Обновлены сведения о ходе выполнения проектов в 2014-2016 гг. в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы»

Читать далее
16.11.2016

Обновлены сведения о ходе выполнения проектов в 2014-2016 гг. в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы».

 

Читать далее
16.11.2016

17 июня 2016 г. (пятница) в 16:20 в конференц-зале НИФТИ ННГУ состоится расширенный семинар отдела «Физики металлов» НИФТИ ННГУ и кафедры физического материаловедения ННГУ по материалам диссертации Малова В.С. на соискание ученой степени кандидата технических наук. Приглашаются все желающие!

Читать далее
16.06.2016

Обновлены сведения о ходе выполнения проектов в 2015 г. в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы»

Читать далее
26.04.2016

2012

Важнейшие научные результаты 2012 года

1.

Наименование результата:

Получены нано- и микрокристаллические термостабильные титановые сплавы с эффектом одновременного повышения прочности и коррозионной стойкости для атомного машиностроения и ядерной энергетики. Разработанные сплавы обладают более высокими механическими свойствами и коррозионной стойкостью по сравнению с новыми перспективными материалами, разрабатываемыми в настоящее время для трубных систем ЯЭУ (сплав 42ХНМ, ЧС-33, сплав 27, РК-20, Grade 9).

Назначение: высокоответственные элементы конструкций (теплообменники, элементы трубных систем и др.) транспортных (судовых) ядерно-энергетических установок, используемых на ледоколах, плавучих АЭС, кораблях ВМФ и др.

Описание: В настоящее время титановые сплавы способны обеспечить решение широкого круга задач энерго- и ресурсосбережения в области ядерной энергетики и атомного машиностроения, причем наиболее перспективным направлением развития является разработка нового перспективного высокопрочного коррозионно- и радиационно-стойкого титанового сплава, обеспечивающего гарантированный длительный ресурс высокоответственных элементов АЭС, способного обеспечить требуемую долговременную надежность, стабильность и экологическую безопасность ядерной энергетической установки.

Вместе с тем, опыт эксплуатации промышленных титановых сплавов в составе транспортных ЯЭУ, используемых, например, в отечественных ледоколах, показывает, что крупнозернистые титановые сплавы систем Ti-Al-V (сплавы ПТ-3В) и Ti-Al-Zr (сплав ПТ-7М), полученные по стандартным режимам заводской термомеханической обработки ОАО «Чепецкий механический завод», обладают малой прочностью, а также повышенной склонностью к межкристаллитной коррозии и коррозионно-усталостному разрушению.

Лавинообразный характер межкристаллитной горячесолевой коррозии (развивающейся, например, вследствие попадания забортной воды, течи в сварных соединениях теплообменного оборудования, повышения солесодержания в воде и др.) и коррозионно-усталостного разрушения приводит к катастрофическому разрушению теплообменного оборудования ЯЭУ и, как следствие, уменьшению времени межремонтного интервала и повышения расходов, связанных с проведением работ по диагностике теплообменного оборудования ЯЭУ.

Разработанный способ получения титановых сплавов, основанный на расчете и выборе оптимальных режимов равноканального углового прессования (РКУП) и термической обработки, обеспечивает формирование в промышленных титановых сплавах системы Ti-Al-V нано- и субмикрокристаллической структуры с комплексом повышенных (по сравнению с обычными титановыми сплавами, получаемыми по стандартной технологии термомеханической обработки) физико-механических и инженерных свойств - одновременное повышение прочности в 1.5-2 раза (предел прочности 1200 МПа) и пластичности в 4 раза (относительное удлинение 47.5-50%) при комнатной температуре, реализацию эффекта сверхпластичности (пластичность составляет 480-500%, что в 2-2.5 раза превышает пластичность обычного титанового сплава при данной температуре), а также повышенную стойкость к горячесолевой межкристаллитной коррозии (в 4-6 раз) и стойкость к коррозионно-усталостному разрушению (в 9-10 раз). При этом оптимизация режимов равноканального углового прессования и термической обработки обеспечивает уровень термической стабильности нано- и субмикрокристаллической структуры на уровне, соответствующем обычному крупнозернистому состоянию.

