Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni
Yüklə 11,09 Mb. Pdf görüntüsü
|
- Bu səhifədəki naviqasiya:
- УДК 535.361 СПЕКТРЫ ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ МИКРОПОРОШКОВ АНАЛЬГИНА И ПАРАЦЕТАМОЛА, НАХОДЯЩИХСЯ В ФОТОННЫХ ЛОВУШКАХ
- “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr.
- РЕНТГЕНОСТРУКТУРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ КАЛИЕВО-АЛЮМОБОРАТНЫХ СТЕКОЛ С ДОБАВКАМИ ОКСИДА ЖЕЛЕЗА, ПОДВЕРГНУТЫХ РАДИАЦИОННОМУ ВОЗДЕЙСТВИЮ
- ВКЛАД СПОНТАННОЙ ПОЛЯРИЗАЦИИ И ЕЕ ФЛУКТУАЦИЙ В ПРЕЛОМЛЕНИЕ СВЕТА В СЕМЕЙСТВАХ КТР.
|
Рис. 2. Зависимость интенсивности оже-пика Si от плотности энергии лазерного излучения для пленки CoSi 2 /Si с нанокристаллами Si с d ≈ 5–10 нм.
Такая структура характерна для поликристаллических поверхностей. При этом на ДБЭ картинах обнаруживались весьма размытые концентрические кольца. Список литературы 1. Умирзаков Б.Е., Ташмухамедова Д.А., Юсупжанова М.Б. Способ получения нанокристаллов силицида кобальта. Патент на изобретение Республики Узбекистан № IAP 05809. 04.04.2019. 2. Юсупджанова М.Б., Ташмухамедова Д.А., Саидахмедова З., Гулямова С.Т. Электронная структура нанопленочной структуры Si – SiO 2 – Si, Si – CoSi 2 – Si // Тезисы докладов ХLVI международной Тулиновской конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами. Москва. 31 мая – 2 июня 2016 г.
И.A. Рахматуллаев 1 , В.С. Горелик 2 , А.К. Курбонов 3
Научно-исследовательский институт физики полупроводников и микроэлектроники, Республика Узбекистан, 2 Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН (Москва), Россия, 3 Национальный университет Узбекистана, Республика Узбекистан
Фармацевтические препараты, в структурах которых присутствуют ароматические кольца [1,2], имеют полосу поглощения в среднем ультрафиолетовом диапазоне [3,4]. Для выяснения соответствия реальных образцов, используемых в различных областях жизнедеятельности человека, с номинальными биоактивными препаратами могут быть использованы различные спектроскопические методы (флуоресцентная спектроскопия [1,2], метод комбинационного рассеяния света, нелинейно-оптическая спектроскопия [5,6]). Данная статья посвящена механизмов возникновения спектров фотолюминесценции в микропорошках анальгина и парацетамола при их импульсно-периодическом лазерном возбуждении. Возбуждение спектров флуоресценции осуществлялось двумя зелеными (510,6 нм) квантами и второй оптической гармоникой (255,3 нм) лазера на парах меди. Измерения проводились при комнатной температуре. Для возбуждения и регистрации спектров фотолюминесценции (ФЛ) использовалась волоконно-оптическая методика [1,6]. Установка включает в себя лазера на парах меди (1), генерирующий излучение в видимой области спектра с длинами волн 0 =510,6 и 578,2 нм. Лазерная генерация осуществлялась в виде коротких импульсов (15 нс), следующих с частотой повторения 15 кГц. Возбуждающее излучение лазера с помощью световода направлялось
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 348
внутрь кюветы с образцом. ФЛ на выходе из кюветы входило в другой световод, направляющий его к входной щели монохроматора МСД-2. Cпектральный диапазон монохроматора составлял 200-800 нм, обратная линейная дисперсия – 4.6 нм/мм. У выходной щели монохроматора находился ФЭУ-106. Для исследования однофотонно-возбуждаемой ФЛ был использован нелинейный оптический кристалл BaB 2 O
. Этот кристалл был вырезан таким образом, чтобы условие синхронизма выполнялось для удвоения частоты исходного лазерного излучения с длиной волны 510,6 нм и на выходе кристалла возникало ультрафиолетовое излучение с длиной волны 255,3 нм. Ультрафиолетовое излучение системой линз фокусировалось на входную щель световода и далее этим световодом направлялось на минирезонаторную кювету. Анализируемый порошок микронного размера (d~50 мкм) массой около 10 мг помещалось в минирезонаторную кювету. На рис. 1 представлены спектры однофотонно-возбуждаемой люминесценции (ОФВЛ) микропорошков анальгина при возбуждении ультрафиолетовым излучением (λ 0 =255,3 нм) и спектр двухфотонно-возбуждаемой люминесценции (ДФВЛ) микропорошков анальгина при возбуждении излучением лазера на парах меди (λ 0 =510,6 нм). Как видно из рисунка, спектр ОФВЛ микропорошков анальгина представляет полосу в диапазоне 430-800 нм с двумя максимумами 461 и 660 нм. В отличие от спектра резонансной люминесценции второй максимум спектра ДФВЛ ( мак =648 нм) существенно сдвинут в коротковолновую область на 12 нм. Эти спектры отличаются друг от друга интенсивностью. Спектральная интенсивность спектра ДФВЛ ( мак =648 нм) меньше соответствующей интенсивности спектра ОФВЛ ( мaк =660 нм) примерно в 12 раз. Полученные спектры отличаются от спектра ФЛ водного раствора анальгина, полученной в работе [1]: в спектре обнаруживается интенсивное ФЛ с двумя максимумами 650 и 457 нм. Рис. 1. 