Диссертация (1145403), страница 5
Текст из файла (страница 5)
В первую очередь практическаяценность предлагаемой диссертации состоит в разработке универсальных29методик малоугловой дифракции нейтронов и синхротронного излучениядля метаматериалов, регулярно организованных в пространстве, позволяющих определять корреляцию между структурой и их магнитными свойствами.
Использование данных методик позволяет аттестовать вновь полученные метаматериалы и выявлять ex-situ (или, что более важно - in-situ)необходимые параметры синтеза для улучшения их физических свойств.На примере исследования массивов магнитных нанонитей в диамагнитных матрицах детально описано когерентное поведение векторов намагниченности отдельных нитей в зависимости от величины внешнего магнитного поля и вклада размагничивающих полей, что имеет практическоезначение для разработки носителей с продольным или перпендикулярнымспособами записи информации.Исследованные мембраны оксида алюминия, полученные при травлении технического алюминия, могут использоваться в качестве носителей для катализаторов или жидкостных и газовых мембран.
Для подобных применений упорядоченность структуры пор не имеет значения, приэтом использование технического алюминия существенно понижает себестоимость.В диссертации изучен новый класс трехмерных пространственно упорядоченных наноструктур - инвертированные опалоподобные ферромагнитные структуры. Предложенная модель для описания распределениявекторов локальной намагниченности в ферромагнитных ИОПС в зависимости от направления и величины внешнего магнитного поля с использованием «правила льда» вносит новый вклад в современные представления омагнитных метаматериалах.
Данный подход может быть использован для30разработки теоретических основ при описании распределения магнитныхмоментов в других классах метаматериалов - трехмерных квадрупольныхлинзах, в метаметериалах сетчатой структуры с точечными контактамимежду слоями, в многослойных структурах разорванных кольцевых резонаторов и тому подобное.Полученные результаты могут быть интересны для научных лабораторий, исследующих связь пространственной организацией метаматериалов и их магнетных свойств.Апробация работы. Результаты и положения работы докладывалисьи обсуждались на следующих конференциях:1. на серии Международных совещаний и конференций посвященныхсинтезу и дизайну новых материалов: Materials Research SocietyFall Meeting (MRS) 2001, 2004 (Boston, USA), European MaterialsResearch Society Spring Meeting (E-MRS) 2003 (Strasbourg, France),2005 (Strasbourg, France), 2006 (Nice France), 2007 (Strasbourg,France), European Materials Research Society Fall Meeting (E-MRS)2007 (Warsaw, Poland), International Workshop on High-TemperatureSuperconductors and Novel Inorganic Materials Engineering (MSUHTSC) 2004 (Moscow, Russia), International Conference on AdvancedMaterials (ICAMP) 2005 (Singapore), International Conference onSurfaces, Coatings and Nanostructured Materials (NANOSMAT) 2005(Aveiro, Portugal), European Conference on Solid State Chemistry2005 (Sheffield, UK), Workshop on Advanced Materials (WAM) 2005(Stellenbosch, South Africa), Третья Всероссийская Конференция поНаноматериалам (Нано-2009) (Екатеринбург, Россия), Всероссийская31конференция с элементами научной школы для молодежи «Опалоподобные структуры» 2010 (Санкт-Петербург, Россия), 2012 (СанктПетербург, Россия), XXII International Congress and General Assemblyof the International Union of Crystallography (IUCr) 2011 (Madrid,Spain), State-of-the-art Trends of Scientific Research of Artificial andNatural Nanoobjects (STRANN) 2012 (Peterhof, Russia), InternationalConference on Metamaterials, Photonic Crystals and Plasmonics (Meta)2012 (Paris, France);2.
на серии Международных конференций по нейтронному и синхротронному рассеянию: International Workshop on Polarized Neutrons inCondensed Matter Investigations (PNCMI) 2002 (Julich, Germany), 2006(Berlin, Germany), 2008 (Tokai, Japan), 2010 (Delft, the Netherlands),European Conference on Neutron Scattering (ECNS) 2003 (Montpellier,France), 2007 (Lund, Sweden), 2011 (Prague, Czech Republic), 2015(Zaragoza, Spain) International Conference on Quasi-Elastic NeutronScattering (QENS) 2004 (Arcachon, France), International Conferenceon Small-Angle Scattering (SAS) 2006 (Kyoto, Japan), 2009 (Oxford,UK), 2012 (Sydney, Australia), Synchrotron and neutron BelgianDutch workshop (SYNEW) 2009 (Brussels, Belgium), 2011 (Amsterdam,the Netherlands), International Conference Days on Diffraction (D’D)2011 (Saint Petersburg, Russia), International Workshop on SingleCrystal Diffraction with Polarised Neutrons (Flipper) 2013 (Grenoble,France), Grazing Incidence Small Angle X-ray Scattering (GISAXS) 2013(Hamburg, Germany), RACIRI Summer School on Imaging with X-32rays and Neutrons 2013 (Peterhof, Russia), 2014 (Stockholm, Sweden),International Conference on Surface X-Ray and Neutron Scattering(SXNS14) 2014 (Hamburg, Germany);3.
