![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ФИЦ ПХФ и МХ РАН |
||
1) Возрождение вакуумной ультрафиолетовой спектроскопии новых функциональных материалов с применением синхротронного излучения в России, 2) Модернизации установки Локус на канале накопителя Сибирь-1 в НИЦ "Курчатовский институт" и проведение подготовительных работ для перенесения ее на накопитель Сибирь-2; 3)Формирование сообщества пользователей станции Локус; 4) Воссоздание установки Superlumi с расширенными возможностями для измерений с пикосекундным временным разрешением на канале P66 накопителя PETRA III в немецком центре синхротронного излучения DESY; 5) Интеграция российских исследователей в высокотехнологичную среду европейского исследовательского центра; 6) Исследование оптических и люминесцентных свойств новых функциональных материалов
I. Методом Монте-Карло проведен расчет электрон-фононного и электрон-электронного взаимодействия в кластерах электронных возбуждений, состоящих из нескольких скоррелированных электрон-дырочных пар: рассмотрено образование кластеров электронных возбуждений за счет Оже процессов в сцинтилляторах с тяжелыми ионами, имеющими остовные уровни в пределах 100-200 эВ. Рассмотрение проводится на примере известного сцинтиллятора – CsI. Показано, что в этом сцинтилляторе возможно образование кластеров электронных возбуждений с центральной положительно заряженной областью, в которой находятся дырки. Размеры и структура таких кластеров определяется длинами термализации электронов за счет электрон-фононного взаимо-действия (в основном с оптическими фононами). Проведены оценки вероятности рекомбинации электронных возбуждений в таких кластерах. Показано, что в случае кластеров, в которых разлет электронов существенно больше радиуса Онсагера, наблюдается суперлинейный рост вероятности рекомбинации с ростом числа пар в кластере возбуждний. Проводится сравнение этих результатов с особым видом люминесценции, наблюдаемой в неактивтированном CsI –быстрой собственной люминесценцией. Дается оценка выхода и изменения энергетического разрешения сцинтилляторов, излучательный процесс в которых связан с рекомбинацией в кластерах возбуждений. II. Разработан план закупок оборудования и осуществляется закупка оборудования для мо-дернизации канала синхротронного излучения и создания лабораторных установок для исследования оптических и люминесцентных характеристик твердотельных образцов. III. Проведены конструкторские разработки для создания камеры образцов для станции Ло-кус. В новой модификации камеры образцов предусмотрен держатель для одновременной установки нескольких образцов, точное трехмерное позиционирование образца, оснащение камеры образцов гелиевым криостатом, возможность вторичной монохроматизации. IV. Проведен аналитический обзор литературы по поляризационным измерениям с использо-ванием синхротронного излучения, продемонстрировавший потенциал подобных исследований и це-лесообразность включения подобной методики в план модернизации станции Локус. Реализация ме-тодики поляризационных измерений на станции Локус существенно расширит круг решаемых науч-ных задач. V. В Гамбурге проведено совещание с немецким партнером, результаты которого состоят в следующем: (а) сформулирована стратегия общения с сообществом пользователей станции Superlumi по сбору предложений по характеристикам будущей станции; (b) разработан предвари-тельный эскиз камеры образцо для станции Superlumi; (с) сформулированы требования к станции Локус для проведения исследований сверхпроводящих материалов немецкими партнерами (d) назна-чен срок и ответственные за проведение совещания пользователей станций Локус и Superlumi. VI. Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96. VII. Разработан сайт, на котором размещается информация о проекте и ходе выполнения работ по нему.
Hamburg University | Соисполнитель |
ФЦП: Федеральная целевая программа, Федеральная целевая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы» |
# | Сроки | Название |
1 | 17 сентября 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Создание научно-технической базы для ВУФ-спектроскопии твердых тел в масштабе коротких времен на современных накопителях и лазерах на свободных электронах |
Результаты этапа: 2.1. Приобретено оборудование для модернизации вакуумной системы станции Локус на канале синхротронного излучения накопителя «Сибирь-1»: вакуумная станция, вакуумные материалы, вакуумметры. Приобретено оборудование для предварительной лабораторной характеризации образцов. 2.2. Проведены конструкторские разработки для создания новой камеры образцов для станции Локус. В новой модификации камеры образцов предусмотрен держатель для одновременной установки нескольких образцов, точное трехмерное позиционирование образца, оснащение камеры образцов гелиевым криостатом, возможность вторичной монохроматизации. 