№ 2 (2025)

Зарегистрировано влияние воздействия импульсными мегаваттными потоками излучения в интервале частот 0.1–0.4 ТГц на спектральные характеристики некоторых тонкопленочных полимерных материалов в диапазоне частот от 0.2 до 2 ТГц. Характеризация полимерных образцов проведена с использованием технических решений в рамках спектроскопии во временной области и ЛОВ-спектроскопии. Для воздействия использован поток излучения в субмиллиметровом диапазоне длин волн длительностью около 4 мкс, генерируемый при пучково-плазменном взаимодействии на установке ГОЛ-ПЭТ (ИЯФ СО РАН). Установлено, что относительные изменения реальной части диэлектрической проницаемости отдельных образцов из поливинилиденфторида достигают уровня 0.5 при исходной величине около 3.0, в то время как для образцов из поливинилхлорида никаких изменений этого параметра не зарегистрировано. В то же время для отдельных образцов из полимочевины зарегистрированы как значительные изменения этого параметра, так и малозначимое его изменение по результатам воздействия. Результаты проведенных экспериментов дают основу для использования тонкопленочных полимерных материалов в качестве подложек для образцов супрамолекулярных комплексов, которые при исследованиях будут подвергаться воздействию мощных импульсных потоков излучения в субмиллиметровом диапазоне длин волн.

Исследовано влияние высокотемпературного отжига на состав поверхностных слоев быстрозатвердевших фольг сплава Al−Mg−Li−Sc−Zr (1421), полученных центробежной закалкой из расплава, при нагреве до 380°C на воздухе в зависимости от времени выдержки. Элементное картирование поверхности фольг, отожженных в течение 1 ч, проведено методом растровой электронной микроскопии с применением энергодисперсионного анализатора. Глубинное распределение лития после отжига образцов в течение 1, 2 и 8 ч изучено методом мгновенных ядерных реакций. После кратковременного отжига в течение 1 ч обнаружено формирование градиента состава с повышенным содержанием основных легирующих элементов в поверхностных слоях отожженных фольг. Толщина диффузионного слоя, обогащенного литием, составляет около 3.3 мкм. В приповерхностном слое толщиной 0.3 мкм средняя концентрация лития составляет 30 ат. %. В отличие от контактной поверхности, немонотонный характер концентрационных профилей лития в фольге вблизи “свободной” (верхней) поверхности включает наличие резкого максимума на глубине 0.3 мкм: содержание лития возрастает с 20 ат. % в тонком поверхностном слое (0.1 мкм) до 40 ат. %. В процессе отжига с ростом времени выдержки наблюдается интенсивный массоперенос атомов лития в глубь фольг. Толщина диффузионного слоя увеличивается в 4 раза.

Диэлектрики с ультранизкой диэлектрической проницаемостью (так называемые low-k материалы) используют в качестве межслойных изоляторов медных проводников в сверхбольших интегральных схемах. Диффузия атомов Cu может приводить к деградации их свойств, и наиболее эффективным способом решения этой проблемы является создание на их поверхности ультратонких барьерных металлических слоев. Однако этот процесс затруднен сложным рельефом поверхности low-k пленок и наличием на ней гидрофобных CH₃-групп, препятствующих осаждению металла. Поэтому перед нанесением слоев необходимо провести предварительную функционализацию поверхности, основной целью которой является удаление метильных групп. В настоящей работе выполнено динамическое моделирование методом теории функционала плотности воздействия радикалов и ионов плазмы различного состава (инертных газов, молекулярного азота и кислорода) на поверхность low-k диэлектрика с целью исследования механизмов удаления указанными частицами метильных групп. Полученные результаты продемонстрировали возможность осуществления этого процесса при достаточно низкой (10–15 эВ) энергии воздействующих частиц. В работе представлен подробный анализ рассчитанных траекторий частиц, выполнено сравнение взаимодействия с CH₃-группами атомов инертных газов Ne и He и более химически активных атомов N и O, описаны особенности удаления групп под действием молекул и молекулярных ионов.

