WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||

Таким образом, число быстрых ионов, вышедших из режима каналирования на заданной глубине проникновения в сверхрешетки, а также полуширина угловой зависимости нормированного выхода (17) этих ионов существенно зависят как от хиральности, так и от доли хиральных и нехиральных нанотрубок, образующих сверхрешетки (рис. 8). Следовательно, изучение де- Рисунок 9. Критические углы разрушающего каналирования (сплошная кривая), рассчитанные для ионов N14, внедряемых в нанотрубки с индексами хиральности (11, 9).

Штриховая кривая соответствует критическим углам каналирования этих ионов c.

каналирования быстрых ионов из сверхрешеток нанотрубок позволяет экспериментально определять как качественный, так и количественный состав таких сверхрешеток.

Особое внимание в главе 5 уделено проблеме образования при каналировании ионов радиационных дефектов. Изучению вторичных процессов, обусловленных передачей энергии каналированными ионами, и решению этой проблемы посвящен раздел 5.5 диссертации.

В этом разделе введены понятия разрушающего и неразрушающего каналирования в нанотрубках, и получены аналитические выражения для критических параметров разрушающего каналирования в нехиральных (разд. 5.5.1) и хиральных нанотрубках (разд. 5.5.2). В частности, найдены формулы для критической поперечной энергии и критических углов разрушающего кана- лирования (рис. 9). Изучены условия образования радиационных дефектов при каналировании в нанотрубках (разд. 5.5.3) и установлены критерии, при которых такие дефекты не образуются. Наличие подобных критериев оказывается важным как с точки зрения ионной имплантации в нанотрубки, так и благодаря перспективам использования углеродных нанотрубок для получения и управления ионными пучками нанометровых сечений.

Заключение В заключении основные результаты теории рассмотрены с точки зрения их научной и практической значимости. Намечены перспективы развития исследований, связанных с ориентированным взаимодействием заряженных частиц с некристаллическими наноструктурированными конденсированными средами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ В диссертации получено новое решение важной научной проблемы – выяснения и теоретического описания механизмов и закономерностей ориентированного взаимодействия ионных пучков с новым классом наноструктурированных конденсированных сред – углеродными нанотрубками. При этом:

1. Изучена динамика ориентированного взаимодействия ускоренных частиц с углеродными нанотрубками различной хиральности, и выявлены основные особенности этой динамики при каналировании ионов в хиральных и нехиральных нанотрубках. Получены новые аналитические выражения для непрерывных потенциалов взаимодействия каналированных частиц с нанотрубками, и исследованы условия их применимости. Найдены аналитические выражения для всех критических параметров каналирования в нанотрубках.

2. Построена последовательная кинетическая теория каналирования ионов в идеализированных нанотрубках различной хиральности. В рамках этой теории развиты теоретико-вероятностные методы построения кинетических уравнений Фоккера-Планка, описывающих эволюцию потока каналированных частиц, и разработаны методы аналитического решения этих уравнений. С помощью этих методов получены явные выражения для всех функций и величин, необходимых для полного теоретического описания процессов каналирования и деканалирования ионов из нанотрубок.

3. Предсказано и изучено явление фокусировки ионных пучков короткими нанотрубками, и доказано существование такого режима каналирования, при котором ионы, рассеиваясь на электронах, теряют энергию быстрее, чем вылетают из нанотрубок (каналирование со «стопом»). Показано, что распределение таких ионов по поперечным по отношению к оси нанотрубок энергиям независимо от формы начального распределения и хиральности нанотрубок имеет вид распределения Больцмана с низкой эффективной температурой, определяемой процессами рассеяния частиц на электронах.

4. Изучено влияние на кинетику каналирования ионов внедренных во внутренние полости нанотрубок атомов. Показано, что эта кинетика должна описываться не уравнениями Фоккера-Планка, а кинетическими уравнениями Чепмена-Колмогорова, которые учитывают не только диффузионный механизм деканалирования, но и возможность деканалирования в результате достаточно редких сильных воздействий, обусловленных рассеянием каналированных ионов на атомах. Развиты теоретико-вероятностные методы построения и методы аналитического решения этих уравнений. Получены явные выражения для длин деканалирования ионов на внедренных атомах.

5. Построена теория каналирования и деканалирования ионов в изогнутых нанотрубках. Получены и проанализированы формулы для эффективности отклонения ионных пучков нанотрубками. Показано, что эти образования могут с успехом использоваться для управления хорошо сфокусированными ионными пучками нанометровых сечений.

