NanoTech

Тема 2.3.: «Новые функциональные материалы с эффектом памяти формы для микро- и наносистемной техники».

Ведущие исполнители: к.ф.-м.н., доцент А.В.Иржак (МИСиС), д.ф.-м.н., в.н.с. В.В.Коледов.

Основные результаты, полученные по данной теме в 2011-2015 гг.:

1. При исследовании проявления термоупругого мартенситного перехода в композитных наноструктурах с ЭПФ: Ti₂NiCu/Pt продемонстрированы обратимые изменения формы при толщине активного слоя менее 70 нм. Полученные результаты открываю возможность создания технологии микросистемной техники и наноманипулирования реальными нанообъектами с рекордными параметрами по миниатюрности.

2. Предложены варианты создания систем наноманипулирования на основе активации наноинструментов с ЭПФ лазерным излучением и резистивным подогревом. Проведены эксперименты по манипулированию реальными микро- субмикро- и нанообъектами в среде реальных электронных и ионных микроскопов.

Схема композитного нанопинцета

Управление нанопинцетом в вакуумной камере ФИП с помощью нагрева лазером

Основные результаты работы за 2011 – 2015 годы представлены в 13 рецензируемых статьях и 1 патенте.

1.    A.V.Shelyakov, N.N.Sitnikov, V.V.Koledov, D.S.Kuchin,A.I.Irzhak, N.Yu.Tabachkova. Melt-spun thin ribbons of shape memory TiNiCu alloy for micromechanical applications. International Journal of Smart and Nano Materials 2(2), 68-77 (2011).
2.     A.V.Shelyakov, N.N.Sitnikov, A.P.Menushenkov, V.V.Koledov, A.I.Irjak. Nanostructured thin ribbons of a shape memory TiNiCu alloy. Thin Solid Films 519 (15), 5314-5317 (2011)
3.    С.П.Беляев, В.В.Истомин-Костровский, В.В.Коледов, Д.С.Кучин, Н.Н.Реснина, Н.Ю.Табачкова, В.Г.Шавров, А.В.Шеляков, С.Е.Иванов. Структура и функциональные свойства быстрозакаленных лент сплава Ti₂NiCu с разной долей кристаллической фазы. Изв. РАН, сер. физ., 75, №8, 1138-1142 (2011).
4.    K.Akatyeva, V.Afonina, F.Albertini, S. Von Gratovski, A.Irzhak, S.Fabbrici, V.Khovaylo, V.Koledov, E.Krasnoperov, V.Shavrov. Shape memory effect in microsized samples of rapidly quenched ferromagnetic alloy Ni-Mn-Ga. Solid State Phenomena, Vol. 190, pp. 295-298 (2012).
5.    D.Zakharov, G.Lebedev, A.Irzhak, V.Afonina, A.Mashirov, V.Kalashnikov, V.Koledov, A.Shelyakov, D.Podgorny, N.Tabachkova, V.Shavrov. Submicron-sized actuators based on enhanced shape memory composite material fabricated by FIB-CVD. Smart materials and structures. Vol. 21, № 5, 052001 (2012).
6.    Belyaev S. P., Resnina N. N., Irzhak A. V., Istomin-Kastrovsky V. V., Koledov V. V., Kuchin D. S., Shavrov V. G., Ari-Gur P., Shelyakov A. V., Tabachkova N. Yu. Amorphous-crystalline Ti2NiCu alloy rapidly quenched ribbons annealed by DSC and electric pulses. Journal of Alloys and Compounds, 586, S222–S224 (2014).
7.    Artemy Irzhak, Viktor Koledov, Dmitry Zakharov, Gor Lebedev, Alexey Mashirov, Veronika Afonina, Kristina Akatyeva, Vladimir Kalashnikov, Nikolay Sitnikov, Natalia Tabachkova, Alexander Shelyakov, Vladimir Shavrov. Development of laminated nanocomposites on the bases of magnetic and non-magnetic shape memory alloys: Towards new tools for nanotechnology. Journal of Alloys and Compounds, 586, S464–S468 (2014).
8.    Vladimir V. Khovaylo, Viktor V. Koledov, Dmitry I. Kuchin, Vladimir G. Shavrov, Natalia N. Resnina, Hiroyuki Miki, Joan Josep Suñol, and Blanca Hernando. Structural and Magnetic Properties of Melt-Spun Ni-Mn(Fe)-Ga Ferromagnetic Shape Memory Ribbons. IEEE transact. Magn., Vol. 50, No. 4, 2501203 (2014).
9.    . A.V.Irzhak, N.Yu.Tabachkova, T.B.Sagalova, A.V.Shelyakov, V.V.Koledov. Solid State Transformations in Melt_Spun Ti2NiCu Ribbon. Bulletin of the Russian Academy of Sciences. Physics, Vol. 78, No. 12, pp. 1379–1381 (2014).

10. А. В. Маширов, В. А. Дикан, А. В. Иржак, Д. И. Захаров, П. В. Мазаев, А. М. Жихарев, А. П. Каманцев, В. С. Калашников, В. В. Коледов, А. В. Шеляков, В. Г. Шавров. Манипулирование микро- и нанообъектами при помощи эффекта памяти формы. Журнал радиоэлектроники, № 12, с. 11 (2014). http://jre.cplire.ru/jre/dec14/17/text.pdf

11. П. В. Мазаев, А. В. Маширов, В. В. Коледов, Д. В. Колесов, И. В. Яминский, А. В. Иржак, Д. И. Захаров, В. А. Дикан, А. П. Каманцев. Исследование силовых характеристик микроактюатора с эффектом памяти формы при помощи сканирующей зондовой микроскопии. Журнал радиоэлектроники, № 12, с. 12 (2014). http://jre.cplire.ru/jre/dec14/18/text.pdf

12. В.С. Афонина, В.В. Коледов, В.Г. Шавров, В.А. Дикан, А.В. Иржак, А.П. Каманцев. Двуслойный композит на основе материала с эффектом памяти формы, полученный при помощи направленной аморфизации ионным пучком. Журнал радиоэлектроники, № 1, с. (2015).http://jre.cplire.ru/jre/jan15/20/text.pdf

13. П.В.Лега, В.В.Коледов, Д.С.Кучин, П.В.Мазаев, А.М.Жихарев, А.В.Маширов, В.С.Калашников, С.А.Зыбцев, В.Я.Покровский, В.Г.Шавров, В.А.Дикан, Л.В.Коледов, А.В.Шеляков, А.В.Иржак. Моделирование процесса управления микромеханическим устройством с эффектом памяти формы. Радиотехника и электроника, том 60, № 10, с. 1080–1089 (2015).

14. В.С.Афонина, Д.И.Захаров, А.В.Иржак, В.В.Коледов, П.В.Лега, А.В.Маширов, Н.А.Пихтин, Н.Н.Ситников, И.С.Тарасов, В.Г.Шавров, А.В.Шеляков. Микромеханическое устройство, способ его изготовления, система манипулирования микро- и нанообъектами. Патент РФ №2458002. Приоритет от 05 августа 2010. Зарегистр. в Гос. реестре изобр. РФ 10 августа 2012 г.

--->МАГНИТНЫЙ ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ<---

---->ТЕПЛОВОЙ ЭФФЕКТ ПАМЯТИ ФОРМЫ<----