Наноструктурные эмиссионно-активные сплавы алюминия для сильноточных фотокатодов с лазерным возбуждением

Abstract

В неравновесных условиях магнетронного распыления обнаружен эффект растворимости бария (до 2 ат.%) в ГЦК-решетке алюминия. Плотность наночастиц в пленке составляет ~10¹² см⁻². Первопринципными методами рассчитана электронная структура твердого раствора Al-Ba. Результаты вычислений ab initio предсказывают гибридизацию атомных орбиталей Al и Ba посредством перекрытия электронных s-, p-, d-состояний Al и d-состояний Ba. Дополнительные вычисления ab initio электронной структуры атомных группировок с использованием теории функционала электронной плотности доказывают принципиальную возможность существования в твердом растворе Al-Ba нанокластера Al₁₈Ba₉, структура которого близка к структуре Al₄Ba. Картины электронной микродифракции и данные оже-спектроскопии доказывают образование нанокластеров AlmBan в сплавах Al-Ba и Al-Ba,Li.

У нерівноважних умовах магнетронного розпилення виявлено ефект розчинності барію (до 2 ат.%) в ГЦК-решітці алюмінію. Щільність наночастинок у плівці становить ~10¹² см⁻². Першопринципними методами розраховано електронну структуру твердого розчину Al-Ba. Результати обчислень ab initio передбачають гібридизацію атомних орбіталей Al та Ba через перекриття електронних s-, p-, d-станів Al та d-станів Ba. Додаткові обчислення ab initio електронної структури атомних групувань із використанням теорії функціонала електронної щільності доводять принципову можливість існування у твердому розчині Al-Ba нанокластера Al₁₈Ba₉, структура якого близька до структури Al₄Ba. Картини електронної мікродифракції та дані оже-спектроскопії доводять утворення нанокластерів AlmBan у сплавах Al-Ba, Al-Ba,Li.

The effect of barium solubility (up to 2 at.%) in aluminum was revealed in Al-Ba films with structure close to that of Al₄Ba. The films were deposited in nonequilibrium conditions of magnetron sputtering. The density of nanoparticles in film is ~10¹² cm⁻². Ålectron structure of Al-Ba solid solution was calculated based on ab initio principle. Results of calculations predict the hybridization of atomic orbitals of Al and Ba by overlapping of s-, p-, d-states of Al with d-states of Ba. Calculations of the electronic structure of atomic groups on the base of the density functional theory prove the possibility of the existence of Al₁₈Ba₉ nanoclusters inside the Al-Ba solid solution. Investigations of crystal structure of Al-Ba-Li film alloy using electron diffraction and Auger-spectroscopy prove the formation of AlmBan nanoclusters in Al-Ba and Al-Ba-Li alloy films.