Способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах



Способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах
Способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах
Способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах
Способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано или микроструктурных эмиттерах

 


Владельцы патента RU 2529452:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" (RU)

Изобретение используется для определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано- или микроструктурных эмиттерах. Сущность изобретения заключается в том, что измеряют темновую зависимость туннельного эмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и определяют значение напряжения V, облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком ультрафиолетового или видимого диапазона с фиксированным значением оптической мощности и длины волны λ1, измеряют значение туннельного фотоэмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и фиксируют значение напряжения V∞ λ1, определяют значение работы выхода А и значение усиления локального электростатического поля β в пространственной области облучения эмиттера из данного соотношения или дополнительно облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком на другой длине волны λ2 ультрафиолетового или видимого диапазона с максимальной разницей относительно первой длины волны, определяют значение напряжения V∞λ2 и определяют значение усиления локального электростатического поля в пространственной области облучения эмиттера и значение работы выхода А из данного соотношения. Технический результат: обеспечение возможности определения локального электростатического поля с одновременным определением работы вывода электронов из эмиттера. 4 ил.

 

Изобретение относится к вакуумной микроэлектронике и может быть использовано при создании вакуумных приборов СВЧ микроэлектроники с холодной автоэмиссией эмиттера, в матричных вакуумных дисплеях и визуализаторах.

Известен оптический метод определения работы выхода из эмиттера основанный на измерении оптического спектра пропускания или отражения при облучении эмиттера оптическим излучением в ультрафиолетовой и видимой области спектра и измерении резкого (на несколько порядков) уменьшения коэффициента поглощения от длины волны, определение длины волны λгр, соответствующей границе пропускания («красной» границы фотоэффекта) и определения работы выхода А из соотношения А=h·c/λгр или А (эВ)=1240/λгр (нм); где: h -постоянная Планка, с - скорость света (Уханов Ю.И. Оптические свойства полупроводников. М.: Наука. 1977. С.368; Золотарев В.М., Морозов В.Н., Смирнова Е.В. Оптические постоянные природных и технических сред. Справочник. Л.: Химия. 1984. С.216). Однако данный способ позволяет определить работу выхода из металлов при условии, что геометрические размеры эмиттера больше чем зондирующий оптический пучок. В оптических спектрометрах зондирующий пучок имеет типичные размеры порядка см в поперечном сечении, поэтому использование такого метода для реальных микроэмиттеров представляет труднорешаемую экспериментальную задачу. Кроме того, метод не позволяет определить локальность поля, связанную с резким пространственным изменением рельефа поверхности эмиттера.

Известен способ определения работы выхода из эмиттера вакуумного фотодиода при его облучении оптическим излучением с перестраиваемой длиной волны и измерении значения фототока. В спектральной области, соответствующей резкому уменьшению фототока при увеличении длины волны определяется красная границе фотоэффекта, соответствующая границе возникновения нулевого фототока. Это значение длины волны соответствует условию, когда энергия фотона hν равна работе выхода А (Лебедева В.В. Экспериментальная оптика. М.: Изд. МГУ. С.352). Длина волны электромагнитного излучения света λ связана с частотой соотношением λ=с/ν, поэтому соотношение для определения работы выхода А (эВ)=1240/λгр (нм). Так как значение работы выхода для известных металлов лежит в диапазоне от 2-х до 6 эВ (Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. 456 с.), то для определения работы выхода, например, для вольфрама с значением А=5 эВ требуется излучение с длиной волны меньше или равной 248 нм, т.е. перестраиваемое излучение в дальней УФ-области. При облучении вакуумного фотокатода необходимо кварцевое окно, пропускающее такое УФ-излучение. Кроме того, если это вакуумный микродиод, то возникают технические сложности пространственного облучения таких эмиттеров. Метод также не позволяет определить значение усиления локального электростатического поля на эмиттере.

Известен способ определения работы выхода из эмиттера вакуумного диода при исследовании термоэлектронной эмиссии (Петрин А.Б. О термополевой эмиссии из металлических острий // Физика плазмы. 2010, т.36, №7, с.671-679). Способ заключается в измерении вольт-амперной характеристики при фиксированной температуре катода и установление значения плотности тока, соответствующего области насыщения ВАХ и вычисление А, используя известное соотношения Ричардсона-Дешмана. Однако данный метод подходит только для эмиттеров, обладающих термоэлектронной эмиссией. Кроме того, в формулу Ричардсона-Дешмана входит термоэлектронная постоянная, которая зависит от вероятности туннелирования определяемой шириной потенциального барьера.

