text:
# Ячейка с алмазными наковальнями
Наиболее доступным и компактным оборудованием для экспериментов in situ (с лат. — «на месте»), заключающихся в исследовании вещества, непосредственно находящегося при заданных температуре и давлении, является ячейка с алмазными наковальнями (англ. diamond anvil cell, DAC). Конструкция такой ячейки предполагает наличие двух алмазов конической формы, передающих сжимающее усилие на рабочие площадки диаметром менее миллиметра. Благодаря исключительной твёрдости алмаза таким образом могут быть достигнуты давления до нескольких миллионов атмосфер, а прозрачность алмазов в широкой области спектра позволяет при этом изучать образец с помощью целого ряда методов. С учётом современных способов нагрева образца метод алмазных ячеек не имеет аналогов по доступному диапазону температур и давлений.

## История создания
Первая ячейка с алмазными наковальнями была создана в конце 1950-х Ч. Вейром (Charles E. Weir) с коллегами в Национальном бюро стандартов США. Решающую роль в создании этой ячейки сыграл тот факт, что её разработчики имели право свободного пользования алмазами из государственного хранилища конфискованной контрабанды. В противном случае стоимость экспериментов, в процессе которых была расколота бо́льшая часть использованных алмазов, оказалась бы неоправданно высока. Даже в настоящее время, несмотря на отработанность метода, исследователь не застрахован от выхода из строя алмазных наковален. Более того, в экспериментах, связанных с достижением рекордных давлений и температур, разрушение наковален на стадии разгрузки неизбежно, что обусловливает высокую себестоимость таких исследований.
До 1970-х годов, однако, ячейка с алмазными наковальнями не получила широкого распространения в экспериментах по высоким давлениям. Основной причиной этого было отсутствие метода быстрой и точной оценки давления, создаваемого в ячейке. Существующие на тот момент методы были либо неточны (расчёт давления по формуле P=F/S), либо слишком трудоёмки (использование дифракционных стандартов в то время требовало многодневных съёмок). Выход был найден в 1971 году, когда Р. Форман (Richard Forman) с коллегами предложили использовать смещение линий в спектре люминесценции рубина для оценки давления в ячейке. Появление этого простого и экспрессного способа способствовало быстрому распространению и развитию метода алмазной ячейки.

## Устройство

### Алмазные наковальни
Основной деталью ячейки являются алмазные наковальни. Для их изготовления используются как природные, так и искусственные алмазы без видимых дефектов. При этом для спектроскопии комбинационного рассеяния (рамановской) подбираются алмазы без люминесценции, а для инфракрасной спектроскопии пригодны только безазотные алмазы (тип II  (англ.)). Поскольку алмазы II типа крайне редки в природе (не более 2 % от общего числа), для изготовления алмазных наковален широко используются алмазы искусственные. Кроме того, считается, что наковальни из искусственных алмазов, свободных от внутренних напряжений и дефектов, отличаются большей долговечностью. Кристаллографическая ориентировка алмаза наковальни также играет существенную роль: в силу совершенной спайности алмаза по октаэдру наибольшую устойчивость демонстрируют наковальни, рабочая площадка которых параллельна плоскости (100).
Огранка алмазных наковален во многом сходна с огранкой обычных ювелирных алмазов. Из всех её деталей наибольшее влияние на диапазон давлений, доступных для наковальни, оказывает диаметр рабочей площадки или калетты (англ. culet). Чем меньше эта величина, тем большие давления могут быть созданы наковальней без риска её разрушения. Так, для создания давлений до 20 ГПа используются наковальни с диаметром калетты 0,6—0,8 мм, тогда как для генерации давлений, превышающих 100 ГПа, диаметр калетты не должен превышать 0,1—0,2 мм.
Отдельным достижением в дизайне алмазных наковален является технология подведения электродов к рабочей площадке. Для этого на поверхность алмаза методом литографии наносится тонкий слой металла заданной конфигурации. Затем происходит наращивание алмаза путём эпитаксиального роста из газовой фазы. Полученный слой толщиной в несколько десятков микрометров покрывает металлические электроды, «запечатывая» их внутри наковальни. Модифицированные таким образом наковальни используются в экспериментах по изучению таких физических свойств, как электрическое сопротивление и магнитная восприимчивость, а также для нагрева образца.
Алмаз — не единственный материал, пригодный для изготовления наковален ячеек высокого давления. На сегодняшний день известен ряд альтернативных материалов, хоть и уступающих алмазу по диапазону достижимых давлений, но гораздо более дешёвых. Наиболее широкое распространение среди них получили синтетический сапфир, муассанит и фианит.

### Конструкция ячейки
Помимо самих наковален, значительной нагрузке в ячейке подвергаются и их опоры (англ. seat, backing plate), подбор материала и конфигурации которых также является немаловажным моментом при изготовлении ячейки.
С одной стороны, опора выполняет механическую функцию, поддерживая наковальню. Соответственно, при изготовлении опоры предпочтение должно отдаваться наиболее твёрдым материалам. Традиционно для этого используется карбид вольфрама, а в ряде случаев и просто твёрдые сорта стали.
С другой стороны, именно опора наковальни ограничивает угловую апертуру ячейки. Поэтому для дифракционных экспериментов, требующих большого угла доступа к образцу, опора должна быть либо прозрачной для излучения, либо иметь специфическую конфигурацию. Впервые в качестве материала опоры, прозрачного для рентгеновского излучения, был использован бериллий. К его очевидным недостаткам относятся чрезвычайная токсичность и мягкость: во время эксперимента наковальни продавливают опору, постепенно приводя её в негодность. Этого недостатка лишены опоры из сверхтвёрдых материалов на основе лёгких элементов (бора, углерода и азота). К ним относятся элементарный бор, кубический нитрид бора (c-BN), карбид бора (B4C) и ряд других соединений, а также, собственно, алмаз. Твёрдость и прозрачность для рентгеновского излучения этих материалов позволяет успешно использовать их в качестве опор для алмазных наковален, однако высокая хрупкость ограничивает диапазон достижимых давлений. Принципиально иной путь для увеличения угловой апертуры ячейки предложил в 2004 г. Р. Бёлер (Reinhard Boehler), переместив опорную поверхность наковальни на коронку, обработанную в виде конуса.
Ключевой составляющей ячейки с алмазными наковальнями является механизм создания давления. В соответствии со способом подачи сжимающего усилия на наковальни ячейки делятся на три типа:

#### Рычажные ячейки
В рычажных ячейках наковальни сближаются с помощью рычага, приводимого в действие винтом. Недостаток такого механизма состоит в том, что рычаг совершает не поступательное, а вращательное движение. Наковальни же напротив, должны сближаться, оставаясь строго параллельными и соосными друг другу. Для соблюдения этого требования наковальни помещаются в конструкцию поршень-цилиндр (англ. piston-cylinder), которая, в свою очередь, с помощью шарнира опирается на рычаг. Шарнир и плотно пригнанные поршень с цилиндром позволяют сделать движение наковален строго поступательным. Соответствующая конструкция ячейки, впервые детально описанная в 1975 году Мао и Беллом, получила название конструкции Мао-Белла (англ. Mao-Bell design). Сейчас она постепенно выходит из употребления.

#### Винтовые ячейки
В винтовых ячейках усилие для сближения наковален создаётся при затягивании винтов. Важными требованиями при этом являются плавный ход винтов (то есть малый шаг резьбы) и синхронность их закручивания. Последнее достигается путём использования специальных передаточных механизмов, позволяющих закручивать несколько винтов одновременно. Чтобы избежать перекоса наковален из-за несинхронного закручивания винтов также может использоваться конструкция поршень-цилиндр. Соответствующие ячейки (англ. piston-cylinder DAC) более надёжны и в случае чётного количества винтов позволяют создавать давление без передаточного механизма путём простого попарного затягивания противоположных винтов. Недостатком ячеек с системой поршень-цилиндр является необходимость в большой поверхности соприкосновения цилиндра и поршня (в противном случае невозможна их точная подгонка). Отсюда вытекает значительная (по сравнению с размерами наковален) высота конструкции, неизбежно ограничивающая по крайней мере одну из угловых апертур ячейки. Этот недостаток, несущественный для ряда методов, не позволяет успешно использовать ячейки типа поршень-цилиндр в экспериментах по монокристальной дифракции, где необходима максимальная угловая апертура с обеих сторон ячейки. Последнему требованию, однако, удовлетворяют ячейки с пластинами (англ. plate DAC). В таких ячейках наковальни закреплены на одинаковых пластинах, стягиваемых винтами. Впервые подобная конструкция была предложена в 1974 году и получила название конструкции Меррилла-Бассета (англ. Merrill-Basset design). Для обеспечения поступательного движения в ней использовались штыри, выходящие с поверхности одной из пластин и плотно входящие в отверстия на другой. Сравнительно недавно (в 2006 году) Р. Бёлер модифицировал эту конструкцию, дополнив её наковальнями с конической огранкой и исключив встречное движение пластин (сближение наковален происходит за счёт упругого прогибания пластин в центральной части). Полученная ячейка на сегодняшний день лучше всего соответствует потребностям монокристальной дифрактометрии.

#### Мембранные ячейки
Впервые использование газовой мембраны для создания сжимающего усилия в алмазной ячейке было предложено в 1988 году Р. Ле Тулье (Rene Le Toullec) с коллегами. Газовая мембрана представляет собой полое металлическое кольцо (обычно из нержавеющей стали), «раздувающееся» при нагнетании в него газа (обычно гелия) под давлением до 200 атмосфер. Такая деформация мембраны может быть использована для создания давления в ячейке.
Общей деталью мембранных ячеек является корпус, жёстко фиксирующий мембрану на конструкции с наковальнями. Для обеспечения поступательного движения наковален используются стандартные приёмы: направляющие штыри или система поршень-цилиндр. Часто мембранные ячейки дополняются и винтовым механизмом.
Основным преимуществом мембранных ячеек является возможность регулировки давления без непосредственного контакта с ячейкой. Это существенно упрощает эксперименты при высоких и низких температурах, а также эксперименты, требующие трудоёмкой юстировки (например, с использованием метода лазерного нагрева образца). В высокотемпературных экспериментах с внешним нагревом (то есть при нагревании ячейки целиком) газовая мембрана позволяет избежать резкого падения давления с ростом температуры, характерного для ячеек с винтовым механизмом (последнее явление возникает из-за термического расширения винтов). Кроме того, газовая мембрана позволяет изменять давление значительно плавнее, чем винтовой механизм. На сегодняшний день ячейки с алмазными наковальнями мембранного типа являются наиболее современным оборудованием для экспериментов с высоким давлением.

