Материал: Отчетная научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов

ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет»

54 Отчетная научно-техническая

КОНФЕРЕНЦИЯ

ПРОФЕССОРСКО-ПРЕПОДАВАТЕЛЬСКОГО СОСТАВА, СОТРУДНИКОВ, АСПИРАНТОВ И СТУДЕНТОВ

Cекции

«Физика твердого тела»,

«Физика и техника низких температур»

Тезисы докладов

(г. Воронеж, 23 апреля 2014 г.)

Воронеж 2014

УДК 538.9

54 Отчетная научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, сотрудников, аспирантов и студентов. Секции «Физика твердого тела», «Физика и техника низких температур»: тез. докл. [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые и граф. данные (11,1 Мб). – Воронеж: ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный технический университет», 2014. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM) : цв. – Систем. требования : ПК 500 и выше ; 256 Мб ОЗУ ; Windows XP ; SVGA с разрешением 1024x768; MS Word 2007 или более поздняя версия ; CD-ROM дисковод ; мышь. – Загл. с экрана. – Диск и сопровод. материал помещены в контейнер 12х14 см.

В представленных докладах нашли отражение результаты экспериментальных исследований и компьютерного моделирования структуры и физических свойств различных конденсированных сред, проводимых учеными, аспирантами и студентами старших курсов кафедры физики твердого тела Воронежского государственного технического университета.

Опубликованные материалы соответствуют научному направлению «Физика и технология наноструктурированных материалов» и перечню критических технологий Российской Федерации, утвержденному Президентом Российской Федерации.

Редакционная коллегия:

Ю.Е. Калинин - д-р физ.-мат. наук, проф. – ответственный редактор,

Воронежский государственный технический университет;

С.А. Гриднев - д-р физ.-мат. наук, проф.,

Воронежский государственный технический университет;

В.Е. Милошенко - д-р физ.-мат. наук, проф.,

Воронежский государственный технический университет;

Л.Н. Коротков - д-р физ.-мат. наук, проф.,

Воронежский государственный технический университет;

А.В. Ситников - д-р физ.-мат. наук, проф.,

Воронежский государственный технический университет;

О.В. Стогней - д-р физ.-мат. наук, проф. – ответственный секретарь,

Воронежский государственный технический университет

Рецензенты: кафедра физики твердого тела и наноструктур ВГУ

(зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. Э.П. Домашевская);

д-р физ.-мат. наук, проф. А.Т. Косилов

© Коллектив авторов, 2014

© Оформление. ФГБОУ ВПО

«Воронежский государственный технический университет», 2014

УДК 537.633.9

Получение и диэлектрические свойства твердого раствора 0,2BiLi0,5Sb0,5o3 – 0,8Na1/2Bi1/2TiO3

А. И. Бочаров, Н. А. Толстых

Кафедра физики твёрдого тела

В работе получен твердый раствор 0,2BiLi_0,5Sb_0,5O₃ – 0,8Na_1/2Bi_1/2TiO_3. Для этого предварительно синтезировались соединения BiLi_0,5Sb_0,5O₃ и Na_1/2Bi_1/2TiO₃. Синтез BiLi_0,5Sb_0,5O₃ проходил при температуре 840 ºС в течение 7 часов [1], а Na_1/2Bi_1/2TiO₃ при температуре 850 ºС в течение 2 часов. Спекание твердого раствора BiLi_0,5Sb_0,5O₃ – Na_1/2Bi_1/2TiO₃ производилось при температуре 1000 ^oC в течение 2 часов [2].

Расплавные методы получения y-втсп

А.А. Великосельская, студент гр. НТ-111, О.В. Калядин, В.Е. Милошенко,

А.В. Сергеев, аспирант, С.М. Уколова, студент гр. НТ-111

Кафедра физики твердого тела

Расплавные методы позволяют получить образцы ВТСП с высокой критической плотностью тока, хорошей воспроизводимостью электрических и магнитных свойств.

