Главная – Журналы – Поиск по журналам

Предложено применение фотополимерной стереолитографии для создания миллифлюидных устройств для проведения спектроскопических исследований. Работоспособность подхода была продемонстрирована на примере создания миллифлюидной кюветы для исследования одиночных ооцитов мыши методом комбинационного рассеяния света (КРС) в условиях меняющегося состава окружающего раствора. Показано, что при использовании конструкции кювет типа «сэндвич» возможно проведение измерений КРС от образцов внутри кюветы, несмотря на интенсивный сигнал от материала, из которого кювета изготовлена.

Предложен метод определения ориентации направления пор в металлоорганических каркасных структурах по спектрам поляризованного комбинационного рассеяния света. В методе используется чувствительность интенсивности линий комбинационного рассеяния света к геометрии распространения в кристалле. Работоспособность метода показана на кристаллах DUT-8 (Ni, Co). Интерпретация полученных результатов выполнена на основе анализа симметрии и направления колебаний в рамках периодических вычислений теории функционала электронной плотности. Одновременный подход позволил описать колебания и найти главную ориентацию кристалла, коллинеарную направлению пор. Знание ориентации пор необходимо для задач адсорбции и конструирования сложных многокомпонентных материалов на базе металлоорганических каркасных соединений.

Теоретически исследован новый метод генерации лазерного излучения без инверсии населённостей в «красном» крыле D₁-линии атомов щелочных металлов при резонансном поглощении широкополосного излучения лазерных диодов накачки на переходе D₁. Причиной возникновения лазерной генерации является то обстоятельство, что в красном крыле спектральной линии вероятность вынужденного испускания превышает вероятность поглощения, если однородное уширение из-за взаимодействия активных частиц с буферным газом существенно превышает естественное (при больших давлениях буферного газа). Получены аналитические формулы, представляющие работу лазера на парах щелочных металлов при поперечной диодной накачке. Выяснено, что наиболее перспективным объектом для наблюдения лазерной генерации без инверсии населённостей в красном крыле D₁-линии атомов щелочных металлов являются атомы цезия. В достаточно длинной активной среде (длина среды в 50 раз превышает её ширину) эффективность преобразования излучения накачки в лазерное излучение может достигать 57 % при давлении буферного газа 5 атм, интенсивности излучения диодов накачки 5 кВт/см² и полуширине его спектра 1 см^-1. Частота лазерного излучения может перестраиваться на несколько десятков см^-1.

Узкие спектральные моды, формирующие спектр генерации волоконного лазера вынужденного комбинационного рассеяния со случайной распределённой обратной связью вблизи порога генерации, представляют большой интерес как с фундаментальной, так и с практической точки зрения. Малая спектральная ширина, стохастический характер генерации и относительно короткое время жизни предъявляют значительные требования к экспериментальному оборудованию и методикам. Обсуждаются экспериментальные подходы, позволяющие произвести всестороннюю характеризацию таких мод.

Методом комбинационного рассеяния света (КРС) исследовались образцы ископаемых углей из различных месторождений. Обнаружен необычный вид спектра КРС угольного графита из месторождения Сэрэген (Таймыр). Спектр состоит из интенсивных узких полос, характерных, как правило, для монокристаллов, в отличие от стандартных спектров для ископаемых углей - уширенные полосы D и G и слабо выраженный спектр КРС второго порядка. Исследования показали, что нет прямой аналогии между спектрами таймырского образца угольного графита и спектрами КРС других аллотропных форм углерода. На основании проведённых экспериментов сделано предположение, что есть вероятность существования новой аллотропной формы углерода.

Приведены результаты по изменению параметров псевдо-МОП-транзисторов на мезаструктурах кремний-на-сапфире (КНС) при облучении быстрыми тяжёлыми ионами (БТИ) Xe⁺²⁶ (150 МэВ) и Bi⁺⁵¹ (670 МэВ) до флюенса 2 ⋅ 10¹¹ см^-2, свидетельствующие о накоплении механических напряжений и зарядов в промежуточных сегнетоэлектрических (Fe) слоях плёнок HfO₂ (HO) толщиной 20 нм, Hf_0,5Zr_0,5O₂ (HZO), ламинированных вставками из монослоёв Al₂O₃ (HA, HZA) или без них. Гетероструктуры КНС формировались прямым сращиванием и водородным переносом плёнки кремния (500 нм) с предварительно нанесёнными методом плазменно-стимулированного атомно-слоевого осаждения нанослоями HA, HZA на сапфир. Электрофизические параметры определялись из стокозатворных характеристик ( I_ds-V_g ) псевдо-МОП-транзисторов c вольфрамовыми сток/истоковыми электродами толщиной 100 нм, нанесёнными магнетронным напылением на КНС-мезаструктуры через литографическую маску. Сравнение этих характеристик с данными рамановского рассеяния показало соответствие введённых облучением БТИ механических напряжений сжатия в кремнии с отношениями объёмов треков Xe и Bi в сегнетоэлектрике HA и сапфире.

Предложена методика обработки зашумлённых спектральных данных, позволяющая реализовать математически обоснованную селекцию острых пиков сигнала на неизвестном гладком фоне, для которого отсутствует достоверная теоретическая модель. Основная идея методики состоит в построении оптимизирующего функционала, дающего наиболее вероятные параметры спектральных линий. В отличие от метода регуляризации Тихонова, где из зашумлённого сигнала выделяется гладкая неизвестная функция, в нашем случае рассматривается задача регуляризации суперпозиции гладкой функции фона с острыми пиками. Предлагаемый подход даёт алгоритм обработки экспериментальных данных, позволяющий отфильтровывать случайный шум и определять как параметры пиков, так и функцию фона с хорошей точностью. Нахождение оптимальных параметров регуляризации основано на априорных предположениях о гладкости функции фона и статистических свойствах случайного шума.

