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현재, 형상기억합금(SMA)의 필라멘트, SMA의 외부 플라이를 가진 3겹 스트립과 연성 내층으로 균일하게 보강된 단일 방향성 복합물과 같은 형상기억합금의 성분을 가진 두 종류의 기계적 활성복합물(AC)을 개발하기 위한 기본을 개발하고 있다. 알려진 애너로그와 비교할 때 AC의 거동에 관한 설명은 SMA용의 모든 고유 기계적 성질을 정성적과 정량적으로 설명하는 SMA용의 신방정식에 기초하고 있다. 작용 응력의 영향은 상변화 중에 SMA의 열탄성적 파라미터의 변동과 매트릭스 활성 원소의 작용 견인력과 함께 고려된다. 결과적으로, AC 내의 닫힌 구조적으로 2방향 형상기억 효과 조건은 완전히 통제된 AC 조건(적절한 온도 변화와 능동 및 수동 성분의 최적 강도치) 하에서 함께 해석적인 형태로 도출되었다.
{Gd-Tm}-{Sc-Cu, Ru, Rh}-{Si, Ge, Sn} 3원계의 체계적인 연구로 인해 약간의 신 3원 화합물을 발견할 수 있다. 자기적 성질, 전기적 성질과 수착(sorption) 성질과 같은 신 3원 화합물의 성질 연구와 이들 성질에 관한 용량, 수소와 질소의 수착, 기계적 밀링, 기계적 합금화와 합금화 원소의 연구로 인해 약간의 신 자성물질과 그것의 생산에 관한 약간의 노하우를 얻을 수 있다.신자성 재료의 개발.
기계적 합금화로 합성한 고안정 구조는 급속 고화, 플라즈마 빔 커버 또는 증기 침전과 같은 기타 비평형 가공법과 유사할 수 있다. 기계적 합금화의 경우에 고안정 상의 형성은 상기 대비에서 초고체를 실현한다. 따라서, 초안정 상 형성을 지배하는 열역학과 동력학 요인은 다를 수 있다. 기계적 합금화 방식은 Al 합금의 고온 강도 개선용의 신속 고화보다 더 긴 범위의 모드로 찾을 수 있다. 2성분과 다성에서 기계적 합금화에 의해 합성할 수 있는 새로운 상의 구조와 성질은 충분히 잘 연구되어 있지 않다. 많은 다양한 초안정 상을 Ni-TM(TM-전이 금속)계에서 기계적 합금화로 합성할 수 있다. 그러나, 다양한 밀링 조건은 다양한 상형성을 초래한다. 이 문제는 아직 연구되지 않았다.비결정 및 미세결정 Al 기반 합금은 재래식 Al 기반 결정 합금의 최고치보다 2 내지 3만큼 더 높은 인장 강도를 보인다. MA 합금의 강화 가능성을 아직 이들 특정 금속에 대해 입증되어야 한다. 최종 성질(강도, 연성, 계수와 밀도)을 가진 최고 성능 조합을 얻기 위해 조성 개발과 처리에 관해 많은 해야할 작업이 남아있다.
본 프로젝트의 목적은 금속 고화 기술로 가공한 비결정 및 미세결정 납땜 박판을 사용하여 2금속 고열유동 구조용 제조기술을 개발하는 것이다. 우리 팀은 비결정 금속합금과 급속고화(RS) 납땜 박판의 연구와 생산에 10년간의 경험이 있다. 기술적인 가능성과 자원은 이제 우리로 하여금 상업적 수량으로 RS 납땜 박판을 제조할 수 있게 한다. 현재, 흑연을 가진 금속, 세라믹을 가진 금속과, 도성합금(cermet)을 가진 강을 포함하여 각종 재료 조합의 납땜용 Cu, Ni, Al, Ti와 Zr에 기초한 30개 이상의 조성이 있다. 현재, 구리 조인트(MEPhI 팀이 제작한)에 베릴리움의 납땜에 관한 시험이 수행되고 있다. 우리 팀은 다양한 상업적 응용을 위해 전통적으로 준비한 충전재 금속에 대비한 RS 납땜 박판의 이점을 입증하였다본 프로젝트는 일반적으로 이중 구조의 납땜용 신기술의 생산과 특히 융해 응용 기술의 생산을 초래할 것이다. 구리 기질에 베릴리움(또는 텅스텐) 합금의 직접 납땜용의 신뢰성이 있는 방법의 개발은 융해 분야에 현저한 비용 이점을 제공할 것이다. 본 작업은 기타 분야에 관해 중요한 영향도 미칠 것이다.