Промышленное производство изделий-заготовок из титановых сплавов с одновременно повышенной прочностью и коррозионной стойкостью позволит обеспечить повышенный уровень надежности и ресурса высокоответственных элементов конструкций ЯЭУ, изготавливаемых из этих сплавов.

Правовая защита:

1. Ноу-хау «Способ изготовления заготовок из высокопрочных коррозионно-стойких субмикрокристаллических титановых сплавов Ti-Al-V для высокоответственных узлов и элементов конструкций современных транспортных (судовых) ядерно-энергетических установок» (приказ ректора ННГУ №27-ОД от 29.01.2013 г. о введении режима коммерческой тайны в отношении ноу-хау).

2. Заявка на патент РФ «Способ изготовления высокоответственных изделий из трёхкомпонентного титанового сплава».

3. Статья в журнале «Доклады академии наук» (2012) г. совместно с коллективом ОАО «ОКБМ Африкантов» (г. Нижний Новгород), входящим в состав ГК «РОСАТОМ».

 

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ:

Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика.

Стадия готовности к практическому использованию

Разработаны лабораторные образцы и проведена их аттестация.

Авторы:

Чувильдеев В.Н., Нохрин А.В., Лопатин Ю.Г., Копылов В.И., Козлова Н.А., Грязнов М.Ю.

Публикации:

 

 

 

2.

Наименование результата:

Технология изготовления оптоэлектронных элементов на основе полупроводниковых структур со слоями кремния и кремний-германия для ядерной энергетики и смежных областей.

В качестве метода выращивания полупроводниковых структур выбран метод сублимационной молекулярно-лучевой эпитаксии (СМЛЭ) с газовым источником GeH4 и сублимационным источником Si. Излучатель (светодиод) изготовлен на базе Si p-i-n-структур с многослойным массивом самоформирующихся островков Ge в i-области. Альтернатива ему – светодиод на основе диодных структур со слоями Si, легированными атомами Er (эрбия). Фотоприемная часть радиационно-стойких материалов оптоэлектронных компонентов изготовлена на основе гетероструктур с массивом островков SiGe. Изготовленные диодные структуры со слоями Si:Er проявляют стойкость к радиационному воздействию. Облучение практически не влияет на спектр фоточувствительности и на основные электрические параметры фотодиодов в  спектральной области межзонного оптического поглощения в наноостровках SiGe.

Назначение: Полученные результаты или созданная на их основе инновационная продукция может найти практическое применение при разработке и/или создании компонентной базы радиационно-стойких электронных и оптоэлектронных устройств в электронной и оборонной или космической областях.

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ:

Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика.

Стадия готовности к практическому использованию

Созданы макеты Si-SiGe элементарных оптронов (оптопар) на основе излучателей и фотоприемников излучения с длинной волны излучения 1,3 – 1,55 мкм, соответствующей области прозрачности диоксида кремния, и исследованы их оптоэлектронные характеристики.

Авторы:

Шенгуров В.Г., Денисов С.А., Чалков В.Ю., Матвеев С.А., Тетельбаум Д.И., Михайлов А.Н., Белов А.И.,  Филатов Д.О., Корнаухов А.В., Алябина Н.А., Горшков А.П., Марычев М.О.

Публикации:

 

 

3.

Наименование результата:

Способ формирования рентгеновского излучения и рентгеновский монохроматор.

Управление дисперсионными свойствами блока  кристалл-монохроматора (КМ) осуществляется ИК лазером, длиной волны 0,98 мкм. Управление тепловым потоком от ИК лазера осуществляется изменением протекающего через него постоянного электрического тока, источником которого служит программируемый источник постоянного тока, значение которого задается программным модулем (ПМ). ПМ, позволяет автоматически рассчитывать токи через ИК лазер и элемент Пельтье (ЭП) в соответствии с заданным значением полуширины кривой качания (КК) кристалл-монохроматора.