### Гаскеты
В первых экспериментах исследуемое вещество сжималось непосредственно между алмазными наковальнями. Такой подход позволял исследовать только твердые вещества и имел очевидный недостаток: образец испытывал сильно анизотропное одноосное сжатие. Через несколько лет после создания алмазной ячейки, однако, эта проблема была успешно решена: в 1962 году Э. Ван Волкенбург (Alvin Van Valkenburg) предложил использовать в качестве камеры для образца отверстие в тонкой металлической пластине — гаскете (англ. gasket), прокладываемой между алмазными наковальнями. Замкнутый рабочий объём позволяет исследовать при высоком давлении системы с жидкими и газообразными фазами, а также проводить эксперименты в гидростатических и псевдогидростатических условиях.
Подготовка гаскеты в общем случае включает две стадии: обдавливание (англ. indentation) и сверление. На стадии обдавливания гаскета толщиной 0,2-0,5 мм сжимается между наковальнями для получения отпечатка толщиной 20-120 мкм. Избыток металла при этом выдавливается наружу, формируя кольцевой валик, стабилизирующий положение гаскеты и наковален. После обдавливания в полученном отпечатке сверлится отверстие для образца. В зависимости от твёрдости металла гаскеты и желаемого диаметра отверстия сверление можно проводить как обычными микросвёрлами, так и с помощью лазерного и искрового сверления.
Выбор материала для гаскеты диктуется несколькими соображениями. Во-первых, гаскета должна быть достаточно жёсткой, чтобы обеспечивать необходимую толщину рабочего объёма при высоких давлениях. В то же время гаскета должна обладать определённой пластичностью, то есть способностью деформироваться без разрушения. Обоим этим требованиям удовлетворяют металлические гаскеты. Для экспериментов при комнатной температуре оптимальным материалом для гаскет является сталь. В высокотемпературных экспериментах, однако, сталь непригодна из-за потери упругих свойств при нагреве выше нескольких сотен градусов. Доступной альтернативой являются жаропрочные сплавы, например инконель. При температурах выше 800 °C необходимо использовать гаскеты из тугоплавких металлов (Ta, Nb, W, Mo, Re) и сплавов на их основе. Следует, однако, помнить, что при высоких температурах алмаз перестаёт быть инертным материалом и может взаимодействовать с металлической гаскетой. При этом происходит образование карбидов металлов и гаскета «приваривается» к наковальням (англ. gasket welding). Единственным тугоплавким металлом, не образующим карбидов, является рений, справедливо считающийся лучшим материалом для изготовления гаскет.
При исследовании вещества в алмазной ячейке методами, использующими рентгеновское излучение, возникает проблема его взаимодействия с материалом гаскеты. Это взаимодействие выражается в поглощении излучения или генерации сильного паразитного сигнала, затрудняющих получение и обработку экспериментальных данных. Решением проблемы является прозрачный для рентгеновского излучения материал, пригодный для изготовления гаскет. Долгое время единственным таким материалом являлся бериллий. Гаскеты из мягкого бериллия, однако, непригодны при давлениях выше нескольких ГПа и тем более в высокотемпературных экспериментах. Хотя специальная обработка металла позволяет придать бериллиевым гаскетам достаточную жёсткость для работы при давлениях в первые десятки ГПа, токсичность бериллия всё же сильно ограничивает его использование в лабораториях.
Потребность в прозрачных для рентгеновского излучения гаскетах, стабильных в мегабарном диапазоне, привела к созданию неметаллических гаскет. Они изготавливаются путём прессования порошкообразной основы, смешанной с пластификатором типа эпоксидной смолы. В качестве основы используются сверхтвёрдые материалы на основе лёгких элементов, такие как аморфный бор, кубический нитрид бора (c-BN) и алмаз. Полученные гаскеты обдавливаются и сверлятся обычным способом. Характерной особенностью прессованных гаскет из сверхтвёрдых материалов является повышенная жёсткость, позволяющая избегать чрезмерного уменьшения толщины рабочего объёма при давлениях выше 50 ГПа.

### Сжимающая среда
С точки зрения механики конструкция алмазной ячейки предназначена для создания одноосного сжатия. Такое сжатие не является гидростатическим, то есть при воздействии его на образец в последнем возникают сдвиговые напряжения (англ. shear stresses). В кристаллических фазах сдвиговые напряжения приводят к появлению локальных деформаций решётки (англ. strains), проявляющихся в уширении дифракционных и спектральных пиков. Для устранения описанных эффектов необходимо преобразовать одноосное сжатие во всестороннее, то есть гидростатическое. На практике это достигается заполнением рабочей камеры с образцом жидкой сжимающей средой (англ. pressure-transmitting medium). Такой подход, однако, имеет существенное ограничение: при достаточно высоком давлении любая жидкость кристаллизуется. В частности, для экспериментов при комнатной температуре не известно ни одного вещества, способного сохранять жидкое состояние при давлениях больших 15 ГПа.
В случаях, когда сжатие в гидростатических условиях по каким-либо причинам невозможно, вместо него может быть реализовано псевдогидростатическое сжатие (англ. quasihydrostatic compression). Оно подразумевает использование сжимающих сред с низкой прочностью на сдвиг, то есть таких, в которых релаксация сдвиговых напряжений происходит в течение времени, достаточно короткого по сравнению с длительностью эксперимента. Релаксацию сдвиговых напряжений также можно ускорить путём нагрева. Многие сжимающие среды могут обеспечивать псевдогидростатические условия при давлениях существенно больших давления кристаллизации:
|                                      | Давление кристаллизации, ГПа | Предел псевдогидростатичности, ГПа |
| Силиконовое масло                    |                              | < 2                                |
| Вода                                 | 0,9                          | 2,5                                |
| Изопропиловый спирт                  |                              | 4,3                                |
| Глицерин + вода (3 : 2)              |                              | 5,3                                |
| Пентан + изопентан (1 : 1)           |                              | 7,4                                |
| Метанол                              |                              | 8,6                                |
| Метанол + этанол (4 : 1)             |                              | 10,4                               |
| Метанол + этанол + вода (16 : 3 : 1) |                              | 14,5                               |
| Водород                              | 5,7                          | 177                                |
| Азот                                 | 2,4                          | 13,0                               |
| Гелий                                | 11,8                         | 60—70                              |
| Неон                                 | 4,7                          | 16                                 |
| Аргон                                | 1,2                          | 9                                  |
| Ксенон                               |                              | 55                                 |

Используемые сжимающие среды в соответствии с их состоянием при стандартных условиях можно разделить на три группы:

#### Жидкости
Сюда относятся все жидкости, с которыми можно работать при комнатной температуре без использования специального оборудования. В их число входят: вода, органические, фторорганические и кремнийорганические жидкости, а также их смеси. Достоинством их является простота загрузки в ячейку, а недостатком — небольшие давления потери (псевдо)гидростатичности.

#### Сжиженные газы
К этой группе относятся водород, азот и благородные газы. Поскольку перед загрузкой в ячейку эти газы должны быть сжижены, работа с ними требует специального охлаждающего или сжимающего оборудования. Преимуществом таких сред является широкий диапазон давлений, при которых сохраняются псевдогидростатические условия. Из недостатков сжиженных газов в качестве сжимающей среды следует упомянуть способность гелия и водорода диффундировать в образец и алмазные наковальни, а также сильное поглощение рентгеновского излучения тяжёлыми криптоном и ксеноном.

#### Твёрдые среды
Хотя твёрдые среды заведомо непригодны для создания гидростатических условий, ряд соединений с низкой прочностью на сдвиг может быть использован в качестве псевдогидростатической сжимающей среды. Чаще всего для этого применяются ионные галогениды (NaCl, KCl, KBr, AgCl), в которых сдвиговые напряжения практически полностью релаксируют при температурах выше 500 °C. Поскольку недостатком этих соединений является химическая активность по отношению к ряду веществ, в качестве альтернативы могут быть использованы более инертные оксиды магния и алюминия. Механические свойства MgO и Al2O3, однако, приводят к созданию сильно негидростатических условий, для релаксации которых необходим нагрев до температур порядка 1000 °C. Важным преимуществом твёрдых сжимающих сред является возможность их использования в качестве дифракционного стандарта для оценки давления в ячейке.
Помимо желаемого диапазона (псевдо)гидростатичности при выборе сжимающей среды важно учитывать и возможность её взаимодействия с исследуемым веществом, гаскетой и наковальнями. Это взаимодействие может выражаться в виде химических реакций, а также в виде более специфического явления — проникновения молекул сжимающей среды в контактирующие с ней твёрдые фазы под действием высокого давления. В качестве известных примеров можно привести сверхгидратацию цеолитов при сжатии в водосодержащей среде, внедрение гелия в структуру форстерита и т. п. Наибольшую опасность описанное явление представляет для алмазных наковален, проницаемых для гелия и водорода. Считается, что гелий проникает в алмазы через дефекты полировки рабочей площадки. В результате при давлениях 15-30 ГПа (то есть после кристаллизации гелия) возникает вероятность раскалывания алмазных наковален. Эту вероятность можно уменьшить повышением качества полировки калетт, либо охлаждением наковален до температур жидкого азота. Жидкий водород охотно проникает в алмаз при повышенных температурах, сильно увеличивая риск раскалывания наковальни вне зависимости от качества полировки её поверхности.

### Нагрев образца
Первоначально созданная для работы при комнатной температуре, ячейка с алмазными наковальнями была быстро модернизирована для низко- и высокотемпературных экспериментов. На сегодняшний день метод алмазной ячейки не имеет аналогов по доступному диапазону температур и давлений: одним из последних рекордов было создание японскими учёными давления в 377 ГПа при температуре 5700 K для моделирования условий, соответствующих земному ядру. Нагрев образца в ячейке с алмазными наковальнями, может осуществляться двумя основными путями:

#### Внешний нагрев
В качестве источника тепла для внешнего нагрева (англ. external heating) используется резистивный нагреватель, расположенный вне камеры для образца. Он может нагревать как ячейку целиком, так и только её внутреннюю часть в непосредственной близости от наковален. Во втором случае используются более компактные кольцевые нагреватели и нагрев в целом более эффективен. Главным недостатком внешнего нагрева является то, что помимо образца сильно нагреваются детали ячейки: наковальни, их опоры, корпус и т. п., из-за чего в конструкции ячейки приходится использовать специфические жаропрочные материалы. В случае винтовых ячеек нагрев корпуса ведёт и к неконтролируемому сбросу давления за счёт термического расширения стягивающих винтов. Кроме того, во избежание окисления алмазных наковален и металлических деталей нагретая ячейка должна находиться под вакуумом либо в восстановительной атмосфере. Для создания последней обычно используется обдув аргон-водородной смесью (1-5 об. % H2). Температурный диапазон стабильной работы ячеек с внешним нагревом ограничен графитизацией алмаза, происходящей при температурах близких к 1000 °C.

#### Внутренний нагрев
Источник тепла для внутреннего нагрева (англ. internal heating) располагается непосредственно внутри рабочего объёма с образцом. С одной стороны, это повышает эффективность нагрева, так как гораздо меньше тепла расходуется на нагрев самой ячейки. С другой стороны, наличие микроскопического источника тепла в непосредственной близости от алмазных наковален, обладающих очень высокой теплопроводностью, неизбежно порождает термические градиенты, в отдельных случаях достигающие нескольких сот градусов на микрометр. В качестве источника тепла для внутреннего нагрева может использоваться либо резистивный микронагреватель, либо прецизионно сфокусированный луч инфракрасного лазера.
Резистивный микронагреватель представляет собой тонкую металлическую проволоку, пропущенную через рабочий объём и подключённую к источнику тока. Важной составляющей такой конструкции является изоляция нагревателя от металлической гаскеты. Для этого применяются различные прокладки, многослойные и неметаллические гаскеты, а также наковальни с внутренними электродами. Основным недостатком описанной схемы является необходимость присутствия в рабочей камере посторонней фазы (нагревателя). При этом не исключена возможность реакции нагревателя с образцом, а также генерация паразитного сигнала. Оптимальным вариантом в данном случае является эксперимент, в котором нагреватель одновременно является и образцом. Максимальные температуры, полученные с помощью резистивного внутреннего нагрева, составляют 2000-3500 K.
Наиболее мощным инструментом внутреннего нагрева на сегодняшний день является инфракрасные лазеры (Nd:YAG, гелий-неоновый, углекислотный и др.). Прозрачность алмаза для инфракрасного излучения позволяет сфокусировать лазерный пучок на образце в виде пятна диаметром в несколько десятков микрометров. Важным условием для лазерного нагрева является способность образца поглощать инфракрасное излучение. В случае если это требование не выполняется, в рабочий объём приходится помещать специальные поглотители (Pt, TiC, B). Существенной технической трудностью при лазерном нагреве является термоизоляция образца от наковален, необходимая для предотвращения потери тепла и графитизации последних. Для этого между образцом и наковальнями помещается слой теплоизолятора (NaCl, KBr, CsCl, Al2O3, MgO, BN), в ряде случаев также выступающего в роли сжимающей среды. Максимальные температуры, созданные с помощью лазерного нагрева, превышают 6000 K.
Оценка температуры в ячейке с внутренним нагревом представляет собой нетривиальную задачу из-за крайней сложности расположения термопары непосредственно в точке нагрева. Решением является спектральный метод, позволяющий по спектру теплового излучения образца вычислять температуру последнего. Ограничением метода является невысокая точность (±100 °C), обусловленная использованием идеализированных зависимостей теплового спектра от температуры.