Исследованы электростатические разряды и радиационно-стимулированные токи утечки при раздельном и совместном воздействии электронов с энергией 10–40 кэВ и электромагнитного излучения Солнца на образцы стекла К-208, используемого в качестве покровного стекла солнечных батарей и отражающих элементов терморадиаторов космических аппаратов. Значения плотности потока электронов (φ) изменяли в диапазоне (5 × 10⁸–1 × 10¹¹) см^–2 · с^–1, поток электромагнитного излучения соответствовал одному эквиваленту солнечной освещенности. Облучение проводили в вакууме 10^–4 Па. При облучении наблюдали разряды двух типов: первый тип — разряд с конусообразного микровыступа на поверхности стекла в окружающую ионизованную среду; второй тип разряда развивается вдоль облучаемой поверхности, оставляя на ней разрядные каналы шириной около 100 нм и глубиной до 2 нм. Разряды обоих видов сопровождались выбросами плазмы и генерацией электромагнитных импульсов. Получены зависимости частоты разрядов и токов утечки от параметра φ при электронном и совместном облучении. Установлено, что при фиксированной энергии электронов разряды второго типа на поверхности образцов в случае совместного облучения возникают при меньшем значении φ, чем в случае электронного облучения. Также установлено, что при совместном воздействии значительно увеличивается доля пробоев образцов покровного стекла на проводящую подложку в регистрируемых в экспериментах событий. Доля пробоев образцов стекла растет также с увеличением энергии воздействующих электронов.

Представлены результаты решения задачи описания зависимости зарядового состояния пучка ионов от их скорости для всех атомов периодической системы элементов. Определены значения базовых параметров, которые необходимы для расчета зарядового состояния пучка ионов, и проведена их апробация путем сопоставления расчетов тормозной способности с массивом экспериментально измеренных величин.

Исследовано влияние размера зерен и текстуры поликристаллического вольфрама на коэффициент распыления и морфологию поверхности при высокодозном облучении ионами Ar⁺ с энергией 30 кэВ. В эксперименте использовали образцы со средним размером зерен от 300 нм до 7 мкм, бестекстурные и с текстурой [001]. Показано, что ионно-индуцированная морфология поверхности сильно зависит от размера зерен и флуенса облучения. Размер зерен слабо (менее 10%) влияет на коэффициент распыления, в то время как текстура может двукратно снизить коэффициент распыления. Эксперимент с варьированием угла падения ионного пучка показал, что причиной двукратного снижения коэффициента распыления для текстурированных образцов является эффект каналирования. Проведен анализ влияния рельефа поверхности на коэффициент распыления. Предложено выражение, учитывающее перепыление атомов и отражение ионов, для прогнозирования коэффициента распыления поверхности с ионно-индуцированным рельефом.

Описаны результаты исследования морфологии и структуры пластин марки “Вольфрам Металлопорошковый” (группа компаний “Спецметаллмастер” (ГК “СММ”)), применявшихся в качестве защитных плиток в нижнем диверторе токамака “Глобус-М” и подвергшихся дополнительной обработке водородной плазмой коаксиального ускорителя c расстояний 50 и 260 мм при 5, 10 и 20 циклах облучения. Морфология и элементный состав поверхности пластин определяли методами растровой электронной микроскопии и энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии соответственно. Структуру облученного приповерхностного слоя пластин на глубине проникновения рентгеновских лучей до ~1.4 мкм анализировали по рентгенодифракционным данным графическими методами профильного анализа Вильямсона–Холла и “размер кристаллита–микродеформация”, адаптированным с учетом наблюдаемого псевдофойгтовского (pseudo-Voigt) типа рентгеновских отражений. Кристаллическая структура этого слоя уточнена с помощью метода Ритвельда. Асимметрия отражений вольфрама после обработки в плазме была описана моделью с двумя (для образцов, облученных с расстояния 260 мм) и тремя (для расстояния 50 мм) кристаллическими фазами W с одинаковой кубической симметрией, но с несколько разным параметром элементарной ячейки и разными значениями среднего размера кристаллитов и абсолютного среднего значения микродеформации в них.

Персонализированная медицина представляет собой современную концепцию, направленную на индивидуализацию терапии пациента. Актуальность поиска и идентификации новых высокочувствительных и специфичных прогностических маркеров у больных гемобластозами обусловлена лидирующими позициями по частоте заболеваемости и смертности среди лиц молодого трудоспособного населения, что придает проблеме особую социально-экономическую значимость. Исследование направлено на изучение содержания микроэлементов в биопсийном материале (красном костном мозге) пациентов с гемобластозами в дебюте заболевания и после химиолучевой терапии. С помощью метода рентгенофлуоресцентного анализа с использованием синхротронного излучения можно одновременно определять более 25 химических элементов в пробе с малой массой при недеструктивной пробоподготовке образца. Рассмотрены различия в концентрации 10 элементов (S, K, Ca, Cu, Zn, Fe, Se, Br, Rb, Cd) у пациентов с двумя патологиями — лимфомой и лейкозом.