A sphere model for quantitative analysis of supported catalysts with a low specific surface area by X-ray photoelectron spectroscopy method is developed. New method for estimation of particle size, surface coverage and the surface'density of promoter particles is proposed.

A mathematical formalism for modelling of mixed systems is developed. A method for quantitative analysis of XPS intensities for a mixed systems consisting of two types of spherical particles is presented.

Індекс рубрикатора НБУВ: Г66-5

Рубрики:

Грубодисперсні системи

Шифр НБУВ: ІВ200860 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розроблено модель оболонок для кількісного аналізу нанесених систем з низькою питомою поверхнею методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії. Запропоновано нову методику розрахунку розмірів поверхневих кластерів, ступеня заповнення поверхні та поверхневої щільності частинок нанесеної фази.

Описано нанорозмірні частинки твердого тіла, що локалізовані у високомінералізованих біологічних тканинах (емаль зубів, кістки) та в слабомінералізованих тканинах (органічна тканина черепашок молюсків, тканини мозку). Вивчено властивості цих нанорозмірних частинок, сформованих на основі металічних іонів. Дані про властивості нанорозмірних частинок у вищевказаних біологічних тканинах одержано за допомогою електронного парамагнітного резонансу. Для високомінералізованих тканин розглянуто питання, пов'язані з ієрархією внутрішньої будови, механізмами взаємодії органічної та мінеральної матерії, анізотропією структури та домішковими кристалічними фазами. Для слабкомінералізованих тканин описано аномальні резонансні сигнали, обумовлені магнітовпорядкованими частками, що володіють унікальними динамічними характеристиками. За високих рівнів мікрохвильової потужності на контурі цих резонансних сигналів з'являються параболічні зони, обумовлені когерентними ефектами. Зроблено висновки про те, що в тканинах мозку має місце як фізіологічна (нормальна), так і патологічна мінералізація. Припущено, що фізіологічні мінеральні частинки відіграють важливу роль у функціонуванні мозку, а патологічні частки є причиною захворювань мозку. Обговорено можливі застосування описаних результатів для вирішення фундаментальних і прикладних проблем, пов'язаних із нанорозмірними частками в біологічних тканинах. Оскільки мінеральна компонента у високомінералізованих біологічних тканинах і мінеральні включення в слабомінералізованих тканинах мають структуру часток твердого тіла, відкривається можливість для використання строгих фізичних підходів для описання процес

ів у біологічних тканинах. Крім того, інформація про властивості нанорозмірних частинок твердого тіла, локалізованих у біологічних тканинах, відкриває можливості для створення технічних систем і пристроїв, які б використовували принципи функціонування біологічних тканин.

Синтезовано ряд золь - гель силікофосфатних нанокомпозитів з різним співвідношенням початкових компонентів і різним порядком їх введення у вихідні золі, які є перспективними протон-провідними матеріалами для полімерних паливних елементів. Особливості їх тонкої та фрактальної структури вивчено за допомогою методів широко- та малокутового розсіяння рентгенівських променів. Протонну провідність досліджено на широкосмуговому діелектричному спектрометрі. Встановлено аморфний характер структури всіх досліджуваних матеріалів, параметри якої слабко змінюються у разі варіацій складу. Фрактальна морфологія нанокомпозитів характеризується наявністю трьох рівнів структурної агрегації. Параметри цієї структури визначаються умовами синтезу та складом вихідних золів. Аналогічна залежність від складу, умов одержання та, відповідно, параметрів фрактальної агрегації є характерною для протонної провідності одержаних нанокомпозитів. Рівні цієї характеристики досягають значень ~ <$E 10 sup -2> См/см у діапазоні 393 - 413 K.

Вивчено процес квантового тунелювання магнітних моментів наночастинок ікосаедричної атомарної будови і ГЦК атомарної будови. Показано, що температура, яка відповідає переходу від теплових до квантових флюктуацій магнітних моментів, має стрибок. Визначено відповідні оцінки температури кросоверу та швидкості квантових флюктуацій.

The current status of theoretical understanding of the x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) of 3d compounds is reviewed. Energy band theory based upon the local spin-density approximation describes the XMCD spectra of transition metal compounds reasonably well. Examples which we examine in detail are XPt3 compounds (with X = V, Cr, Mn, Fe, Co, and Ni) in the AuCu3 structure, Heusler compounds Co2MnGe, Co2NbSn, and compounds with noncollinear magnetic structure IrMnAl and Mn3ZnC. Recently achieved improvements for describing the electronic and magnetic structures of 3d compounds are discussed.