1) - спектр ОФВЛ микропорошков анальгина при возбуждении ультрафиолетовым излучением (λ 0 =255,3 нм); 2) – спектр ДФВЛ микропорошков анальгина, при возбуждении двумя зелеными квантами (Е=2ħ 0 =4,8 эВ). На рис. 2 приведены спектры ОФВЛ микропорошков парацетамола при возбуждении ультрафиолетовым излучением (λ 0 =255,3 нм) и спектр ДФВЛ микропорошков парацетамола при возбуждении излучением лазера на парах меди (λ 0 =510,6 нм). Спектры ОФВЛ и ДФВЛ отличаются друг от друга интенсивностью, формой и положением. Из сравнения кривых 1 и 2 видно, что в спектре ДФВЛ отсутствует пик в коротковолновой области и максимум в длинноволновой области сдвинут на 5 нм ( мак =650 нм). Необходим отметить, что двухфотонные и однофотонные спектры несут разную информацию. Так, например, в дипольном приближении двухфотонные переходы разрешены между состояниями одинаковой четности, тогда как однофотонные — между состояниями разной четности. Наблюдаемые спектры ДВЛ в фармацевтических кристаллических структурах можно объяснить как результат переходов с первого возбужденного электронного состояния ароматической молекулы на колебательные подуровни основного состояния. При этом коротковолновый край наблюдаемых спектров соответствует *
электронному переходу бензольного кольца молекулы этих структур. Длинноволновой континуум можно объяснить
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 349
проявлением переходов, связанных с колебательной структурой рассматриваемых молекул и энергетической зоной экситонных состояний.
Рис. 2. 1) - спектр ОФВЛ микропорошков парацетамола при возбуждении ультрафиолетовым излучением (λ 0 =255,3 нм); 2) – спектр ДФВЛ микропорошков парацетамола, при возбуждении двумя зелеными квантами (Е=2ħ 0 =4,8 эВ). Наблюдаемые эффекты перераспределения интенсивности в спектрах вторичного излучения исследуемых ароматических соединений можно объяснить переходом от режима спонтанной ФЛ к режиму суперлюминесценции. Это обусловлено эффективным заселением возбуждённого синглетного терма ароматической молекулы под действием интенсивного импульсного ультрафиолетового лазерного излучения. Природа усиления в этом случае аналогична известному механизму в лазерах на красителях [1]. Коэффициент усиления при этом имеет вид:
0 1
N N K
(1)
При условии, что величина эффективного сечения 10 -16 см
2 , а концентрация молекул в водном растворе N 1 10 17 -10 18 см
-3 , получаем, что коэффициент усиления K 10-100 см -1 . В
соответствии с законом Бугера для активной среды (L=0,1÷1 мм) имеем:
0 3 2 0 10 10
e I L I KL (2)
Особенностью наблюдаемого эффекта является проявление суперлюминесценции в ультрафиолетовой области спектра (рис.2), соответствующей положению первого возбуждённого электронного синглетного терма в исследуемых ароматических веществах. Таким образом, в данной работе на примере анальгина и парацетамола показано, для количественного неразрушающего контроля молекулярного состава и структуры биоактивных препаратов, содержащих ароматические кольца, может быть эффективно использован метод фотолюминесцентного анализа. Работа выполнена при поддержке Государственных научно- технических программ РУз (проект ОТ-Ф2-39). Список литературы 1. Умаров М.Ф., Горелик В.С. Оптическая спектроскопия биактивных препаратов. Вологда: ВоГУ, 2014. – 147 с. 2. Войнов Ю. П., Горелик В.С., Умаров М.Ф., Морозова С.В. Разностная флуоресцентная спектроскопия структуры и состава биоактивных препаратов // Краткие сообщения по физике. ФИАН. 2011, № 11. – C. 13–19. 3. Голубицкий Г.Б., Иванов В.М. Количественный анализ некоторых лекарственных препаратов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии // Вестник Московского университета. Серия 2. Химия, 2009, Т. 50, № 4, - С. 261-266. 4. Мкртчян М.А. Фотометрическое исследование водных растворов анальгина // Ученые записки Ереванского гос.университета. 2010, № 2, - С. 24-27. 5. Козлова Г.В. Лазерная спектроскопия модифицированных молекулярных объектов. Дисс. канд. физ.-мат. наук, Ульяновск: УлГУ, 2005. – 151 с.