이것은 피복제용 신방식이며 고체 반응을 사용한 다이아몬드 유사재료의 합성에 관한 것이다. 재료의 기계적 및 화학적 처리 중에 금속의 연결과 피복제 형성의 현상에 관한 연구는 순금속 Al, Cu, Ni, Cr 등과 Fe와 강을 가진 그것의 합금의 형성에 관한 주요한 새로운 결과를 도출하였다[1]. 이 상호작용은 기계적 에너지만을 사용하여 해당 물질의 열적 영향없이 고체 상태에서 일어난다. 이 방법을 사용하여 순금속의 피복과, 다양한 조성을 가진 합금을 얻었다[2]. 약간의 고체계에 관하여, 기계적 처리의 영향 하에서 기계적 에너지를 축적하게 되었다[3]. 이 조건 하에서 어떤 화학적 고체 반응은 폭발과 함께 발생한다[4]. 폭발 에너지를 사용하여, 단단한 다이아몬드 유사 재료의 합성 신기술을 개발하였다.- 강성 재료의 고체 합성에 관한 과학적인 원리의 개발과 피복제의 성형.- 피복제용 편리한 재료의 개발(우리는 각종 재료에 관한 다양한 형태의 피복제를 개발할 계획이다). - 피복제의 물리, 기계 및 화학적 연구와, 분체 유사 재료의 합성(강성, 성질, 마모 및 부식 안정도 등의 연구).
금속 클라스터 주문식 체계의 기반에 관한 미소 전자 구조를 얻는 방법을 연구한다. 금속 클러스터 체계의 주문 배열은 예비 미소 구조의 기질을 사용하여 얻는다. 규소 기반에 관한 미소 구조 기질을 얻는데 두 가지 방법을 사용하는데, 그것은 초고진공에서 아주 깨끗한 규소의 산화와, 특별한 전기 화학적 표면 폴리싱이 그것이다.금속 클러스터 주문식 체계의 기반에 관한 미소전자 원소의 개발.
내화금속 규화물은 저저항 접점, 게이트 전극과, 마이크로 전자장치 내의 상호연결부에 매우 유망한 재료이다. 내화금속 규화물의 비전기 저항도는 VLSI 기술용 선택 재료로 권장할만큼 가장 중요한 기준이 된다. 현재, 얇은 교화물 필름을 생산하기 위한 두 가지 주요 기술을 사용한다. 첫 번째 기술은 고온 아닐링과 최종 MeSi-층 형성이 뒤따르는 얇은 금속과 실리콘 층의 침전물로 구성되어 있다. 두 번째 개술은 마그네트론 스퍼터링 동안에 내화 금속 교화물로부터 목표물의 사용으로 구성된다. 보통, 분체 야금술 방식은 그러한 교화물 목표물을 준비하는데 사용한다. 그러나, 이 기술은 원하는 순도를 제공하지 못하여 낮은 품질의 교화물 필름을 도출한다. 더구나, 그러한 분체 규화물 목표물은 낮은 열전도도 지수를 가진다. 이것은 필름 오염의 확률을 증가시키는 제한된 침전율을 초래한다.규화물 목표물은 다음과 같이 하는데 사용할 수 있다. -- 마이크로 전자공학의 얇은 필름 생산 ; - 포장 기술용 얇은 필름 생산.
