Резистивный датчик газовой среды на основе мезопористых пленок MoS2
Резистивный датчик газовой среды на основе мезопористых пленок MoS2
А. Б. Логинов, М. М. Куватов, И. В. Сапков, Р. Р. Исмагилов, В. И. Клещ, А. Н. Образцов
Обладающие большой удельной поверхностью мезопористые пленки полупроводниковых материалов представляют интерес для решения проблемы создания датчиков окружающей газовой среды. В данной работе такие датчики изготовлены на основе материала, получаемого на массивных подложках в результате химической реакции между газообразным сероводородом (H2S) и парами металла (Mo). С помощью рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии установлено, что полученные слои представляют собой соединение MoS2. С помощью растровой электронной микроскопии (РЭМ) установлено, что материал получаемый на подложках различного состава представляет собой массив кристаллитов толщиной в единицы нанометров и поперечными размерами в несколько сотен нанометров. MoS2 кристаллиты ориентированы преимущественно перпендикулярно подложке и разделены расстоянием в несколько десятков нанометров. Поверхностное электрическое сопротивление сформированных таким образом мезопористых слоев MoS2 измерялось в зависимости от концентрации паров воды или аммиака в окружающей среде. Обнаружено, что электрическое сопротивление уменьшается с увеличением относительной влажности воздуха и концентрации паров аммиака. Профиль изменения электрического тока при изменении концентрации этих компонент в воздухе обладает экспоненциальной зависимостью с двумя постоянными времени. Характерные времена нарастания для случая с парами NH3 составляют 0.9 и 17 секунд, а спада – 1.2 и 29 секунд, в то время как для случая с парами H2O характерное время нарастания тока составляет 4 и 45 секунд, а время спада – 1.25 и 42 секунд. Обсуждаются механизмы увеличения электрической проводимости MoS2 пленок при увеличении влажности воздуха и концентрации паров аммиака.
Показать АннотациюПлёнки FeSe₀.₅Te₀.₅ на стекле с примесью CeO₂
Плёнки FeSe₀.₅Te₀.₅ на стекле с примесью CeO₂
А. В. Петров$^1$, О. В. Снигирев$^1$, Е. А. Овченков$^1$, Ю. В. Блинова$^2$, Н. В. Порохов$^3$, А. Р. Шевченко$^3$, Д. А. Чареев$^{4,5}$, А. Г. Маресов$^1$
Найдены режимы напыления тонких пленок FeSe0.5Te0.5 на аморфную подложку из стекла К-208, содержащего в своем составе окись церия CeO2. При этом температура перехода пленки TC = 9.5 К в сверхпроводящее состояние оказалась выше, чем на боросиликатном стекле Fischer Scientific, не имеющем в своем составе CeO2, но ниже температуры сверхпроводящего перехода мишени TC(M) = 14 К, что противоположно общеизвестной картине свойств тонких пленок семейства FeSe и FeSexTe1−x на кристаллических подложках. Из результатов измерений оценены энергия активации вихрей U, величина критического тока, jC, верхнее критическое поле HC2 и поле необратимости Hirr.
Показать АннотациюАтомарный механизм трансформации между ОЦК и ГПУ фазами в цирконии под давлением
Атомарный механизм трансформации между ОЦК и ГПУ фазами в цирконии под давлением
Р. И. Синяков, М. П. Белов
С использованием первопринципных методов расчета энергии кристаллов, исследован атомарный механизм трансформации между ОЦК (β) и ГПУ (α) фазами циркония при низкой температуре. Разработан точный двухпараметрический геометрический способ описания трансформации кристаллической решетки по механизму Бюргерса. Представленный способ описания учитывает изменения атомного объема и формы кристаллической решетки при трансформации. Используя предложенное описание трансформации, были построены поверхности потенциальной энергии циркония при ОЦК-ГПУ трансформации в интервале давления от 0 до 25 ГПа с шагом 5 ГПа. Методом градиентного спуска были определены пути минимальной энергии вдоль поверхностей потенциальной энергии. Анализ полученных результатов показал сильную зависимость формы энергетических поверхностей и пути минимальной энергии от давления. При увеличении давления до 25 ГПа форма поверхности потенциальной энергии циркония меняется критически, а на поверхности появляется структура с энергией меньше, чем у ГПУ на 10.5 мэВ. Сравнение результатов расчетов, произведенных с помощью разработанного двухпараметрического метода описания трансформации с однопараметрическими аналогами из литературы, показало несостоятельность последних в качестве инструмента исследования атомарных механизмов фазовых переходов.
