Спиновая природа эффекта влияния магнитного поля на фотопроводимость кристаллов С60 Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

ЛИТЕРАТУРА 3.

Вигдорович В.И. 100 задач по химии для поступающих в 4.

вузы. Части 1, 2, 3. Тамбов: ВХО им. Д.И. Менделеева, 1992.

199 с.

Шель И.В. Химия. Часть первая. Экспериментальное учебное 5.

пособие. Тамбов: ТГУ им. Г.Р. Державина, 1997.

Вигдорович В.И., Шель Н.В., Дриняева О А. Методические рекомендации и профамма для подготовки к вступительным экзаменам на химическое отделение. Тамбов: ТГУ нм. Г.Р. Державина, 1997. Вигдорович В.П.. Шель Н.В., Дриняева O.A. Пособие для поступающих на химические факультеты вузов. Тамбов: ТГУ им. Г.Р. Державина, 1999.

Вигдорович B.II. Методы решения школьных химических задач. Усложненные задачи. Тамбов, 1995.

СОЗДАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ

© М.В. Бадмлскпч, Н.С. Иванов, И.П. Конкин

Коллектив лаборатории физики структурных дефектов твердого тела давно занимается изучением различных свойств материалов. Для всестороннего изучения этих свойств используются разлитые методы. Одним из таких методов является метод люминесцентного анализа

Как известно, во всех случаях испускание кванта света (фотона) является результатом перехода электрона с одного уровня энергии на другой, более низкий. Свечение можно вызвать, если перевести систему в неравновесное возбужденное состояние. Этот процесс может быть стимулирован возбуждением светом оптического диапазона, нагревом, радиационной обработкой, деформированием кристаллов и другими способами. Дефекты и примеси в кристаллах вызывают появлегше энергетических уровней внутри запрещенной зоны, которые могут стать центрами свечения. Если центр свечения ионизируется, то происходит рекомбинационная люминесценция, без ионизации - внутрицеигровая. Предложенный метод позволяет регистрировать кинетику люминесцентных

процессов в кристаллах, а также определять спектральные характеристики. Эти сведения дают информацию о цетрах свечения, структурных дефектах, примесях, об электронной подсистеме в целом, о состоянии поверхности.

Наш коллектив проводил работу но изучению влияния магнитного ноля на микротвердость, фото- и электролюминесценцию кристаллов 2п8, а также исследования спектральной зависимости оптического гашения магнито1 тастического эффекта. Дальнейшие исследования в этих областях требовали создания нового экспериментального комплекса по изучению люминесцентных свойств материалов.

Нами быда взята стандартная схема с оптической накачкой, которая была доработана для работы с люминофорами, имеющими низкий квантовый выход. Чтобы упростить управление и повысить качество проводимых экспериментов, экспериментальный комплекс был автоматизирован при помощи компьютера. Это позволило отслеживать слабые изменения люминесцентных свойств в исследуемых материалах.

СПИНОВАЯ ПРИРОДА ЭФФЕКТА ВЛИЯНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ФОТОПРОВОДИМОСТЬ КРИСТАЛЛОВ С60

© Д.В. Лопатин, A.B. Умрихип

Перспективы использования фуллеренов Со0 в мик-ро- и наноэлектронике, в химии, медицине стимулируют их исследование в различных областях науки. По целому ряду физико-химических свойств фуллериты близки к органическим полупроводникам. Из литературы известно, что магнитное поле (МП) с индукцией И < I Тл эффективно влияет на фотопроводимость органических полупроводников. Надежно установлено, что влияние МП на фототок в органических материалах сводиться к изменению спинового состояния про-

межуточных элекфонно-дырочных гшр-предшестве!I-ников свободных носителей тока.

Цель работы заключалась в создании экспериментальных условий для обнаружения и исследования влияния магнитного ноля на спиновое состояний электронно-дырочных пар и установления роли мульти-плетности этих пар в формировании электрических и оптических свойств монокристаллов фуллерита.