### Оценка давления
Как упоминалось выше, широкое распространение метод ячейки с алмазными наковальнями получил только после появления способов быстрой и точной оценки давления в образце. Существующие на сегодняшний день способы можно разделить на следующие группы:

#### Люминесцентные стандарты
Стандарты этой группы представляет собой соединения, спектры люминесценции которых имеют известную зависимость от давления. Возбуждается люминесценция лазерным излучением в диапазоне 400—500 нм. К числу известных люминесцентных стандартов относятся рубин (Cr3+:Al2O3), александрит (BeAl2O4), а также ряд допированных редкоземельными элементами соединений. Впервые в качестве люминесцентного стандарта был использован рубин, широко применяемый и сегодня. Недостатком рубина является сильное уширение спектральных линий и падение их интенсивности с ростом температуры, ограничивающие использование этого стандарта в высокотемпературных экспериментах. Лучшее поведение при высоких температурах демонстрирует Sm2+:SrB4O7, дающий спектр с сильной одиночной линией, фиксируемой до 900 K.

#### Рамановские стандарты
Рамановские стандарты представляют собой фазы, линии в спектре комбинационного рассеяния которых закономерно смещаются с ростом давления. В качестве примеров рамановских стандартов можно привести кубический нитрид бора и алмаз с изотопным составом 13C (последнее необходимо, чтобы исключить перекрытие с сигналом от алмазных наковален). Одним из преимуществ этих соединений является устойчивость и инертность в широком диапазоне температур и давлений.

#### Дифракционные стандарты
В качестве дифракционных стандартов используются кристаллические фазы с хорошо известным уравнением состояния (англ. equation of state, EoS). По дифракции рентгеновского излучения от стандарта несложно вычислить параметры его элементарной ячейки, по которым, в свою очередь, однозначно определяется давление. Помимо устойчивости и инертности при высоких давлениях и температурах дифракционный стандарт должен демонстрировать простую дифракцонную картину, не препятствующую анализу дифракции непосредственно от образца. Последнему требованию лучше всего удовлетворяют фазы кубической сингонии. Среди дифракционных стандартов выделяются ионные галогениды (NaCl, CaF2, CsCl), ковалентные оксиды (SiO2, Al2O3, MgO), а также металлы (Al, Cu, Au, Pd, Pt). Поскольку перечисленные фазы характеризуются достаточно плотной структурой, заметное сжатие наблюдается в них при давлениях в несколько ГПа и выше. Некоторые из дифракционных стандартов могут использоваться в качестве сжимающей среды (см. выше), и наоборот, кристаллизующиеся при высоких давлениях благородные газы могут использоваться в качестве дифракционных стандартов. На сегодняшний день именно дифракционные стандарты считаются наиболее надёжным методом оценки давления в аппаратах высокого давления в самом широком диапазоне температур и давлений. В частности, калибровка оптических (люминесцентных и рамановских) стандартов проводится на базе шкал стандартов дифракционных.

#### Фазовые переходы
Фазовые переходы также могут быть использованы в качестве индикатора давления. Хотя такие индикаторы позволяют судить только о нахождении образца в поле стабильности той или иной модификации стандарта, они широко используются при калибровке аппаратуры высокого давления. Фиксируются фазовые переходы с помощью дифракции, оптических и электрических методов и т. п. Спектр соединений, используемых в качестве стандартов с фазовыми переходами весьма обширен, и выбор их сильно зависит от запланированного в эксперименте диапазона температур и давлений. При работе с алмазными ячейками такие стандарты используются редко.

## Применение
Основное применение — исследование свойств материалов (изменения в кристаллической решётке, измерение электропроводности, появление свойств проводника или полупроводника и др.) под действием высоких давлений (например, металлического водорода, прозрачного натрия, атомарного азота и др.).

title: Ячейка с алмазными наковальнями

wikitext:
[[Файл:Diamond Anvil Cell - Cross Section ru.svg|thumb|right|400px|Схема ячейки с алмазными наковальнями]]

Наиболее доступным и компактным оборудованием для экспериментов ''in situ'' ({{tr-la|на месте}}), заключающихся в исследовании вещества, непосредственно находящегося при заданных [[Температура|температуре]] и [[Давление|давлении]], является '''ячейка с алмазными наковальнями''' ({{lang-en|diamond anvil cell, DAC}}). Конструкция такой ячейки предполагает наличие двух [[алмаз]]ов [[Конус|конической]] формы, передающих сжимающее усилие на рабочие площадки диаметром менее миллиметра. Благодаря исключительной [[Твёрдость|твёрдости]] алмаза таким образом могут быть достигнуты давления до нескольких миллионов [[Атмосфера (единица измерения)|атмосфер]], а прозрачность алмазов в широкой области [[спектр]]а позволяет при этом изучать образец с помощью целого ряда методов. С учётом современных способов нагрева образца метод алмазных ячеек не имеет аналогов по доступному диапазону температур и давлений.

== История создания ==
[[Файл:First diamond anvil cell.jpg|thumb|right|400px|Первая ячейка с алмазными наковальнями (экспозиция музея [[Национальный институт стандартов и технологий|Национального института стандартов и технологий США]])]]

Первая ячейка с алмазными наковальнями была создана в конце 1950-х '''''Ч. Вейром''''' (''Charles E. Weir'') с коллегами в [[Национальный институт стандартов и технологий|Национальном бюро стандартов США]]<ref name="NIST">[http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/sp958-lide/100-103.pdf The Diamond Anvil Pressure Cell] {{Wayback|url=http://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/sp958-lide/100-103.pdf |date=20120820022430 }}{{ref-en}}</ref>. Решающую роль в создании этой ячейки сыграл тот факт, что её разработчики имели право свободного пользования алмазами из государственного хранилища конфискованной [[Контрабанда|контрабанды]]. В противном случае стоимость экспериментов, в процессе которых была расколота бо́льшая часть использованных алмазов, оказалась бы неоправданно высока. Даже в настоящее время, несмотря на отработанность метода, исследователь не застрахован от выхода из строя алмазных наковален. Более того, в экспериментах, связанных с достижением рекордных давлений и температур, разрушение наковален на стадии разгрузки неизбежно, что обусловливает высокую себестоимость таких исследований.

До 1970-х годов, однако, ячейка с алмазными наковальнями не получила широкого распространения в экспериментах по высоким давлениям. Основной причиной этого было отсутствие метода быстрой и точной оценки давления, создаваемого в ячейке. Существующие на тот момент методы были либо неточны (расчёт давления по формуле [[Давление|'''P=F/S''']]), либо слишком трудоёмки (использование дифракционных стандартов в то время требовало многодневных съёмок). Выход был найден в 1971 году, когда '''''Р. Форман''''' (''Richard Forman'') с коллегами предложили использовать смещение линий в [[спектр]]е [[Люминесценция|люминесценции]] [[Синтетический рубин|рубина]] для оценки давления в ячейке<ref name="RUBY">R.A. Forman, G.J. Piermarini, J.D. Barnett & S. Block, Pressure Measurement Made by the Utilization of Ruby Sharp-Line Luminescence, Science 1972, 176, 284—285{{ref-en}}</ref>. Появление этого простого и экспрессного способа способствовало быстрому распространению и развитию метода алмазной ячейки.

== Устройство ==

=== Алмазные наковальни ===
Основной деталью ячейки являются алмазные наковальни. Для их изготовления используются как природные, так и искусственные [[алмаз]]ы без видимых дефектов. При этом для [[Комбинационное рассеяние света|спектроскопии комбинационного рассеяния]] (рамановской) подбираются алмазы без [[Люминесценция|люминесценции]], а для [[Инфракрасная спектроскопия|инфракрасной спектроскопии]] пригодны только безазотные алмазы ([[:en:Diamond type|тип II {{ref-en}}]]). Поскольку алмазы II типа крайне редки в природе (не более 2 % от общего числа), для изготовления алмазных наковален широко используются алмазы искусственные. Кроме того, считается, что наковальни из искусственных алмазов, свободных от внутренних [[Механическое напряжение|напряжений]] и дефектов, отличаются большей долговечностью. Кристаллографическая ориентировка алмаза наковальни также играет существенную роль: в силу [[Спайность|совершенной спайности]] алмаза по [[октаэдр]]у наибольшую устойчивость демонстрируют наковальни, рабочая площадка которых параллельна [[Индексы Миллера|плоскости (100)]].

Огранка алмазных наковален во многом сходна с огранкой обычных ювелирных алмазов. Из всех её деталей наибольшее влияние на диапазон давлений, доступных для наковальни, оказывает диаметр рабочей площадки или '''[[Бриллиант#Огранка бриллиантов|калетты]]''' ({{lang-en|culet}}). Чем меньше эта величина, тем большие давления могут быть созданы наковальней без риска её разрушения. Так, для создания давлений до 20 ГПа используются наковальни с диаметром калетты 0,6—0,8 мм, тогда как для генерации давлений, превышающих 100 ГПа, диаметр калетты не должен превышать 0,1—0,2 мм<ref>[http://www.almax-industries.com/Plate_Dac.html Almax Industries] {{Wayback|url=http://www.almax-industries.com/Plate_Dac.html |date=20120618130128 }}{{ref-en}}</ref>.

Отдельным достижением в дизайне алмазных наковален является технология подведения электродов к рабочей площадке<ref>[https://www.llnl.gov/str/December04/Weir.html Putting the Squeeze on Materials] {{Wayback|url=https://www.llnl.gov/str/December04/Weir.html |date=20120805172142 }}{{ref-en}}</ref>. Для этого на поверхность алмаза методом [[Литография|литографии]] наносится тонкий слой металла заданной конфигурации. Затем происходит наращивание алмаза путём [[Газофазная эпитаксия|эпитаксиального роста из газовой фазы]]. Полученный слой толщиной в несколько десятков микрометров покрывает металлические электроды, «запечатывая» их внутри наковальни. Модифицированные таким образом наковальни используются в экспериментах по изучению таких физических свойств, как [[электрическое сопротивление]] и [[магнитная восприимчивость]], а также для нагрева образца.

Алмаз — не единственный материал, пригодный для изготовления наковален ячеек высокого давления. На сегодняшний день известен ряд альтернативных материалов, хоть и уступающих алмазу по диапазону достижимых давлений, но гораздо более дешёвых. Наиболее широкое распространение среди них получили синтетический [[сапфир]], [[муассанит]] и [[фианит]].

=== Конструкция ячейки ===
Помимо самих наковален, значительной нагрузке в ячейке подвергаются и их опоры ({{lang-en|seat, backing plate}}), подбор материала и конфигурации которых также является немаловажным моментом при изготовлении ячейки.
С одной стороны, опора выполняет механическую функцию, поддерживая наковальню. Соответственно, при изготовлении опоры предпочтение должно отдаваться наиболее твёрдым материалам. Традиционно для этого используется [[карбид вольфрама]], а в ряде случаев и просто твёрдые сорта [[Сталь|стали]].
С другой стороны, именно опора наковальни ограничивает [[Апертура (оптика)|угловую апертуру]] ячейки. Поэтому для дифракционных экспериментов, требующих большого угла доступа к образцу, опора должна быть либо прозрачной для излучения, либо иметь специфическую конфигурацию. Впервые в качестве материала опоры, прозрачного для [[Рентгеновское излучение|рентгеновского излучения]], был использован [[бериллий]]. К его очевидным недостаткам относятся чрезвычайная [[токсичность]] и мягкость: во время эксперимента наковальни продавливают опору, постепенно приводя её в негодность. Этого недостатка лишены опоры из [[Сверхтвёрдые материалы|сверхтвёрдых материалов]] на основе лёгких элементов ([[Бор (элемент)|бора]], [[углерод]]а и [[азот]]а). К ним относятся элементарный [[Бор (элемент)|бор]], кубический [[нитрид бора]] (c-BN), [[карбид бора]] (B4C) и ряд других соединений, а также, собственно, [[алмаз]]. Твёрдость и прозрачность для рентгеновского излучения этих материалов позволяет успешно использовать их в качестве опор для алмазных наковален, однако высокая [[хрупкость]] ограничивает диапазон достижимых давлений. Принципиально иной путь для увеличения угловой апертуры ячейки предложил в 2004 г. '''''Р. Бёлер''''' (''Reinhard Boehler''), переместив опорную поверхность наковальни на [[Бриллиант#Огранка бриллиантов|коронку]], обработанную в виде [[конус]]а<ref>[https://web.archive.org/web/20120424221652/http://www.almax-industries.com/images/pdf/ArtikelHPR.pdf New Anvil Designs in Diamond-Cells]{{ref-en}}</ref>.