Показать АннотациюИзучение единичных взаимодействий антиген-антитело на поверхности кремния в биосенсорных устройствах на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом
Изучение единичных взаимодействий антиген-антитело на поверхности кремния в биосенсорных устройствах на основе полевых транзисторов с каналом-нанопроводом
Д. Е. Преснов$^1$, Г. В. Преснова$^2$, И. И. Циняйкин$^1$, Г. В. Нибудин$^1$, О. В. Снигирев$^1$, А. С. Трифонов$^1$, М. М. Уляшова$^2$, В. А. Крупенин$^1$, М. Ю. Рубцова$^2$
Для создания высокочувствительных биосенсоров на основе полевых транзисторов с кремниевым каналом-нанопроводом проведено изучение единичных взаимодействий антител с простат-специфическим антигеном (ПСА) на поверхности чистого кремния, модифицированного наночастицами золота диаметром 5 нм. Использован метод цифровой регистрации иммунных комплексов с помощью сканирующей электронной микроскопии, где в качестве визуализирующей метки антител использовались наночастицы золота диаметром 25 нм. Для расчета плотности наночастиц на поверхности кремния был разработан специальный алгоритм. Для исследования ковалентной иммобилизации антител применены различные методы химической модификации кремния с использованием силанов (3-глицидопропилтриметоксисилана (ГОПС), 3-меркаптопропилтриметоксисилана (ГОПС-SH) и 3-аминопропилтриэтоксисилана (АПТЭС)), бифункциональных реагентов и полиэтиленгликоля. Показано, что методы химической модификации с использованием ГОПС характеризуются более низким пределом обнаружения простат-специфического антигена (ПСА) – биомаркера опухолей предстательной железы. Изготовлены структуры биосенсоров на основе полевых транзисторов с каналами-нанопроводами, поверхности которых были модифицированы двумя различными методами с использованием ГОПС, и изучена их чувствительность к рН. Показано, что метод модификации с использованием ГОПС-SH характеризуется максимальным значением рН-чувствительности 70 мВ/pH и является наиболее перспективным при создании высокочувствительных биосенсоров для определения биомаркеров.
Показать АннотациюИсследование коллаген-индуцированной агрегации тромбоцитов методом малоуглового светорассеяния
Исследование коллаген-индуцированной агрегации тромбоцитов методом малоуглового светорассеяния
Г. С. Свидельская$^{1,2,3}$, Е. Н. Брускова$^4$, А. А. Игнатова$^3$, А. А. Филькова$^3$, П. А. Жарков$^3$, И. В. Миндукшев, С. П. Гамбарян, М. А. Пантелеев$^{1,2,3}$
Оценка функции тромбоцитов имеет ключевое значение для диагностики нарушений свертываемости крови и мониторинга эффективности антиагрегантных препаратов. Сравнительно недавно был разработан метод оценки агрегации тромбоцитов, основанный на явлении малоуглового рассеяния света. Измерения проводятся в среде с известным значением pH и концентрацией кальция. Целью данной работы было исследование влияния преаналитических и аналитических переменных, а также сопоставление результатов с уже широко используемым в клинической практике методом световой трансмиссионной агрегометрии. Было выявлено, что перевозка образца на автомобиле в течение двух часов не оказывает влияния на параметры коллаген-индуцированной агрегации. Было обнаружено, что метод малоуглового светорассеяния для измерения коллаген-индуцированной агрегации тромбоцитов обладает хорошей прецизионностью в условиях повторяемости и является отдаленно воспроизводимым. Параметры агрегации, полученные методом малоуглового светорассеяния, прямо коррелируют с параметрами агрегации, измеренными методом трансмиссионной агрегометрии. Показана ускоряющая роль секретируемого из плотных гранул аденозиндифосфата на коллаген-индуцируемую агрегацию тромбоцитов.