на серии Всероссийских конференций по нейтронному и синхротронному рассеянию: Национальная конференция Рентгеновское, синхротронное излучения, нейтроны и электроны для исследования наносистем и материалов (РСНЭ) 2005 (Москва, Россия), 2007 (Москва,Россия), 2009 (Москва, Россия), 2011 (Москва, Россия), Совещаниепо использованию рассеяния нейтронов в исследованиях конденсированного состояния (РНИКС) 2008 (Гатчина, Россия), 2010 (Москва,Россия), 2012 (Гатчина, Россия), Совещание по малоугловому рассеянию и рефлектометрии нейтронов (МУРомец) 2013 (Гатчина, Россия), Зимняя Школа ПИЯФ: Физика конденсированного состояния2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015 (Санкт-Петербург, Россия);4.
на серии международных конференций по магнетизм: MoscowInternational Symposium on Magnetism (MISM) 2005, 2011, 2014(Moscow, Russia), Workshop on Polarized Neutrons and SynchrotronX-rays for Magnetism (PNSXM) 2009 (Bonn, Germany), InternationalColloquium on Magnetic Films and Surfaces (ICMFS) 2009 (Berlin,Germany), workshop Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and ExoticSpin Structures (DMI) 2013 (Veliky Novgorod, Russia)InternationalConference on Magnetism (ICM) 2009 (Karlsruhe, Germany) 2012(Busan, South Korea) 2015 (Barselona, Spain).33Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов ивыводов и списка цитируемой литературы из 480 наименований, содержит348 страниц машинописного текста, включая 79 рисунков, 97 формул и 13таблиц.В представленной диссертации на примере изучения нескольких типов магнитных пространственно упорядоченных наноструктур описан рядметодик малоугловой дифракции нейтронов и синхротронного излучения,разработанных для аттестации структурных и магнитных свойств нанообъектов.
Первая глава посвящена описанию теоретических основ методов малоугловой дифракции нейтронов и синхротронного излучения дляисследования наноструктур, приведено описание параметров нейтронныхи синхротронных экспериментальных установок, использованных для аттестации структуры и магнитных свойств нанокомпозитов, дан краткийобзор существующих способов синтеза объектов исследования.Исследования структурных и магнитных свойств нанокомпозитныхматериалов на основе мезопористой матрицы диоксида кремния с внедренными наночастицами железа с использованием большого набора взаимодополняющих экспериментальных методик, представлены во второй главедиссертации. Показано, что диамагнитная матрица оксида кремния характеризуются регулярным пространственным распределением пор.
Наиболееполное и однородное заполнение пор материалом внедрения без разрушения матрицы наблюдалось в образцах, полученных в результате отжига нафинальной стадии синтеза при температурах 350◦ С и 375◦ C, при этом наночастицы железа в порах находятся в состояния F e2 O3 преимущественнов γ-фазе с небольшим добавлением α-фазы и кластеров атомарного железа.34Для описания магнитных свойств нанокомпозитов с упорядоченнойструктурой магнитных нанопроволок была использована модель Прейсаха, которая дала удовлетворительные результаты, согласующиеся с экспериментальными данными, полученными разными способами: величинаполя диполь-дипольного взаимодействия составила ha ≈ 11 мТ, температура перехода ферромагнетик / парамагнетик (суперпарамагнетик) находится в интервале от 76 К до 94 К, в зависимости от температуры отжигаобразцов, температура перемагничивания нанонитей оксида железа равнаT ≈ 50 ÷ 60 К в поле H = 0 мТ и T ≈ 80 К в поле H = 300 мТ.Было показано, что использование традиционных методик: просвечивающая электронная микроскопия, электронный парамагнитный резонанс,СКВИД-магнитометрия и спектроскопия Мессбауэра не позволяют сделатьудовлетворительных заключений о физических и структурных свойствахнанокомпозитов без привлечения методик малоугловой дифракции.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