Ключевой составляющей ячейки с алмазными наковальнями является механизм создания давления. В соответствии со способом подачи сжимающего усилия на наковальни ячейки делятся на три типа:

==== Рычажные ячейки ====
В рычажных ячейках наковальни сближаются с помощью [[рычаг]]а, приводимого в действие винтом. Недостаток такого механизма состоит в том, что рычаг совершает не поступательное, а вращательное движение. Наковальни же напротив, должны сближаться, оставаясь строго параллельными и соосными друг другу. Для соблюдения этого требования наковальни помещаются в конструкцию '''поршень-цилиндр''' ({{lang-en|piston-cylinder}}), которая, в свою очередь, с помощью шарнира опирается на рычаг. Шарнир и плотно пригнанные поршень с цилиндром позволяют сделать движение наковален строго поступательным. Соответствующая конструкция ячейки, впервые детально описанная в 1975 году '''''Мао''''' и '''''Беллом'''''<ref>H.K. Mao & P.M. Bell, Design of a Diamond-Window, High-Pressure Cell for Hydrostatic Pressures in the Range 1 bar to 0.5 Mbar, Carnegie Institute of Washington Year Book 1975, 74, 402—405{{ref-en|}}</ref>, получила название '''конструкции Мао-Белла''' ({{lang-en|Mao-Bell design}}). Сейчас она постепенно выходит из употребления.

==== Винтовые ячейки ====
В винтовых ячейках усилие для сближения наковален создаётся при затягивании винтов. Важными требованиями при этом являются плавный ход винтов (то есть малый шаг резьбы) и синхронность их закручивания. Последнее достигается путём использования специальных передаточных механизмов, позволяющих закручивать несколько винтов одновременно. Чтобы избежать перекоса наковален из-за несинхронного закручивания винтов также может использоваться конструкция поршень-цилиндр. Соответствующие ячейки ({{lang-en|piston-cylinder DAC}}) более надёжны и в случае чётного количества винтов позволяют создавать давление без передаточного механизма путём простого попарного затягивания противоположных винтов. Недостатком ячеек с системой поршень-цилиндр является необходимость в большой поверхности соприкосновения цилиндра и поршня (в противном случае невозможна их точная подгонка). Отсюда вытекает значительная (по сравнению с размерами наковален) высота конструкции, неизбежно ограничивающая по крайней мере одну из угловых апертур ячейки. Этот недостаток, несущественный для ряда методов, не позволяет успешно использовать ячейки типа поршень-цилиндр в экспериментах по [[Рентгеноструктурный анализ|монокристальной дифракции]], где необходима максимальная угловая апертура с обеих сторон ячейки. Последнему требованию, однако, удовлетворяют ячейки с пластинами ({{lang-en|plate DAC}}). В таких ячейках наковальни закреплены на одинаковых пластинах, стягиваемых винтами. Впервые подобная конструкция была предложена в 1974 году<ref>L. Merrill & W.A. Basset, Miniature Diamond Anvil Pressure Cell for Single Crystal X-ray Diffraction Studies, Review of Scientific Instruments 1974, 45, 290—294{{ref-en}}</ref> и получила название конструкции '''Меррилла-Бассета''' ({{lang-en|Merrill-Basset design}}). Для обеспечения поступательного движения в ней использовались штыри, выходящие с поверхности одной из пластин и плотно входящие в отверстия на другой. Сравнительно недавно (в 2006 году) '''''Р. Бёлер''''' модифицировал эту конструкцию, дополнив её наковальнями с конической огранкой и исключив встречное движение пластин (сближение наковален происходит за счёт упругого прогибания пластин в центральной части)<ref>[https://web.archive.org/web/20120424221739/http://www.almax-industries.com/images/pdf/Jozef_Zaug.pdf New Diamond Cell for Single-Crystal X-ray Diffraction]{{ref-en}}</ref>. Полученная ячейка на сегодняшний день лучше всего соответствует потребностям монокристальной дифрактометрии.

==== Мембранные ячейки ====
Впервые использование газовой мембраны для создания сжимающего усилия в алмазной ячейке было предложено в 1988 году '''''Р. Ле Тулье''''' (''Rene Le Toullec'') с коллегами<ref>R. Letoullec, J.P. Pinceaux & P. Loubeyre, The Membrane Diamond Anvil Cell: A New Device for Generating Continuous Pressure and Temperature Variations, High Pressure Research 1988, 1, 77-90{{ref-en}}</ref>. Газовая мембрана представляет собой полое металлическое кольцо (обычно из [[Нержавеющая сталь|нержавеющей стали]]), «раздувающееся» при нагнетании в него газа (обычно [[Гелий|гелия]]) под давлением до 200 атмосфер. Такая деформация мембраны может быть использована для создания давления в ячейке.

Общей деталью мембранных ячеек является корпус, жёстко фиксирующий мембрану на конструкции с наковальнями. Для обеспечения поступательного движения наковален используются стандартные приёмы: направляющие штыри или система поршень-цилиндр. Часто мембранные ячейки дополняются и винтовым механизмом.
Основным преимуществом мембранных ячеек является возможность регулировки давления без непосредственного контакта с ячейкой. Это существенно упрощает эксперименты при высоких и низких температурах, а также эксперименты, требующие трудоёмкой [[Юстировка|юстировки]] (например, с использованием метода [[лазер]]ного нагрева образца). В высокотемпературных экспериментах с внешним нагревом (то есть при нагревании ячейки целиком) газовая мембрана позволяет избежать резкого падения давления с ростом температуры, характерного для ячеек с винтовым механизмом (последнее явление возникает из-за [[Тепловое расширение|термического расширения]] винтов). Кроме того, газовая мембрана позволяет изменять давление значительно плавнее, чем винтовой механизм. На сегодняшний день ячейки с алмазными наковальнями мембранного типа являются наиболее современным оборудованием для экспериментов с высоким давлением.

=== Гаскеты ===
В первых экспериментах исследуемое вещество сжималось непосредственно между алмазными наковальнями. Такой подход позволял исследовать только твердые вещества и имел очевидный недостаток: образец испытывал сильно [[Анизотропия|анизотропное]] одноосное сжатие. Через несколько лет после создания алмазной ячейки, однако, эта проблема была успешно решена: в 1962 году '''''Э. Ван Волкенбург''''' (''Alvin Van Valkenburg'')<ref>A. Van Valkenburg, Visual Observations of High Pressure Transitions, Review of Scientific Instruments 1962, 33, 1462{{ref-en}}</ref> предложил использовать в качестве камеры для образца отверстие в тонкой металлической пластине — '''гаскете''' ({{lang-en|gasket}}), прокладываемой между алмазными наковальнями. Замкнутый рабочий объём позволяет исследовать при высоком давлении системы с жидкими и газообразными фазами, а также проводить эксперименты в гидростатических и псевдогидростатических условиях.

Подготовка гаскеты в общем случае включает две стадии: '''обдавливание''' ({{lang-en|indentation}}) и сверление. На стадии обдавливания гаскета толщиной 0,2-0,5 мм сжимается между наковальнями для получения отпечатка толщиной 20-120 мкм. Избыток металла при этом выдавливается наружу, формируя кольцевой валик, стабилизирующий положение гаскеты и наковален. После обдавливания в полученном отпечатке сверлится отверстие для образца. В зависимости от твёрдости металла гаскеты и желаемого диаметра отверстия сверление можно проводить как обычными микросвёрлами, так и с помощью лазерного и искрового сверления.

Выбор материала для гаскеты диктуется несколькими соображениями. Во-первых, гаскета должна быть достаточно жёсткой, чтобы обеспечивать необходимую толщину рабочего объёма при высоких давлениях. В то же время гаскета должна обладать определённой пластичностью, то есть способностью деформироваться без разрушения. Обоим этим требованиям удовлетворяют металлические гаскеты. Для экспериментов при комнатной температуре оптимальным материалом для гаскет является [[сталь]]. В высокотемпературных экспериментах, однако, сталь непригодна из-за потери упругих свойств при нагреве выше нескольких сотен градусов. Доступной альтернативой являются [[жаропрочные сплавы]], например [[инконель]]. При температурах выше 800 °C необходимо использовать гаскеты из тугоплавких металлов ([[Тантал (элемент)|Ta]], [[Ниобий|Nb]], [[Вольфрам|W]], [[Молибден|Mo]], [[Рений|Re]]) и [[сплав]]ов на их основе. Следует, однако, помнить, что при высоких температурах алмаз перестаёт быть инертным материалом и может взаимодействовать с металлической гаскетой. При этом происходит образование карбидов металлов и гаскета «приваривается» к наковальням ({{lang-en|gasket welding}}). Единственным тугоплавким металлом, не образующим карбидов, является рений, справедливо считающийся лучшим материалом для изготовления гаскет.

При исследовании вещества в алмазной ячейке методами, использующими [[рентгеновское излучение]], возникает проблема его взаимодействия с материалом гаскеты. Это взаимодействие выражается в поглощении излучения или генерации сильного паразитного сигнала, затрудняющих получение и обработку экспериментальных данных. Решением проблемы является прозрачный для рентгеновского излучения материал, пригодный для изготовления гаскет. Долгое время единственным таким материалом являлся [[бериллий]]. Гаскеты из мягкого бериллия, однако, непригодны при давлениях выше нескольких ГПа и тем более в высокотемпературных экспериментах. Хотя специальная обработка металла позволяет придать бериллиевым гаскетам достаточную жёсткость для работы при давлениях в первые десятки ГПа, токсичность бериллия всё же сильно ограничивает его использование в лабораториях.
Потребность в прозрачных для рентгеновского излучения гаскетах, стабильных в мегабарном диапазоне, привела к созданию неметаллических гаскет. Они изготавливаются путём прессования порошкообразной основы, смешанной с пластификатором типа [[Эпоксидная смола|эпоксидной смолы]]. В качестве основы используются сверхтвёрдые материалы на основе лёгких элементов, такие как аморфный [[Бор (элемент)|бор]], кубический [[нитрид бора]] (c-BN) и [[алмаз]]. Полученные гаскеты обдавливаются и сверлятся обычным способом. Характерной особенностью прессованных гаскет из сверхтвёрдых материалов является повышенная жёсткость, позволяющая избегать чрезмерного уменьшения толщины рабочего объёма при давлениях выше 50 ГПа.

=== Сжимающая среда ===
С точки зрения механики конструкция алмазной ячейки предназначена для создания одноосного сжатия. Такое сжатие не является [[Гидростатическое давление|гидростатическим]], то есть при воздействии его на образец в последнем возникают [[Сдвиг (механика)|сдвиговые напряжения]] ({{lang-en|shear stresses}}). В кристаллических фазах сдвиговые напряжения приводят к появлению локальных [[Деформация|деформаций]] [[Кристаллическая решётка|решётки]] ({{lang-en|strains}}), проявляющихся в уширении дифракционных и спектральных пиков. Для устранения описанных эффектов необходимо преобразовать одноосное сжатие во всестороннее, то есть гидростатическое. На практике это достигается заполнением рабочей камеры с образцом жидкой сжимающей средой ({{lang-en|pressure-transmitting medium}}). Такой подход, однако, имеет существенное ограничение: при достаточно высоком давлении любая жидкость кристаллизуется. В частности, для экспериментов при комнатной температуре не известно ни одного вещества, способного сохранять жидкое состояние при давлениях больших 15 ГПа.