초전도체와 자성재료 내의 자장 분포 관찰력의 신기법을 개발하였다. 자장은 필름을 통과하는 분광의 분극화 평명의 파리데이 회전으로 인하여 자기광학적 인디케이터 필름을 사용하여 가시화 한다. 기타 유사방식(유러퓸 첼코제나이드(europium chalcogenide) 피복과 자기광학적 유리의 적용)에 비유할 때, 이 방식은 더 넓은 온도 범위(~400K까지)에서 더 높은 감도와 기능을 가진다. 이외에도, 우리 방식은 매우 간단하고 즉석적이어서 비파괴 표본의 검사용으로 사용할 수 있게 한다. 우리는 이제 0.5mm 공간 해상도와, 0.1Oe만큼 높은 자장에 관하여 감도를 가진 자장 분포를 관찰할 수 있다. 우리 인디케이터의 조작 범위는 0 내지 ~2000Oe 이다.더 높은 감도를 가질 신규 자기광학적 필름의 개발. 감도와 공간 해상도를 추가로 증가시키기 위한 영상 처리 기법의 적용. 더 넓은 온도범위와 더 높은 자장에서 작업할 수 있는 신규 인디케이터 재료의 개발.
MRTI는 고유 열전도도를 가진 초전도(SC) 자석 권선의 생산기술을 개발하였다. 이 효과는 권선으로부터 액체 헬륨 배스로 열을 비우는 얇은 금속 도체로 만들어진 배수 시스템을 단일 SC 권선으로 통합하여 얻어진다. 외측 권선 표면의 저온 유지장치의 저온 부분과의 적극적인 접촉을 통하여 직접 냉각을 유지하는 한, 개발된 기술은 헬륨 배스가 아니라 저온 유지장치의 진공 공간 내에 SC 권선을 장치한 새로운 SC 자석 설계의 적용을 위한 기본을 제공한다. SC 자석에 간단히 접근하기 때문에 이러한 해결책은 명백한 자산이 되며, 자석과 저온유지장치의 조립 및 시험은 서로 다른 것에 관해 독립적으로 수행할 수 있다. 이러한 접근 방식은 19993년 한 미국 우주항공 회사를 위해 MRTI가 개발한 가속기 빔라인 프로젝트에서 구체화되었다.더 좋은 간접냉각 효율 방식의 개발. 새로운 접근방식에 따라 설계하고 축조한 SC 자석의 개량.
효율상승의 문제는 약 1 GeV 출력 에너지와 30mA 광선전류를 가진 고전류 이온 선형 가속장치에 관해 매우 중요하다. 이러한 문제를 해결하기 위한 한 가지 방법은 초전도 가속 공동을 사용하는 것이다. 50MeV 까지의 초기 선형 가속장치 부분은 재래식 “온식” 선형 가속장치로 설계되어 있다. 이것은 RFQ와 DTL 부분으로 구성되어 있다. 가속기의 주 부분에 관해서는 초전도 공동을 사용한다. 이것은 고가속율을 가진 CW 모드를 제공하고 RF 전력을 감소시키고 가속기의 총효율을 증가시키는 것을 가능하게 한다. 영구자석 4배를 공동 사이에 놓는다. 해당 초점렌즈와의 두개 공동 전체를 헬륨 저온유지장치 속에 넣는다. 첫 번째와 주 가속기 부분용의 작동 주파수의 홀수 비율은 H+와 H- 이온의 동시 가속을 가능하게 한다.이러한 유망한 연구 적요 하에서 제출하는 R&D 프로그램의 목표는 핵 폐기물 변형과 차세대 고에너지 고전류 이온광선 설비에 연결할 매매 프로젝트의 설계와 비용 양쪽 모두의 최적화에 필요한 지식을 얻는 것이다. 1994년에, MRTI는 가속기 구동 변형기술과 응용을 위한 초전도 공동을 가진 CW 이온 선형 가속장치(1GeV와 30mA)를 제안하였다. 선형 가속장치는 높은 가속율을 얻어서 총 RF 전력과 선형 가속장치 길이를 줄일 수 있게 한다.