6. Построена последовательная кинетическая теория каналирования ионов в гексагональных сверхрешетках (жгутах), состоящих из углеродных нанотрубок различной хиральности. Решена проблема деканалирования частиц из таких сверхрешеток. Показано, что изучение этого деканалирования позволяет экспериментально определить качественный и количественный состав сверхрешеток.

7. Построена теория образования радиационных дефектов при каналировании в нанотрубках. В рамках этой теории установлены критерии существования эффекта разрушающего каналирования, и получены аналитические выражения для критических параметров разрушающего каналирования.

При достижении поставленных целей в диссертации последовательно развивается концепция единства физики ориентационных эффектов, имеющих место как при взаимодействии быстрых заряженных частиц с кристаллами, так и при их ориентированном взаимодействии с другими конденсированными средами (заметим, что это не обязательно должно быть твердое тело). В основе этой концепции лежит представление о едином – коллективном и коррелированном характере взаимодействия частиц с атомами вещества. Указанная концепция, во-первых, привела к решению важной научной проблемы теоретического описания явлений, возникающих при ориентированном взаимодействии ионов с углеродными нанотрубками, а во-вторых, открыла новые возможности проведения теоретических и экспериментальных исследований как в этом направлении, так и в других направлениях физики ориентационных эффектов.

Наиболее актуальными на сегодняшний день представляются исследования эффектов, возникающих (в том числе при участии внешних полей) при взаимодействии быстрых заряженных частиц с фуллеренами, а также с такими экзотическими наноструктурами, как молекулы белка или ДНК. Не теряют своей актуальности и поиск и изучение новых, и исследование уже известных ориентационных эффектов и вторичных процессов при взаимодействии частиц с углеродными нанотрубками. В частности, в настоящее время остро ощущается явно недостаточное число теоретических работ, посвященных каналированию электронов и позитронов, и полное отсутствие экспериментальных исследований эффекта каналирования в нанотрубках.

Таким образом, полученные в диссертации результаты являются новыми и вызывают интерес как с точки зрения прикладной, так и фундаментальной науки.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ 1. Матюхин, С.И. Каналирование ионов в углеродных нанотрубках / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина. - Орёл: изд-во ОрёлГАУ, 2008. – 176 с.

2. Матюхин, С.И. Кинетика каналирования ионов в углеродных нанотрубках / С.И. Матюхин. - Орёл: ОрёлГТУ, 2008. – 200 с.

3. Матюхин, С.И. Кинетика каналирования ионов в гексагональных сверхрешетках, образованных углеродными нанотрубками / С.И. Матюхин // Нанотехника. – 2008. – №16. – С.43-46.

4. Матюхин, С.И. Деканалирование ионов на атомах, внедренных в углеродные нанотрубки / С.И. Матюхин // Письма в ЖТФ. – 2008. – Т.34. – Вып.19. – С.40-45;

5. Матюхин, С.И. Профили внедрения, создаваемые ионами в условиях каналирования / С.И. Матюхин // Научные ведомости БелГУ. Сер.: «Физикоматематические науки». – 2008. – №9 (49). – Вып.14. – С.58-64.

6. Матюхин, С.И. Особенности деканалирования положительных ионов из хиральных нанотрубок / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Материалы VI Всерос. конф. «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах». – Воронеж: ВГУ, 2008. – Т.2. – С.630-632.

7. Матюхин, С.И. Критические параметры каналирования / С.И. Матюхин // ЖТФ. – 2008. – Т.78. – Вып.12. – С.47-53.

8. Матюхин, С.И. Критические параметры осевого каналирования ионов низких энергий / С.И. Матюхин, А.В. Мятечкин, А.В. Разин // Научные ведомости БелГУ. Сер.: «Физико-математические науки». – 2007. – №6 (37). – Вып.13. – С.93-101.

9. Матюхин, С.И. Критические параметры каналирования в нанотрубках / С.И. Матюхин, К.Ю. Фроленков // Письма в ЖТФ. – 2007. – Т.33. – Вып.2. – С.23-30.

10. Матюхин, С.И. Расчет критических углов каналирования ионов в углеродных нанотрубках / С.И. Матюхин, А.В. Мятечкин // Нанотехника. – 2007. – №11. – С.14-17.

11. Матюхин, С.И. Оптимальные условия ионной имплантации частиц в углеродные нанотрубки с использованием эффекта каналирования / С.И. Матюхин, Л.Ю. Фроленкова // Нанотехника. – 2006. – №6. – С.21-25.