Все технологии, основанные на процессе плавления и используемые для изготовления крупнозернистых керамик Y-Ba-Cu-O, характеризуются перитектической реакцией при Т_р=1015⁰С, вследствие которой образуется фаза 123 из фазы 211 и жидкой компоненты:

Y₂BaCuO₅ + 3BaCuO₂ + 2CuO → 2YBa₂Cu₃O_6.5

Рис.1. Фазовая диаграмма создания YBCO керамики	Рис.2. Температурный режим процесса MTG

(фаза 211) (жидкая фаза) (фаза 123)

Фазовая диаграмма, показывающая перитектическое превращение, представлена на рис. 1. Фаза 211 и жидкость могут быть созданы быстрым нагреванием предварительно спеченной заготовки до температуры, заметно превышающей Т_р. Тогда фаза 123 формируется при остывании частично расплавленного материала YBCO с малой скоростью через точку Т_р. При этом к фазе 123 добавляют до 30% молевого объема частиц 211 до начала процесса плавления с целью создания локальных центров пиннинга и предотвращения потери жидкости при плавлении.

Были предложены следующие методы кристаллизации из расплава: 1) текстурированный рост сверхпроводящей фазы из расплава (Melt-Textured-Growth-MTG), где в качестве исходного прекурсора используется керамика 123; 2) жидкофазная технология (Liquid-Phase-Processing - LPP), основанная на уменьшении продолжительности обработки образцов при максимальных температурах с целью предотвращения нежелательного роста частиц 211, интенсивно протекающего выше перитектической температуры.

Температурный режим для классического процесса MTG показан на рис. 2. Здесь частичное плавление предварительно спеченной керамики YBCO происходит в температурном интервале 1100-1200 °С, что практически сохраняет геометрию прекурсорного образца. На заключительной стадии производится очень медленное остывание (1-2 °С/ч) в атмосфере кислорода и наличия градиента температуры. В результате получаются образцы YBCO керамики с ориентированной структурой, обладающие высокой плотностью тока.

Таким образом, в настоящее время одними из перспективных методов являются методы синтеза основанные на получении текстурированных образцов сверхпроводящей керамики. Основным преимуществом данного метода является возможность получать образцы с максимальной плотностью транспортного тока.

Литература

1. Наринов И.А. Микроструктура и свойства высокотемпературных сверхпроводников. М. Наука. 2004.154 с.

УДК 537.621.2

Малые значения магнитосопротивления композитов Nix(NbmOn)100-X

Е.О. Буловацкая, студент гр. ПФм-131, А.А. Гребенников, О.В. Стогней

Кафедра физики твердого тела ВГТУ

Рентгеноструктурный анализ исследуемого состава показал, что полученный материал является преимущественно двухфазным. Одна из фаз Na_0,5Bi_0,5TiO₃ имеет параметры решетки a = 5,553 Ǻ, b = 6,675 Ǻ, c = 5,520 Ǻ, β = 120º54´. Другая фаза BiLi_0,5Sb_0,5O₃ с параметром решетки a = 10,300 Ǻ. Третья фаза Bi₁₂Ti_0,9O_19,8 с параметром решетки a = 10,182 Ǻ. Основная фаза соответствует твёрдому раствору 2BiLi_0,5Sb_0,5O₃ – 0,8Na_1/2Bi_1/2TiO₃.

Проведены измерения действительной части диэлектрической проницаемости ε полученных образцов в температурном диапазоне от 25 до 550 ºС на частотах от 1 кГц до 1 МГц (рис.1). В окрестности температуры ~315 ºС обнаружен пик, температурное положение которого не изменяется с изменением частоты. Такое поведение ε характерно для структурного фазового перехода.