Для расчета усиления локального электростатического поля на нано- или микроструктурных автоэмиссионных эмиттерах, обусловленного локальным пространственным градиентом поверхности необходимо измерение 3D микрорельефа поверхности эмиттера. Известен способ определения микрорельефа поверхности на основе атомно-силовой микроскопии (Method and atomic force microscope for imaging surfaces with atomic resolution. BR 605251, 1987-07-28, BINNING GERD KARL). Однако зондирующая упругая консоль (кантилевер) атомно-силового микроскопа (АСМ) не всегда может измерить трехмерную поверхность эмиттера. Такие же проблемы возникают для металлического острийного зонда туннельного микроскопа (В.Л. Миронов. Основы сканирующей зондовой микроскопии. Нижний Новгород. 2004. 110 с.) при измерении сложного рельефа 3D поверхности проводящего микроэмиттера.

Известен способ определения микро- и нанорельефа поверхности эмиттера (А.Н.Образцов и др. Роль кривизны атомных слоев в полевой эмиссии электронов из графитоподобного наноструктурированного углерода. Письма ЖЭТФ, 1999, Т.69, В.5, С.381-386). При использовании различных проекций возможно определение сложной поверхности эмиттера с помощью электронного микроскопа (Гоулдстейн Дж. и др. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ. М.: Мир. С.304), но установление 3D микрорельефа поверхности эмиттера позволяет только оценить увеличение локального электростатического поля на основе расчетных моделей электростатики. Кроме того, эти способы не позволяют определить работу выхода в эмиттере.

Известен способ определения работы выхода эмиттера вакуумного диода с автоэлектронной эмиссией (Muller E.W. // J. Appl. Phys. 1955. V. 26. P. 732; Образцов А.Н., Волков А.П., Павловский И.Ю. Механизм холодной эмиссии электронов из углеродных материалов // Письма ЖЭТФ. 1998. Т.68. В.1. С.56-60), заключающейся в измерении тока автоэмиссии J вакуумного диода при увеличении ускоряющего напряжения V на аноде, построение полученной вольт-амперной характеристики диода в координатах lg(I/F2) и 1/F, определение работы выхода А из наклона графика этой зависимости, где F=β∙V/Z напряженность электростатического поля с учетом влияния градиента поверхности, а Z - расстояние эмиттер-анод. Однако данный способ предполагает, что предварительно известно значение усиления локального электростатического поля β, так называемого форм-фактора, т.е. величины, соответствующей увеличению электростатической напряженности поля, вследствие пространственного градиента формы поверхности эмиттера.

Задачей изобретения является возможность определения локального электростатического поля, создаваемого пространственными микро- и нанонеоднородностями эмиттера с одновременным определением работы вывода электронов из эмиттера с пространственным разрешением в пределах 300-1000 нм, определяемой длиной волны зондирующего оптического пучка УФ или видимого диапазона.

Поставленная задача решается тем, что в способе бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано- или микроструктурных эмиттерах, согласно изобретению, измеряют темновую зависимость туннельного эмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и определяют значение напряжения V, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока, облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком ультрафиолетового или видимого диапазона с фиксированным значением оптической мощности и длины волны λ1, измеряют значение туннельного фотоэмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и фиксируют значение напряжения V∞ λ1, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока, определяют значение работы выхода А и значение усиления локального электростатического поля β в пространственной области облучения эмиттера из соотношения

β1/2=2.77·103 (hс/λ1)·z1/2/[(V)1/2- V∞ λ1)1/2] (1)

А=hс /(λ1 [1-(V∞ λ1/V)1/2]) (2)

или дополнительно облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком на другой длине волны λ2 ультрафиолетового или видимого диапазона с максимальной разницей относительно первой длины волны, определяют значение напряжения V∞λ2, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока и определяют значение усиления локального электростатического поля в пространственной области облучения эмиттера и значение работы выхода А из соотношения

β1/2=2.77·103 z1/2 (hс /λ1 - h с/λ2)·/[(V∞ λ2)1/2- V∞ λ1)1/2] (3)

А=(h с /λ1 - h с /λ2)/[1-(V∞ λ1/V∞ λ2)1/2] (4)

где: β - форм-фактор-величина, соответствующая усилению локальной напряженности электростатического поля в нано- или микроструктурных эмиттерах, вследствие пространственного градиента формы поверхности эмиттера, облучаемого световым пучком;

z - расстояние между эмиттером и анодом в см;

А - работа выхода электронов из эмиттера в эВ;

V- напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока;

V∞λ1 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного фототока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hc/λ1;

hc/λ1=hν1 - энергия фотона в эВ, поглощаемая электроном эмиттера, вследствие однофотонного фотоэффекта;

V∞λ2 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hν2 соответственно с длиной волны λ2=с/ν2;

ν - частота излучения оптического диапазона;

с - скорость света;

h - постоянная Планка.