우리는 이용성질을 개선하고, 내마모성을 증가시키고, 테이프에 대한 헤드의 마찰 계수를 줄이고, 자성 정보 캐리어의 사용 수명을 늘리고, 정보 기록과 판독의 품질을 개선하기 위하여 자성 헤드(비디오와 오디오)의 작업 표면에 다이어몬드형 탄소(DLC) 피복제의 스퍼트링을 위한 기술과 장비를 개발하였다. 헤드 표면에 피복제의 양호한 접착과 고품질의 표면(양각이 약 1-1.5nm)을 얻기 위해 본 기술에 특수 절차를 사용한다. 충분히 낮은 온도(60C까지)에서 침전이 일어나며, 본 기술은 매우 생산적이고 저렴하다. 본 기술과 장비는 부분적으로 외국회사의 주문에 따라 개발하였다. 이제 DLC 피복 헤드를 가진 비디오리코더를 널리 제안한다.정보 기록과 판독용의 초이용 성질을 가진 자성 헤드(비디오, 오디오 등)의 양산용 기술과 장비의 개발.
ILP에서 수년간 여기 라만 산란(SRS) 변환 매체에 관한 연구를 수행해왔다. 우수한 비선형 광학 파라미터를 나타내는 결정질 질산바륨은 유명한 매체로 제안한다. 이것은 가시 분광 범위에서 5개의 스트로크 성분의 동시 발생을 위하여 높은 반복율(16kHz까지)을 가진 나노(nano)초 기간 범위 이내에서 저에너지 펄스(~100 마이크로 J 이하)의 효율적인 변환에 대비하며, 반대 방향 SRS를 통한 회절 제한 변환 광선을 얻도록 한다. 우리는 1.32 마이크로미터에서 Nd:YAG 레이저 방사의 SRS를 통한 1.53 마이크로미터 파장의 보안 레이저 방사를 얻는 가능성을 처음으로 제안하고 개발하였다.방사선이 사람 눈에 위험할 수 있는 LIDAR, 레인지 파인더와 기타 레이저 응용에 사용하기 위한 보안 레이저 방사 시스템의 개발과 제조.
전기압축 재료는 트랜스듀서, 엑추에이터(acturators)와 어뎁티브 미러용으로 개발하였다. 리렉서(relaxor) 강유전체의 큰 전기 압축과 보통 강유전체의 유도 피에조 전기의 무리적인 배경을 연구하였다. 널리 사용되는 PMN-PT 또는 PZT 고체 용액을 대신하기 위해 7개의 전기 압축 합성물(무연 및 초고온 화합물 포함)을 개발하였다. 다양한 합성물의 이점은 다양한 적용을 위한 최적 성질을 가진 특수 재료의 생산 가능성으로 존재한다. 가장 중요한 결과는 무연 합성물, 10-9m/V 까지의 고효율 피에조 전기 모듈의 개발, 낮은 전기 기계적 히스테리시스와, 작동온도 범뉘의 일시적인 온도 안정성이다. 다양한 정적 및 동적 성질을 가진 다양한 종류의 전기 압축 트랜스듀서, 엑추에이터와 어뎁티브 미러도 생산하였다.고효율과 일시적 온도 안정성을 가진 초음속 트랜스듀서, 엑추에이터와 어뎁티브 광학 미러(무연 및 초고온 합성물 포함)용 신소재의 개발.
반도체 장치 설계와 홈표면식 직접 웨이퍼 결합(SGDWB) 기술을 처음으로 개발하였다. 재해식 직접 결합은 특수 화학처리 후에 거울 광택식 평탄 웨이퍼 표면의 부착을 포함한다. 재래식 기법의 주 단점은 장치 특성을 해치는 결합 인터페이스에 중간규모 손상 구역의 형성이다. 신기술에 있어서는, 거울 광택식 규소 웨이퍼(그 중 하나는 홈식 정규 망을 가진다) 사이의 결합은 확장 인터페이스 손상 구역의 거의 완전한 제거와 함께 실현하였다. 본 혁신은 전위와, 자유 표면을 향해 움직이는 특수 경향으로 인해 웨이퍼가 홈에 의해 수집될 수 있다는 사실에 기초하고 있다. 그 결과, 홈 내 전위 꾸러미가 형성되는 반면에 홈 사이 공간은 전위로부터 거의 자유로워진다.MOS 장치, 고전력 장치, 센서와 마이크로 가공 구조물의 개발.