Рис. 1. Зависимость действительной части диэлектрической проницаемости  от температуры образца 0,2BiLi0,5Sb0,5O3 – 0,8Na0,5Bi0,5TiO3

Рис. 2. Результаты дифференциального термического анализа для материала 0,2BiLi0,5Sb0,5O3 – 0,8Na0,5Bi0,5TiO3

Для определения рода фазового перехода в образце был проведён дифференциальный термический анализ. Его результаты приведены на рис. 2. На рисунке в окрестности температуры 320 ºС виден пик, обусловленный скрытой теплотой перехода, что свидетельствует о существовании структурного фазового перехода первого рода в твердом растворе 0,2BiLi_0,5Sb_0,5O₃ – 0,8Na_1/2Bi_1/2TiO₃.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 14-02-31163 мол_а, грант 13-02-97506 р_центр_а)

Литература

1. Gridnev S.A. Dielectric Properties of New BiLi_0,5Sb_0,5O₃ Ceramics / S.A. Gridnev, A.V. Kalgin, D.A. Lisitsky // Integrated Ferroelectrics. – 2009. – Vol. 109. – P. 61 – 69.

2. Глозман И.А. Пьезокерамика. М: Энергия, 1972. 288 с.

УДК 621.315.57: 537.312.62

Приведены результаты исследования магниторезистивных свойств гранулированных нанокомпозитов Ni_x(Nb_mO_n)_100-x в интервале концентраций х: 6-53 ат.%. Образцы получены методом ионно-лучевого распыления составных мишеней и последующего осаждения компонент на ситалловые подложки. Химический состав пленок был определен рентгеновским электронно-зондовым микроанализом. Магниторезистивный эффект в пленках Ni_x(Nb_mO_n)_100-x исследовался потенциометрическим методом по двухзондовой схеме при 23 ^оС.

Качественно концентрационная зависимость магнитосопротивления (МС) образцов Ni_x(Nb_mO_n)_100-x характерна для композитов металл-диэлектрик (рисунок). Однако абсолютные значения МС не типичны для гранулированных систем на основе никеля. Известно, что величина магнитосопротивления в композитах металл-диэлектрик с металлической фазой Ni составляет 0,5-1 % (такие значения наблюдаются вблизи порога перколяции в системах Ni-SiO₂, Ni-MgO), тогда как в исследованной системе оно не превышает 0,03%.

Концентрационная зависимость магнитосопротивления пленок Nix(NbmOn)100-x

Столь малые значения МС обусловлены высокой дефектностью диэлектрического барьера, который преодолевают электроны в процессе туннелирования между гранулами. В исследуемой системе высокая прозрачность барьера предположительно обусловлена значительным недостатком кислорода в оксиде ниобия и, как следствие, наличием в диэлектрике большого количества дефектов. Согласно моделям [1-2], описывающим процесс туннелирования электронов между ферромагнитными электродами через потенциальный барьер, величина МС зависит от поляризации ферромагнитных частиц, угла между магнитными моментами электродов и ширины барьера. Кроме того в [3] показано, что высокая дефектность барьера снижает МС. Поляризация частиц в композитах с металлической фазой Ni одинакова и не зависит от элементного состава диэлектрика. Ширина барьера в образцах определяется концентрацией металла и также не зависит от типа диэлектрика. Угол между магнитными моментами гранул определяется внешним магнитным полем. Таким образом, различие в величине МС в нанокомпозитах с одинаковой металлической, но разной диэлектрической фазами связано с разной дефектностью диэлектрического барьера.

Литература

1. Slonczewski J.C. Conductance and exchange coupling of two ferromagnets separated by a tunneling barrier // Phys. Rev. B. – 1989. – V.39. – P. 6995-7002.

2. Moodera J.S., Mathon G. Spin polarized tunneling in ferromagnetic junctions // JMMM. – 1999. – V. 200. – P. 248-273.

3. Луцев Л.В. Электронный транспорт в магнитном поле в гранулированных пленках аморфной двуокиси кремния с ферромагнитными наночастицами / Л.В. Луцев, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, О.В. Стогней // ФТТ. – 2002. – Т. 44. – С. 1802-1818.