Изобретение поясняется чертежами.

На Фиг.1 представлена блок схема экспериментальной установки для реализации предлагаемого способа на основе измерения вольт-амперных характеристик вакуумного микродиода с углеродными эмиттерами с наноразмерной структурой в сильных электростатических полях при облучении поверхности эмиттера лазерным или светодиодным оптическим излучением УФ или видимого диапазона.

На Фиг.2 представлена расчетная зависимость изменения высоты потенциального барьера эмиттер-вакуум от значения напряженности поля при работе выхода электронов из эмиттера равной 5 эВ.

На Фиг.3 представлена экспериментальная зависимость туннельного фотоэмиссионного тока при лазерном облучении с длиной волны λ=473 нм (энергия фотона 2.62 эВ) углеродного наноразмерного эмиттера (B) и темнового автоэмиссионного тока (C) от изменения ускоряющего напряжения на аноде вакуумного микродиода при расстоянии эмиттер анод Z=1 микрон.

На Фиг.4 представлена зависимость туннельного фотоэмиссионного тока при лазерном облучении углеродного наноразмерного эмиттера на длине волны красного -He-Ne лазера с λ=633 нм (энергия фотона 1.96 эВ) (D) и темнового автоэмиссионного тока (G) при отсутствии оптического облучения эмиттера от изменения ускоряющего напряжения на аноде вакуумного микродиода при расстоянии эмиттер анод 1 микрон.

Позициями на чертежах обозначены:

1 - блок питания лазеров или светодиодов;

2 - твердотельный микролазер, полупроводниковый лазер или светодиод со спектральным максимумом длины волны излучения от ближнего УФ до ИК

3 - фокусирующая оптическая система;

4 - вольтметр;

5 - стабилизированый перестраиваемый источник постоянного напряжения;

6 - вакуумный микродиод с углеродным пространственно-периодическим эмиттером наноразмерной структуры с микролезвиями, каждый из которых имеет острие кромки длиной 200 нм и толщиной 20 нм, при этом расстояние между плоскостями лезвия и анода от 1 до 3 мкм;

7 - ограничивающее сопротивление;

8 - измерительное сопротивление;

10 - микровольметр.

Способ осуществляется следующим образом.

С помощью стабилизированного источника питания 5 подается минимальное (близкое к нулевому значению) положительное напряжения на анод вакуумного микродиода 6, эмиттер которого через ограничивающее 7 и измерительное сопротивление 8 соединен с нулевым потенциалом. При увеличении положительного потенциала на блоке 5 фиксируют соответствующее напряжение с помощью 4 и измеряют с помощью микровольметра 10 порог возникновения автоэмиссионного тока, увеличивают напряжения на аноде микродиода и фиксируют то его экспоненциально возрастающее значение, при котором автоэмиссионный ток увеличивается минимум на три-пять порядков и стремится к пробойному значению. Включают источник питания лазера 1 и возбуждают когерентное лазерное или светодиодное оптическое излучение в лазере 2. С помощью оптической системы 3 облучают поверхность эмиттер микродиода лазерным пучком с длиной волны УФ или видимого диапазона при условии, что энергия соответствующих фотонов меньше предполагаемой работы выхода диагностируемого эмиттера. (Типичное значение для любого металла и сплава эмиттеров лежит в диапазоне 6-2 эВ.) Увеличивают положительный потенциала на блоке 5 с нулевого до значения, соответствующего возникновению туннельного фототока, и фиксируют с помощью микровольметра 9 порог возникновения фотоэмиссионного тока, увеличивают напряжения на аноде микродиода и фиксируют то его экспоненциально возрастающее значение, при котором фотоэмиссионный ток возрастает минимум на три-пять порядков и стремится к пробойному значению, и по рабочей формуле (3) и (4) определяют значение работы выхода А и значение напряженности локального поля в пространственной области облучения эмиттера.

Аналогично проводят измерения при облучении эмиттера лазерным излучением с другой длиной волны, при этом для повышения точности метода измерения выбирают длины волн зондирующего излучения с максимальной разницей из УФ и видимого и ближнего ИК-диапазона.

