Створено оригінальний комплекс автоматизованих оптичних методик для неруйнівного дослідження властивостей поверхні різних твердих тіл, доведено його ефективність для ранньої діагностики радіаційних перетворень металів. Розроблено оригінальні підходи до аналізу та синтезу багатошарових твердотільних систем, які базуються на використанні особливостей конкретних систем, що дає можливість в ряді випадків істотно спростити розв'язання задачі. Проведено дослідження поверхні ряду металів і сплавів під дією опромінення іонами дейтерію, яке імітує радіаційні умови енергетичних реакторів. Описано особливості формування порушеного шару на поверхні різних матеріалів. Досліджено структуру й оптичні властивості масивного аморфного металевого сплаву Viterloy-1 на основі цирконію у первинному стані та після опромінення іонами дейтерію. Визначено та пояснено високий ступінь стійкості цього сплаву до використання радіаційних факторів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

інверсного шару (для плівок n-PbTe) або до збагаченого надповерхневого шару (для плівок p-PbTe та p-SnTe). Встановлено, що ізохронний відпал плівок SnTe на повітрі до 670 К вже на початкових етапах призводить до окиснення олова й утворення на поверхні стабільних оксидів. Для плівок PbTe зафіксовано збагачення надповерхневого шару киснем і свинцем за рахунок дифузії останнього з глибини плівки та взаємодії з киснем.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено електрофізичні властивості (термічний коефіцієнт опору (ТКО) та коефіцієнт поздовжньої тензочутливості (КТ)) одно-, дво- і тришарових плівкових систем на основі Cr, Cu і Sc (Co). Описано напівкласичні моделі ТКО і КТ для двошарових плівок, напівфеноменологічні моделі для багатошарових плівкових систем, які враховують температурну та деформаційну залежність середньої довжини вільного пробігу електронів, коефіцієнтів дзеркальності, проходження меж зерен і поділу шарів. Проаналізовано внесок об'ємного, поверхневого та зерномежового розсіювання у величину ТКО та температурну залежність КТ.

  Скачати повний текст

Вперше сформульовано та розроблено модель дефектоутворення тонких плівок халькогенідів свинцю у технології гарячої стінки з одночасним урахуванням складного спектра зарядових станів дефектів, внутрішніх напружень у плівці та роду підкладок, а також кінетики ізотермічного вакуумного відпалу з виникненням двошарової p-n-структури у плівках p-PbS. Розглянуто кристало-хімічний механізм виділення вільної фази свинцю у разі парофазної епітаксії плівок PbTe та PbSe, який пов'язаний з дисоціацією сполук у разі випаровування та нагромадженням міжвузловинних атомів свинцю у конденсаті. На підставі результатів теоретичного та експериментального дослідження кінетики концентрації електронів у разі вакуумного відпалу плівок n-PbTe за участю кисню виявлено суттєву роль дифузійних процесів атомів і вакансій телуру.