В случаях, когда сжатие в гидростатических условиях по каким-либо причинам невозможно, вместо него может быть реализовано '''псевдогидростатическое сжатие''' ({{lang-en|quasihydrostatic compression}}). Оно подразумевает использование сжимающих сред с низкой [[прочность]]ю на сдвиг, то есть таких, в которых [[Релаксация (физика)|релаксация]] сдвиговых напряжений происходит в течение времени, достаточно короткого по сравнению с длительностью эксперимента. Релаксацию сдвиговых напряжений также можно ускорить путём нагрева. Многие сжимающие среды могут обеспечивать псевдогидростатические условия при давлениях существенно больших давления кристаллизации:

{| class="standard"
 |+Характеристики распространённых сжимающих жидкостей при комнатной температуре<ref>R. Miletich, D.R. Allan & W.F. Kuhs, High-Pressure Single-Crystal Techniques, Reviews in Mineralogy & Geochemistry 2000, 41, 445–519{{ref-en}}</ref> (для смесей приведены объёмные доли)
 |
 !Давление кристаллизации, ГПа
 !Предел псевдогидростатичности, ГПа
 |-
 |[[Силиконовое масло]]
 |
 |< 2
 |-
 |[[Вода]]
 |0,9
 |2,5
 |-
 |[[Изопропиловый спирт]]
 |
 |4,3
 |-
 |[[Глицерин]] + [[вода]] (3 : 2)
 |
 |5,3
 |-
 |[[Пентан]] + [[изопентан]] (1 : 1)
 |
 |7,4
 |-
 |[[Метанол]]
 |
 |8,6
 |-
 |[[Метанол]] + [[этанол]] (4 : 1)
 |
 |10,4
 |-
 |[[Метанол]] + [[этанол]] + [[вода]] (16 : 3 : 1)
 |
 |14,5
 |-
 |[[Водород]]
 |5,7
 |177
 |-
 |[[Азот]]
 |2,4
 |13,0
 |-
 |[[Гелий]]
 |11,8
 |60—70
 |-
 |[[Неон]]
 |4,7
 |16
 |-
 |[[Аргон]]
 |1,2
 |9
 |-
 |[[Ксенон]]
 |
 |55
 |}

Используемые сжимающие среды в соответствии с их состоянием при [[Нормальные и стандартные условия|стандартных условиях]] можно разделить на три группы:

==== Жидкости ====
Сюда относятся все жидкости, с которыми можно работать при комнатной температуре без использования специального оборудования. В их число входят: [[вода]], органические, [[Фторорганические соединения|фторорганические]] и [[Силиконовое масло|кремнийорганические]] жидкости, а также их смеси. Достоинством их является простота загрузки в ячейку, а недостатком — небольшие давления потери (псевдо)гидростатичности.

==== Сжиженные газы ====
К этой группе относятся [[водород]], [[азот]] и [[благородные газы]]. Поскольку перед загрузкой в ячейку эти газы должны быть сжижены, работа с ними требует специального охлаждающего или сжимающего оборудования. Преимуществом таких сред является широкий диапазон давлений, при которых сохраняются псевдогидростатические условия. Из недостатков сжиженных газов в качестве сжимающей среды следует упомянуть способность [[Гелий|гелия]] и [[водород]]а диффундировать в образец и алмазные наковальни, а также сильное поглощение [[Рентгеновское излучение|рентгеновского излучения]] тяжёлыми [[криптон]]ом и [[ксенон]]ом.

==== Твёрдые среды ====
Хотя твёрдые среды заведомо непригодны для создания гидростатических условий, ряд соединений с низкой прочностью на сдвиг может быть использован в качестве псевдогидростатической сжимающей среды. Чаще всего для этого применяются [[Ионная связь|ионные]] [[галогениды]] ([[NaCl]], [[KCl]], [[KBr]], [[AgCl]]), в которых сдвиговые напряжения практически полностью релаксируют при температурах выше 500 °C. Поскольку недостатком этих соединений является химическая активность по отношению к ряду веществ, в качестве альтернативы могут быть использованы более инертные оксиды [[Оксид магния|магния]] и [[Корунд|алюминия]]. Механические свойства MgO и Al2O3, однако, приводят к созданию сильно негидростатических условий, для релаксации которых необходим нагрев до температур порядка 1000 °C. Важным преимуществом твёрдых сжимающих сред является возможность их использования в качестве дифракционного стандарта для оценки давления в ячейке.

Помимо желаемого диапазона (псевдо)гидростатичности при выборе сжимающей среды важно учитывать и возможность её взаимодействия с исследуемым веществом, гаскетой и наковальнями. Это взаимодействие может выражаться в виде химических реакций, а также в виде более специфического явления — проникновения молекул сжимающей среды в контактирующие с ней твёрдые фазы под действием высокого давления. В качестве известных примеров можно привести сверхгидратацию [[цеолит]]ов при сжатии в водосодержащей среде<ref>О. В. Холдеев, И. А. Белицкий, Б. А. Фурсенко и С. В. Горяйнов, Структурные фазовые превращения в натролите при высоких давлениях, Доклады АН СССР 1987, 297, 946—950</ref>, внедрение гелия в структуру [[Оливин|форстерита]]<ref>R.T. Downs, C.-S. Zha, T.S. Duffy & L.W. Finger, The Equation of State of Forsterite to 17.2 GPa and Effects of Pressure Media, American Mineralogist 1996, 81, 51-55{{ref-en}}</ref> и т. п. Наибольшую опасность описанное явление представляет для алмазных наковален, проницаемых для гелия и водорода. Считается, что гелий проникает в алмазы через дефекты полировки рабочей площадки<ref>K. Takemura, Hydrostatic Experiments up to Ultrahigh Pressures, Journal of the Physical Society of Japan 2007, 76A, 202—205{{ref-en}}</ref>. В результате при давлениях 15-30 ГПа (то есть после кристаллизации гелия) возникает вероятность раскалывания алмазных наковален. Эту вероятность можно уменьшить повышением качества полировки калетт, либо охлаждением наковален до температур жидкого азота. Жидкий водород охотно проникает в алмаз при повышенных температурах, сильно увеличивая риск раскалывания наковальни вне зависимости от качества полировки её поверхности.

=== Нагрев образца ===
[[Файл:Диапазоны экспериментально достижимых статических давлений и температур.png|мини|Диапазоны экспериментально достижимых статических давлений и температур]]
Первоначально созданная для работы при комнатной температуре, ячейка с алмазными наковальнями была быстро модернизирована для низко- и высокотемпературных экспериментов. На сегодняшний день метод алмазной ячейки не имеет аналогов по доступному диапазону температур и давлений: одним из последних рекордов было создание японскими учёными давления в 377 ГПа при температуре 5700 K для моделирования условий, соответствующих [[Ядро Земли|земному ядру]]<ref>S. Tateno, K. Hirose, Y. Ohishi & Y. Tatsumi, The Structure of Iron in Earth’s Inner Core, Science 2010, 330, 359—361{{ref-en|}}</ref>. Нагрев образца в ячейке с алмазными наковальнями, может осуществляться двумя основными путями:

==== Внешний нагрев ====
В качестве источника тепла для внешнего нагрева ({{lang-en|external heating}}) используется [[Электрическое сопротивление|резистивный]] нагреватель, расположенный вне камеры для образца. Он может нагревать как ячейку целиком, так и только её внутреннюю часть в непосредственной близости от наковален. Во втором случае используются более компактные кольцевые нагреватели и нагрев в целом более эффективен. Главным недостатком внешнего нагрева является то, что помимо образца сильно нагреваются детали ячейки: наковальни, их опоры, корпус и т. п., из-за чего в конструкции ячейки приходится использовать специфические [[Жаропрочные сплавы|жаропрочные материалы]]. В случае винтовых ячеек нагрев корпуса ведёт и к неконтролируемому сбросу давления за счёт [[Термическое расширение|термического расширения]] стягивающих винтов. Кроме того, во избежание [[Окисление|окисления]] алмазных наковален и металлических деталей нагретая ячейка должна находиться под [[вакуум]]ом либо в [[Окислительно-восстановительные реакции|восстановительной]] атмосфере. Для создания последней обычно используется обдув [[аргон]]-[[водород]]ной смесью (1-5 об. % H2). Температурный диапазон стабильной работы ячеек с внешним нагревом ограничен [[графит]]изацией алмаза, происходящей при температурах близких к 1000 °C.

==== Внутренний нагрев ====
Источник тепла для внутреннего нагрева ({{lang-en|internal heating}}) располагается непосредственно внутри рабочего объёма с образцом. С одной стороны, это повышает эффективность нагрева, так как гораздо меньше тепла расходуется на нагрев самой ячейки. С другой стороны, наличие микроскопического источника тепла в непосредственной близости от алмазных наковален, обладающих очень высокой теплопроводностью, неизбежно порождает [[Градиент#В естественных науках|термические градиенты]], в отдельных случаях достигающие нескольких сот градусов на микрометр. В качестве источника тепла для внутреннего нагрева может использоваться либо [[Электрическое сопротивление|резистивный]] микронагреватель, либо прецизионно сфокусированный луч [[Инфракрасный диапазон|инфракрасного]] [[лазер]]а.

Резистивный микронагреватель представляет собой тонкую металлическую проволоку, пропущенную через рабочий объём и подключённую к источнику тока. Важной составляющей такой конструкции является [[Изоляция (электротехника)|изоляция]] нагревателя от металлической гаскеты. Для этого применяются различные прокладки, многослойные и неметаллические гаскеты, а также наковальни с внутренними электродами. Основным недостатком описанной схемы является необходимость присутствия в рабочей камере посторонней фазы (нагревателя). При этом не исключена возможность реакции нагревателя с образцом, а также генерация паразитного сигнала. Оптимальным вариантом в данном случае является эксперимент, в котором нагреватель одновременно является и образцом. Максимальные температуры, полученные с помощью резистивного внутреннего нагрева, составляют 2000-3500 K<ref>M.I. Eremets, High Pressure Experimental Methods, Oxford University Press 1996{{ref-en}}</ref>.

Наиболее мощным инструментом внутреннего нагрева на сегодняшний день является инфракрасные лазеры ([[Nd:YAG-лазер|Nd:YAG]], [[Гелий-неоновый лазер|гелий-неоновый]], [[Углекислотный лазер|углекислотный]] и др.). Прозрачность алмаза для [[ИК-излучение|инфракрасного излучения]] позволяет сфокусировать лазерный пучок на образце в виде пятна диаметром в несколько десятков микрометров. Важным условием для лазерного нагрева является способность образца поглощать инфракрасное излучение. В случае если это требование не выполняется, в рабочий объём приходится помещать специальные поглотители ([[Платина|Pt]], [[Карбид титана|TiC]], [[Бор (элемент)|B]]). Существенной технической трудностью при лазерном нагреве является термоизоляция образца от наковален, необходимая для предотвращения потери тепла и графитизации последних. Для этого между образцом и наковальнями помещается слой теплоизолятора ([[Хлорид натрия|NaCl]], [[KBr]], [[CsCl]], [[Корунд|Al2O3]], [[Оксид магния|MgO]], [[BN]]), в ряде случаев также выступающего в роли сжимающей среды. Максимальные температуры, созданные с помощью лазерного нагрева, превышают 6000 K.

Оценка температуры в ячейке с внутренним нагревом представляет собой нетривиальную задачу из-за крайней сложности расположения [[Термопара|термопары]] непосредственно в точке нагрева. Решением является спектральный метод, позволяющий по [[спектр]]у [[Тепловое излучение|теплового излучения]] образца вычислять температуру последнего. Ограничением метода является невысокая точность (±100 °C), обусловленная использованием идеализированных зависимостей теплового спектра от температуры.

=== Оценка давления ===
Как упоминалось выше, широкое распространение метод ячейки с алмазными наковальнями получил только после появления способов быстрой и точной оценки давления в образце. Существующие на сегодняшний день способы можно разделить на следующие группы:

==== Люминесцентные стандарты ====
Стандарты этой группы представляет собой соединения, [[спектр]]ы [[Люминесценция|люминесценции]] которых имеют известную зависимость от давления. Возбуждается люминесценция лазерным излучением в диапазоне 400—500 нм. К числу известных люминесцентных стандартов относятся [[рубин]] (Cr3+:Al2O3), [[александрит]] (BeAl2O4), а также ряд [[Допирование|допированных]] [[Редкоземельные элементы|редкоземельными элементами]] соединений. Впервые в качестве люминесцентного стандарта был использован рубин<ref name="RUBY" />, широко применяемый и сегодня. Недостатком рубина является сильное уширение спектральных линий и падение их интенсивности с ростом температуры, ограничивающие использование этого стандарта в высокотемпературных экспериментах<ref>F. Datchi, A. Dewaele, P. Loubeyre, R. Letoullec, Y. Le Godec & B. Canny, Optical Pressure Sensors for High-Pressure — High-Temperature Studies in a Diamond Anvil Cell, High Pressure Research 2007, 27, 447—463{{ref-en}}</ref>. Лучшее поведение при высоких температурах демонстрирует Sm2+:SrB4O7, дающий спектр с сильной одиночной линией, фиксируемой до 900 K.

