Важнейшие результаты ИФВД РАН за 2016 г.

1.     Обнаружено, что синтезированное при высоком давлении соединение RhGe с кубической структурой без центра инверсии (В20), является первым примером сверхпроводника (T_c=4.3K) с нестандартным механизмом сверхпроводимости, при котором имеется суперпозиция синглетного и триплетного состояния. Синглетная щель оказалась в два раза меньше триплетной в полном соответствии с теоретическими предсказаниями.

A.V. Tsvyashchenko, V.A. Sidorov, A.E. Petrova, L.N. Fomicheva, I.P. Zibrov,V.E. Dmitrienko “Superconductivity and magnetism in noncentrosymmetric RhGe”, J. of Alloys and Compounds, 686, 431-437, 2016.

2.     Развит метод синтеза наноалмазов с центрами «кремний-вакансия» (Si-V), демонстрирующих рекордно узкую ширину спектральной линии фотолюминесценции возбуждения отрицательного заряженного (Si-V)^- центра, близкую к пределу, определяемому временем жизни возбужденного состояния.

U. Jantzen, A.B. Kurz, D. S. Rudnicki, C. Schäfermeier, K.D. Jahnke, U.L. Andersen, V.A. Davydov, V.N. Agafonov, A. Kubanek, L.J. Rogers and F. Jelezko, “Nanodiamonds carrying silicon-vacancy quantum emitters with almost lifetime-limited linewidths”, New J. Phys., 18, 073036, 2016.

3.     Осуществлен синтез легированных бором наноалмазов с размером кристаллов менее 10 нм из органического соединения C₁₆H₃₀B₂ с рекордно высоким выходом (40-50%) при рекордно низких параметрах (8.5 ГПа, 1100С). Получены водные суспензии легированных бором наноалмазов, что открывает широкие возможности их применения в наноэлектронике и биотехнологиях.

E.A. Ekimov, O.S. Kudryavtsev, S. Turner, S. Korneychuk, V.P. Sirotinkin, T.A. Dolenko, A.M. Vervald, I.I. Vlasov, The effect of molecular structure of organic compound on direct high-pressure synthesis of boron-doped nanodiamonds, Physica Status Solidi A, 213(10)  2582-2589. (2016).

4.     Впервые с помощью молекулярно-динамических расчетов установлено наличие на фазовой диаграмме сверхкритического флюида двух областей, в одной из которых имеются собственные возбуждения типа поперечных фононов, а в другой отсутствуют. Граница между этими областями близка к линии Френкеля, ранее установленной по эмпирическим критериям исчезновения осцилляций в автокорреляционной функции скоростей и равенства теплоемкости 2 постоянным Больцмана на частицу.

Yu.D. Fomin, V.N. Ryzhov, E.N. Tsiok, V.V. Brazhkin and K Trachenko, “Crossover of collective modes and positive sound dispersion in supercritical state”, J. of Physics: Condensed Matter, 28, 43LT01, 2016. 

5. Установлен нижний предел для скачка объема при магнитном фазовом переходе в MnSi в магнитном поле, который составляет 10^-5%.  Фазовый переход в MnSi остается переходом первого рода при любых температурах и магнитных полях, но начиная с некоторого малого значения, скачок объема постепенно сглаживается. Таким образом, вероятно, что фазовый переход первого рода с экстремально малыми скачками объема и энтропии не может существовать и размывается гетерофазными флуктуациями.

A.E. Petrova, S.M. Stishov, Thermal expansion and magnetovolume studies of the itinerant helical magnet MnSi, Phys. Rev. B 94, 020410(R) (2016)  

6.       Обнаружено яркое проявление неэргодичности молекулярных органических стекол: многие свойства сильно зависят от пути на фазовой диаграмме при их получении. При одних и тех же значениях термодинамических параметров значения плотности, модуля объемного сжатия и модуля сдвига стеклообразного пропиленкарбоната высокого давления превышают значения для стекол, полученных при низких давлениях, на 3%, на 20 % и на 40 % соответственно.

 I.V. Danilov, E.L. Gromnitskaya, V.V. Brazhkin, “Vivid Manifestation of Nonergodicity in Glassy Propylene Carbonate at High Pressures”, J. Phys. Chem. B, 120 (30), 7593–7597, (2016).

7.     Получен новый электродный материал – компакт сильно легированного бором алмаза: образцы цилиндрической формы диаметром 3.5-4мм и высотой 2-2.5 мм. Рекордная степень легирования бором (2-3%) обеспечивает большую электроактивность, а компактная форма создает преимущество при конструировании электролизеров и других электрохимических устройств по сравнению с тонкопленочными алмазными электродами, полученными методами газотранспортной химической реакции.

Y.V. Pleskov, M.D. Krotova, V.V. Elkin, E.A. Ekimov, Electrochemical Behaviour of Boron-doped Diamond Compacts–a New Electrode Material. Electrochimica Acta 201, 268–273 (2016). 

8.     Впервые получена орторомбическая модификация бора B₅₂ (параметры решетки a=8.89403 Å, b=8.78427 Å, c=5.01888 Å), наиболее устойчивая среди семейства фаз со структурой «a-тетрагонального» бора. Новая фаза бора была получена при нормальном давлении термической дегазацией гидрида состава B_51.5H_7.7, синтезированного при высоких давлениях из декаборана B₁₀H₁₄. В отличии от всех известных модификаций бора, для новой модификации предсказывается очень узкая энергетическая щель между валентной зоной и зоной проводимости или даже появление металлических свойств.

E. A. Ekimov, Yu. B. Lebed, N. Uemura, K. Shirai, T.B. Shatalova, V.P. Sirotinkin, A new orthorhombic boron phase B_51.5-52 obtained by dehydrogenation of “a-tetragonal boron”, J. Mater. Res, 31(18) (Focus Section: Reinventing Boron Chemistry for the 21st Century) 2773-2779 (2016).