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 350
6. Рахматуллаев И.А. Эффект комбинационной опалесценции в дисперсных средах при импульсно-периодическом лазерном возбуждении // Доклады АН РУз. Ташкент, 2005, № 6. – С. 23-26.
Э. М.Ибрагимова 1 ,А.Н.Салахитдинов 2 , М.К.Салахитдинов 3 1-
2- Самаркандский филиал
Ташкентского университета информационных технологий, Самарканд 2- Самаркандский государственный университет, Самарканд Е-mail: smaysara@yandex.ru Перспективность применения калиево-алюмоборатных стекол с добавками оксидов железа в различных отраслях науки, в частности в магнитооптике, спектроскопии и дозиметрии ионизирующего излучения, а также их использование в области компьютерных технологий дает на возможность модифицировать структуру и свойства КАБ стекол, подвергнутых при сильных внешних (термо-, радиационное и терморадиационное) воздействиях, а также при изменении концентрации ионов переходных металлов. Целью настоящей работы является выявление структурных преобразований в таких оксидных стеклах с применением рентгеноструктурных исследований. В качестве основного объекта исследования использовали стекло КАБ-55 с содержанием Fe 2
3 в виде добавок от 0,1 до 3 масс. % сверх 100%. Рентгеноструктурный исследования калиевоалюмоборатных стекол, необлученных и подвергнутый - облучению дозой 1 10 5 Р проводились в Центре передовых технологий (г.Ташкент). Для получения дифрактограммы был использован дифрактометр Shimadzu XRD– 6000. Принципиальная схема дифрактометра показана на рис.1. Главные компоненты дифрактометра: рентгеновская трубка и детектор размещаются на подвижном устройстве, называемом гониометром. Это система точной установки и отслеживания угла излучения по отношению к поверхности образца. Одно плечо гониометра задает угол облучения образца рентгеновской трубкой, другое определяет угол брэгговского отражения излучения от образца (детектируемый сигнал). Детектор непрерывно во время движения (при изменении угла) регистрирует интенсивность рентгеновского излучения. Остальные части оптической схемы дифрактометра придают излучению такие свойства, чтобы оптимизировать его для решения тех или иных задач дифрактометрических исследований. Рентгеновский дифрактометр Shimadzu XRD-6000 является компактным рентгеновским дифрактометром общего назначения с вертикальным гониометром, и является системой для проведения широкого спектра анализов в области рентгеновской дифрактометрии. Применение высокоточного вертикального гониометра позволяет проводить анализ различных образцов, таких как порошки, тонкие пленки, трудно растворимые и легкоплавкие образцы. Весь контроль за работой оборудования осуществляется посредством компьютера. Возможно одновременное измерение и обработка данных.
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 351
Рис. 1. Принципиальная схема дифрактометра Shimadzu XRD–6000. Основными параметрами съемки на дифрактометре являются:
вещество анода и фильтра СuK – излучения (или используемый монохроматор);
величина высокого напряжения в киловольтах и ток через трубку в миллиамперах;
тип счетчика;
используемая шкала скорости счета импульсов;
скорость движения счетчика в градусах в минуту и диаграммной ленты в миллиметрах в час;
вертикальных щелей у трубки и счетчика в миллиметрах. Идентификацию образцов проводили на основе дифрактограммы, полученных на порошковом дифрактометре XRD-6100 (Shimadzu, Japan), управляемом компьютером. Применяли CuK -излучение ( -фильтр, Ni, режим тока и напряжения трубки 30 mA, 30 kV) и постоянную скорость вращения детектора 4 град/мин с шагом 0,02 град. ( /2 -сцепление), а угол сканирования изменялся от 4 до 80 0 . При проведении экспериментов применялась вращающаяся камера, где скорость вращения была равна 30 об./мин.