  Скачати повний текст

Запропоновано нові феноменологічні оберненопросторові підходи для опису деформаційних ефектів в системах зі складною кристалічною структурою. Побудовано атомістичний підхід щодо розрахунків деформаційної атомної взаємодії, а також пружних полів статичних зміщень атомів гратки в тонких плівках сплавів з різною симетрією й орієнтацією обмежувальних поверхонь та різними конфігураціями розподілу дефектів. Розроблено новий підхід щодо врахування оберненопросторової неаналітичності деформаційної атомної взаємодії в кластерному розкладанні конфігураційної енергії систем зі складною кристалічною граткою. Проведено детальний аналіз топологічних особливостей кутової залежності функцій. Запропоновано підходи, які можуть бути використані для першопринципного статистико-термодинамічного моделювання широкого класу сплавів заміщення та втілення зі складною кристалічною структурою, а також за дослідження низькорозмірних систем, обмежених вільними поверхнями.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Описано результати експериментальних досліджень динаміки низькоенергетичних збуджень подвійних лужно-рідкісноземельних молібдатів за низьких температур. Встановлено особливості механізмів формування низькочастотних фононних збуджень, зумовлені шаруватою структурою цих матеріалів. Показано, що структура низькочастотного фононного спектра за певних обставин може досить точно описуватись одновимірною моделлю. Виявлено, що у формуванні низькоенергетичних електронних збуджень рідкісноземельних іонів визначальну роль відіграє їх динамічний зв'язок з акустичними або оптико-акустичними коливальними гілками. Вивчено механізми формувань низькоенергетичних станів змішаних кристалів, у яких ян-теллерівські центри (рідкісноземельні іони) розбавлені діамагнітними іонами. Визначено, що розбавлені шаруваті ян-теллерівські кристали мають складні фазові діаграми, зумовлені різною електрон-фононною взаємодією. Експериментально вивчено особливості динамічної електрон-фононної взаємодії низькочастотних збуджень у зовнішньому магнітному полі. Виявлено, що зовнішнє магнітне поле може індукувати ян-теллерівське впорядкування в цих матеріалах. Досліджено нелінійну динаміку низькоенергетичних збуджень у сильно нерівноважному стані. Визначено послідовність нерівноважних фазових переходів під дією НВЧ накачки. Запропоновано механізм переходу до детермінованого хаосу, що спостерігався за певних високих рівнів потужності мікрохвильового поля.

  Скачати повний текст

Розвинуто теорію переорієнтаційних фазових переходів у двовимірних феромагнітних плівках та досліджено фазові стани двовимірних негейзенбергівських магнетиків. Побудовано модель переорієнтаційних фазових переходів, що враховує вплив магнітодипольної та могнітопружної взаємодій і одноіонної анізотропії, яка залежить від температури. За даною моделлю переорієнтація намагніченості з легковісної фази в площинну відбувається через кутову фазу. З'ясовано, що кількісні оцінки температурного інтервалу існування кутової фази складають приблизно 105 K. У моделі за умов урахування магнітодипольної взаємодії й одноосьової анізотропії може реалізуватися переорієнтаційний фазовий перехід за температурою з легковісної фази в площинну. Відзначено, що вплив магнітопружної взаємодії на формування доменної фази виявляється в гібридизації пружних і магнітних збуджень та у збільшенні інтервалу полів існування доменної фази. Якщо "похила" анізотропія діє в площині плівки, то в системі може реалізуватися п'ять типів фазових станів. Знайдено спектри квазічастинок у негейзенбергівському феромагнетику для випадків "об'ємної" та "плоскої" магнітопружної взаємодій. У випадку "плоскої" магнітопружної взаємодії у разі фазового переходу з феромагнітної фази у квадрупольну відбувається розм'якшення подовжньо поляризованих квазіфононів. Показано, що в ізотропних негейзенбергівських антиферомагнетиках квадрупольна фаза нереалізується ні за яких співвідношень між константами білінійного та біквадратичного обмінів.

  Скачати повний текст

Проведено експериментальне дослідження впливу електронного та гама-опромінення на структуру та магнітні властивості аморфних і нанокристалічних сплавів системи Fe - Si - B. Показано, що динаміка змін структурного фактора аморфних сплавів даного виду під дією електронного та гама-опромінення якісно однакова. На базі одержаних результатів обгрунтовано два механізми впливу опромінення на структуру аморфних металевих сплавів: радіаційно-стимульовану релаксацію та розупорядкування. Встановлено, що величина та напрям змін висоти першого максимуму структурного фактора, температури Кюрі та кристалізації сплавів Fe - Si - B під дією опромінення істотно залежать від концентрацій кремнію та бору в їх складі. Показано, що відмінність впливу опромінення на ближній порядок і процес кристалізації в аморфних сплавах Fe - Si - B імовірно пов'зана з різними механізмами радіаційно-стимулювальної дифузії атомів кремнію та бору. Встановлено, що в результаті легування сплавів Fe - Si - B нікелем і молібденом відбувається зменшення радіаційної чутливості структурного фактора, температури Кюрі та кристалізації та збільшення чутливості - магнітної проникності. Запропоновано якісну модель впливу легування даними елементами на радіаційно-стимульовані структурні зміни в аморфних сплавах на основні Fe - Si - B. Доведено вплив електронного опромінення за кімнатної температури на подальшу кристалізацію аморфно-кристалічного сплаву на основі Fe - Si - B, яка відбувається за механізмом росту кристалів. Встановлено, що радіаційна чутливість магнітних характеристик нанокристалічних сплавів на основі системи Fe - Si - B - Cu - Nb є нижчою, ніж аморфних. Показано, що зміни магнітних характеристик нанокристалічних сплавів пов'язані зі структурними перетвореннями в аморфній матриці даних матеріалів. Обгрунтовано доцільність застосування радіаційної обробки як методу контрольованої зміни магнітних характеристик аморфних і нанокристалічних сплавів на основі Fe - Si - B.