Показать АннотациюЧисленная модель распространения космических лучей в анизотропном магнитном поле галактики
Численная модель распространения космических лучей в анизотропном магнитном поле галактики
В. Д. Борисов$^1$, В. О. Юровский$^2$, И. А. Кудряшов$^3$
В работе решена задача диффузионного распространения космических лучей (КЛ) с тензором общего вида в модельном однородном магнитном поле галактики и исследована ее устойчивость. Был реализован алгоритм генерации шаблонов разностных схем второго порядка точности для трехмерного дифференциального уравнения с тензорными компонентами. Данный метод применен для решения задачи диффузионного распространении КЛ. В работе показывается принципиальная возможность определения энергетических спектров КЛ в различных областях галактики, где свободными параметрами являются распределение источников КЛ и структура магнитного поля.
Показать АннотациюЛинейное приближение в двупланетной задаче с произвольным наклоном орбит. Эволюция экзосистемы TOI-1130
Линейное приближение в двупланетной задаче с произвольным наклоном орбит. Эволюция экзосистемы TOI-1130
Б. П. Кондратьев$^{1,2}$, В. С. Корноухов$^{1,2}$, Е. Н. Киреева
Поставлен и исследован новый вариант двупланетной задачи, где орбиты c малыми эксцентриситетами и взаимным наклоном могут иметь произвольную ориентацию относительно главной (картинной) плоскости. Модель позволяет изучать широкий класс экзопланетных систем с углом наклона орбит отличного от Для вывода уравнений вековой эволюции орбит вместо классической функции возмущений используется взаимная гравитационная энергия колец Гаусса, полученная в виде ряда с точностью до членов второго порядка малости. Разработан теоретический метод, в котором для описания каждой орбиты вместо оскулирующих элементов Лагранжа без потери информации вводится вектор, перпендикулярный к плоскости орбиты и переменные Пуанкаре. Для этих неизвестных получена и в аналитическом виде решена замкнутая система из 10 дифференциальных уравнений. Метод применяется для исследования вековой эволюции экзопланетной системы TOI-1130.
Показать АннотациюДве сверхновые в NGC 4666: ASASSN-14lp и 2019yvr
Две сверхновые в NGC 4666: ASASSN-14lp и 2019yvr
Д. Ю. Цветков$^1$, Н. Н. Павлюк$^1$, Н. П. Иконникова$^1$, М. А. Бурлак$^1$, А. А. Белинский$^1$, А. В. Додин$^1$, С. А. Потанин$^1$, Н. И. Шатский$^1$, И. М. Волков$^1$, П. В. Бакланов$^{1,2,3}$, М. Г. Ушакова$^{1,2}$, В. А. Ечеистов$^1$, В. М. Липунов$^1$
Представлены результаты фотометрии двух сверхновых в NGC\,4666: SN Ia ASASSN-14lp и SN Ib 2019yvr, а также спектроскопические наблюдения SN\,2019yr. Построены кривые блеска и определены их основные параметры. Сверхновая ASASSN-14lp оказалась достаточно типичным объектом класса Ia с пониженной скоростью падения блеска после максиума и большим поглощением света. Используя зависимость абсолютных звездных величин SNe Ia от параметров кривых блеска, получена оценка расстояния до галактики NGC\,4666. Спектр SN\,2019yvr в период около максимума блеска, максимальная светимость и характер кривых блеска в первые 90 суток после максимума демонстрировали признаки типичной сверхновой класса Ib, причем поглощение света оказалось больше, чем у ASASSN-14lp. Обнаружено уменьшение скорости падения блеска при фазе около 90 суток. Осуществлено моделирование кривых блеска с помощью кода STELLA, определены физические параметры оптимальной модели. Показано, что согласие модели с наблюдениями нарушается через $\sim$40 суток после максимума, для объяснения расхождения предложена модель с дополнительным источником энергии за счет замедления вращения сформировавшегося при взрыве магнитара.