Рис.2. Эталонная дифрактограмма оксидов железа. На рис. 3 представлена рентгеновская дифрактограмма образцов калиевоалюмоборатных стекол КАВ-55 с добавками от 0,1–3 масс.% Fe 2 O
. Рентгенодифрактограмма образца калиевоалюмоборатного стекла с 3 масс.% Fe 2 O
была получена как для исходного (необлученный), так и при гамма-облучении с дозой 1 10
Р. Из рентгенодифрактограммы изучаемых стекол видно, что при 25
наблюдается основной максимум соответствующий стекольной матрице с наночастицами типа гематита Fe 2 O
, далее следует четыре максимума в области - 35
45 0 с наночастицами типа магнетита Fe 3 O 4 .
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 352
Рис. 3. Спектры рентгеновского излучения КАВ-55:1- без добавки Fe 2 O
; 2-1 mass.% Fe 2 O 3 ; 3-
3 масс.% Fe 2 O 3 ; 4- 3 масс.% Fe 2 O
, подвергнутый - облучению дозой 1 10 5 R. Сопоставление рентгеновских дифрактограмм калиевоалюмоборатных стекол с эталонной дифрактограммой оксидов железа показало, что при - 35 45 0 проявляется структурная фаза Fe 2 O
, переходящая в Fe 3 O 4 , вероятно связанное с увеличением концентрации Fe 2
3 до 3 масс.%. Список литературы 1. А.А. Ким, Н.В. Никоноров, А.И. Сидоров, В.А. Цехомский. Нелинейно-оптический отклик калиево–алюмоборатных стекол с нанокристаллами галогенидов меди. Научно- технический вестник Санкт - Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики, 2011, № 3 (73), 26-29. 2. С. С Горелик, Ю.А.Скаков, Л.Н. Расторгуев. Рентгенографический и электронно- оптический анализ. Учеб. пособие для вузов. — 3-е изд. доп. и перераб. — М.: МИСИС-, 1994. —328 с.
СВЕТА В СЕМЕЙСТВАХ КТР.
Шерматов Б.Н. СамГУ. baxran.shermatov@mail.ru
В рамках фенологического подхода рассмотрены с учетом флуктуаций поляризации выражения для спонтанного полярного вклада δn S i в главные значения показателя преломления, возникающего за счет квадратичного электрооптического эффекта в сегнетоэлектриках. Исследования температурных изменений показателя преломления δn(T) и двупреломления света Δn(T) являются эффективным методом изучения фазовых переходов, в первую очередь из-за большой точности современных экспериментальных методов измерения этих величин. К настоящему времени развиты обоснованные методы выделения спонтанного вклада в показатель преломления δn η , связанного с параметром порядка η из температурных изменений показателя преломления и двупреломления света [1,2]. Конкретный вид связи спонтанного вклада в главные значения показателя преломления δn η i и параметра порядка η анализировался для структурных, в том числе сегнетоэлектрических, и магнитных фазовых переходов. В большинстве случаев δn
связан квадратично с параметром порядка и спонтанное изменение показателя преломления пропорционально среднему (по времени и измеряемому объему
“Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 353
кристалла) значению квадрата параметра порядка δn η (T) ~ <η 2 >. Это обстоятельство позволяет извлекать из измерений δn η i величину <η 2 >, в которую дают вклад, как дальний порядок, так и ближний порядок, обусловленный флуктуациями η. Связь температурных изменений показателя преломления с <η 2 > приводит к кладу флуктуаций (локального порядка) в δn η i (T) и выше и ниже температуры фазового перехода. Количественная характеристика ближнего порядка P sh (флуктуаций различного типа, локального порядка) определяется как корень квадратный из среднего значения квадрата