Существует проблема обоснования протонной релаксации и проводимости. На примере модельного кристалла льда, а также сульфатов, силикатов и иодатов доказана природа максимумов термостимулированных токов, tgδ(ν, Τ) и проводимости, объяснен механизм туннелирования и прыжковой диффузии протонов при низких температурах. Предложен механизм диэлектрической релаксации и протонного транспорта в кристаллах, на основе которого разработан ряд практических способов исследования и методов диагностики, защищенных патентами.
There is a problem of the proton relaxation and conductivity substantiation. On the examples of the model crystals of ice and sulphates, silicates and iodates, the nature of thermostimulated currents maximums, tgδ(ν,Τ) and conductivity has been proved and the tunneling and proton jumps diffusion mechanisms at low temperatures has been explained. The mechanism of the dielectric relaxation and proton transport in crystals has been suggested.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
Из приведенных исследований видно, что спектры ТСЛ подтвердили наличие всех типов релаксаторов, существование которых мы доказали по спектрам ТСТД, электропроводности и tgδ(ν, Т), и, в итоге, объяснили механизм диэлектрической релаксации и протонного транспорта, в котором выявлены следующие особенности.
1. Показано, что чистой протонной проводимости, аналогичной электронной, не существует. Имеет место прыжковая диффузия протонов посредством как термоактивационных, так и туннельных переходов через кристаллическую решетку с последующим образованием и разрушением ионных дефектов Н3О+ и ОН-, которые являются ответственными за электрическую проводимость кристаллических материалов наравне с протонами. При этом происходит изменение ориентации протонированных ионов НSiO43- (силикаты), HSO43- (сульфаты), HIO3- (иодаты) за счет туннельных переходов протонов внутри этих ионов.
2. Впервые дано объяснение отрицательных токов ТСД в кристаллах α-LiIO3, основанное на существовании “ложных” петель гистерезиса электропроводности, и дано объяснение влияния анизотропии на спектры ТСТД. Обоснована природа сп ектров tgδ(ν, Т), удельной электропроводности и ТСТД ряда кристаллических материалов.
3\. Теоретически и экспериментально показано существование туннельного эффекта для протонов в кристаллических материалах и разработана диагностика температуры его проявления\. Впервые показано\, что эта температура зависит как от типа кристалла\, так и от температуры прокаливания\, т\. е\. является характеристикой диэлектриков и полупроводников n\-типа \(с примесями типа HCl\) и p\-типа \(с примесями типа NH4OH\)\.
4. Показано, что по спектру ТСТД можно предсказать, какие дефекты структуры и при какой температуре могут вызвать люминесценцию, что существенно упростит диагностику лазерных кристаллов. Это весьма существенно, поскольку при контакте излучения с поверхностью кристалла происходит накопление напряжений даже при малой мощности, в частности, происходит растрескивание по плоскостям спайности или границам блоков, приводя к уменьшению лучевой прочности кристалла, росту плотности дислокаций и поглощению света в кристалле [9].
Таким образом, в работе решена одна из фундаментальных проблем исследования низкотемпературного протонного транспорта в электроизоляционных и оптических кристаллах.
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
- Симонов А. А. // ФТТ. 2009. Т. 51. № 8. С.1477.
- Тимохин В. М. Многофункциональное устройство для исследования физико-технических характеристик полупроводников, диэлектриков и электроизоляционных материалов / Пат. 2348045 РФ G 01 N 27/00 от 27.02.2009. Бюл. № 6.
- Тимохин В. М. Диэлектрическая спектроскопия льда. // Изв. вузов. Сев.-Кавказ. рeгион. Техн. науки. Спецвыпуск. РГУ. — Ростов-на-Дону. 2006. Ч. 2. С.102.
- Тимохин В. М. Способ получения протонной проводимости в кристаллах и электроизоляционных материалах/ Пат. 2360239 РФ от 27.06.2009. Бюл. № 18.
- Тимохин В. М. Диэлектрическая спектроскопия изоляционных и оптических материалов судовых машин и автоматики. — Новороссийск: РИО ФГОУ НГМА (Новорос. Гос. Морская Академия), 2005.
- Тимохин В. М. Способ определения температуры появления туннельного эффекта в диэлектриках и электроизоляционных материалах/ Пат. 2347216 РФ от 20.02.2009. Бюл. № 5.
- Шпольский Э. В. Атомная физика. — М.: Наука, 1974. Т. 1.
- Тонконогов М. П., Тимохин В. М., Исмаилов Ж. Т. и др. // Изв. вузов. Физика. — Томск. ТГУ. 2002. № 10. С. 76.