12. Матюхин, С.И. Критические углы разрушающего каналирования в углеродных нанотрубках / С.И. Матюхин, Л.Ю. Фроленкова // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы. Труды VIII международной конференции. – Ульяновск: УлГУ, 2006. – С. 45.

13. Матюхин, С.И. Критические углы каналирования в углеродных нанотрубках / С.И. Матюхин, А.В. Мятечкин, Л.Ю. Фроленкова // Опто-, наноэлектроника, нанотехнологии и микросистемы. Труды VIII международной конференции.- Ульяновск: УлГУ, 2006. – С.46.

14. Матюхин, С.И. Кинетика ориентированного взаимодействия ускоренных частиц с углеродными armchair- и zigzag- нанотрубками / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Письма в ЖТФ. – 2006. – Т.32. – Вып.1. – С.27-34.

15. Матюхин, С.И. Кинетика ориентированного взаимодействия ускоренных частиц с нехиральными углеродными нанотрубками / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Письма в ЖТФ. – 2005. – Т.31. – Вып.8. – С.12-18.

16. Матюхин, С.И. Влияние случайных сил на ориентированное движение ускоренных частиц в углеродных нанотрубках / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Сб. трудов 9-ой Междунар. конф. «Физико-химические процессы в неорганических материалах (ФХП-9)». – Кемерово: Изд-во Кемеровского гос. универ-та, 2004. – Т.2. – С.170-172.

17. Матюхин, С.И. Радиальное распределение частиц при их каналировании в нехиральных нанотрубках / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Известия ОрелГТУ. Сер. «Естественные науки». – 2004. – №3-4. – С.89-93.

18. Матюхин, С.И. Динамика ориентированного взаимодействия ускоренных частиц с нехиральными углеродными нанотрубками / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Письма в ЖТФ. – 2004. – Т.30. – Вып.20. – С.76-82.

19. Матюхин, С.И. Особенности ориентированного движения ускоренных частиц в углеродных нанотрубках / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Известия ОрелГТУ. Сер. «Естественные науки». – 2003.– №1-2. – С.63-68.

20. Матюхин, С.И. Ориентированное движение ускоренных частиц при их имплантации в углеродные нанотрубки / С.И. Матюхин, С.Ю. Гришина // Сб. трудов 12-ой Междунар. конф. по радиационной физике и химии неорганических материалов. – Томск: Изд-во ТПУ, 2003. – С.344-348.

21. Матюхин, С.И. Ионная имплантация: новые возможности известного метода / С.И. Матюхин // Известия ОрелГТУ. Сер. «Естественные науки».– 2003. – №1-2. – С.59-62.

22. Матюхин, С.И. Ионная имплантация атомных частиц в углеродные наноструктуры / С.И. Матюхин // Материалы I Всерос. конф. «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах». – Воронеж: ВГУ, 2002. – С.217-218.

23. Матюхин, С.И. Использование каналирования для ионной имплантации атомных частиц в углеродные наноструктуры / С.И. Матюхин, В.В. Рожков // Труды 15 Междунар. конф. по физике радиационных явлений и радиационному материаловедению. – Алушта. – 2002. – С.277- 278.

24. Матюхин, С.И. Задача о времени жизни бильярдного шара и ее применение к теории каналирования / С.И. Матюхин // Сб. науч. трудов. – Орел:

Изд-во ОрелГТУ. – 1996. – Т.8. – С.107-111.

25. Дюльдя, С.В. Кинетика каналирования лептонов сверхвысоких энергий в монокристаллах / С.В. Дюльдя, С.И. Матюхин, В.В. Рожков // Поверхность. – 1995. – № 12. – C.51-57.

26. Матюхин, С.И. Теория электронного деканалирования быстрых ионов из аксиальных каналов монокристаллов / С.И. Матюхин, С.В. Дюльдя, В.В. Рожков // Сб. науч. трудов. – Орел: Изд-во ОрелГТУ. – 1995. – Т.7. – C.29-34.

27. Дюльдя, С.В. Стохастическая теория плоскостного каналирования / С.В. Дюльдя, С.И. Матюхин, В.В. Рожков // Укр. физ. журнал. – 1994. – Т.39. – Вып.3 – C.279 - 283.

Часть результатов, вошедших в диссертацию, получена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант №03-03-96488).

Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»