В данном блоке выполнен механизм стабилизации температуры кристалл-монохроматора. Изменение температуры КМ, а, следовательно, изменение положения его КК достигается изменением температуры на поверхности ЭП. Температура поверхности ЭП регулируется величиной протекающего через него электрического тока. Ток через ЭП задается через программируемый источник постоянного тока и управляется через интерфейсы ПМ. Данные интерфейсы предусматривают возможности калибровки и управления ИК лазером и элементом Пельтье, а также сохранения полученных данных. Полуширина КК кристалл-монохроматора может изменяться от 10 до 80 угловых минут

Область применения: Разработанный модуль кристалл-монохроматора может быть использован в рентгеновской топографии для получения дополнительной информацию о реальной структуре исследуемых кристаллов, что обеспечивается расширением их областей дифракционного отражения. Практическое применение модуля КМ возможно также по следующим направлениям:

-методы интегральной диагностики совершенства кристаллов,

-подстройка (перестройка) длины волны при исследовании спектров резонансного неупругого рассеяния рентгеновских лучей (RIXS) и исследовании спектров вблизи края поглощения,

-настройка сложных рентгеновских схем,

-рентгеновская спектроскопия и дифрактометрия

Правовая защита:

Патент на изобретение № 2449394 (РФ). Опубликовано: 27.04.2012 Бюл. № 12

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ:

Индустрия наносистем

Стадия готовности к практическому использованию

Изготовлен опытный образец кристалл-монохроматора, проведены экспериментальные исследования

Авторы:

Трушин В.Н., Маркелов А.С. Чупрунов Е.В.

Публикации:

 

 

4.

Наименование результата:

Разработан комплекс аппаратуры для контроля и диагностики бортовых систем космических аппаратов.

Назначение: Контроль и диагностика объектов космической техники. Контроль функционирования бортовых радиотехнических комплексов космических аппаратов. Имитация помех в цепях питания и цепях команд управления аппаратурой. Генерация стимулирующих воздействий на объект контроля, многоканальная регистрация работы испытываемого объекта, обработка сигналов, представление и протоколирование результатов в условиях жестких эксплуатационных требований.

Область применения:

Авиационные и космические технологии, многоканальные системы сбора и обработки информации о сложных технических объектах

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ:

Транспортные и космические системы.

Стадия готовности к практическому использованию

разработана конструкторская документация, программное обеспечение, эксплуатационная документация, опытный образец

Авторы:

Фидельман В.Р., Логинов А.А., Минеев С.А., Морозов О.А., Овчинников П.Е., Сорохтин М.М.

Публикации:

 

 

5.

Наименование результата:

Обнаружена сенсибилизация фотолюминесценции эрбия в пленках диоксида кремния, содержащих нанокластеры кремния, при ионном легировании фосфором.

Одним из перспективных направлений является создание эффективных излучателей на длине волны ~ 1,5 мкм, соответствующей области прозрачности диоксида кремния, с целью их применения в интегральной нано- и оптоэлектронике. В качестве таких излучателей используются ионы эрбия, растворенные в различных оксидных матрицах, среди которых наибольшее практическое значение имеют пленки SiO2 на кремнии. Их изготовление и применение совместимо с традиционной кремниевой технологией. Однако, весьма низкая эффективность люминесценции эрбия в SiO2 требует введения в пленку сенсибилизаторов. В последнее время установлено, что в качестве таких сенсибилизаторов могут успешно служить нанокластеры (НК) кремния, в которых при лазерной или электрической накачке генерируются электронно-дырочные пары, безызлучательно передающие энергию возбуждения излучательным эрбиевым центрам. Эффективность указанного процесса зависит от того, в какой степени подавлены другие безызлучательные процессы, препятствующие функционированию канала передачи энергии от возбужденных НК кремния излучательным центрам Er, а также от структуры НК: аморфные НК обладают лучшей сенсибилизирующей способностью по сравнению с кристаллическими.

В настоящей работе установлено, что ионная имплантация фосфора в легированные эрбием пленки SiO2 с НК Si при определенных дозах имплантации и температурах постимплантационного отжига, сохраняющих аморфное состояние НК, приводит к значительному усилению фотолюминесценции эрбия. Это обусловлено как влиянием фосфора на электронный спектр НК, так и подавлением фосфором безызлучательной рекомбинации экситонов.

Данный результат обладает новизной на мировом уровне и может быть использован для создания эффективных излучателей на длине волны ~1,5 мкм, совместимых с промышленной кремниевой технологией, для оптоэлектронных и наноэлектронных устройств, в частности интегральных схем с оптической передачей сигналов между чипами и внутри чипов.