==== Рамановские стандарты ====
Рамановские стандарты представляют собой фазы, линии в спектре [[Комбинационное рассеяние света|комбинационного рассеяния]] которых закономерно смещаются с ростом давления. В качестве примеров рамановских стандартов можно привести кубический [[нитрид бора]] и [[алмаз]] с изотопным составом [[Углерод-13|13C]] (последнее необходимо, чтобы исключить перекрытие с сигналом от алмазных наковален). Одним из преимуществ этих соединений является устойчивость и инертность в широком диапазоне температур и давлений.

==== Дифракционные стандарты ====
В качестве дифракционных стандартов используются [[кристалл]]ические фазы с хорошо известным '''[[Уравнение состояния|уравнением состояния]]''' ({{lang-en|equation of state, EoS}}). По [[Рентгеновская дифракция|дифракции рентгеновского излучения]] от стандарта несложно вычислить параметры его [[Элементарная ячейка|элементарной ячейки]], по которым, в свою очередь, однозначно определяется давление. Помимо устойчивости и инертности при высоких давлениях и температурах дифракционный стандарт должен демонстрировать простую дифракцонную картину, не препятствующую анализу дифракции непосредственно от образца. Последнему требованию лучше всего удовлетворяют фазы [[Кубическая сингония|кубической сингонии]]. Среди дифракционных стандартов выделяются ионные галогениды ([[Хлорид натрия|NaCl]], [[Фторид кальция|CaF2]], [[CsCl]]), ковалентные оксиды ([[Диоксид кремния|SiO2]], [[Корунд|Al2O3]], [[Оксид магния|MgO]]), а также металлы ([[Al]], [[Cu]], [[Au]], [[Pd]], [[платина|Pt]]). Поскольку перечисленные фазы характеризуются достаточно плотной структурой, заметное сжатие наблюдается в них при давлениях в несколько ГПа и выше. Некоторые из дифракционных стандартов могут использоваться в качестве сжимающей среды (см. выше), и наоборот, кристаллизующиеся при высоких давлениях благородные газы могут использоваться в качестве дифракционных стандартов. На сегодняшний день именно дифракционные стандарты считаются наиболее надёжным методом оценки давления в аппаратах высокого давления в самом широком диапазоне температур и давлений. В частности, калибровка оптических (люминесцентных и рамановских) стандартов проводится на базе шкал стандартов дифракционных.

==== [[Фазовые переходы]] ====
Фазовые переходы также могут быть использованы в качестве индикатора давления. Хотя такие индикаторы позволяют судить только о нахождении образца в поле стабильности той или иной [[Полиморфизм кристаллов|модификации]] стандарта, они широко используются при калибровке аппаратуры высокого давления. Фиксируются фазовые переходы с помощью дифракции, оптических и электрических методов и т. п. Спектр соединений, используемых в качестве стандартов с фазовыми переходами весьма обширен, и выбор их сильно зависит от запланированного в эксперименте диапазона температур и давлений. При работе с алмазными ячейками такие стандарты используются редко.

== Применение ==
Основное применение — исследование свойств материалов (изменения в [[Кристаллическая решётка|кристаллической решётке]], измерение [[Электропроводность|электропроводности]], появление свойств [[Проводник (электричество)|проводника]] или [[полупроводник]]а и др.) под действием высоких давлений (например, [[Металлический водород|металлического водорода]], прозрачного [[Натрий|натрия]], атомарного [[азот]]а<ref>{{Cite web |url=http://prl.aps.org/ |title=Phys.Rev.Lett. 85 1262 (2000) |access-date=2012-08-24 |archive-date=2010-03-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100311164233/http://prl.aps.org/ |url-status=live }}</ref> и др.)<ref>{{Cite web |url=http://elementy.ru/lib/431467 |title=Монстры сверхплотного мира |access-date=2012-08-23 |archive-date=2012-04-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120421124223/http://elementy.ru/lib/431467 |url-status=live }}</ref><ref>{{Cite web |url=http://elementy.ru/news/430773 |title=Элементы — новости науки: Металлический водород — сверхпроводник с наибольшей критической температурой? |access-date=2012-08-23 |archive-date=2012-08-11 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120811224028/http://elementy.ru/news/430773 |url-status=live }}</ref>.

== Примечания ==
{{примечания|2}}

{{rq|refless}}

[[Категория:Геофизика]]
[[Категория:Материаловедение]]
[[Категория:Физика конденсированного состояния]]
[[Категория:Физическая химия]]
[[Категория:Изделия с применением алмазов и бриллиантов]]


text:
# Памятник Петру I (Тула)
Памятник Петру Великому установлен в городе Туле — на улице Советской, непосредственно перед зданием управления Тульского оружейного завода, основание которого связано с именем первого российского императора.
Открытие памятника было приурочено к 200-летию Тульского оружейного завода и состоялось в 1912 году. Автором является скульптор Р. Р. Бах. Первоначально памятник был установлен на территории завода, но в 1962 году был перенесен в сквер перед зданием управления завода и стал доступен для обозрения всем желающим.

wikiname: ruwiki

title: Памятник Петру I (Тула)

in_language: ru

wikitext:
{{Достопримечательность
 |Тип                      =
 |Русское название         =
 |Оригинальное название    =
 |Изображение              = Tula asv2019-09 img27 Peter I statue.jpg
 |Подпись изображения      =
 |Ширина изображения       =
 |Статус                   = {{Культурное наследие народов РФ|мини=1|Город=Тула}}
 |Страна                   =
 |Название местоположения  =
 |Местоположение           =
 |Позиционная карта        =
 |Конфессия                =
 |Епархия                  =
 |Благочиние               =
 |Орденская принадлежность =
 |Тип монастыря            =
 |Тип здания               =
 |Архитектурный стиль      =
 |Автор проекта            =
 |Архитектор               =
 |Скульптор                = [[Бах, Роберт Романович]]
 |Строитель                =
 |Основатель               =
 |Первое упоминание        =
 |Основание                = 1912
 |Основные даты            = {{Достопримечательность/Даты||||||}}
 |Упразднён                =
 |Начало строительства     =
 |Окончание строительства  =
 |Здания                   = {{Достопримечательность/Здания||||||}}
 |Приделы                  =
 |Известные обитатели      =
 |Известные насельники     =
 |Реликвии                 =
 |Настоятель               =
 |Состояние                =
 |Высота                   =
 |Материал                 =
 |Сайт                     =
 |План                     =
 |Подпись плана            =
 |Ширина плана             =
}}

'''Памятник [[Пётр I|Петру Великому]]''' установлен в городе [[Тула |Туле]] — на улице Советской, непосредственно перед зданием управления [[Тульский оружейный завод|Тульского оружейного завода]], основание которого связано с именем первого российского императора.

Открытие памятника было приурочено к 200-летию Тульского оружейного завода и состоялось в 1912 году. Автором является скульптор [[Бах, Роберт Романович|Р. Р. Бах]]. Первоначально памятник был установлен на территории завода, но в 1962 году был перенесен в сквер перед зданием управления завода и стал доступен для обозрения всем желающим.

== Литература ==
* К. Г. Сокол. Монументы империи. Разд. 28 «Памятник Петру I в Туле». — Москва, 2001.

== Ссылки ==
* [https://web.archive.org/web/20121024202330/http://www.tula.ru/city/visitors/attractions/699/ Памятник Петру I — Администрация города Тулы]

{{Пётр I}}
{{Памятники Петру I}}

[[Категория:Памятники Тулы|Петру I]]
[[Категория:Памятники Петру I|Тула]]
[[Категория:Перемещённые памятники России|Петру I, Тула]]

title: Памятник Петру I

Тип: памятник

Страна: - Россия

Местоположение: Тула

Скульптор: Бах, Роберт Романович

Статус: Объект культурного наследия народов РФ федерального значения. Рег. № 711410082220006 (ЕГРОКН). Объект № 7110052000 (БД Викигида)


text:
# Пухала, Иосиф Ахиллес
Ио́сиф Ахи́ллес Пуха́ла (пол. Józef Achilles Puchała OFMConv; 18 марта 1911, Косина, Подкарпатское воеводство — 19 июля 1943, Боровиковщина, Барановичская область) — блаженный Римско-католической церкви, священник, монах из ордена конвентуальных францисканцев, мученик. Входит в число 108 блаженных польских мучеников, беатифицированных римским папой Иоанном Павлом II во время его посещения Варшавы 13 июня 1999 года.

## Биография
В 1927 году, в возрасте 16 лет, вступил в католический монашеский орден конвентуальных францисканцев. С 1932 по 1937 год изучал теологию в Кракове. Во время обучения был рукоположён в 1936 году в сан священника. После обучения был назначен духовником в монастыре францисканцев в Гродно. В 1939 году служил вторым викарием в посёлке Ивенец.
После начала Второй мировой войны был переведён в приход святой Марии Магдалены в деревне Першаи, где исполнял обязанности настоятеля. Во время антинацистского восстания в посёлке Ивенец в июне 1943 года был арестован вместе с восставшими жителями. Вскоре арестованные жители деревни были отпущены, а Иосиф Ахиллес был казнён как заложник 19 июля 1943 года. Вместе с ним был также казнён викарий Кароль Герман Стемпень.

## Прославление
13 июня 1999 года был беатифицирован римским папой Иоанном Павлом II вместе с другими польскими мучениками Второй мировой войны.
День памяти — 12 июня.

title: Пухала, Иосиф Ахиллес

wikitext:
{{ФИО}}
{{Святой
 |имя                  = Иосиф Ахиллес Пухала
 |оригинал имени       = {{lang-pl|Józef Achilles Puchała}}
 |пол                  = мужской
 |тип                  = католический
 |изображение          = Bł. o. Józef Achilles Puchała.jpg
 |ширина               = 240px
 |описание изображения =
 |имя в миру           =
 |монашеское имя       =
 |почитается           = [[Католическая церковь]]
 |прославлен           =
 |беатифицирован       = [[1999 год]]
 |канонизирован        =
 |в лике               = [[блаженный]]
 |день памяти          =
 |покровитель          =
 |главная святыня      =
 |атрибуты             =
 |деканонизирован      =
 |труды                =
 |подвижничество       = [[мученик]]
}}
'''Ио́сиф Ахи́ллес Пуха́ла''' ({{lang-pl|Józef Achilles Puchała}} OFMConv<ref>см. [[Аббревиатуры католических мужских монашеских орденов и конгрегаций]]</ref>; {{ВД-Преамбула}}) — [[блаженный]] [[Римско-католическая церковь|Римско-католической церкви]], [[священник]], [[монах]] из ордена [[францисканцы-конвентуалы|конвентуальных]] [[францисканцы|францисканцев]], [[мученик]]. Входит в число [[108 блаженных польских мучеников]], [[беатификация|беатифицированных]] [[Римский папа|римским папой]] [[Иоанн Павел II|Иоанном Павлом II]] во время его посещения [[Варшава|Варшавы]] 13 июня 1999 года.

== Биография ==
В 1927 году, в возрасте 16 лет, вступил в католический [[монашеский орден]] конвентуальных [[францисканцы|францисканцев]]. С 1932 по 1937 год изучал [[теология|теологию]] в [[Краков]]е. Во время обучения был рукоположён в 1936 году в сан священника. После обучения был назначен духовником в монастыре францисканцев в [[Гродно]]. В 1939 году служил вторым [[викарий|викарием]] в посёлке [[Ивенец]].

После начала [[Вторая мировая война|Второй мировой войны]] был переведён в приход святой [[Мария Магдалена|Марии Магдалены]] в деревне [[Першаи]], где исполнял обязанности [[настоятель|настоятеля]]. Во время антинацистского восстания в посёлке [[Ивенец]] в июне 1943 года был арестован вместе с восставшими жителями. Вскоре арестованные жители деревни были отпущены, а Иосиф Ахиллес был казнён как заложник 19 июля 1943 года. Вместе с ним был также казнён викарий [[Стемпень, Кароль Герман|Кароль Герман Стемпень]].

== Прославление ==
13 июня 1999 года был беатифицирован римским папой Иоанном Павлом II вместе с другими польскими мучениками [[Вторая мировая война|Второй мировой войны]].

День памяти — [[12 июня]].

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* Marek Darul, ks.Tomasz Kaczmarek. 2001. Błogosławiony Ojciec Achilles Puchała. Męczennicy 1939—1945. Zeszyt 72. Wydawnictwo Duszpasterstwa Rolników, Włocławek.

== Ссылки ==
* [http://www.santiebeati.it/dettaglio/92577 Краткий биографический очерк]{{ref-it}}

{{Внешние ссылки}}

[[Категория:108 блаженных польских мучеников]]
[[Категория:Католические блаженные]]
[[Категория:Святые Польши]]
[[Категория:Францисканцы Польши]]

title: Иосиф Ахиллес Пухала

Родился: 18 марта 1911 · - Косина, Ланьцут, Ланьцутский повят, Подкарпатское воеводство, Польша

Умер: 19 июля 1943 (32 года) · - Боровиковщина, Ивенецкий сельсовет, Воложинский район, Барановичская область, Белорусская ССР, СССР

Почитается: Католическая церковь

В лике: блаженный

День памяти: 12 июня

Подвижничество: мученик


text:
# Биленкин, Дмитрий Александрович
Дми́трий Алекса́ндрович Биле́нкин (21 сентября 1933, Москва, СССР — 28 июля 1987, там же) — советский писатель-фантаст, литературный критик и журналист, член Союза писателей СССР (1975), член редколлегии сборника «НФ», лауреат премии имени Ивана Ефремова (1988, посмертно). Участник творческого коллектива Павла Багряка, описанного им в рассказе «Человек, который присутствовал» (1971). Произведения переводились на английский, немецкий, польский, французский, вьетнамский, японский языки.

## Биография
Родился и жил в Москве. Отец будущего писателя Александр Семёнович Биленкин — инженер-строитель, в 1941 году пошёл добровольцем на фронт, был ранен, попал в плен, после освобождение войсками союзников из концлагеря остался за границей и до самой смерти в 1961 году так и не увиделся с сыном.
Дмитрий Биленкин вступил в КПСС в 1963 году, член Союза писателей СССР с 1975 года. Основную сферу своих научных интересов выбрал ещё в школе. Профессиональную биографию начал как геохимик, окончив геологический факультет Московского государственного университета в 1958 году. Участвовал в нескольких геологических экспедициях, работал в Средней Азии и Сибири. Одновременно, с 1959 года, пришло увлечение научной журналистикой, началось сотрудничество с газетой «Комсомольская правда» (в качестве научного корреспондента выпускал «Клуб любознательных»), журналом «Вокруг света» (в качестве научного редактора).
Творческий дебют автора состоялся в 1958 году — рассказ «Откуда он?». Тогда же определилась доминирующие в творчестве писателя жанровые формы — рассказ и лаконичная повесть. В его ранних произведениях заметно тяготение к традиционной для 1960-х годов естественнонаучной фантастике, которое позже уступает интересу к человеку, его возможностям, нюансам психологии. В начальном периоде творчества многое в деятельности писателя определялось идеей просветительства. В это время в его творчестве доминирует интерес к новым и новейшим научно-техническим открытиям, технологиям, важнейшим из которых ему видится выход человека в космос. Именно в ближнем и дальнем окружении Земли часто разворачивается действие его рассказов и повестей, а в основе их сюжетов лежат, преимущественно, научно-фантастические гипотезы — эффекты, которые оказывает гравитация, сверхсветовые скорости, проблема контакта с инопланетным разумом и т. п. В названном ключе создавались произведения, вошедшие в сборники «Марсианский прибой», «Проверка на разумность» и другие — «Зримая тьма», «Грозная звезда», «Ничего, кроме льда», «Как на пожаре».
Вместе с тем уже в некоторых ранних произведениях писателя заметно стремление к углублённому решению психологических проблем. К концу 1970-х годов это направление становится в его творчестве доминирующим. Он обращается к вопросам экологии природы и экологии человека. Экспериментирует с идеей возможности «пересадки» человеческого разума животному («Город и Волк»), размышляет над тем, что будет, если «стереть совесть» в сознании ребёнка («Операция на совести»). Лучшим достижением этого периода стал цикл о Полынове («Приключения Полынова»), который путешествует по Земле и планетам Солнечной системы, разгадывая тайны природы, секреты мироздания, вступая при необходимости в борьбу с заговорщиками и тайными врагами человечества. Полынов — интеллектуал, учёный-психолог, и в своих действиях руководствуется открытиями и достижениями психологии, а не сверхъестественными способностями или техническими средствами будущего (этого персонажа можно назвать предшественником доктора Павлыша, любимого героя Кира Булычёва). В цикл вошли три повести: «Десант на Меркурий» (1967), «Космический бог» (1967), «Конец закона» (1980). К ним примыкает повесть «Сила сильных» (1985), в которой действует уже не Полынов, а его потомок. В целом содержание этих произведений можно охарактеризовать следующим образом: «истинные творческие искания, в результате которых побеждает человеческий разум и доброта».
В последние двадцать с лишним лет жизни Биленкин выступал как профессиональный писатель и критик научной фантастики, активно пропагандировавший возможности и достоинства этого рода литературы.
Кир Булычёв написал о Биленкине:

Он стал писать фантастические рассказы, потому что для него это был «действенный способ» говорить о Земле, о её сути и её судьбе. Он всегда современен в своих книгах; где бы ни происходило там действие — в дальних галактиках или далёких временах, он говорил о нашем дне и нашей планете. Став учёным, потом журналистом, потом писателем, Биленкин остался русским просветителем, обращавшимся не только к разуму, но и к совести читателя.— Сайт «Русская фантастика». Д. Биленкин

## Циклы произведений, романы, повести, рассказы, статьи и эссе
- В творческом наследии Д. А. Биленкина сто двадцать пять рассказов, в их числе почти нет проходных, кроме, он успел опубликовать при жизни большой фантастический роман, четыре повести, а также более трёхсот научно-популярных статей, эссе, очерков, сборников, заметок, рецензии, интервью и прочие произведения, ждёт издания автобиографическая повесть «Река Гераклита», над которой он работал в последние годы жизни[2]:
- Погубит ли Солнце Землю?, 1964
- Десант на Меркурий, 1966
- Космический бог, 1967
- Конец закона, 1977
- Сила сильных, 1985
- Дары двух наук, 1960
- Пустыня жизни, 1983
- Нам нужна такая техника, 1960
- Звездолётам бороздить космос, 1962

## Комментарии
1. ↑  «Можно разбудить научного журналиста среди ночи; он — если он настоящий журналист! — сразу поймёт объяснение конструкции свеклоуборочного комбайна, выкажет знакомство с проблемами генетических болезней и поделится с вами последними новостями астрофизики» Архивная копия от 19 сентября 2018 на Wayback Machine: цитата из рассказа «Преимущество широты» (1967), где в образе репортёра Андрея угадывается сам автор.

title: Биленкин, Дмитрий Александрович

wikitext:
{{ФИО}}
{{Писатель
  | имя                  = Дмитрий Биленкин
  | изображение          = Биленкин, Дмитрий Александрович.jpg
  | ширина               = 250
  | описание изображения =
  | имя при рождении     = Дмитрий Александрович Биленкин
  | дата рождения        = 21.09.1933
  | место рождения       = {{МестоРождения|Москва}}
  | дата смерти          = 28.07.1987
  | место смерти         = {{МестоСмерти|Москва}}
  | гражданство          = {{USSR}}
  | род деятельности     = [[проза]]ик, литературный критик, журналист
  | годы активности      = 1959—1987
  | направление          = [[научная фантастика]]
  | жанр                 =
  | язык произведений    =
  | сайт                 = http://www.rusf.ru/litved/biogr/bilenkin.htm
  | викитека             =
}}

'''Дми́трий Алекса́ндрович Биле́нкин''' ([[21 сентября]] {{год|1933}}, [[Москва]], [[Союз Советских Социалистических Республик|СССР]] — [[28 июля]] {{год|1987}}, там же) — советский писатель-фантаст, литературный критик и журналист, член [[Союз писателей СССР|Союза писателей СССР]] (1975), член редколлегии сборника «НФ», лауреат [[Премия имени Ивана Ефремова|премии имени Ивана Ефремова]] (1988, посмертно). Участник творческого коллектива [[Павел Багряк|Павла Багряка]], описанного им в рассказе «Человек, который присутствовал» (1971)<ref>{{fantlab|https://fantlab.ru/work19663|Человек, который присутствовал}}</ref>. Произведения переводились на английский, немецкий, польский, французский, вьетнамский, японский языки{{sfn|Арбитман|2013}}{{sfn|Лукашин|2006}}{{sfn|Лаборатория Фантастики. Дмитрий Биленкин|2020}}.

== Биография ==
Родился и жил в Москве. Отец будущего писателя Александр Семёнович Биленкин — инженер-строитель, в 1941 году пошёл добровольцем на фронт, был ранен, попал в плен, после освобождение войсками союзников из концлагеря остался за границей и до самой смерти в 1961 году так и не увиделся с сыном{{sfn|Арбитман|2013}}.

Дмитрий Биленкин вступил в [[Коммунистическая партия Советского Союза|КПСС]] в 1963 году{{sfn|Лукашин|2006}}, член [[Союз писателей СССР|Союза писателей СССР]] с 1975 года. Основную сферу своих научных интересов выбрал ещё в школе. Профессиональную биографию начал как [[геохимик]], окончив геологический факультет [[Московский государственный университет|Московского государственного университета]] в 1958 году. Участвовал в нескольких геологических экспедициях, работал в Средней Азии и Сибири. Одновременно, с 1959 года, пришло увлечение научной журналистикой, началось сотрудничество с газетой «[[Комсомольская правда]]» (в качестве научного корреспондента выпускал «Клуб любознательных»), журналом «[[Вокруг света]]» (в качестве научного редактора)<ref group="к.">[http://old.mirf.ru/Articles/art5852.htm «Можно разбудить научного журналиста среди ночи; он — если он настоящий журналист! — сразу поймёт объяснение конструкции свеклоуборочного комбайна, выкажет знакомство с проблемами генетических болезней и поделится с вами последними новостями астрофизики»] {{Wayback|url=http://old.mirf.ru/Articles/art5852.htm |date=20180919094332 }}: цитата из рассказа «Преимущество широты» (1967), где в образе репортёра Андрея угадывается сам автор.</ref>{{sfn|Арбитман|2013}}{{sfn|Лукашин|2006}}{{sfn|Лаборатория Фантастики. Дмитрий Биленкин|2020}}.

Творческий дебют автора состоялся в 1958 году — рассказ «Откуда он?». Тогда же определилась доминирующие в творчестве писателя жанровые формы — рассказ и лаконичная повесть. В его ранних произведениях заметно тяготение к традиционной для 1960-х годов естественнонаучной фантастике, которое позже уступает интересу к человеку, его возможностям, нюансам психологии. В начальном периоде творчества многое в деятельности писателя определялось идеей просветительства. В это время в его творчестве доминирует интерес к новым и новейшим научно-техническим открытиям, технологиям, важнейшим из которых ему видится выход человека в космос. Именно в ближнем и дальнем окружении Земли часто разворачивается действие его рассказов и повестей, а в основе их сюжетов лежат, преимущественно, научно-фантастические гипотезы — эффекты, которые оказывает гравитация, сверхсветовые скорости, проблема контакта с инопланетным разумом и т. п. В названном ключе создавались произведения, вошедшие в сборники «[https://fantlab.ru/work19593 Марсианский прибой]», «[https://fantlab.ru/work19596 Проверка на разумность]» и другие — «[https://fantlab.ru/autor474 Зримая тьма]», «[https://fantlab.ru/autor474 Грозная звезда]», «[[Ничего, кроме льда]]», «[https://fantlab.ru/work19641 Как на пожаре]»{{sfn|Арбитман|2013}}{{sfn|Лукашин|2006}}{{sfn|Лаборатория Фантастики. Дмитрий Биленкин|2020}}.