- Блистанов А. А. Кристаллы квантовой и нелинейной оптики. — М.: МИСиС, 2000.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Представлены результаты разработки бинокля с магнитодинамической стабилизацией поля зрения, а также данные о назначении, принципе действия, основных параметрах прибора, его конструктивном исполнении. Прибор имеет дальность действия до 7 км, увеличение 16х, угол поля зрения 4°, массу не более 1,8 кг. Источник питания отсутствует
Рассмотрен в плотной воздушной среде новый тип реактивного двигателя, состоящего из эмиттера электрически заряженных водяных капелек и многосеточной электродной системы, в которой поток этих капелек движется в постоянном продольном электрическом поле, инициируя появление воздушного потока. Оцениваются величина создаваемой потоком реактивной силы и коэффициент преобразования энергии электрического тока в энергию воздушного потока. Показано, что такой метод получения движущей силы с использованием топливных элементов позволяет снизить расход энергии в несколько раз по сравнению с современными летательными аппаратами. Приведена возможная схема летательного аппарата. Обсуждены особенности и ожидаемые достоинства и недостатки таких аппаратов
Рассмотрены основные области применения и преимущества твердотельных матричных фотоприемных устройств для ультрафиолетовой области спектра. Рассмотрена типичная структура фоточувствительных элементов и принципы построения интегральной схемы считывания. Предложен вариант ячейки считыванияразмером 30x30 мкм на основе емкостного трансимпедансного усилителя. Приведена структурная схема аналогового канала разрабатываемой интегральной схемы (ИС) считывания. Представлено сравнение с аналогом.
Проведено исследование эпитаксиальных пленок PbSe1-xTex<Ga>, полученных на диэлектрических подложках BаF2. Изопериодичность кристаллических решеток и близость коэффициентов термического расширения подложки и выращенных пленок PbSe1-xTex (х = 0,2) дали возможность получения пленок с совершенной структурой и высокими электрическими параметрами. Изготовлены элементы, фоточувствительные в области спектра 3—5 мкм при 77 К. Максимум фоточувствительности соответствует λmax = 5 мкм
Рассчитаны энергетические спектры и времена релаксации электронов в квантовой яме CdTe/Hg1-xCdxTe/CdTe, а также спектры оптического поглощения. Приведено сравнение характерных особенностей энергетических спектров и времен релаксации для случаев инвертированной (0 < x < 0,12) и прямой (0,2 < x < 0,35) зонной структуры квантовой ямы. Получено хорошее совпадение теоретических расчетов с экспериментальными данными
Рассмотрены особенности создания изопериодических эпитаксиальных гетеропереходов p-Pb1-хSnхЅе (х = 0,03)/n-PbSе1-хSх (х = 0,05) и изготовления фоточувствительных элементов, пригодных для практического применения. Изготовлены фоточувствительные элементы с высокими техническими параметрами: R0A = 1,2—1,5 Ом·см2; λmax = 8 мкм; D *λ = = (1—2)⋅1010 см⋅Гц1/2⋅Вт-1, сравнимыми с аналогичными параметрами, приведенными для диодов Шоттки на основе Pb1-хSnхSe
Представлена и численно исследована модель релаксации фотопроводимости пористого кремния, в которой учитывается рекомбинация фотоносителей на поверхности цилиндрических пор при выключении освещения. Методом конечных элементов рассчитана временная эволюция фотопроводимости пористого кремния и зависимость времени релаксации фотопроводимости от скорости поверхностной рекомбинации, а также от радиуса пор и среднего расстояния между ними.