УДК 372.8

Преподавание гражданских дисциплин в военном вузе

Я.А. Болдырева¹, Е.С. Григорьев¹, И.М. Трегубов²

1 Вунц ввс «Военно-воздушная академия»

Кафедра физики и химии

2 Фгбоу впо «Воронежский государственный технический университет»

Кафедра физики твёрдого тела

Для гармоничного развития личности будущего офицера обязательным является его обучение и воспитание с одной стороны – военным персоналом, с другой – гражданским. Особенность организации учебно-воспитательного процесса в военном вузе заключается в том, что курсант включен на протяжении всего периода обучения в военном вузе в педагогический процесс в качестве объекта воспитания [1]. Он имеет возможность в реальном времени наблюдать воспитательную деятельность командиров и гражданского персонала, анализировать и систематизировать полученный опыт, использовать лучшее для своей будущей работы.

Безусловно, профильным дисциплинам в военных вузах уделяется основное значение, но на младших курсах есть общеобразовательные предметы, включающие в себя изучение точных наук (математика, физика и др.), которые помогают адаптироваться бывшим школьникам к учебному процессу в военном вузе. Важно найти общие точки соприкосновения всех изучаемых предметов, установить междисциплинарные связи, показать важность имеющихся знаний бывших школьников и их использование для получения новых [2]. Именно на этом этапе становления личности будущих офицеров необходима совместная работа военного и гражданского персонала.

На практических и лабораторных занятиях исследовательская работа курсантов является обязательным атрибутом образовательного процесса военного вуза, и этой деятельности учащихся уделяется особое внимание. Вместе с тем, исследовательская работа курсантов может быть предусмотрена и при выполнении курсантами самостоятельной работы. В ходе самоподготовки курсанты могут выйти за рамки рекомендованной учебной литературы, подготовить отчёт в форме реферата по определённой теме. Такая работа подразумевает анализ данных литературы, на основании которых курсантами делаются выводы и умозаключения.

Помочь адаптироваться курсантам младших курсов к новой жизни может создание развёрнутой системы дополнительного образования внутри вуза – это всевозможные научные общества по всем предметам, проведение предметных конференций в вузе и возможность выступлений на областных, региональных конференциях. Такие мероприятия поднимут уровень самоуважения курсантов и уверенности в себе.

Литература

1. Соловьев В. В. Содержание и организация психолого-педагогической подготовки курсантов военно-инженерного вуза: дис. … канд. пед. наук: 13.00.08 / Соловьев Василий Викторович. – Ставрополь, 2004. – 160 c.

2. Подход к восстановлению непрерывности физического образования в образовательном пространстве «Школа – технический вуз» / Н. Н. Безрядин, Т. В. Прокопова, Я. А. Болдырева, Т. А. Рожкова. – Наука и школа. – 2011. – Вып. 5. – С. 56 – 58.

УДК 537.621.2: 537.624

Корреляция магнитосопротивления и магнитных свойств композитов Fex(NbmOn)100-X

А.А. Гребенников, Т.В. Трегубова, О.В. Стогней

Кафедра физики твердого тела

Приведены результаты исследования магнитосопротивления гранулированных нанокомпозитов Fe_x(Nb_mO_n)_100-x в интервале концентраций х: 19-57 ат.% и магнитных свойств в интервале  х: 19-80 ат.%. Образцы получены методом ионно-лучевого распыления составных мишеней и последующего осаждения компонент на ситалловые подложки. Химический состав пленок был определен рентгеновским электронно-зондовым микроанализом. Полученные образцы отжигались в вакууме (~10^-2 Па) при 600 ^оС в течение 20 минут. Магниторезистивный эффект в пленках Fe_x(Nb_mO_n)_100-x исследовался потенциометрическим методом по двухзондовой схеме, магнитные свойства – с помощью вибрационного магнитометра.