В простой модели сильно связанных электронов рассмотрено взаимодействие примесного атома Cu с углеродом при интеркаляции медью графитоподобных нанокластеров в a-C : H. На примере кластеров простых конфигураций показано, что за счет частичной ионизации Cu происходит металлизация полупроводникового кластера и существенное перераспределение заряда в кластере. В присутствии меди в кластере возникает внутренняя поляризация с компонентами, направленными как по нормали к плоскости графенового фрагмента, так и параллельно ей. Снижение симметрии кластера при интеркаляции медью приводит к активации рамановской полосы G в ИК спектре a-C : H.

При облучении поликристаллов и различных плоскостей монокристаллов CuO ((110) и (020) ) ионами азота с энергией 16 MeV и флюенсом 1017 cm-2 обнаружено восстановление CuO до Cu2O и Cu, имеющее дальнодействующий характер. Спектры поглощения в инфракрасном диапазоне свидетельствуют об увеличении числа дырочных [CuO4]5- и электронных [CuO4]7- центров. Наибольшая концентрация элекронных центров и восстановление имеют место вблизи поверхностей образцов.

Образование алмазов в пленках гидрированного аморфного углерода, содержащих ультрадисперсную медь, исследовалось при помощи измерений ИК-поглощения на двухфононных частотах алмаза. Аномально высокое двухфононное поглощение, наблюдавшееся в экспериментах, позволило повысить чувствительность метода. Обсуждаются механизмы усиления двухфононного поглощения в рамках теории среды, содержащей наноразмерные графитовые фрагменты, легированные медью. Было показано, что наблюдаемое усиление двухфононного поглощения вызвано электрической индукцией локальных полей, наведенных облучением в нанокристаллах алмаза, на прилегающие легированные медью графитовые фрагменты.

Представлены результаты исследования наноструктуры пленок a = C : H : Cu методами рентгеновского малоуглового рассеяния, рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии и спектроскопии в видимой и ультрафиолетовой областях. Установлено, что введение 9--16 at.% Cu не только декорирует исходные углеродные фрагменты пленок, но и формирует достаточно протяженные (до 4 mum) образования из вытянутых в линию эллипсов, декорированных медью. При концентрациях меди 14-16 at.% Cu эти линейные кластеры представляют собой медные нанотрубки, сердцевина которых состоит из исходных вытянутых в линию эллипсов. Именно эти проводящие медные образования являются основной причиной резкого увеличения проводимости при содержании 12-16 at.% Cu в пленках a-C : H.

Исследован электронный транспорт в пленках гидрогенизированного аморфного углерода a-C : H с включениями наноразмерных кластеров меди. Выведены условия образования кластеров. Теоретически показано, что зонная энергетическая структура матрицы оказывает существенное влияние на условия образования кластеров. Электронный транспорт зависит от образовавшейся кластерной структуры. Обнаружено, что ниже порога перколяции (случай изолированных кластеров) в зависимости от напряженности электрического поля транспортный ток определяется двумя составляющими. При малых напряженностях поля ток обусловлен электронами в зоне проводимости аморфного углерода, термически возбужденными из медных кластеров. При больших напряженностях поля транспортный ток определяется туннелированием электронов с уровня Ферми группы медных кластеров в зону проводимости a-C : H. По температурным зависимостям найдена разность между краем подвижности зоны проводимости аморфного углерода и энергией Ферми в медных кластерах, равная 0.48 eV. Обнаружена тонкая структура температурных зависимостей сопротивления при малых напряженностях поля. Найдено, что выше порога перколяции в электрическом сопротивлении кластера велика доля остаточного сопротивления, связанная, как предполагается, с рассеянием электронов на поверхностях кластера. Методом спин-волнового рассеяния изучены температурные зависимости электронного транспорта на частоте 4.0 GHz. Обнаружено, что основное влияние на спиновую волну в пленке YIG оказывают термически возбужденные электроны зоны проводимости a-C : H, находящиеся выше края подвижности зоны. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 99-02-17071а). Один из авторов (Сиклицкий В.И.) был поддержан Российской исследовательской программой "Фуллерены и атомные кластеры" (грант "Пленка-2"), грантом РФФИ N 98-07-90336 и государственной российской программой "Физика твердотельных наноструктур".

Изучен характер нейтронного транспорта в ультрадисперсной меди вблизи границы полного отражения. Впервые получена зависимость пропускания ультрахолодных нейтронов от толщины неоднородного слоя при соблюдении условия сильного рассеяния kl=<10 (k --- волновой вектор, l --- длина свободного пробега).

Проведены исследования электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) в соединениях высокотемпературных сверхпроводников на основе купратных перовскитов RBa2Cu3O6+x (R = Y, Gd, Nd) и в кристалле KTaO3 : Cu, также имеющем структуру перовскита. В активированных медью кристаллах KTaO3 методом ЭПР были обнаружены парные центры меди Cu2+--Cu2+. Предполагается, что ионы меди, образующие пары, занимают соседние узлы тантала. Парные центры имеют вид цепочки из двух эквивалентных ионов Cu2+ и трех вакансий кислорода, вытянутых вдоль оси <100>. При этом ключевым элементом предложенной модели является наличие кислородной вакансии между двумя ионами Cu2+, тогда как внешние вакансии могут располагаться не обязательно в ближайших позициях. В такой структуре достигается полная зарядовая компенсация. Между двумя ионами меди реализуется ферромагнитный обмен. Исследования обменного и суперсверхтонкого взаимодействий центров меди в кристалле танталата калия позволили сделать оценку этих взаимодействий в кристаллах купратных сверхпроводников, в которых при недостатке кислорода наблюдаются сигналы магнитного резонанса от обменно-связанных медных кластеров. Работа частично была поддержана РФФИ по проекту 00-02-16950.

Изучена эволюция распределения нанодефектов, формирующихся на поверхности полированных фольг меди под действием растягивающего напряжения. Найдено, что нанодефекты образуют четыре ансамбля. Энергия образования и средний размер нанодефектов в соседних ансамблях отличаются в 3 раза. Когда концентрация нанодефектов в одном из ансамблей достигает термодинамически оптимального значения (~5%), часть из них рассасывается, а другая трансформируется в нанодефекты следующего ансамбля. Приложенная к образцу нагрузка непрерывно рождает нанодефекты, образующие первый ансамбль, что приводит к периодическим колебаниям концентрации нанодефектов во всех четырех ансамблях. Работа поддержана Министерством образования РФ (грант N E00-4.0-21).

Методом ЭПР в температурном диапазоне 4.2-250 K на частотах 9.3 и 37 GHz исследовано влияние локальных деформаций на структуру и свойства примесных ян-теллеровских комплексов меди и серебра в смешанных кристаллах CaxSr1-xF2 : Me2+ и Sr1-xBaxF2 : Me2+ (0=< x=< 1, Me2+-- Cu2+ или Ag2+). Локальные деформации типа \glqq растяжение\grqq и \glqq сжатие\grqq созданы примесными ионами Ca2+, Sr2+ или Ba2+, внедренными в процессе выращивания кристаллов в первую или вторую катионную сферу окружения примесного иона Me2+.

Изучено влияние поверхностных явлений на магнитную восприимчивость нанопорошков полупроводникового антиферромагнетика CuO. Однофазные нанопорошки с размером наночастиц 15, 45 и 60 nm были получены методом газовой конденсации паров меди в атмосфере аргона и последующим ее окислением. Температурные зависимости магнитной восприимчивости нанопорошков качественно отличаются от зависимостей chi(T) для массивных образцов. В области 80=<q T