Рассмотрено влияние различных видов облучения на свойства твердых растворов теллуридов кадмия и ртути. Показано, что данный материал практически не теряет своих качеств при облучении потоками электронов до 1017 см-2 и гамма‐квантами дозами до 106 Р. Механизмы образования электрически активных радиационных дефектов (РД) сходны в эпитаксиальных пленках и в объемном материале. Наблюдаемые отличия результатов облучения на эпитаксиальных пленках с переменным составом и объемном материале обусловлены различной динамикой накопления электрически активных РД
Представлены варианты конструкций энергоанализаторов, обладающих острой фокусировкой по углу влета и высокой энергетической дисперсией. Двухмерные и трансаксиальные полевые конфигурации, реализующие такие свойства, получены на основе теории обратных задач аналитическими методами. Помимо конкретных реализаций сформулированы идеи для конструирования новых систем с очень высокими электронно‐оптическими характеристиками
Проведено исследование пространственной структуры и динамики плазмы в разряде сильноточной вакуумной искры методом импульсной тенеграфии. Обнаружена анизотропия истечения плазмы из области формирования микропинча. Зарегистрировано существование полостей в плазме перетяжки на стадии завершения процесса пинчевания. На периферии разряда зафиксировано формирование волокнистой структуры плазмы
Представлены результаты экспериментальных исследований искрового разряда в геометрии “острие—плоскость” в аргоне при ограничении разрядного тока балластным сопротивлением большой величины. Обнаружена микроструктура слаботочного искрового разряда, представляющая собой образование множества токовых нитей микронного размера внутри токового канала искры
На основе нелинейной геометрической оптики получены зависимости от высоты амплитуды колебаний температуры электронов, а также фазы и глубины модуляции мощной высокочастотной радиоволны при ее прохождении через нижнюю ионосферу
Рассмотрен вклад различных механизмов ионизации газа в газоразрядных структурах пеннинговского типа, используемых для формирования эмитирующей плазмы в плазменных источниках электронов. Показано, что при определенных условиях значительный вклада в процесс ионизации газа обеспечивается плазменными электронами
Найдены значения средней тепловой энергии электронов в потоках эмиссии с электрода в плазму Ē1 и из плазмы на электрод Ē2 для случаев большой и малой величины коэффициента кинетического отражения. Показано, что эти значения меняются в пределах 0,5 kBTc < < Ē 1 < 2kBTc и 0,5 kBTe < Ē 2 < 2kBTe, соответственно (Tc и Te — температуры катода и электронов плазмы). Полученные значения могут использоваться при постановке граничных условий для гидродинамических уравнений на электроде или диэлектрической стенке
В температурном интервале T = 77 – 2500 К представлены экспериментальные результаты исследования температурной зависимости спектральных коэффициентов отражения R(λ, T) молибдена в диапазоне энергий квантов hv = 1 – 10 эВ. Описан диагностический модуль для экспериментального анализа температурной зависимости оптических характеристик конденсированных сред с использованием зондирующего когерентного излучения лазерной системы с параметрическим генератором частоты (λ = 213 – 1188 нм) и лазерным нагревом исследуемого твердотельного образца (до температур T ~ 2500 К) в вакууме. Полученные данные являются разделом базы экспериментальных и расчетнотеоретических данных оптических, теплофизических и транспортных свойств конструкционных материалов фотонных энергодвигательных и технологических установок высокой плотности мощности.
Показано, что кавитационные процессы в жидкостях с одинаковыми физико-химическими свойствами при одинаковых внешних условиях в сонореакторах разных размеров с источниками акустических колебаний разной интенсивности обладают физическим подобием, а мощность кавитации может оцениваться с помощью критерия подобия. Приведено описание этого критерия и эксперимента, подтверждающего его адекватность. Критериальная оценка позволяет выполнять инженерный расчет и прогнозировать технические характеристики сонореакторов для использования их в прикладных целях по результатам практической оптимизации конкретных кавитационных процессов с помощью малогабаритных лабораторных аппаратов
Представлены одномерная и двухмерная математические модели мыльного пузыря, в основе которых находится предположение о растечении жидкости по выпуклой поверхности. Математическое моделирование проводится на основе трехмерных уравнений гидродинамики отдельно для верхней и для нижней частей сферы, “склеенных” по экватору. Проводится анализ численных результатов и сравнение их с экспериментальными данными, полученными французскими учеными.
Облучение полукристаллических полимеров высокоэнергетичными тяжелыми ионами обычно ослабляет упорядоченность образца вплоть до его полной аморфизации. Это происходит благодаря разрушению кристаллической фазы под воздействием тяжелых ионов. Однако источник высокоэнергетичных протоноподобных ионов демонстрирует отрицательную величину сечения аморфизации σa, что указывает на увеличение упорядоченности вышеуказанных полимерных образцов. Это увеличение степени кристаллизации хотя и наблюдалось ранее, но оно не могло быть объяснено из-за отсутствия адекватной теории (ионно-индуцированной кристаллизации или микродеформации). Обсуждаются основные результаты проведенного исследования сечения аморфизации σa полиэтилентерефталата, облучаемого протонами в режиме низкой плотности поглощенной энергии (≤ 1023 эВ/см3). Исследование материала проводилось с использованием дифракции рентгеновских лучей.
Для расчета спектра энергетических уровней многоэлектронных атомов записана система уравнений гидродинамического типа, из которой следует уравнение Шрёдингера как частное решение. В рамках этой системы уравнений для атома гелия и двухэлектронных ионов Li+, Be++, B+++ и т. д. рассчитаны энергетические уровни основных состояний атомов, которые с погрешностью меньше или порядка одного процента согласуются с экспериментальными данными. Принцип Паули является логическим следствием рассматриваемой теории, а не дополнительным постулатом
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400