  Скачати повний текст

Встановлено та пояснено електронно-польові властивості шаруватих структур на основі кремнію, як основи кремнієвих вістрійних емітерних матриць. Проведено експериментальне та теоретичне дослідження параметрів емісійного струму залежно від товщин бар'єрів і квантової ями. Виявлено залежність фізичних властивостей та електронну польову емісію (ЕПЕ) алмазо-подібної вуглецевої плівки (АПВ) від вмісту азоту в суміші газів у процесі PE CVD осадження, зокрема, спостережено немонотонну залежність роботи виходу електронів у вакуум та порогової напруги ЕПЕ від вмісту азоту. У випадку надтонких АПВ плівок (8 нм) експериментально виявлено явище резонансної польової емісії за умов появи квантової ями на межі розподілу АПВ плівка - вакуум.

  Скачати повний текст

Досліджено структуру, електронні й електролюмінесцентні властивості надтонких органічних плівок методами сканувальної тунельної мікроскопії й атомно-силової мікроскопії. Розглянуто вплив термічного розпаду нанотрубок на їх фотонну й електронну емісію. Показано, що високовпорядковані хемосорбовані моношари насичених кислот можуть бути одержані на реконструйованій поверхні Au(111). Експериментально підтверджено ефект односпрямованої провідності молекул оксифенілнафталіміду й їх ланцюгів. Запропоновано новий спосіб одержання нанозазорів за допомогою зонда атомно-силового мікроскопа.

  Скачати повний текст

Завдяки використанню багатошарових плівок халькогенідних напівпровідників з невідповідністю грат суміжних шарів у широких межах (0,5 - 13 %) розширено коло надграткових матеріалів та уможливлено створення одно-, дво- та тривимірних надграткових наноструктур, що призвело до відкриття нових ефектів. Для двовимірних (дислокаційних) надграток виявлено надпровідність, яка взаємопов'язана з присутністю періодичних сіток дислокацій невідповідності на міжфазних межах (відсутність дислокацій призводить до відсутності надпровідності). Для тривимірних надграток PbSe - PbS знайдено спектри люмінесценції з квантових точок, створених модуляцією структури періодичними дислокаціями у площині композиції та модуляцією складу в ортогональному напрямку. Для одновимірних (композиційних) надграток знайдено резонансне тунелювання електронів через феромагнітні бар'єри EuS, а також антиферомагнітне впорядкування магнітних шарів, зумовлене їх взаємодією через діамагнітні прошарки PbS та YbSe. Таке впорядкування спостережено для великого діапазону товщини прошарків вузькозонного напівпровідника PbS (від 0,4 до 40 нм) та широкозонного YbSe (від 1 до 3 нм).