The current status of theoretical understanding of the x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) of 4f and 5f compounds is reviewed. Energy band theory based upon the local spin-density approximation (LSDA) describes the XMCD spectra of transition metal compounds with high accuracy. However, the LSDA does not suffice for lanthanide compounds which have a correlated 4f shell. A satisfactory description of the XMCD spectra could be obtained by using a generalization of the LSDA, in which explicitly f electron Coulomb correlation are taken into account (LSDA + U approach). As examples of this group we consider GdN compound. We also consider uranium 5f compounds. In those compounds where the 5f electrons are rather delocalized, the LSDA describes the XMCD spectra reasonably well. As example of this group we consider UFe2. Particular differences occur for the uranium compounds where the 5f electrons are neither delocalized nor localized, but more or less semilocalized. Typical examples are UXAl (X = Co, Rh, and Pt), and UX (X = S, Se, Te). The semilocalized 5f's are, however, not inert, but their interaction with conduction electrons plays an important role. We also consider the electronic structure and XMCD spectra of heavy-fermion compounds UPt3, URu2Si2, UPd2Al3, UNi2Al3, and UBe13 where the degree of the 5f localization is increased in comparison with other uranium compounds. The electronic structure and XMCD spectra of UGe2 which possesses simultaneously ferromagnetism and superconductivity also presented.

Recently achieved improvements for describing 5f compounds are discussed.

За допомогою методів електронної трансмісійної мікроскопії, ядерної гама-резонансної спектроскопії та магнітометрії визначено характеристики нанорозмірних магнітовпорядкованих частинок, синтезованих за різними технологіями. У використаних технологіях умови синтезу наближалися до тих умов, які спостерігаються під час формування магнітних біомінералів у живих організмах. Визначено фактори, що найбільш суттєво впливають на фазовий склад та магнітні характеристики синтезованих наночастинок. На підставі одержаних результатів проаналізовано можливі шляхи створення синтетичних аналогів біогенних магнітовпорядкованих частинок, локалізованих в тканинах мозку.

New superhard coatings based on Ti-Hf-Si-N featuring high physical and mechanical properties were fabricated. We employed a vacuum-arc source with HF stimulation and a cathode sintered from Ti-Hf-Si. Nitrides were fabricated using atomic nitrogen (N) or a mixture of Ar/N, which were leaked-in a chamber at various pressures and applied to a substrate potentials. RBS, SIMS, GT-MS, SEM with EDXS, XRD, and nanoindentation were employed as analyzing methods of chemical and phase composition of thin films. We also tested tribological and corrosion properties. The resulting coating was a two-phase, nanostructured nc-(Ti, Hf)N and <$E alpha - roman {Si sub 3 N sub 4}>. Sizes of substitution solid solution nanograins changed from 3,8 to 6,5 nm, and an interface thickness surrounding <$E alpha - roman {Si sub 3 N sub 4}> varied from 1,2 to 1,8 nm. Coatings hardness, which was measured by nanoindentation was from 42,7 to 48,6 GPa, and an elastic modulus was E = (450 to 515) GPa. The films stoichiometry was defined for various deposition conditions. It was found that in samples with superhard coatings of 42,7 to 48,6 GPa hardness and lower roughness in comparison with other series of samples, friction coefficient was equal to 0,2, and its value did not change over all depth (thickness) of coatings. A film adhesion to a substrate was essentially high and reached 25 MPa.

The <$E n sup + - n - n sup + - n sup ++>-GaAs epitaxial structures were MBE-grown on porous nanostructured and traditional (standard) heavily doped <$E n sup ++>-GaAs substrates. On their basis, we fabricated the Gunn diodes generating power output in the 44 - 59 GHz (first harmonic) and 101 - 104 GHz (second harmonic) frequency ranges. For both harmonics, the power output of the Gunn diodes grown on porous substrates was shown to be from 20 to 30 % higher than those grown on the flat ones.

Розроблено модель сферичних оболонок для кількісного аналізу нанесених систем з малою питомою поверхнею методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії. Запропоновано нову методику розрахунку розмірів поверхневих кластерів, ступеня заповнення поверхні та поверхневої густини частинок нанесеної фази.

Розроблено модель для кількісного аналізу систем з великою питомою поверхнею, які складаються зі сферичних частинок двох різних типів методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії. Запропоновано методику розрахунку розмірів частинок певного типу, якщо відомо середній розмір частинок іншого типу.

Розроблено сферичну модель для кількісного аналізу нанесених систем з великою питомою поверхнею методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії. Запропоновано нову методику розрахунку розмірів поверхневих кластерів, ступеня заповнення поверхні та поверхневої густини частинок нанесеної фази.

Зазначено, що електронна структура монохалкогенідів Tm і Sm, SmB6 і Yb4As3 теоретично досліджується з перших принципів, використовуючи повністю релятивістський діраківський ЛМТО метод зонних структур. Електронну структуру одержано, використовуючи наближення локальної спінової густини (LSDA), наряду з так званим LSDA + U підходом. У межах звичайного LSDA не вдається коректно описати електронну структуру таких матеріалів завдяки сильному Кулонівському відштовхуванню на вузлі, тоді як LSDA + U підхід чудово точний у разі надання детальної згоди з експериментом для ряду властивостей.

The electronic structure and x-ray magnetic circular dichroism (XMCD) spectra of the Heusler alloy Co2FeSi were investigated theoretically from first principles, using the fully relativistic Dirac linear MT-orbital band structure method. Densities of valence states, orbital and spin magnetic moments as well as polarization of the electronic states at the Fermi level are analyzed and discussed. The origin of the XMCD spectra in the Co2FeSi compound is examined. The calculated results are compared with available experimental data.