Preview

Наносистемы: физика, химия, математика

Расширенный поиск
Том 14, № 1 (2023)
Скачать выпуск PDF (English)

МАТЕМАТИКА

5-12 10
Аннотация

В данной работе явным методом конечных разностей численно исследуется одномерное модифицированное уравнение Бюргерса (МБЭ) низшего порядка в пылевой плазме, содержащей нетепловые ионы и захваченные электроны. Численные результаты, полученные явным методом конечных разностей при различных значениях нелинейного и диссипативного коэффициентов, сопоставлены с аналитическими решениями. Установлено, что полученные численные результаты хорошо согласуются с аналитическими решениями. Установлено, что очень важное влияние на пылевые акустические волны в системе оказывают нелинейный и диссипативный коэффициенты. Погрешность между аналитическим и численным решениями МЛЭ проявляется в абсолютной погрешности. Условие устойчивости выводится в терминах параметров уравнения и дискретизации с использованием анализа устойчивости по фон Нейману. Было замечено, что волны становятся более плоскими и более крутыми, когда коэффициент рассеяния уменьшается. Можно сделать вывод, что явный метод конечных разностей является подходящим и эффективным методом решения модифицированного уравнения Бюргерса.

13-21 7
Аннотация

Исследуется обратная задача для системы обыкновенных интегро-дифференциальных уравнений второго порядка с импульсными воздействиями, смешанными максимумами и двумя векторами переопределения. Путем применения некоторых преобразований получается система нелинейных функциональных интегральных уравнений. Существование и единственность решения нелинейной обратной задачи сводится к однозначной разрешимости системы нелинейных функциональных интегральных уравнений в банаховом пространстве PC([0;T];Rn). Метод последовательных приближений в сочетании его с методом сжимающих отображений используется при доказательстве однозначной разрешимости нелинейных функциональных интегральных уравнений. Затем находятся значения векторов переопределения.

22-27 4
Аннотация

В этой статье решается задача обращения весового преобразования Радона вдоль семейства конусов в трехмерном пространстве. Получена формула обращения для взвешенного преобразования Радона для случая, когда областью значений является пространство бесконечно гладких функций.

28-43 3
Аннотация

В этом исследовании предлагается новая методология получения явного замкнутого представления двух линейно независимых решений большого класса обыкновенных линейных дифференциальных уравнений второго порядка со специальными полиномиальными коэффициентами. Предложенный подход применяется для получения замкнутых форм регулярных и нерегулярных решений кулоновского уравнения Шредингера для электрона, находящегося под действием кулоновской силы, и приводятся примеры. Методология отличается от основанной на использовании полиномов Лагерра или вырожденных гипергеометрических функций.

Радиальное распределение аналитических, как регулярных, так и нерегулярных, решений размывается по мере увеличения энергии системы от сильно отрицательных значений до значений, близких к нулю. Порог и асимптотика показывают, что регулярные решения имеют зависимость  rl вблизи начала координат, а нерегулярные решения расходятся как  r-l-1. Кроме   того, обычные решения cпадают экспоненциально пропорционально r(n-1) exp(-r/n), в естественных единицах, а нерегулярные решения растут как  r(-n-1) exp(r/n). Знание нерегулярных решений в замкнутой форме приводит к изучению аналитического продолжения в область комплексных энергий, комплексного углового момента и решений, необходимых для изучения полюсов связанного состояния и траекторий Редже.

ФИЗИКА

44-53 4
Аннотация

В настоящей работе проведены исследования нелинейно-оптического выпрямления, коэффициента поглощения и показателя преломления в одномерных квантовых точках GaxAl1-xAs/GaAs/GaxAl1-xAs с прямоугольным потенциалом в присутствии электрического поля, гидростатического давления и температуры с использованием программного обеспечения для моделирования, такого как COMSOL Multi-Physics и Matlab,. Результаты показывают, что резонансные пики ORC (коэффициент оптического выпрямления) демонстрируют синее смещение при увеличении электрического поля, а красное смещение, сопровождаемое затем синим смещением, проявляется при увеличении гидростатического давления и температуры. Аналогичные тенденции имеют место для показателя преломления, а также для коэффициента поглощения при изменении электрического поля, температуры и гидростатического давления. Достигнутые теоретические результаты откроют новые возможности в разработке, оптимизации и применении нелинейных оптоэлектронных устройств путем настройки характеристик квантовых точек и управления некоторыми их специфическими свойствами.

 

54-58 4
Аннотация

В данной работе исследуются особенности протекания электрического тока в условиях туннельного эффекта во фрактальных структурах. На основе закона дисперсии электронов для фрактальных объектов получено выражение для нахождения туннельного тока. Вольт-амперные характеристики построены для следующих контактов: фрактал-фрактал, фрактал-металл, фрактал-сверхрешетка. Выявлено влияние фрактальной размерности на характеристики туннельного тока.