В основе способа определения работы выхода и локального электростатического поля в нано- или микроструктурных автоэмиссионных эмиттерах лежит обнаруженный авторами туннельный фотоэффект при энергиях фотонов, существенно меньших работы выхода электрона из эмиттера, который может наблюдаться случае формирования сильного электростатического поля в межэлектродном промежутке «эмиттер-анод». Физический механизм обнаруженного авторами туннельного фотоэффекта в сильных электростатических полях заключается в возможности управления вероятностью туннелирования неравновесных фотоэлектронов, возникающих вследствие поглощения фотонов с энергией hν через потенциальный барьер «металл-вакуум» при уменьшении его высоты и ширины с помощью сильного электростатического поля при учете эффекта Шоттки (Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир. 1984. С.456). Использование предложенной модели для оценки влияния сильных электростатических полей напряженностью 107-108 В/cм показало, что высотой и шириной потенциального барьера можно эффективно управлять, уменьшая их в несколько раз с повышением напряженности поля вплоть до режима возникновения автоэмиссионого электронного пробоя. Использование модифицированной модели автоэлектронной эмиссии Фаулера-Нордгейма, учитывающей изменению уровня Ферми для неравновесных фотоэлектронов (Fowler R.H., Nordheim L. Electron Emission in Intense Electric Fields // Proc. Roy. Soc. Lond. 1928. A119. P. 173-181), можно получить соотношение, определяющее энергетическое расстояние от уровня Ферми до вершины потенциального барьера при энергии фотонов hν

Δφ=А- hν- (е3βU/Z)1/2, (5)

где е - заряд электрона; β - форм-фактор локального усиления напряженности поля; U - разность потенциалов внешнего поля на зазоре Z эмиттер-анод.

Выражение (5) позволяет определить и экспериментально проверить те значения напряженности полей E=U/Z и форм-фактора β, соответствующих вероятности туннелирования неравновесных фотоэлектронов или равновесных автоэмиссионных электронов, стремящиеся к 1, что соответствует условию автоэмиссионного пробоя, а в случае оптического облучения эмиттера с энергией фотона hν фотоэмиссионного пробоя. Соответствующие расчеты изменения высоты потенциального барьера при работе выхода электронов из эмиттера, равной 5 эВ, от значения напряженности поля проведены и представлены на Фиг.2.

Возможно определение работы выхода электронов из эмиттера и форм-фактор усиления локальной напряженности электростатического поля при облучении эмиттера на одной длине волны, но в этом случае необходимо измерение темновых автоэмиссионных вольт-амперных характеристик, тогда можно получить соотношения для определения работы выхода электронов из эмиттера и форм-фактор локального усиления напряженности поля из соотношений (1) и (2). Если измерять напряженность поля в В/см, расстояние эмиттер-анод в см, а работу выхода электронов А в (эВ), то, используя соотношение (5), можно получить численные соотношения, которые позволяют определить работу выхода и форм-фактор усиления локального напряженности электростатического поля при условии, что вероятность туннелирования стремится к 1.

Тогда для автоэмиссионного тока должно выполняться соотношение

А=3.6 10-4 (β V/z)1/2……………………..(6)

При облучении эмиттера лазерным или светодиодным излучением с энергией фотона hν получаем соотношение

А-hν1=3.6 10-4 (β V∞ λ1/z)1/2………………….(7),

где: V- напряжение в вольтах, соответствующее напряжению пробоя автоэмиссионного тока, когда вероятность туннелирования стремится к 1.

V∞ λ1 - напряжение в вольтах, соответствующее напряжению пробоя туннельного фотоэмиссионного тока, когда вероятность туннелирования стремится к 1, возникающая при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hν1=hc/λ1.

Используя соотношение (7) для двух длин волн УФ и видимого диапазона можно получить рабочие формулы для определения работы выхода электронов из эмиттера и форм-фактор локального усиления напряженности поля, т.е. соотношения (3) и (4).

Результаты апробации данного способа были экспериментально протестированы на основе измерения вольт-амперных характеристик при облучении углеродного наноразменого эмиттера лазерным излучением с красной -633 нм и синей λ=473 нм длиной волны излучения и темновой автоэмиссионной характеристики представлены на Фиг.3 и 4.