флуктуаций поляризации P sh = <P fl > 1/2 (среднеквадратичная флуктуация). До настоящего времени величина P sh = <P fl 2 > 1/2 вычислялась и анализировалась из рефрактометрических измерений только для частных случаев, когда отсутствует дальний порядок — спонтанная поляризация P s =<P>=0 и <P 2 > 1/2 = P sh . Такая ситуация реализуется в сегнетоэлектриках выше T c . Целью настоящей работы является развитие метода количественного вычисления величин P sh и P s из спонтанного полярного вклада δn S в температурные изменения главных значений показателя преломления сегнетоэлектриков. Для малых добавок за счет спонтанного вклада в главные значения показателя преломления δn
𝛿𝑛 𝑠 𝑖 = − ( 𝑛 𝑖 3 2 ) 𝛿(𝜀
𝑖 −1 ) 𝑠 = − ∑
( 𝑛 𝑖 3 2 ) 𝑔 𝑖𝑗 ∗ 3 𝑖=1 𝑃 𝑗 2 (1) В выражение (1) должны входить флуктуации компонент поляризации P f l j . В этом случае из (1) получаем (учтено, что можно приближенно заменить n i ∼= n) 𝛿𝑛 𝑠
= − ( 𝑛 𝑖 3 2 ) 𝛿(𝜀 𝑖 −1 ) 𝑠 = − ∑
( 𝑛 𝑖 3 2 ) 𝑔 𝑖𝑗 ∗ 3 𝑖=1 < 𝑃 𝑗 2 > (2) В выражении (2) P sj — абсолютные значения компонент спонтанной поляризации, связанные с дальним порядком P sj = |<P sj >|. P flj — абсолютные значения флуктуационных компонент спонтанной поляризации, которые связаны только с ближним порядком. При преобразовании выражения (2), с учетом статистически равновероятного распределения P flj с противоположным знаком <±2P sj P flj > = 0, обобщенные выражения для спонтанного полярного клада в главные значения показателя преломления с учетом флуктуаций поляризации принимают вид 𝛿𝑛 𝑖 𝑠 = − ∑
( 𝑛 3 2 ) 3 𝑗=1 𝑔 𝑖𝑗 ∗ (< 𝑃
𝑠𝑗 2 > +< 𝑃 𝑓𝑙 𝑗 2 >) (3) В выражении (3) в каждом конкретном случае необходимо учитывать возможные реализуемые направления спонтанной поляризации и соответственно ее флуктуаций, определяемые симметрией кристалла. Обозначим это выделенное направление в монодоменном кристалле как ось 3. Далее будем использовать обозначения: P shj
flj 2 >
, P s
= |<P s3 >| и учтем, что в этих обозначениях P s 2 = <P s3 2 >. В этом случае из (3) получаем 𝛿𝑛 3 𝑠 = − 𝑛 3 2 [𝑔 33 ∗ (𝑃 𝑠 2 + 𝑃
𝑠ℎ3 2 ) + 𝑔 31 ∗ 𝑃 𝑠ℎ1 2 + 𝑔 32 ∗ 𝑃 𝑠ℎ2 2 ] (4a) 𝛿𝑛 1 𝑠 = − 𝑛 3 2 [𝑔 13 ∗ (𝑃 𝑠 2 + 𝑃
𝑠ℎ3 2 ) + 𝑔 11 ∗ 𝑃 𝑠ℎ1 2 + 𝑔 12 ∗ 𝑃 𝑠ℎ2 2 ] (4b) 𝛿𝑛 3 𝑠 = − 𝑛 3 2 [𝑔 23 ∗ (𝑃 𝑠 2 + 𝑃
𝑠ℎ3 2 ) + 𝑔 21 ∗ 𝑃 𝑠ℎ1 2 + 𝑔 22 ∗ 𝑃 𝑠ℎ2 2 ] (4c) Флуктуации в сегнетофазе C 4v (4mm) в монодоменном кристалле со спонтанной поляризацией вдоль оси 3 должны быть изотропны.Выше Tc следует ожидать изотропные флуктуации вдоль всех трех осей типа [100]. 𝛿𝑛 1 𝑠 = 𝛿𝑛
2 𝑠 = 𝛿𝑛 2 𝑠 = − 𝑛 3 𝑛 (𝑔 11 + 2𝑔 12 )𝑃 𝑠ℎ 2 (5) Выражения (4) являются системой из трех уравнений с четырьмя неизвестными. Измерения температурных изменений трех главных значений показателя преломления в монодоменном кристалле δn i (T), после вычитания регулярного вклада δn i 0 (T) (не связанного с поляризацией) и выделения δn i s (T), позволяют на основе системы (4) определить величину и температурную зависимость P sh выше и ниже температуры Кюри, если из независимых “Fizikaning hozirgi zamon ta’limidagi o’rni”. Samarqand 2019-yil 13-14 dekabr. 354
измерений определена величина P s , а также получить P sh в системах с локальным полярным упорядочением (без дальнего порядка). Список литературы: 1. R.V. Pisarev, P.A. Markovin, B.N. Shermatov, V.I. Voronkova, V.K. Yanovskii, Ferroelectrics 96, 181 (1989). 2. П.А. Марковин, Р.В. Писарев, А.М. Калашникова, Th. Rasing. Письма ЖЭТФ 86, 822 (2007).
Yüklə 11,09 Mb. Dostları ilə paylaş:
|