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ:

Индустрия наносистем

Авторы:

Д.И. Тетельбаум, А.Н. Михайлов, А.И. Белов, Д.С. Королев, В.А. Бурдов, В.А. Беляков

Публикации:

 

 

6.

Наименование результата:

На основе гетероструктуры AlInGaAs/GaAsP/AlGaAs/GaAs создан полупроводниковый лазерный диод, генерирующий две близкие частотные полосы на ТЕ- и ТМ-модах при электрической накачке. Разница между пиками интенсивности ТЕ и ТМ-мод составила 1-2 нм. Создание подобного лазерного диода  открывает возможность реализации генерации разностной частоты за счет квадратичной нелинейности полупроводника в терагерцовом диапазоне частот.

Наличие решеточной нелинейности в полупроводниках A3B5 позволяет осуществить генерацию двухполосного излучения для выделения разностной частоты в дальнем ИК. Проблема осуществления двухполосной генерации с близкими частотами заключается в интенсивном поглощении коротковолнового излучения в длинноволновой яме. Во избежание поглощения наиболее коротковолнового излучения квантовой ямой, генерирующей длинноволновое излучение, предложено использовать моды с разными поляризациями – TE и TM моды.

Область применения: Может применяться в качестве источника ближнего ИК-излучения для нелинейно-оптического преобразования частот терагерцового диапазона, а также в качестве самостоятельного источника двухчастотного лазерного излучения для телекоммуникационного, медицинского и специального назначения

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ:

Индустрия наносистем

Стадия готовности к практическому использованию:

Лабораторный образец

Авторы:

Алешкин В.Я., Бирюков А.А., Дикарёва Н.В., Дубинов А.А., Звонков Б.Н.,  Карзанова М.В., Некоркин С.М

Публикации:

 

 

7.

Наименование результата:

«Программный компонент моделирования энергообмена и релаксации электронных состояний в массивах нанокристаллов по методу Монте-Карло с использованием графических ускорителей»

Программный компонент предназначен для комплексного исследования оптических и транспортных свойств композитных наноструктурированных материалов, которые могут быть использованы при разработке оптоэлектронных устройств.

На основе метода Монте-Карло разработан программный комплекс для моделирования фотолюминесценции и переноса возбуждений в наноструктурах с учетом различных механизмов энергетической релаксации в массивах нанокристаллов полупроводников, внедренных в диэлектрическую матрицу.  Получено хорошее согласие результатов моделирования спектра люминесценции нанокристаллов Si в диэлектрической матрице SiO2 спектра излучения с экспериментальными данными.

В настоящий момент компьютерным моделированием оптических свойств различных наноструктурированных объектов занимаются несколько исследовательских групп как в России, так и за рубежом. В России можно выделить проекты nanoModel 2.9 ФГБУН Центра фотохимии РАН, а также HPC-NASIS II  разработанный НИУ ИТМО. Среди мировых аналогов можно назвать программу Atomistix ToolKit фирмы QuantumWise (www.quantumwise.com) или пакет NWChem, разработанный  Pacific Northwest National Laboratory. В основе технологии расчета всех этих программных продуктов лежат первопринципные методы, что позволяет моделировать изолированные нанообъекты содержащие до нескольких тысяч атомов. Однако реальные структуры содержат миллионы нанокластеров, каждое из которых, в свою очередь, также состоит из сотен и тысяч атомов. Использование собственных теоретических моделей и методов параллельного программирования позволяет нашей программе рассчитывать систему из миллионов взаимодействующих нанокристаллов.

Область применения: Выполнение работ по моделированию оптических и транспортных свойств конкретных наноструктур с заданной геометрией и морфологией для научно научных лаборатории университетов и предприятий, занимающиеся разработкой, проектированием и производством оптоэлектронных приборов и устройств.

Правовая защита: Патент №2012660357.

 

Приоритетное направление развития науки, технологий и техники в РФ:

Информационно-телекоммуникационные системы

Стадия готовности к практическому использованию:

Программный компонент  апробирован и используется для исследования кремниевых нанокластеров

Авторы:

Беляков В.А.

Публикации: