Організаційна структура
ІНСТИТУТ МЕТАЛОФІЗИКИ НАНУ.
Назад

ВИНАХІДНИЦЬКОЇ ТА ПРИКЛАДНА ДІЯЛЬНІСТЬ

Створено унікальний надвисоковакуумний (5∙10-10 Па) технологічний і вимірювальний комплекс, який забезпечує нагрів кристалів до 3000 К, адсорбцію цезію, кисню і водню, сегрегацію вуглецю з обсягу, мас-спектрометричний контроль складу залишкових газів в робочій камері, чистоти і стану поверхні монокристалів за даними спектрів відображених повільних електронів і роботи виходу.

Схема надвисоковакуумних (~ 5 ∙10-10 Па) технологічного та вимірювального комплексу для визначення емісійно-адсорбційних характеристик електродів високотемпературних ТЕП і фото вимірювального модуля праворуч

Розроблено технологію одержання для емітера ТЕП атомарно-чистої грані (110) W з роботою виходу φ = 5,35 ± 0,02 еВ, яка при адсорбції на ній цезію знижується до 2,5 еВ і для колектора ТЕП - моношару вуглецю (графена) на поверхні тієї ж грані. Проведені в НВО "ЕНЕРГІЯ" випробування в дуговому режимі показали, що емітер з атомарно-чистою поверхнею забезпечує одержання найбільш високих вихідних характеристик ТЕП. Дано рекомендації для застосування матеріалів для термоемісійних перетворювачів. Розроблено також катоди, які при використанні твердого палива (шашки) забезпечують напругу 0,5 В і струм в 130 А, достатній для енергозабезпечення автономних пристроїв різного призначення (І. Я. Дехтяр, В. І. Силантьєв, Н. А. Шевченко, В. І. Патока, Л. Ф. Дубиковський).

У 1970-1980 роках були отримані високоефективні матеріали для ТЕП на основі вольфрам-ренієвих сплавів з роботою виходу 1,1 еВ і володіють великою енергією адсорбції атомів цезію (2,7 еВ). Вони мали рекордні експлуатаційні характеристики при високих (2000 К) температурах і призначалися для бортового живлення космічних станцій.

В даний час ці роботи орієнтовані на розробку низькотемпературних (нижче 1000 К) матеріалів для емісійного перетворення концентрованої сонячної енергії в електричну в режимі дугового розряду. Дослідження, проведені в Геліоцентре ІПМ НАНУ показали, що найбільш ефективними емітерами електронів при низьких температурах виявилися вуглецеві нанотрубки, які при нагріванні сонячним випромінюванням до 400 °С дають високу (2-3 В) напругу на електродах при емісійному струмі 0,1 А /см2 (М. М. Нищенко, М. Я. Шевченко, І. М. Сидорченко, Г. О. Фролов - ІПМ НАНУ).

DSC00172

Розробляється комплексна методика контролю та діагностики наноструктурних матеріалів, в тому числі і вуглецевих нанотрубок.

Вона включає методи:

  • позитронної спектроскопії,
  • електроопору,
  • термо-ЕРС
  • лазерну термоелектронну спектроскопію для діагностики наноструктурного стану матеріалів

Призначена для аналізу термодинамічної стабільності з фіксацією всіх стадій переходу в рівноважний стан, контролю первинних (ростових) та радіаційних дефектів, процесів їх відпалу, десорбції газових домішок, деструкції і руйнування наноструктурного матеріалу (М. М. Нищенко, Є. А. Цапко, Н. А. Шевченко, Г. Ю. Михайлова, І. М. Сидорченко).

Розробляється лазерна термоелектронна спектроскопія (ЛТЕС):

Спектр ЛТЕС: залежність другої похідної емісійного струму d2 J(Е)/dЕ2 від енергії лазерного імпульсу Е для багатошарових вуглецевих нанотрубок.