초박형(5-15nm) 박판은 주로 탠덤(tandem)형 가속장치 단자의 고에너지 음이온 빔으로부터 전자의 효율적인 스트리핑(stripping)과 타임어브플라이트(time-of-flight) 분광계의 2차 전자 방출의 사용에 의한 신속한 이온 타이밍(timing)용으로 필요하다. 이들 박판은 전통적으로 탄소의 열적 침전에 의하여 준비하였으며 자주 저위 Z 이온을 스트리핑할 때 수시간 내지 수일간 지속된다. 그러나, 박판은 전형적으로 더 무거운 이온(예를 들어, I- 또는 U-)의 빔이 방사 손상, 스퍼트링(sputtering)과 열응력으로 인해 스트리핑 될 대 6 내지 10분동안 고장난다. 스트리퍼 박판을 보충하기 위해 가속장치를 정지시키게 한다. 타임어브플라이트 분광계에 관하여는, 그것의 감도와 에너지 해상도 양쪽 모두 방사 박판 성질에 의해 자주 제한받는다. 이론적인 관점에서 볼 때, 다이어몬드는 목표 박판 재료로서 아주 유망하다. 다이어몬드의 높은 탄소대탄소 결합 강도는 충돌 케스케이드 효과와 스퍼트링 뿐만 아니라 1차 녹온(knock-on) 효과를 완화해야 한다.박형 필름 DLC 스트리퍼 박판은 현재 사용 중인 스트리퍼 박판보다 현저히 더 긴 수명을 보여야 한다. 일단 개발되면, 최적화된 DLC 스트리퍼 박판은 중이온 고에너지 탠덤형 가속장치의 성능과 유지성을 상당히 높여야 한다. 이들 박판은 하나 이상의 입자 가속장치를 가동하고 있는 전세계를 통해 60개 이상의 설비에서 사용할 수 있다.
벌크(bulk)식 단일 결정 Si는 현재 다가올 미래에 열쇠를 쥘 위치에 있는 기본 전자 소재이다. 동시에, Si는 저방사성 재결합 확률로 인해 광전자적인 응용에의 사용에 제한을 받는다. 실온에서 다공성 Si로부터의 고강도 가시 방사선을 발견한 이래, 그러한 구조를 양자 제한 효과에 기초한 효율적인 광원으로서 사용할 가능성을 찾아내기 위한 세계적인 활동이 있어왔다. 나노미터 크기의 Si 구조 제작용의 각종 기술을 개발하고 시험하였으며 전체 가시 스펙트럼에서 광선 방사선을 얻었다. Si, 나노 구조를 형성하는 가장 유망한 방법은 SiO2 메트릭스로의 Si+ 이온 이식과 후속 아낼링에 의한 이온 빔 합성이다. 우리의 접근방식은 다음과 같은 특정 조건 하에서 자외선에서 적외선과 원적외선으로의 광선 방사의 완전 가시 스펙트럼을 얻을 수 있게 한다.광학적 정보처리, 대면적 평판 판넬 디스플레이, 광전자, 광원, 필터, 광증폭기, 반도체 광자 집적장치, 비선형 광학장치와 소재.
소위 도장법에 기초한 고온 초전도체 후판 Yba2Cu3O7 필름에 관한 새로운 기술을 개발한다. 알려진 기술에 대비하여, 필름은 Y2BaCuO5 세라믹 기질 위에 생성되는데, 마지막 것은 화학반응의 3개 시약 중에서 하나인 반면에 도장 화합물은 Yba2Cu3O7 합성물의 나머지 두 성분을 포함한다. 따라서, 필름 자체는 기질로부터 성장하고 마지막 것의 자연적인 연장을 제시하는 것같이 된다. 이들 특징은 현방식의 사용으로 얻은 후판 필름의 고기술 성능과 작동 특성을 미리 결정하며, 그것은 다음과 같다. 주기적 열가공에 관한 더 높은 저항성, 감소된 다공성, 안정된 기계 및 전기적 파라미터를 가진 훨씬 더 긴 사용수명바람직한 미래 연구 방향은 개선된 전기적, 기계적 및 작동적 특성을 가진 H-Tc 후판 필름 커버에 관한 새롭고 저렴한 산업기술을 얻을 목적의 현재 실험실적 기법을 더 한층 개선하는 것이다.
