Эксπир
Регистрация / Вход

Развитие методов диагностики наноструктурированных сред, основанных на поляризационном тормозном излучении электронов, для создания новых материалов

Работы должны проводиться в рамках критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы»
Работы должны соответствовать по предполагаемому исполнению лучшим мировым стандартам.
Создаваемый научно-технический задел должен обеспечивать в будущем проведение опытно-конструкторских и технологических работ на конкурентном уровне

Этапы проекта

1
29.11.2007 - 07.12.2007
На основе анализа литературных данных осуществлено детальное описание основных физических принципов и методов описания поляризационного тормозного излучения нерелятивистских и релятивистских заряженных частиц на атомах. Сделан вывод о соответствии исследований авторского коллектива достигнутому в настоящее время мировому уровню исследований в данной области физики.

Определены задачи теоретического и экспериментального исследования по теме проекта (в области теории основные усилия предполагается направить на разработку моделей ПТИ, связывающих параметры атомной структуры исследуемых структурированных сред с измеряемыми характеристиками ПТИ; в области эксперимента предполагается провести принципиальные измерения, доказывающие адекватность разрабатываемых теоретических моделей). Сделан вывод о необходимости создания новой экспериментальной установки и направленности теоретических исследований проекта, прежде всего, на теоретическое обеспечение проводимых экспериментов.

Обосновано решение о подготовке в условиях дефицита времени установки для эксперимента по обнаружению аномального пика ПТИ и связанных с ним экспериментов. Принято решение о разработке теоретических моделей аномального пика ПТИ в поликристалле и наноструктурированном материале, ПТИ на изолированном нанокластере и в мелкодисперсной среде с учетом взаимного экранирования соседних кластеров. Решено провести исследование возможности подавления влияния эффекта плотности на характеристики ПТИ.
Развернуть
2
08.12.2007 - 31.12.2007
2. Работы, выполненные на отчетном этапе: В течение второго этапа проекта выполнены следующие работы:
- разработана общая методика проведения исследований по проекту;
- проведены работы по созданию установки (установка поворотного магнита на выходе из электронопровода на выходе микротрона НИИ ЯФ МГУ, подготовка чертежей вакуумной камеры для поворотной системы пучка с вакуумным каналом для измерения фотонов ПТИ, излучаемых в направлении, противоположном скорости электрона);
- сформулированы требования к создаваемому спектрометрическому тракту, спектрометру, источнику излучения для калибровки детекторов);
- подготовлены элементы магнитной системы проводки и мониторирования пучка;
- экспериментально исследована зависимость положения когерентных максимумов в спектре ПТИ релятивистских электронов в поликристалле от угла наблюдения излучения;
- теоретически исследована возможность подавления эффекта плотности в ПТИ релятивистских электронов;
- создана модель ПТИ релятивистских электронов в мелкодисперсной среде, учитывающая взаимную экранировку нанокластеров, составляющих среду;
- проведен патентный поиск с целью выяснения возможности патентования предлагаемого нового метода определения размера нанокластера на основе ПТИ.
Развернуть
3
01.01.2008 - 31.08.2008
- проведены работы по подготовке элементов экспериментальной установки к сборке;
- осуществлена сборка экспериментальной установки;
- проведено тестирование всех узлов установки, включая вакуумную систему, систему транспортировки и диагностики пучка, систему спектрометрических измерений;
- осуществлена проводка пучка через мишенную камеру с мишенью и без мишени; определен уровень фона; отработана система управления мишенным комплексом;
- проведены необходимые расчеты и математическое моделирование (проведена существенная модификация решения задачи о ПТИ на кластере с выводом рабочих формул для определения атомной структуры нанокластера по измерению характеристик ПТИ, создана модель ПТИ релятивистских электронов в поликристаллических и наноструктурированных средах, позволяющая измерять параметры текстуры мишени, создана модель аномального пика ПТИ и обоснована эффективность его использования для диагностики поликристаллических материалов, предложен ряд новых методов диагностики материалов на основе ПТИ и синхротронного излучения).
- апробирована методика экспериментальных исследований и завершена подготовка экспериментальной установки к работе, проведены тестовые испытания системы проводки пучка и спектрометрической аппаратуры;
- выполнены экспериментальные измерения когерентных пиков ПТИ назад для поликристаллов с полностью хаотически распределенными микрокристаллитами;
- выполнены экспериментальные измерения характеристик ПТИ из текстурированных поликристаллов;
- выполнены экспериментальные измерения характеристик ПТИ релятивистских электронов, пересекающих наноструктурированные материалы;
- обработаны данные проведенных измерений; сопоставлены измеренные значения физических величин с предсказаниями развитой теории; проверена адекватность разработанных моделей;
- скорректированы математические модели исследуемых объектов с учетом полученных экспериментальных данных;
- проведены дополнительные эксперименты по ПТИ релятивистских электронов в поликристаллах под разными углами к скорости пучка;
- проведен дополнительный патентный поиск с целью выяснения возможности патентования предлагаемого нового метода определения размера нанокластера на основе ПТИ; оформлена и подана заявка на получение патента.
Развернуть
4
01.09.2008 - 31.10.2008
1. Обобщены результаты предыдущих этапов работ. Проведены дополнительные теоретические расчеты ПТИ с учетом реальной дисперсии диэлектрической восприимчивости мишени. Оценена эффективность полученных результатов в сравнении с современным научно-техническим уровнем.
2. Проведены дополнительные экспериментальные исследования ПТИ релятивистских электронов в наноматериалах.
3. Оценена возможность создания конкурентоспособной продукции и услуг и разработаны рекомендации по использованию результатов проведенных НИР.
4. Разработано ТЗ на ОКР.
Обобщение результатов исследований, проведенных на предыдущих этапах проекта, позволило установить наиболее перспективное направление развития диагностики поликристаллических образцов, основанное на исполь-зовании аномального пика ПТИ, позволяющего резко повысить энергетиче-ское разрешение процессов определения междуплоскостных расстояний в решетке и характера текстуры материала.
Анализ влияния эффекта плотности на ПТИ позволил выяснить физи-ческую причину резкого роста этого влияния в случае поликристаллической мишени по сравнению с аморфной мишенью, а также предсказать возмож-ность подавления эффекта плотности в ПТИ за счет вклада переходного из-лучения быстрого электрона на входной поверхности мишени на формирова-ние ПТИ.
Предсказана уникальная возможность резкого увеличения спектрально-угловой плотности ПТИ в поликристалле при преодолении быстрым элек-троном черенковского барьера.
Предложен новый метод определения мозаичности кристалла по изме-рениям характеристик рассеянного кристаллом синхротронного излучения
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

1.3 Проведение проблемно-ориентированных поисковых исследований и создание научно-технического задела в области индустрии наносистем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
4,5 млн
Организация
ИЯФ СО РАН
профинансировано
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» (мероприятие 1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007 - 2008, 11 мес.
Бюджетные средства
16 млн
Количество заявок
72
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области индустрии наносистем и материалов по критической технологии «Нанотехнологии и наноматериалы» (мероприятие1.3 Программы)
Продолжительность работ
2007, 7 мес.
Бюджетные средства
92 млн
Количество заявок
241
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Клеточные технологии»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
40
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
48
Тема
Работы по проведению проблемно-ориентированных поисковых исследований и созданию научно-технического задела в области живых систем по критической технологии «Биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных»
Продолжительность работ
2007, 8 мес.
Бюджетные средства
72 млн
Количество заявок
136