  Скачати повний текст

Досліджено механізми та закономірності формування профілів інтенсивності у дво- та багатохвильових областях дифракції широкорозбіжного пучка Х-променів кристалами алмазу, що містять нерівномірно розподілені за товщиною деформаційні поля, на підставі аналізу двохвильових ліній Х-променів та електронів розроблено метод визначення компонент тензора деформацій для оцінювання напруженого стану реальних кристалів кубічної сингонії, одержано значення статичних коефіцієнтів пружності кристалів алмазу, синтезованих у різних системах, а також їх значення для пірамід росту простих форм одного і того кристала. Із використанням методу Кікучі досліджено структурні й орієнтаційні характеристики зразків полікристалічних алмазних плівок, одержаних у НВЧ-плазмі за різних технологічних умов. Встановлено орієнтації за кристалографічними напрямками кристалітів, а також визначено центри локалізації максимальних напруг.

  Скачати повний текст

Досліджено закономірності змочування та міжфазної взаємодії плівок різної хімічної природи, структурного (аморних, кластерних, кристалічних) та розмірного (від мікро- до нанодіапазону) стану у контакті з різними рідкими середовищами. Показано, що наноструктурування погіршує змочуваність за рахунок принципової зміни міжфазної границі, яка для наноструктур стає гетерофазною. Поведінка рідини на такій поверхні описується рівнянням Кассі - Бакстера для гетерофазних поверхонь. Виявлено підвищену чутливість наноструктруних плівок до впливу хімічних дій, що зумовлено їх надвисокою адсорбційною здатністністю відносно водню та кисню у порівнянні з мікрокристалічними плівками й об'ємним монокристалом алмазу. Поверхня нанокристалічних алмазних плівок виявляє максимальні (з усіх вуглецевих матеріалів) гідрофобність за умов гідрогенізації (у порівнянні з вуглеводневими полімерами), гідрофільність під час окиснення та інертність до металів зі слабкою взаємодією з вуглецем. Доведено, що наноструктурування значно розширює межі варіювання капілярними характеристиками матеріалу. На підставі одержаних результатів рекомендовано впроваджувати та виробляти наноматеріали з необхідними поверхнево-капілярними властивостями для біомедицини, електрохімії, текстильної та будівельної індустрій, електронно-оптичних приладів. Спрямоване хімічне модифікування плівок дає змогу у широких межах варіювати їх змочування, забезпечувати гідрофобність чи гідрофільність, протистояти окисненню, забезпечувати корозійну стійкість у різних середовищах - морських і підземних вод, агресивних хімічних рідин і газів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено зв'язок магнітних характеристик нановимірних феромагнітних гетерогенних систем з їх мікроструктурою та магнітну взаємодію між структурними елементами цих систем. З застосуванням комплексу методів, зокрема, феромагнітного (ФМР) та ядерного магнітного резонансів (ЯМР) у широкому діапазоні частот і температур досліджено характер впливу структурних неоднорідностей різного типу, а саме: поверхонь плівок і частинок, меж розділу шарів, границь зерен плівки та нерівномірного розполілу атомів у сплаві на криві намагнічування, ефективні поля анізотропії, ширину лінії ФМР, розподіл надтонких полів у плівках і релаксацію ядерної намагніченості. За методом комплексного резонансного аналізу магнітної та кристалічної структури наномагнетиків одержано нову інформацію про механізми магнітної взаємодії між шарами мультишарових структур і частинками в гранульованих плівках. Проаналізовано процес перколяції в системах магнетик - немагнітний метал і магнетик - діелектрик. Показано існування нижче порогу структурної перколяції концентраційної області, в якій супермагнітні гранули виявляють феромагнітні якості.

  Скачати повний текст

Удосконалено математичну модель, яка описує переміщення ізотопів водню у шаруваті OH-вмісні матеріали за звичайних умов та добре апроксимує експериментальні дані щодо нагромадження тритію. Уточнено механізм елементарного процесу руйнування структурних OH-груп: на атомному рівні це - фононно-стимульований надбар'єрний перехід протона між двома найближчими OH-групами. Визначено шляхи вирішення прикладної проблеми вибору та створення радіаційностійких матеріалів, зокрема, з великою сорбційною ємністю тритію.

  Скачати повний текст