Используя экспериментальные результаты, представленные на Фиг.3, в соответствии с рабочей формулой (4), были найдены граничные напряжения соответствующие резкому возрастанию туннельного фотоэмиссионного тока при облучении одного и того же пространственного места в эмиттере микродиода, что позволило определить значение форм-фактора β, т.е. усиления напряженности локального электростатического поля равного 89, при этом значение работы выхода электронов из углеродного эмиттера определенное из формулы (3), равно 4.97 эВ. Значение работы выхода электронов из углерода, представленное в общепризнанной научным сообществом монографии Зи (Зи С. Физика полупроводниковых приборов. М.: Мир, 1984. 456 с.), А=5 эВ. Точность определения β и А предлагаемым способом будет максимальной при определении напряжения, соответствующего условию пробоя для автоэмиссионного тока и фотоэмиссионного тока при оптическом облучении. При экспериментальной реализации способа измеряется значение напряжения соответствующего возрастанию тока эмиссии микродиода на три порядка по сравнению с пороговым значением. Оценки погрешности определения работы выхода и возрастания локального поля на эмиттере вследствие микро- и нанорельефа его поверхности в соответствии с рабочей формулой (1-4), используя соотношение (1) и экспоненциальную зависимость туннельного тока от напряженности поля, эмиттер анод показали, что она не превышает 5% вследствие очень высокой крутизны вольт-амперной характеристики туннельной эмиссии близи условия пробоя, определяемого соотношением (1). Предлагаемый метод позволяет измерять значение локального электростатического поля на микроэмиттере с пространственным разрешением, определяемым размером оптического пучка на эмиттере. Минимальный размер лазерного сфокусированного пучка определяется дифракционным пределом, равным 1.22 λ/NA, где NA≤1, поэтому для УФ и видимого излучения такой размер ограничен длиной волны зондирующего излучения, т.е. значением 300-1000 нм.

Способ бесконтактного определения усиления локального электростатического поля и работы выхода в нано- или микроструктурных эмиттерах, характеризующийся тем, что измеряют темновую зависимость туннельного эмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и определяют значение напряжения V, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока, облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком ультрафиолетового или видимого диапазона с фиксированным значением оптической мощности и длины волны λ1, измеряют значение туннельного фотоэмиссионного тока при увеличении напряжения на аноде и фиксируют значение напряжения V∞ λ1, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока, определяют значение работы выхода А и значение усиления локального электростатического поля β в пространственной области облучения эмиттера из соотношения
β1/2=2.77·103 (hс/λ1)·z1/2/[(V)1/2- V∞ λ1)1/2] (1)
А=hс /(λ1 [1-(V∞ λ1/V)1/2]) (2)
или дополнительно облучают измеряемую поверхность эмиттера лазерным пучком на другой длине волны λ2 ультрафиолетового или видимого диапазона с максимальной разницей относительно первой длины волны, определяют значение напряжения V∞λ2, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока, и определяют значение усиления локального электростатического поля в пространственной области облучения эмиттера и значение работы выхода А из соотношения
β1/2=2.77·103 z1/2 (hс /λ1 - h с/λ2)·/[(V∞ λ2)1/2- V∞ λ1)1/2] (3)
А=(h с /λ1 - h с /λ2)/[1-(V∞ λ1/V∞ λ2)1/2] (4)
где: β - форм-фактор-величина, соответствующая усилению локальной напряженности электростатического поля в нано- или микроструктурных эмиттерах, вследствие пространственного градиента формы поверхности эмиттера, облучаемого световым пучком;
z - расстояние между эмиттером и анодом в см;
А - работа выхода электронов из эмиттера в эВ;
V- напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению автоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного автоэмиссионного тока;
V∞λ1 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного фототока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hc/λ1;
hc/λ1=hν1- энергия фотона в эВ, поглощаемая электроном эмиттера, вследствие однофотонного фотоэффекта;
V∞λ2 - напряжение в вольтах, стремящееся к напряжению фотоэмиссионного пробоя, которое контролируется по экспоненциальному возрастанию на 3-5 порядков туннельного фотоэмиссионного тока при облучении эмиттера оптическим излучением с энергией фотона hν2 соответственно с длиной волны λ2=с/ν2;
ν - частота излучения оптического диапазона;
с - скорость света;
h - постоянная Планка.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к светотехнике, а именно изготовлению светоизлучающих полупроводниковых приборов на подложке из аморфного минерального стекла. Стекловидная композиция на основе минерального стекла, содержащего окислы элементов II, и/или III, и/или IV группы периодической системы, отличается тем, что поверхность стекла покрыта выращенным слоем электропроводящего и светоизлучающего полупроводникового соединения типа A2B5, и/или A2B6, и/или А3В5, и/или А4В6.

Изобретение относится к газовым микрокриогенным машинам, а именно к регенеративным теплообменникам. В комбинированном регенеративном теплообменнике, включающем теплоизоляционный корпус, насадку, находящуюся внутри корпуса, насадка состоит из двух частей: со стороны "теплого" конца регенеративного теплообменника насадка выполнена из плетеной металлической сетки, со стороны "холодного" конца регенеративного теплообменника заполнена свинцовыми наношариками, между частями насадки установлена защитная сетка, предотвращающая проникновение свинцовых наношариков в область плетеной металлической сетки.