최근에, 극소구조 자성재료는 (i) 앞으로 고밀도 자성 저장 매체에 관한 잠재 가능성[1]과 (ii) 소형 자성 입자와 조립체의 단일 영역 거동 연구를 위해 적절한 시스템을 제공[2]하기 때문에 큰 관심을 끌어왔다. 격리 단일 영역 입자인 최단순 자성 시스템도 자성의 기본에 관한 현재 이해를 제한하게 하는 색다른 거동[3]을 많이 보인다. 2차원 자성 극소 구조에 관한 연구는 몇 가지 도전을 제시하는데, 그것은 제작, 측정과 현상 이해이다. 주로, 입자 치수와 입자마다의 크기 변동을 제어하면서 소형 자성을 제작하는 방법에 관한 문제가 있다. 대부분의 경우에 2차원 자성 극소 구조 제작을 위해 직접 기억 전자 빔 석판 인쇄를 사용한다. 그러나, 미래 자성 저장 기술에의 사용에 관해서, 전자 빔 석판 인쇄는 대형(㎠) 규모로 극소 구조를 기억하는 것이 매우 시간이 많이드는 공정이기 때문에 적용할 가능성이 적다.
소형 강자성체 입자 배열의 물리적인 성질은 기본적이고 이론적인 연구의 활성적인 분야가 계속되고 있다. 이들 시스템에 관한 확대 연구가 부분적으로 각종 적용에 고무되었다. 가장 흥미로운 효과 중의 하나는 상호작용하는 초미세 자성 입자 시스템의 초자성 영향이다. 쌍극자-쌍극자 상호작용의 경우에, 초자성 상태의 전이 임계온도 Tc는 Tc=M^2/R^3이며, 여기서 M은 입자의 자화이고 R은 입자간 거리이다. 예를 들어, 전이 금속 입자의 반경이 10nm이고 R이 100nm이면 Tc=100K이다. 쌍극자-쌍극자 상호작용 입자의 2차원 격자 내의 긴 범위 차수형태는 이 상호작용은 긴 범위와 이방성 특성으로 인해 격자의 대칭성에 크게 의존한다. 극소 기술의 진보에 의하여 소형 초미세 강자성 입자의 집합적 거동에 관한 실험적인 관찰을 가능하게 한다. 자성 극소 입자의 사각 격자는 퍼멀로이(permalloy) 필름으로부터 전자 석판 인쇄술로 준비된다. 음전자 저항으로서 C60 필름과 전달층으로서 Ti 필름을 포함하는 이중층 마스크를 사용하였다. 퍼멀로이와 Ti층은 레이저 침전방법에 의해 준비된다. C60 필름은 더운 벽을 가진 수직 반응장치 내의 C60 분체의 승화에 의해 준비되었다.
지난 10년간에 걸친 실험실 조건 하에서 수행한 연구결과로서, 규소 기반 집적회로 제조 기술과 호환성이 있는 RF 마그네트론 스퍼터링 방식과 졸-겔 방식을 사용하여, 각종 기질의 BaxSr1-xTiO3와 PbZrxTi1-xO3 강유전체 박형 필름과 그러한 기반의 박형 필름 구조의 침전 기술을 개발하였다. 본 작업의 직접 목적은 전기적 삭제 가능, 고속, 방사성, 임의 접근 비휘발성 강자성체 기억 집적회로와 비냉각식, 다원소의 초전기 IR 센서의 생산이다. 비휘발성 기억 집적 회로의 기대 파라미터는 다음과 같다 : 4-16kBit 집적수준, 3-5V 작동전압, 100ns 미만의 작성, 판독과 재작성 시간, 및 1012이상의 재작성 허용 사이클 횟수이다. 이러한 형태의 강유전체 메모리는 전자 신용카드와 무선 주파수 전력식 식별 태그(tag) 제조에 효과적으로 사용할 수 있어서, 보통 EEPROM 메모리 보다 10,000배 적은 에너지를 소비하고 고고도 비행체와 우주물체의 탁재장비용 강츄전체의 고유 방사성 경도를 고려하게 된다.