Вместе с тем уже в некоторых ранних произведениях писателя заметно стремление к углублённому решению психологических проблем. К концу 1970-х годов это направление становится в его творчестве доминирующим. Он обращается к вопросам экологии природы и экологии человека. Экспериментирует с идеей возможности «пересадки» человеческого разума животному («[https://fantlab.ru/work19647 Город и Волк]»), размышляет над тем, что будет, если «стереть совесть» в сознании ребёнка («[https://fantlab.ru/work19646 Операция на совести]»). Лучшим достижением этого периода стал цикл о Полынове («[https://fantlab.ru/work19647 Приключения Полынова]»), который путешествует по Земле и планетам Солнечной системы, разгадывая тайны природы, секреты мироздания, вступая при необходимости в борьбу с заговорщиками и тайными врагами человечества. Полынов — интеллектуал, учёный-психолог, и в своих действиях руководствуется открытиями и достижениями психологии, а не сверхъестественными способностями или техническими средствами будущего (этого персонажа можно назвать предшественником доктора Павлыша, любимого героя [[Кир Булычёв|Кира Булычёва]]). В цикл вошли три повести: «[https://fantlab.ru/work19625 Десант на Меркурий]» (1967), «[https://fantlab.ru/work19630 Космический бог]» (1967), «[https://fantlab.ru/work19704 Конец закона]» (1980). К ним примыкает повесть «[https://fantlab.ru/work19733 Сила сильных]» (1985), в которой действует уже не Полынов, а его потомок. В целом содержание этих произведений можно охарактеризовать следующим образом: «истинные творческие искания, в результате которых побеждает человеческий разум и доброта»{{sfn|Арбитман|2013}}{{sfn|Лукашин|2006}}{{sfn|Лаборатория Фантастики. Дмитрий Биленкин|2020}}.

В последние двадцать с лишним лет жизни Биленкин выступал как профессиональный писатель и критик научной фантастики, активно пропагандировавший возможности и достоинства этого рода литературы{{sfn|Арбитман|2013}}{{sfn|Лукашин|2006}}{{sfn|Лаборатория Фантастики. Дмитрий Биленкин|2020}}.

Кир Булычёв написал о Биленкине:

{{начало цитаты}}Он стал писать фантастические рассказы, потому что для него это был «действенный способ» говорить о Земле, о её сути и её судьбе. Он всегда современен в своих книгах; где бы ни происходило там действие — в дальних галактиках или далёких временах, он говорил о нашем дне и нашей планете. Став учёным, потом журналистом, потом писателем, Биленкин остался русским просветителем, обращавшимся не только к разуму, но и к совести читателя.{{конец цитаты|источник=[http://www.rusf.ru/litved/biogr/bilenkin.htm Сайт «Русская фантастика». Д. Биленкин]{{sfn|Арбитман|2013}}}}

== Циклы произведений, романы, повести, рассказы, статьи и эссе ==
* [https://fantlab.ru/autor474 В творческом наследии Д. А. Биленкина сто двадцать пять рассказов, в их числе почти нет проходных, кроме, он успел опубликовать при жизни большой фантастический роман, четыре повести, а также более трёхсот научно-популярных статей, эссе, очерков, сборников, заметок, рецензии, интервью и прочие произведения], ждёт издания автобиографическая повесть «Река Гераклита», над которой он работал в последние годы жизни{{sfn|Арбитман|2013}}:
* [https://fantlab.ru/work19618 Погубит ли Солнце Землю?, 1964]
* [https://fantlab.ru/work19625 Десант на Меркурий, 1966]
* [https://fantlab.ru/work19630 Космический бог, 1967]
* [https://fantlab.ru/work19704 Конец закона, 1977]
* [https://fantlab.ru/work19733 Сила сильных, 1985]
* [https://fantlab.ru/work19605 Дары двух наук, 1960]
* [https://fantlab.ru/work19725 Пустыня жизни, 1983]
* [https://fantlab.ru/work19606 Нам нужна такая техника, 1960]
* [https://fantlab.ru/work19598 Звездолётам бороздить космос, 1962]

== Комментарии ==
{{примечания|group=к.}}

== Примечания ==
{{примечания|24em}}

== Литература ==
* {{публикация|автор=[[Арбитман, Роман Эмильевич|Арбитман Р. Э.]]|часть=Проверка на разумность|часть подзаголовок=Дмитрий Биленкин|часть ссылка=http://old.mirf.ru/Articles/art5852.htm|заглавие=[[Мир фантастики]]|год=2013|номер=9 (121)|ref=Арбитман}}}

== Ссылки ==
* {{h|Лукашин|2006|{{cite web|author=Лукашин А. П.|url=http://www.magister.msk.ru/library/extelop/authors/b/bilenkin.htm|title=Биленкин, Дмитрий Александрович. Библиография|publisher=Magister.msk.ru|date=2006|accessdate=2019-05-22}}}}
* {{h|Лаборатория Фантастики. Дмитрий Биленкин|2020|{{cite web|url=https://fantlab.ru/autor474|title=Дмитрий Биленкин|publisher=Лаборатория Фантастики|accessdate=2019-05-22}}}}
* [http://www.rusf.ru/courier/current/rec_06.htm Юрий Ревич о сборнике Дмитрия Биленкина]

{{^}}{{внешние ссылки}}
{{ВП-порталы|Москва|Персоналии|Фантастика}}

[[Категория:Выпускники геологического факультета МГУ]]
[[Категория:Лауреаты премии имени Ивана Ефремова]]
[[Категория:Литературные критики России]]
[[Категория:Писатели по алфавиту]]
[[Категория:Писатели-фантасты СССР]]
[[Категория:Русские писатели XX века]]
[[Категория:Похороненные в колумбарии Ваганьковского кладбища]]
[[Категория:Писатели-фантасты России]]

title: Дмитрий Биленкин

Имя при рождении: Дмитрий Александрович Биленкин

Дата рождения: 21 сентября 1933

Место рождения: Москва

Место смерти: Москва

Гражданство: СССР

Образование: - Геологический факультет МГУ

Род деятельности: прозаик, литературный критик, журналист

Направление: научная фантастика

Язык произведений: русский


text:
# Большой Хатыми
Большо́й Хатыми — село в Нерюнгринском районе Якутии России. Входит в городское поселение посёлок Чульман.

## География
Село расположено в Южной Якутии, на берегу рек Сивагли и Большой Хатымы. Уличная сеть села состоит из 8 улиц
Расстояние до города Нерюнгри составляет 110 км.

## История
Село образовывало Хатыминский наслег. Постановлением Палаты Республики Государственного Собрания (Ил Тумэн) РС(Я) от 05.07.2001 ПР N 308-II Хатыминский наслег исключён из учётных данных административно-территориального деления Республики Саха (Якутия), сельский населенный пункт Большой Хатыми передан в административное подчинение города республиканского значения Нерюнгри.
Согласно Закону Республики Саха (Якутия) от 30 ноября 2004 года N 173-З N 353-III село вошло в образованное муниципальное образование городское поселение посёлок Чульман.

## Население
| 1989 | 2002 | 2010 | 2011 | 2012 | 2013 | 2014 |
| ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| 1000 | ↘506 | ↘311 | ↘307 | ↘297 | ↘288 | ↘262 |
| 2015 | 2016 | 2017 | 2018 | 2019 | 2020 | 2021 |
| ↘244 | ↘236 | ↘230 | ↘214 | ↘199 | ↘197 | ↗224 |
| 2023 |      |      |      |      |      |      |
| ↘218 |      |      |      |      |      |      |

По данным Всероссийской переписи, в 2010 году численность населения села составляла 311 человек (156 мужчин и 155 женщин).

## Транспорт
Через село проходит автодорога А360 «Лена».

title: Большой Хатыми

wikitext:
{{НП+Россия
 |статус                   = село
 |русское название         = Большой Хатыми
 |оригинальное название    =
 |изображение              = Б. Хатыми - panoramio.jpg
 |описание изображения     =
 |герб                     =
 |флаг                     =
 |lat_deg = 57.381415
 |lon_deg = 124.897032
 |CoordScale =
 |регион                   = Якутия
 |регион в таблице         =
 |вид района               =
 |район                    = Нерюнгринский район
 |район в таблице          = Нерюнгринский район{{!}}Нерюнгринский
 |вид поселения            = Городское поселение
 |поселение                = Городское поселение посёлок Чульман
 |поселение в таблице      = Городское поселение посёлок Чульман{{!}}посёлок Чульман
 | C в регион              = слева
 |внутреннее деление       =
 |глава                    =
 |дата основания           =
 |первое упоминание        =
 |прежние имена            =
 |статус с                 =
 |площадь                  =
 |высота центра НП         =
 |климат                   =
 |население               = {{ Население | Большой Хатыми | тс }}
 |год переписи            = {{ Население | Большой Хатыми | г }}
  |плотность               =
  |агломерация             =
  |национальный состав     =
  |конфессиональный состав =
  |этнохороним             =
 |почтовый индекс          = 678988
 |телефонный код           = 41147
 |цифровой идентификатор   = 98406000001
 |сайт                     =
}}
'''Большо́й Хатыми''' — село в [[Нерюнгринский район|Нерюнгринском районе]] [[Якутия|Якутии]] России. Входит в [[городское поселение посёлок Чульман]].

== География ==
Село расположено в Южной Якутии, на берегу рек [[Сивагли (Якутия)|Сивагли]] и [[Большая Хатыма|Большой Хатымы]]. Уличная сеть села состоит из 8 улиц<ref>{{Cite web |url=http://okato-kod.ru/14000002003.html |title=Регионы России → Саха (Якутия) респ. → Нерюнгри г. → Большой Хатыми с. |access-date=2015-11-19 |archive-date=2016-03-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160304230151/http://okato-kod.ru/14000002003.html |url-status=live }}</ref>

Расстояние до города [[Нерюнгри]] составляет 110 км.

== История ==
Село образовывало [[Хатыминский наслег]]. Постановлением Палаты Республики Государственного Собрания (Ил Тумэн) РС(Я) от 05.07.2001 ПР N 308-II<ref>Постановление Палаты Республики Государственного Собрания (Ил Тумэн) РС(Я) от 05.07.2001 ПР N 308-II «Об упразднении Хатыминского наслега города республиканского значения Нерюнгри Республики Саха (Якутия)»</ref> Хатыминский наслег исключён из учётных данных [[Административно-территориальное деление Республики Саха|административно-территориального деления Республики Саха (Якутия)]], сельский населенный пункт Большой Хатыми передан в административное подчинение города республиканского значения Нерюнгри.

Согласно Закону Республики Саха (Якутия) от 30 ноября 2004 года N 173-З N 353-III<ref>{{Cite web |url=http://docs.cntd.ru/document/802046386 |title=Закон Республики Саха (Якутия) от 30 ноября 2004 года N 173-З N 353-III «Об установлении границ и о наделении статусом городского и сельского поселений муниципальных образований Республики Саха (Якутия)» |access-date=2019-10-08 |archive-date=2019-09-21 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190921144707/http://docs.cntd.ru/document/802046386 |url-status=live }}</ref> село вошло в образованное муниципальное образование городское поселение посёлок Чульман.

== Население ==
{{ Население | Большой Хатыми }}
{{ Население | Большой Хатыми | график }}

По данным [[Всероссийская перепись населения (2010)|Всероссийской переписи]], в 2010 году численность населения села составляла 311 человек (156 мужчин и 155 женщин).

== Транспорт ==
Через село проходит автодорога {{Табличка-ru|А|360}} «Лена».

== Примечания ==
{{примечания}}

== Ссылки ==
* {{ГКГН|Якутия|13.12.2018|0132041}}
* {{карта|O-51-094}}

{{Населённые пункты Нерюнгринского района}}

[[Категория:Населённые пункты Нерюнгринского района]]

title: Большой Хатыми

Страна: Россия

Субъект Федерации: Якутия

Муниципальный район: Нерюнгринский

Городское поселение: посёлок Чульман

title: История и география

title: Население

Официальный язык: якутский, русский

title: Цифровые идентификаторы

Цифровые идентификаторы: Большой Хатыми МоскваЯкутскНерюнгри Большой Хатыми