Показать АннотациюОбнаружение и оценка моды Шлихтера 1S1 по деформационным данным Баксанского лазерного интерферометра после землетрясения Тохоку 2011 года
Обнаружение и оценка моды Шлихтера 1S1 по деформационным данным Баксанского лазерного интерферометра после землетрясения Тохоку 2011 года
М. П. Виноградов$^1$, В. К. Милюков$^1$, А. В. Мясников$^1$, А. Ф. Янин$^2$
Мода собственных колебаний Земли 1S1 (мода Шлихтера) возникает при колебаниях внутреннего твердого ядра Земли относительно внешнего жидкого ядра. В работе выполнен поиск и оценка моды Шлихтера после землетрясения Тохоку 2011 года по данным Баксанского лазерного интерферометра-деформографа. Для поиска и оценки параметров моды использовался алгоритм на основе метода максимального правдоподобия (ММП). Получена наиболее вероятная оценки вырожденной частоты моды и параметров её расщепления, которая может быть связана с наличием возбуждения моды Шлихтера в исследуемых данных. Для найденного периодов моды получена оценка скачка плотности между внутренним и внешним ядром Земли. Впервые выполнено сравнение потенциальных возможностей Баксанского деформографа и сверхпроводящих гравиметров сети IGETS для задачи наблюдения моды Шлихтера на примере одного и того же землетрясения. Отмечена близость найденной оценки моды по деформационным наблюдениям с полученной ранее одной из оценок по гравиметрическим наблюдениям, а также с теоретическим значением по модели PREM.
Показать АннотациюВоспроизведение гидротермодинамических характеристик Западно-Арктических морей России с усвоением данных по температуре поверхности моря и сплочённости ледяного покрова
Воспроизведение гидротермодинамических характеристик Западно-Арктических морей России с усвоением данных по температуре поверхности моря и сплочённости ледяного покрова
И. И. Панасенкова$^{1,2}$, В. В. Фомин$^{1,2,3}$, Н. А. Дианский$^{1,3,4}$
Надежное прогнозирование метеорологических, гидротермодинамических и ледовых характеристик на акватории Западно-Арктических морей России с использованием моделей атмосферной циркуляции, морской циркуляции и морского льда в настоящее время невозможно без усвоения данных наблюдений. Оно позволяет повысить качество начального состояния гидрофизических и ледовых характеристик в моделях для проведения прогностических расчетов и, тем самым, улучшить их точность. В работе представлен метод усвоения спутниковых данных по температуре поверхности моря SST (Sea Surface Temperature) и сплочённости ледяного покрова SIC (Sea Ice Concentration) в модели морской гидротермодинамики INMOM с использованием программного комплекса DART (Data Assimilation Research Testbed) с оценкой корректности работы используемого алгоритма усвоения. Проведен сравнительный анализ точности прогностических расчетов состояния морской гидротермодинамики с усвоением спутниковых данных SST и SIC и без усвоения. Показано, что усвоение спутниковых данных уменьшает среднеквадратичное отклонение (СКО) результатов расчетов от данных наблюдений на ~80% для SST и на 60–80% для SIC по сравнению с расчетом без усвоения. Временная изменчивость СКО при прогнозе SST и SIC показала, что наибольшие их ошибки наблюдаются в периоды интенсивного прогрева верхнего слоя моря и таяния льда. Отмечена важность совместного усвоения данных SST и SIC: более точное воспроизведение SST повышает точность расчетов потоков тепла и соли на границе океан-лёд, которые регулируют процессы термического нарастания/таяния льда, и как следствие улучшается воспроизведение площади льда и его кромки. В свою очередь, более корректный расчет SIC напрямую повышает точность расчетов потоков тепла на границе вода-воздух и, тем самым, и SST.
Показать Аннотацию