Изобретение относится к технологии наноматериалов и наноструктур и может применяться для получения тонкопленочных полимерных материалов и покрытий, используемых как в сенсорных, аналитических, диагностических и других устройствах, так и при создании защитных диэлектрических покрытий.

Изобретение относится к нанотехнологии, а именно к материалу и способу получения сферических конгломератов, содержащих наноразмерные частицы (НРЧ) металла, в частности меди, в оболочке из другого вещества или органического полимера.

Изобретение относится к области гигиены, санитарии и медицины, в частности, к способам лабораторной диагностики содержания нанодисперсных частиц диоксида кремния в организме работающих, к факторам риска в воздухе рабочей зоны которых относится диоксид кремния, и может быть использован для обоснования санитарно-гигиенических мероприятий по предупреждению и устранению воздействия нанодисперсных соединений.

Изобретение может быть использовано при получении материалов для электронной промышленности, в частности для литий-ионных аккумуляторов. Способ получения титаната лития включает получение смеси, содержащей соединения титана и лития, и термообработку полученной смеси с последующим обжигом продукта термообработки.

Способ получения слоистого наноматериала, включающий формирование слоев различного состава, отличается тем, что, по крайней мере, одну из граничащих друг с другом областей соседних слоев, в пределах ее толщины, по меньшей мере, равной трем монослоям, формируют из неоднородных по структуре элементов, которые хотя бы в одном направлении имеют размеры, кратные периоду решетки соседнего слоя и/или четверти длины волны своих валентных электронов.
Изобретение относится к наноструктурному термоэлектрическому материалу. Материал содержит теллурид сурьмы в виде тройного твердого раствора состава ВixSb2-xТе3, где х имеет значения от 0,4 до 0,5, и дисперсный наполнитель, выполненый из ультрадисперсного алмаза со средним размером частиц от 3 до 5 нм.

Изобретение относится к полупроводниковым нитридным наногетероструктурам и может быть использовано для изготовления светодиодов ультрафиолетового диапазона с длинами волн в диапазоне 260-380 нм.
Изобретение относится к способу получения низкозастывающего дизельного топлива путем гидрогенизационной переработки нефтяного сырья в присутствии катализаторов, при повышенных температуре и давлении, и последующей ректификации гидрогенизата с выделением легкой и тяжелой дизельных фракций, которые в дальнейшем смешивают, где в качестве нефтяного сырья используют смесь газойля прямой перегонки нефти и широкой бензиновой фракции замедленного коксования, в соотношении от 95:5% масс., до 70:30% масс., которую подвергают последовательно гидроочистке, каталитической гидродепарафинизации и дополнительной гидроочистке, при этом объем катализаторов от общей загрузки составляет: гидроочистки - 45-65% масс., каталитической гидродепарафинизации - 20-35% масс., дополнительной гидроочистки - 10-30% масс.

