исследование коэффициентов шумов и спектральных плотностей мощности фазовых флуктуаций у импортных и отечественных малошумящих ОУ с использованием среды MATLAB. Разработана принципиальная схема устройства на основе выбранных моделей ОУ, которая позднее была модифицирована путем увеличения количества выходных сигналов. Установлена необходимость пересмотреть общую структуру схемы с учетом паразитных емкостей ОУ. Проверена ее адекватность с использованием программного пакета NI Multisim. Создана печатная плата для непосредственных лабораторных исследований спектральной плотности мощности шума устройства. Ключевые слова: фазовый шум, преобразователь сигнала, УВЧ, водородный стандарт, малошумящий усилитель, шум тока, шум напряжения.
Показать АннотациюАкустическая эмиссия при фазовом переходе «кристалл-жидкость» в сотовой структуре типа «пчелиных сот»
Акустическая эмиссия при фазовом переходе «кристалл-жидкость» в сотовой структуре типа «пчелиных сот»
Е. М. Асеев
Экспериментально изучается сложная система, представляющая собой сотовую структуру, сопряженную по нормали с композиционной структурой, и содержащая внутри себя дефект типа «конденсат воды» в виде кристалликов льда. Для обнаружения такого дефекта используется явление акустической эмиссии. Обычно для возникновения акустической эмиссии прибегают к механическому воздействию на объект. Но, в отличие от этого традиционного нагружения (сжатия или растяжения) образца внешними силами, здесь используется вариация температурного поля, в которое помещен образец. В процессе нагревания экспериментального образца начинается фазовый переход «лед – вода», приводящий к явлению акустической эмиссии. Зависимости амплитуд акустических сигналов от времени и от скорости изменения температуры обнаруживают четкое отличие образцов с дефектом «скопление воды» от образцов без таких дефектов.
Показать Аннотацию