Обнаружено, 410 МП с индукцией В0 < 1 Тл эффективно влияет на фотопроводимость фуллеригов, что

детектировалось но увеличению фототока 1р на 14 %. Зависимость А1/.(В0) характеризуется насыщением по полю, возникающим при В0 ~ 0,1 'Гл. При наложении перпендикулярно постоянному МП еще и микроволнового МП ~ 2 мк'Гл, V = 9,5 ГГц) обнаружено, что вблизи Вт ~ 0,32 Тл имеются два воспроизводимых максимума фототока А//. Было показано, что данный эффект не объясняется локальным разогревом кристаллов. Оценка магнитного момента носителей заряда р = 1м/Вт дает значение р, близкое к магнетону Бора. Полуширина

пиков АВ ~ 0,01 Тл позволяет оценить время жизни электронно-дырочных пар, как т ~ h/(AB\ig) — КГ4 с. Полученные результаты доказывают спиновую природ)' фотопроводимости монокристаллов Сбо в МП.

В работе обнаружено влияние слабого МП с индук-цией < 1 Тл на фотопроводимость монокристаллов С^. Резонансное изменение фототока в монокристаллах Соо, в условиях ЭПР, свидетельствует о возможном влиянии МП на спиновое состояние промежуточных электронно-дырочных пар.

ИССЛЕДОВАНИЕ КИНЕТИКИ ДЕФОРМИРОВАНИЯ ТОНКИХ ПРИПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ ТВЕРДЫХ ТЕЛ МЕТОДОМ ДИНАМИЧЕСКОГО НАНОИНДЕНТИРОВАНИЯ

© С.В. Потапов, Э.А. Боііцов, А.И. Тюрин

К наиболее широко распространилм неразрушающим способам исследования механических свойств твердых тел относятся методы определения твердости и микротвердости материала. Развитые в последние годы метода динамического микро- и наноиндентирования позволили получить достаточно разнообразную информацию о механических свойствах образца и зоны деформирования около индентора (статическую и динамическую микро-гвердость, модуль Юнга, коэффициент деформационного упрочнения, коэффициент треіциностойкости и др.) и о динамике формирования отпечатка. Выявить отдельные стадии в формировании отпечатка и определить микромеханизмы массопереноса, доминирующие на каждой из них. Однако существующая методика проведения таких исследований включает обязательное предварительное подведение образца к индентору до касания, что исключает возможность получения достаточно малых отпечатков и тем самым невозможно получить адекватную информацию о самых начальных фазах деформирования материала под индентором.

Дія получения информации о начальных фазах формирования отпечатка необходимо знать динамику формирования отпечатка (текущие значения глубины отпечатка) и значений сил, действующих со стороны внедряющегося индентора. Это позволяет выявлять характерные динамические закономерности инденти-рования предварительно не деформированного мате-

риала (индентироваиие без предварительного касания индентором образца), а также выявлять, определять динамические и термоактивационные характеристики инденгирования, по анализу которых судить о микромеханизмах деформирования материала на самых ранних фазах инденгирования.

Экспериментальная установка представляла собой вертикально расположенный подвижный шток, на одном конце которого закреплен стандартный индентор, а на другом - подвижная катушка электромагнитного привода. При пропускании тока но катушке шток с индентором удерживается в подвешенном состоянии на высоте порядка 10-50 мкм от поверхности образца. При отключении тока, протекающего через катушку, шток начинает свободно падать на образец. Перемещение штока отслеживается с помощью датчика смещения. Момент касания индентором образца и величина нагрузки определяется с помощью пьезодатчика.

Предварительные результаты показали, что данная методика позволяет определить динамические характеристики деформирования материала (кинетику формирования отпечатка и изменение во времени сил, действующих на материал под внедряющимся индентором) на начальном этапе индентирования.

Так, на кристаллах KCl, NaCl, LiF определены кинетические зависимости формирования отпечатка и значения действующих сил на первых микронах (1-2 мкм) движения в материале, предварительно не деформированном начальным касанием.