Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук

Совместная работа сотрудников НТЦ УП, Института геофизики и планетологии Гавайского университета

С апреля по июль 2015 г. проходила совместная работа научных сотрудников НТЦ УП РАН с научными сотрудниками Института геофизики и планетологии Гавайского университета, Гонолулу, в США. НТЦ УП РАН представлял П. В. Зинин и Д.Ю. Великовский.

Целью командировки являлось проведение совместных работ по двум направлениям: измерение скорости звука в железе при высоких давлениях и температурах, а также исследование оптических свойств графито-подобных материалов, состоящих из углерода, азота и бора (C3N4, BC2N, BC8), при высоких и нормальных давлениях.

Исследование упругих свойств железа представляет интерес для геофизики. Понимание упругого поведения минералов под воздействием высокого давления является решающим фактором для развития модели структуры Земли, поскольку основную информацию о недрах Земли ученые извлекают из анализа сейсмологических данных. Для проведения экспериментальных исследований по изучению упругих свойств железа при высоких давлениях Д. Великовский провел серию экспериментов в Чикагском университете на установке, разработанной сотрудником НТЦ УП РАН П. Зининым. Установка была разработана в сотрудничестве с Лабораторией акустики Французского университета г. Майнса (UdM, Майнс, Франция, V.Gusev, N.Chigarev), где впервые была продемонстрирована возможность измерения скорости продольных и поперечных волн в непрозрачном слое железа при высоких давлениях методом лазерного ультразвука. Основная идея системы лазерного ультразвука состоит в том, чтобы использовать ультракороткий наносекундный импульсный лазер и лазер непрерывного возбуждения для удаленного возбуждения и обнаружения акустических волн в материалах при высоком давлением и температуре в алмазной наковальне. Главное преимущество этого метода состоит в том, что не требуется никаких дополнительных данных для измерения упругих свойств (например, сведений о толщине образца под высоким давлением).

Интерес к синтезу новых кубических BCx фаз или BCx гетеро-алмазов связан с теоретическим предсказанием возможности высокотемпературной сверхпроводимости в таких материалах. Исследования по изучению влияния высоких давлений, температур, а также концентрации азота на трансформацию химических связей графитоподобных С-N материалов методами комбинационного рассеяния позволит получить условия для трансформации sp2sp3 гибридизированных связей в С-N-фазах, и, возможно, условия для синтеза твердых C3N4-фаз. В результате экспериментов, поведенных в Гавайском университете, были получены спектры комбинационного рассеяния бор- и азот-содержащих графитоподобных материалов (ВС8, BC2N), впервые исследована зависимость структуры спектров комбинационного рассеяния C3N4-фаз от давления (вплоть до 43 ГПА) и наноструктуры. П. Зинин также принял участие в разработке системы по измерению комбинационного рассеяния и спектроскопии индуцированной лазером плазмы для дистанционного зондирования минералов. По результатам командировки планируется опубликование трех статей.

Фотография Гонолулу и Гавайского университета. Гавайский университет находится в долине в правой части фотографии
Фотография Гонолулу и Гавайского университета. Гавайский университет находится в долине в правой части фотографии.