Способ формирования наноразмерных структур предназначен для получения полосок тонких пленок наноразмерной ширины с целью их исследования и формирования элементов наноэлектромеханических систем (НЭМС). Сущность изобретения заключается в том, что в способе формирования наноразмерных структур, включающем получение заготовок тонких пленок и выделение из них полосок тонких пленок, по меньшей мере, одну заготовку тонкой пленки закрепляют внутри заполненного объема, который устанавливают в держатель микротома таким образом, чтобы плоскость заготовки тонкой пленки оказалась непараллельна плоскости реза, после этого ножом осуществляют рез заполненного объема с, по меньшей мере, одной заготовкой тонкой пленки и получение плоского фрагмента с полоской тонкой пленки. Существуют варианты, в которых заполненный объем устанавливают в держателе микротома таким образом, чтобы плоскость заготовки тонкой пленки оказалась перпендикулярна плоскости реза и перпендикулярна направлению реза; или заполненный объем устанавливают в держателе микротома таким образом, чтобы плоскость заготовки тонкой пленки оказалась перпендикулярна плоскости реза и параллельна направлению реза. Существуют также варианты, в которых после осуществления реза проводят исследование зондом сканирующего зондового микроскопа поверхности заполненного объема с, по меньшей мере, одной заготовкой тонкой пленки; или производят модификацию заготовки тонкой пленки, расположенной внутри заполненного объема. Существуют также варианты, в которых модификация заготовки тонкой пленки заключается в механическом воздействии на нее зондом; или в электрическом воздействии на нее зондом; или в электрохимическом воздействии на нее зондом; или в воздействии на нее электронным пучком; или в воздействии на нее ионным пучком; или в воздействии на нее рентгеновским пучком; или в воздействии на нее пучком альфа-частиц; или в воздействии на нее пучком протонов; или в воздействии на нее пучком нейтронов. Существует также вариант, в котором внутри заполненного объема закрепляют набор заготовок тонких пленок; при этом заготовки тонких пленок расположены параллельно друг другу. Существует также вариант, в котором в качестве тонких пленок используется графен. Все перечисленные варианты способа расширяют его функциональные возможности. 16 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области оценки свойств дисперсных материалов и может быть использовано для разработки энергетических нанотехнологий в разных отраслях промышленности и областях знаний, а также для разработки и управления самоорганизующихся систем, открывает возможности для изучения новых принципов построения технических устройств. Для установления дальности перемещения движущихся объектов, направления их перемещения, определения количества и размеров частиц в секторах ограничительной окружности используют объект-препарат из бумаги с нанесенной на нее ограничительной линией шириной 5-6 мм в виде окружности с помеченным центром, направлением расположения видеокамеры и разбитой на сектора тонкими линиями окружности из гидрофобного материала. При этом в помеченном центре ограничительной окружности размещают шаблон, в который помещают дисперсный материал. Затем в ограничительную окружность вносят изучаемую жидкость в количестве, обеспечивающем толщину слоя жидкости над изучаемым материалом. Далее подводят его к центру капилляр на высоте 1-6 мм, содержащий поверхностно-активное вещество, включают видеокамеру на фиксирование изменений поверхности. После завершения процесса перемещения самоорганизующихся объектов на поверхности изучаемого материала видеокамеру отключают, пластину с объектом-препаратом и изучаемым материалом внутри шаблона оставляют высыхать, не сливая воду с поверхности объекта-препарата. Затем с помощью микроскопа определяют в каждом секторе количество частиц и их размеры возле ограничительной окружности, по которым определяют, в каком направлении объекты преимущественно перемещались и примерный состав движущихся объектов. Техническим результатом является обеспечение возможности установления дальности перемещения движущихся объектов, направления их перемещения, определения количества и размеров частиц в секторах ограничительной окружности. 9 ил., 4 пр.
Группа изобретений относится к катализаторам циклизации нормальных парафиновых углеводородов. Катализатор содержит носитель, который готовят с использованием высококремнеземного цеолита KL и бемита, а каталитически активное вещество представляет собой как иммобилизованные на поверхности катализатора кристаллиты платины, так и локализованные внутри канала цеолита частицы платины, характеризующиеся размером 0,6-1,2 нм. Размер частиц бемита не более 45 мк. Размер частиц цеолита не более 0,2 мм. Соотношение ингредиентов находится в следующих пределах (мас.%): платина - 0,3-0,8; бемит - 19,9-59,5; цеолит KL - 79,8-39,7. Катализатор может дополнительно содержать оксидный и/или металлический промотор, выбранный из металлов: Sn, In, Ir, Re, Ba. Группа изобретений также включает способы получения катализаторов, включающие приготовление гранулированного носителя на основе цеолита и гидроксида алюминия и нанесение платины на носитель. 4 н.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.

Изобретение относится к наноструктурированным материалам с сегнетоэлектрической активностью. Технический результат заключается в получении сегнетоэлектрического материала с высокими и регулируемыми диэлектрическими и пироэлектрическими характеристиками. Нанокомпозитный материал с сегнетоэлектрическими свойствами содержит в качестве связующего вещества кремнезем SiO2, а в качестве сегнетоактивного вещества соль триглицинсульфата (NH2CH2COOH)3·H2SO4 при следующем соотношении компонентов, мас.%: SiO2 - 56-75, триглицинсульфат - 25-44. Материал имеет зернистую структуру с размерами зерен от 50 до 80 нм. 2 ил., 5 пр.
Изобретение относится к медицине. Описан двухфазный материал заменителя костной ткани на основе фосфата кальция / гидроксиапатита (САР/НАР), включающий ядро из спеченного CAP и как минимум один равномерный и закрытый эпитаксически нарастающий слой нанокристаллического НАР, нанесенный сверху на ядро из спеченного CAP, причем эпитаксически нарастающие нанокристаллы имеют такой же размер и морфологию, что и у минерала костей человека, то есть длину от 30 до 46 нм и ширину от 14 до 22 нм. Описан также способ получения материала заменителя костной ткани на основе САР/НАР, включающий этапы: а) изготовления ядра из спеченного материала CAP, b) погружения ядра из спеченного материала CAP в водный раствор при температуре от 10°С до 50°С для запуска процесса преобразования CAP в НАР, при помощи которого на поверхности ядра из спеченного материала CAP образуется равномерный и закрытый эпитаксически нарастающий слой нанокристаллического гидроксиапатита, причем эпитаксически нарастающие нанокристаллы имеют такие же размер и морфологию, что и у минерала костей человека, с) прекращения преобразования путем отделения твердого материала от водного раствора при наличии равномерного и закрытого покрытия из как минимум одного нанокристаллического слоя НАР, но до полного завершения процесса преобразования, d) необязательной стерилизации отделенного материала с этапа с), и применения вышеупомянутого материала заменителя костной ткани в качестве имплантата или протеза для остеогенеза, регенерации костей, восстановления костей и/или реплантации костей в месте повреждения у человека или животного. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 3 табл., 6 пр.

Изобретение относится к медицине, конкретно к области нетканых материалов, предназначенных для изготовления одноразовых изделий медицинского и санитарно-гигиенического назначения, фильтровальных материалов. Описан нетканый материал, который состоит из нескольких слоев и включает скрепленные между собой путем точечного склеивания подложку с полиамидными нановолокнами, содержащими по меньшей мере одно антимикробное вещество, и защитный слой. Полиамидные нановолокна изготовлены из полиамида и могут быть фиксированы на подложке с помощью жидкого адгезива. В качестве подложки для нановолокон и защитного слоя используются нетканые волокнистые материалы с плотностью от 15 до 90 г/м2: полипропиленовый, полиэфирный, целлюлозно-полиэфирный, целлюлозный или бумага. Полиамидные нановолокна содержат по меньшей мере одно антимикробное вещество в количестве от 0,4 до 35% от массы нановолокон из ряда: гуанидины, наночастицы металлов, стабилизированные соли серебра, соли четвертичных аммониевых оснований. Материал обладает антимикробной активностью до 100%, высокой воздухопроницаемостью до 1300 л/м2ч, устойчив к разрывным нагрузкам. 8 з.п. ф-лы, 2 ил., 5 пр.

Изобретение относится к средствам маркировки изделий. Технический результат заключается в повышении степени защиты маркировки. Способ основан на внедрении квантовых наностержней в трековые поры полимерных мембран и заключается в создании фотоиндуцированной анизотропии люминесценции в слое наностержней. Для этого в линейно-поляризованном свете осуществляется селективное воздействие света определенной длины волны на часть наностержней, пространственная ориентация которых в образце совпадает с направлением электрического вектора света, воздействующего на образец. Таким образом решается задача упрощения способа изготовления, расширения технологического подхода и снижения требований к точности контроля параметров скрытых меток с поляризационным контрастом в процессе их изготовления. 6 ил.

Способ получения слоистого наноматериала, включающий формирование слоев различного состава, отличается тем, что в пределах толщины граничащих друг с другом областей слоев, равной трем монослоям, формируют иную конфигурацию и/или плотность химических связей атомов, чем в соответствующих по толщине и граничащих друг с другом областях объемных фаз материала слоев. Использование заявленного изобретения обеспечивает возможность получения композитных слоистых наноматериалов с новыми или улучшенными потребительскими свойствами. 20 ил.

Изобретение относится к области супрамолекулярной химии, в частности получению низкоконцентрированных гелей на основе N-ацетил-L-цистеина и нитрата серебра. Способ получения низкоконцентрированных гелей на основе N-ацетил-L-цистеина и нитрата серебра включает приготовление водного раствора N-ацетил-L-цистеина и водного раствора нитрата серебра, смешивание растворов таким образом, чтобы концентрации компонентов в смеси были равны и находились в диапазоне от 1 мМ до 1,8 мМ. Затем смесь оставляют вызревать в защищенном от света месте на 18 ч при комнатной температуре. 1 табл., 4 ил.

Изобретение относится к медицине, в частности к способу диагностики мультиформной глиобластомы методом магнитно-резонансной томографии(МРТ).Способ включает МРТ-исследование до и после внутривенного введения контрастного вещества. В качестве последнего используют магнитные наночастицы оксида железа, стабилизированные биосовместимым полимером и конъюгированные с моноклональными антителами к фактору роста эндотелия сосудов. Частицы имеют гидродинамический диаметр менее 150 нм. При этом МРТ-исследование проводят в режиме Sucseptibility Wieghted Imaging (SWI),обеспечивающем получение взвешенного по магнитной восприимчивости изображения исследуемого участка. Вывод о наличии мультиформной глиобластомы делают по результатам сравнения MP-снимков до и после введения контрастного вещества согласно областям уменьшения яркости изображения на МР-снимках. Способ обеспечивает повышение достоверности и информативности диагностики за счет повышения контрастности областей, соответствующих тканям глиобластомы, ее сосудов и очагов неоангиогенеза. 12 з.п. ф-лы.,4 пр., 1 табл., 1 ил.
Наверх