2.3. Теоретически исследована структура возбужденных областей ионного кристалла, обра-зующихся в результате поглощения квантов ВУФ и ультрамягкого рентгеновского диапазона, в на-нометровом масштабе. Показано, что электронные возбуждения после электрон-электронного рас-сеяния и Оже-релаксации образуют кластеры, состоящие из нескольких скоррелированных возбуж-дений. Проведен расчет электрон-фононного и электрон-электронного взаимодействия в таких кла-стерах. Рассмотрено образование кластеров электронных возбуждений за счет Оже процессов в сцинтилляторах с тяжелыми ионами, имеющими остовные уровни в пределах 100-200 эВ. Рассмот-рение проведено на примере известного сцинтиллятора – CsI. Показано, что в этом сцинтилляторе возможно образование кластеров электронных возбуждений с центральной положительно заряжен-ной областью, в которой находятся дырки. Размеры и структура таких кластеров определяется дли-нами термализации электронов за счет электрон-фононного взаимодействия (в основном с оптиче-скими фононами). Проведены оценки вероятности рекомбинации электронных возбуждений в таких кластерах. Показано, что в случае кластеров, в которых разлет электронов существенно больше радиуса Онсагера, наблюдается суперлинейный рост вероятности рекомбинации с ростом числа пар в кластере возбуждений. Полученные результаты позволяют объяснить тенденции, наблюдаемые в квантовом выходе собственной люминесценции неактивтированного CsI, о природе которой до сих пор ведутся дискуссии. Дается оценка выхода и изменения энергетического разрешения сцинтилляторов, излучательный процесс в которых связан с рекомбинацией в кластерах возбуждений. Проведенные исследования характеризуются универсальностью и их результаты могут быть распространены на широкий класс других ионных кристаллов. Оценка вероятности рекомбинации электронных возбуждений в кластерах с небольшим чис-лом (4 -10) электрон-дырочных пар проведена впервые. Аналогичные работы, связанные с повышением вероятности рекомбинации в треках ионизи-рующих частиц, проводятся группой ведущего специалиста по сцинтилляторам и экситонам в ион-ных кристаллах проф. Р. Вильямса, университет Wake Forest, США для модели цилиндрического трека без учета наноразмерной структуры трека. 2.4. Проведен аналитический обзор литературы по поляризационным измерениям с использованием синхротронного излучения, продемонстрировавший потенциал подобных исследований и целесообразность включения подобной методики в план модернизации станции Локус. Реализация методики поляризационных измерений на станции Локус существенно расширит круг решаемых научных задач. 2.5. В Гамбурге проведено совещание с немецким партнером, результаты которого состоят в следующем: (а) сформулирована стратегия общения с сообществом пользователей станции Superlumi по сбору предложений по характеристикам будущей станции; (b) разработан эскиз камеры образцов для станции Superlumi; (с) сформулированы требования к станции Локус для проведения исследований сверхпроводящих материалов немецкими партнерами; (d) назначен срок и ответствен-ные за проведение совещания пользователей станций Локус и Superlumi. 2.6. Проведены патентные исследования в соответствии с ГОСТ 15.011-96. 2.7. Разработан сайт, на котором размещается информация о проекте и ходе выполнения работ по нему - http://optics.phys.msu.ru/o-kafedre/proekty/. | ||
2 | 1 января 2015 г.-30 июня 2015 г. | МОДЕРНИЗАЦИЯ СТАНЦИИ ЛОКУС |
Результаты этапа: 1. Новое оборудование, приобретенное за счет средств субсидии, установленное и протестированное на станции Локус,позволило обеспечить безмасляный вакуум, расширить спектральный диапазон регистрируемой люминесценции и увеличить чувствительность регистрации. 2. Напыление нового покрытия фокусирующего зеркала в 6 раз увеличило его отражательную способность. 3. Создано новое программное обеспечение для управления элементами станции, позволяющее более гибко использовать экспериментальные возможности. 4. Теоретические исследования электрон-фононного и электрон-электронного взаимодействия в диэлектрических кристаллах распространены на случай внутризонной люминесценции, характеризуемой сверхбыстрыми временами затухания. На основе моделирования процессов взаимодействия электронов с фононами и фотонами в первом и втором порядках теории возмущений рассчитаны спектры излучения и интенсивность пикосекундной внутризонной люминесценции в приближении однопараболической зоны проводимости в диэлектрических кристаллах. 5. Разработан подход для расчета энергетического распределения горячих электронов и дырок, создаваемых в диэлектрике поглощением высокоэнергетического фотона. Анализ таких распределений при различных энергиях фотонов проведен для алмаза. Проведенные исследования характеризуются универсальностью и их результаты могут быть распространены на широкий класс других ионных кристаллов. Оценка спектрального распределения интенсивности внутризонной люминесценции в приближении однопараболической зоны проведена впервые. | ||
3 | 1 июля 2015 г.-31 декабря 2015 г. | МОДЕРНИЗАЦИЯ СТАНЦИИ ЛОКУС |
Результаты этапа: 1. Приобретено оборудование для вторичной монохроматизации. 2. Создано программное обеспечение для обработки экспериментальных данных, в частности, для получения информации о длинах термализации по исследованию кинетики люминесценции. 3. Заказано изготовление новой камеры образцов, которая позволит устанавливать несколько образцов одновременно, проводить их точное позиционирование и использовать гелиевый криостат. 4. На примере систем "нанокластеры кремния в диэлектрических матрицах" теоретически исследованы процессы размножения электронных возбуждений и их Оже-релаксации. Показано, что квантовые точки могут эффективно возбуждаться за счет потерь энергий быстрых вторичных нетермализованных электронов. 5. Проведено совещание потенциальных пользователей станций Локус и Superlumi | ||
4 | 1 января 2016 г.-30 июня 2016 г. | Исследование спектров возбуждения люминесценции новых перспективных люминофоров и сцинтилляторов |
Результаты этапа: | ||
5 | 1 июля 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Проведение исслдований наноструктурированных объектов |
Результаты этапа: | ||
6 | 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. | Проведение исследований кинетики быстрой люминесценции с субнаносекундным временным разрешением. Проведение исследований на станции Локус. Обобщение результатов исследований. |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".