Анализируются ценотические позиции 21 арктоальпийского и арктического вида сосудистых растений в разных подзонах тайги в сравнении с тундровой зоной. В основе анализа лежит выборка из 2234 геоботанических описаний, выполненных в 1996-2007 гг. В таежной зоне Европейской России виды тяготеют к богатым (прежде всего карбонатным или сульфатным), но холодным почвам. Режим континентальности климата имеет на них меньшее влияние. Многие арктоальпийские виды проникают под полог светлохвойных лесов на известняках и гипсах, но на силикатах встречаются лишь в безлесных сообществах. Бóльшая часть арктических видов приурочена к засоленным почвам морских побережий. В составе арктической фракции в таежной зоне выделяются три флороэлемента - перигляциально-карстовый, в позднем плейстоцене составлявший “ядро” дриасовых флор, приморский и околоводно-болотный, каждый с рядом субэлементов. Выделение последних обусловлено экоценотическими различиями видов и историко-климатическими причинами, породившими разные волны их миграции. Субэлементы перигляциально-карстового элемента обусловлены тем, произрастает ли вид лишь на обнажениях известняков и гипсов (карстовый субэлемент) либо также на силикатных скалах, низкотравных лугах или в сосновых борах на песках (скальный, скально-пустошный и скально-боровой субэлементы). Преобладают арктоальпийские виды, мигрировавшие в среднем и/или верхнем дриасе и во времена переяславского похолодания. Субэлементы приморского элемента выделяются по тяготению видов к литоралям, супралиторалям или вороничникам, в первом случае также по океаничности/континентальности, обусловившей вектор их расселения. Преобладают арктические виды, мигрировавшие в среднем дриасе и затем в “малую ледниковую эпоху”. Субэлементы околоводно-болотного элемента выделены по произрастанию видов на болотах разной степени трофности либо на отмелях и галечниках. Верхнепечорский околоводный субэлемент микулинского/ранневалдайского возраста объединяет арктических гигрофитов. Арктоальпийская Eriophorum scheuchzeri (отмельно-болотный субэлемент) расселяется и в наши дни.

Приведены результаты классификации растительности защитных лесных насаждений в южных и центральных районах Ростовской области с использованием метода Ж. Браун-Бланке. В основу синтаксономии легли 75 полных геоботанических описаний, полученные в ходе маршрутных исследований территории. В результате выделены 7 ассоциаций, в том числе 3 новые: Padello mahaleb-Fraxinetum excelsioris - объединяет сообщества полезащитных и прибалочных защитных лесных насаждений южных районов Ростовской области, с доминантами в первом древесном ярусе Fraxinus excelsioris и Padellus mahaleb - в кустарниковом, в составе союза Chelidonio majoris-Robinion pseudoacaciae; Elytrigio repentis-Ulmetum minoris - сообщества защитных лесных насаждений, окаймляющих байрачные леса южных и центральных районов Донского края, в первом древесном ярусе доминируeт Ulmus minor, содоминант в травостое Elytrigia repens; Elytrigio repentis-Fraxinetum excelsioris - сообщества широких (до 40 м) защитных лесных насаждений вдоль федеральных трасс, берегоукрепляющие защитные лесные насаждения центральных и южных районов исследуемого региона. Особенностью последних двух ассоциаций является преобладание в древостое видов естественной флоры, несмотря на то, что все описанные сообщества - искусственно созданные насаждения в 1960-1970-е гг., они отнесены к союзу Chelidonio majoris-Acerion negundi. Также проведена валидизация союза Chelidonio majoris-Acerion negundi и ассоциации Chelidonio majoris-Aceretum negundi.

В последние несколько десятилетий из-за глобального потепления происходит сокращение площади ледников и поднятие верхней границы леса в Горном Алтае. Для выяснения адаптационного потенциала высокогорных видов в этих условиях необходимо изучение их биологии. Phlomoides alpina - один из постоянных видов субальпийских сообществ Горного Алтая. Исследование проводилось на территории государственного природного биосферного заповедника “Катунский” (Республика Алтай). Изучен онтогенез и структура ценопопуляции. Установлено, что P. alpina - поликарпическое моноподиально-розеточное короткокорневищное растение. Онтогенез особей полный сложный с поздней неспециализированной морфологической дезинтеграцией в зрелом генеративном состоянии. Размножение вида семенное. Первое цветение наступает в возрасте 20-25 лет. Зрелое генеративное состояние наиболее продолжительное (25-40 лет). Полный онтогенез особи длится 70-90 лет. Выявлены два варианта функционирования верхушечной почки скелетной оси генеративного растения: на годичном побеге происходит формирование пазушных почек: вегетативно-генеративных или развитых вегетативных почек. Формирование вегетативно-генеративных почек является необходимым условием для цветения особи и способствует семенному возобновлению ценопопуляции. Появление крупных вегетативных почек на годичном побеге предопределяет перерыв в цветении, но в то же время за их счет осуществляется ветвление скелетных осей. Благодаря этому в средневозрастном генеративном состоянии образуются мощные многопобеговые кусты, сохраняющиеся в составе растительного сообщества в течение нескольких десятилетий. Молодая нормальная ценопопуляция P. alpina на субальпийском лугу имеет левосторонний многовершинный онтогенетический спектр. Главный максимум на группе ювенильных особей указывает на успешное семенное возобновление вида, два локальных пика на виргинильных и зрелых генеративных особях связаны с увеличением длительности этих состояний.