59-68 6
Аннотация

Квантовое распределения ключа на непрерывных переменных (КРК НП) является перспективным направлением развития квантовых коммуникаций. Для протоколов КРК НП применяется когерентное детектирование, которое обуславливает необходимость учета и компенсации фазовых шумов. Алгоритмы фазовой компенсации используют опорные импульсы для определения дрейфа фазы и корректировки сигнальных квадратур. Соотношение числа сигнальных и опорных импульсов влияет на точность проведения фазовой компенсации. С другой стороны, оно также влияет на скорость генерации секретного ключа (СГСК). В настоящей работе рассматривается влияние соотношения сигнальных и опорных импульсов на СГСК, а также предлагается улучшение алгоритма фазовой компенсации, позволяющее использовать меньшую частоту опорных импульсов, близкую к частотам фазового шума системы, что позволяет увеличить СГСК. Кроме того, в работе приводится метод оценки фазового шума системы КРК НП, дающий возможность выбирать оптимальное соотношение сигнальных и опорных импульсов.

69-73 3
Аннотация

Благодаря стремительному совершенствованию технологий сбора энергии были созданы уникальные механические устройства. Однако из-за проблем с энергией исследователи начали создавать новые процедуры и стратегии для хранения как можно большего количества энергии. Нанотехнология уникальна, и она стимулировала изобретение трибоэлектрических наногенераторов (ТЭН), которые используются в качестве источника энергии в носимых устройствах путем преобразования механической энергии в электрическую. В этой статье обсуждается ТЭН, который представляет собой трибоэлектрический материал, изготовленный из поливинилиденфторида (ПВДФ) и алюминия (Al). ТЭН может быть изготовлен двумя способами: только из ПВДФ или из ПВДФ, легированного йодом, причем в обоих случаях Al остается одинаковым. Несмотря на то, что материалы являются трибоэлектрическими, для прикрепления к материалам используются алюминиевые электроды, которые создаются на пластиковой подложке с помощью термического испарителя и склеиваются вместе. Существование PVDF было подтверждено исследованиями с помощью инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FTIR), которые выявили высокие пики поглощения при 723 см-1 и 849 см-1 соответственно. Цифровым запоминающим осциллографом (ЦЗО) и пикоамперметром (10-12 м) измерения выходного напряжения и тока ТЭН-устройства дали результаты 25 В и 8 пА соответственно. Кроме того, это исследование раскрывает производимую плотность мощности и отличительные особенности этого устройства TENG, оба из которых имеют решающее значение для эффективности и применимости TENG в электронике нового поколения.

74-85 5
Аннотация

Исследованы особенности преломления света в жидкокристаллических ячейках с непрерывно меняющимся распределением директора. Теоретическое описание построено в рамках приближения геометрической оптики. Рассматриваются окрестности точек поворота, около которых луч плавно меняет направление распространения на противоположное из-за переменного показателя преломления. Показано, что приложенное электрическое поле меняет характер преломления необыкновенного луча. Экспериментально исследовано электроуправляемое преломление света в ячейках с планарной и гибридной ориентацией директора при углах падения, превышающих угол полного внутреннего отражения. Получены зависимости времен включения и выключения электрооптического отклика от приложенного напряжения и углов падения на границу стекло – жидкий кристалл.

86-88 3
Аннотация

Методом магнетронного распыления получены графитоподобные пленки на двух видах металлических подложек: титан и инструментальная хромистая сталь. Изучена температурная зависимость сопротивления пленок, которая носит полупроводниковый характер. Также получены вольт-амперные характеристики контакта металл-графитоподобная пленка, которые свидетельствуют о наличии перехода с барьером Шоттки.

ХИМИЯ И НАУКА О МАТЕРИАЛАХ

89-97 6
Аннотация

В работе изучены физико-химические свойства и биологическая эффективность наноэмульсий с углеводородным маслом, стабилизированных неионогенными поверхностно-активными веществами, как носителей активных веществ - куркумина и наночастиц диоксида церия. Анализ физико-химических свойств показал, что куркумин встраивается в структуру масляных капель, а наночастицы диоксида церия адсорбируются на их поверхности. Размер капель наноэмульсий не превышал 100 нм. Отсутствие токсичности в отношении эмбриональных фибробластов мыши in vitro и после однократного внутрибрюшинного введения мышам in vivo делает их перспективными носителями лекарственных средств различного биологического назначения.

98-106 5
Аннотация

Работа посвящена механохимическому и гидротермальному синтезу ZnO, определению его характеристик и фотокаталитическому применению. Механохимический и гидротермальный синтез ZnO состоит из двух стадий: образования прекурсоров и последующего их прокаливания. Подходящая температура прокаливания исходных материалов для получения ZnO была определена с помощью DTA/TG и FTIR-спектроскопии. Данные XRD этих образцов указывают на гексагональную кристаллическую структуру вюрцита ZnO. Фотографии FESEM образцов окида цинка, синтезированных механохимическим и гидротермальным методами показали морфологию нанокристаллических гексагональных гранул и блочных частиц соответственно. Спектры EDX этих образцов подтверждают их элементную чистоту. Исследование UV-DRS использовалось для измерения оптической ширины запрещенной зоны образцов ZnO. Оптические свойства образцов ZnO также изучались по спектрам PL при комнатной температуре. Фотокаталитическое применение вышеупомянутых образцов ZnO было исследовано с ксиленоловым оранжевым в качестве модельного органического красителя. Эффективность PCD ZnO оценивалась в процентах разложения по отношению к различным рабочим факторам.

107-111 8
Аннотация

Микрокристаллы оксида титана (Ti3O5) были синтезированы методом  твердофазного спекания из смеси порошков титана Ti и диоксида титана TiO2. Далее, были получены нанокристаллы Ti3O5 методом высокоэнергетического размола в течение 15-480 минут. Полнопрофильный анализ рентгеновских спектров размолотых порошков Ti3O5 показал, что высокоэнергетический размол не приводит к разупорядочению или изменению кристаллической структуры и стехиометрии, структура остаётся моноклинной (пр.гр. C2/m), а рефлексы на рентгенограмме уширяются за счёт малого размера частиц и микродеформациям. Экспериментальные данные показывают, что увеличение времени размола приводит к уменьшению областей когерентного рассеяния до 26 нм, увеличению объемной доли порошка нанофазы до 81% и увеличению величины микродеформации в размолотом порошке. Кроме того, исследована морфология и удельная площадь поверхности размолотоых нанопорошков методами РЭМ, ПЭМ, и БЭТ.

112-119 5
Аннотация

Гидротермальной обработкой наноразмерного аморфного церийфосфатного геля в водном растворе KOH была получена новая фаза KCe2(PO4)3. Уточнение структуры KCe2(PO4)3 показало, что она изоструктурна с ранее описанной фазой (NH4)Ce2(PO4)3. Параметры элементарной ячейки KCe2(PO4)3 (пр. гр. C2/c) составили a = 17.3781(3) Å, b = 6.7287(1) Å, c = 7.9711(2) Å, β = 102.351(1) °, V = 910.53(4) Å3, Z = 4. Термическое разложение KCe2(PO4)3 при 800°C привело к образованию смеси кристаллических CePO4 и KPO3.

120-126 4
Аннотация

Определено влияние соосаждения гидроксидов висмута и железа в микрореакторах различных типов на формирование нанокристаллического ортоферрита висмута при термообработке осадка. Использованы микрореакторы со сталкивающимися струями, с затопленными струями и с закрученными потоками. Показано, что нанокристаллический ортоферрит висмута с наименьшим средневзвешенным размером кристаллитов – 12 нм, образуется при использовании для соосаждения гидроксидов микрореактора с тангенциально закрученными потоками растворов реагентов. Минимальный размер кристаллитов BiFeO3 по данным просвечивающей электронной микроскопии определен как 3-4 нм.

127-131 3
Аннотация

Работа посвящена исследованию влияния солнечного излучения в коротковолновой части спектра поглощения при различных сопротивлениях нагрузки на время жизни (τ) неосновных фотогенерированных носителей заряда (Δn) тонкопленочного солнечного элемента на основе Cu(InGa)Se2. Установлено, что с увеличением генерируемого фототока и величины сопротивления нагрузки увеличивается время жизни неосновных фотогенерированных носителей заряда тонкопленочного солнечного элемента на основе Cu(InGa)Se2. Полученные экспериментальные результаты интерпретируются перезарядкой дефектных состояний, которые захватывают инжектированные и фотогенерированные электроны, в результате чего они перестают быть активными центрами рекомбинации. 

132-141 4
Аннотация

В настоящей работе проведено исследование возможностей формирования нанокристаллических композиций на основе нитрида титана с участием Mo и Co в условиях плазмохимического синтеза. Синтез организован по схеме плазменной переконденсации с применением низкотемпературной азотной плазмы. Все полученные высокодисперсные порошковые композиции были аттестованы методами рентгенографии и растровой электронной микроскопии. Характеристики дисперсного состава переконденсированных продуктов TiN-Mo-Co определялись путем расчета на основе сведений о пикнометрической плотности и площади удельной поверхности.

Подтверждение возможности формирования структуры «ядро-оболочка» осуществлялось химическими методами путем протравливания ультра- и нанодисперсных порошков в растворах разбавленной HCl для удаления кобальтовой оболочки и концентрированной перекиси водорода H2O2 для нейтрализации металлического Mo.

Исходя из сведений о «квазиравновесном состоянии» продуктов плазмохимического синтеза в низкотемпературной газовой плазме предложена химическая модель формирования нанокристаллических частиц.

ERRATUM

142-143 4
Аннотация

Данная статья является исправлением к статье Васильев Б.В., Смыслов Р.Ю., Кириленко Д.А., Бугров А.Н. Синтез и магнитные свойства наночастиц феррита кобальта, сформированных в гидро- и сольвотермальных условиях. Наносистемы: Физ. хим. матем., 2021, 12 (4), с. 492–504, http://nanojournal.ifmo.ru/ru/articles-2/volume12/12-4/chemistry/paper11/



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2220-8054 (Print)
ISSN 2305-7971 (Online)