Встановлено закономірності змін електро-, магнето- та тензоопору бінарних і багатокомпонентних аморфних металічних сплавів на підставі 3d-перехідних металів і конкретизації фізичних механізмів розсіювання носіїв заряду. Розроблено фізичні моделі, які описують транспортні параметри невпорядкованих металевих систем різної природи. Вивчено вплив складу, умов одержання та дії зовнішніх чинників на кінетику електронів провідності та розкрито роль у електропереносі особливостей атомної й електронної структури. Показано, що основний внесок у розсіювання електронів провідності обумовлений їх дифракцією на невпорядкованій, неоднорідній атомній структурі, а особливості, які виявляються на низці транспортних параметрів, є наслідком наявності кластерів зі своїми механізмами розсіювання.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності внутрішнього розмірного ефекту в електрофізичних властивостях металевих матеріалів (плівки товщиною до 400 - 600 нм та дроти) з Cu, Ni та Мо, які мають різний ступінь дисперсності кристалітів у інтервалі проміжних температур. Розрахунок параметрів електропереносу (середня довжина вільного пробігу носіїв електричного струму (СДВП), коефіцієнта розсіювання на межі зерна) проведено на основі лінеаризованої, ізотропної моделей Тельє - Тоссе - Пішара та моделі Ухлінова - Косаківської, а також запропонованих асимптотичних співвідношень теорії Майядаса - Шатцкеса. Для обробки даних експерименту у дротах використано формули Дінгла, Нордгейма та Ухлінова - Косаківської.

  Скачати повний текст

Встановлено вплив діамагнітних заміщень та умов вирощування на магнітні властивості та структуру епітаксійних плівок залізо-ітрієвого гранату (ЗІГ). Відзначено, що регульована зміна складу та умов росту створила можливість вирощування епітаксійних багатошарових структур на основі ЗІГ з відмінними магнітними властивостями у шарах. Установлено й обгрунтовано відмінності у структурно-фазовому стані та магнітній структурі, виявлені в поверхневих шарах конструкційних матеріалів на основі заліза, обумовлені характером їх термічної обробки. Досліджено вплив діамагнітних заміщень в октаедричній підрешітці на магнітні властивості та надтонкі взаємодії у феритах зі структурами гранату та шпінелі. Виявлено зв'язок параметрів надтонких взаємодій зі структурними особливостями нових інтерметалічних сполук (боридів, фосфідів) та газу Гейслера. Удосконалено методику ядерної гамма-резонансної спектроскопії.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності впливу іонних та електронних пучків на зміну структури, фазового та елементного складу, морфологію поверхні та фізико-механічні властивості сплаву Ti - V - Al. Структурно-фазові перетворення у приповерхневому шарі після опромінення іонними й електронними пучками вплинули на мікротвердість, знос, коефіцієнт тертя та втомну міцність сплаву Ti - V - Al. Розширено уявлення про фізичні процеси та структурно-фазові перетворення у титанових сплавах, що відбуваються через опромінення пучками заряджених частинок.

  Скачати повний текст

Встановлено закономірності змін електричних властивостей тонких плівок Fe, Mn, Pb, Pd, Ho та Dy під впливом поверхневого та зерномежового розсіювання носіїв струму та наявності на поверхні діелектричної підкладки сурфактантного підшару (Al або Ge) в процесі зміни їх товщини. Розроблено та удосконалено методики одержання плівок металів з відтворюваними структурою та електрофізичними властивостями. Проведено комплексні експериментальні дослідження структури, морфології поверхні та розмірних залежностей кінетичних коефіцієнтів плівок, здійснено розрахунок параметрів переносу заряду в плівках на основі квазікласичних та квантових модельних уявлень про даний процес. З'ясовано вплив сурфактантних підшарів на електропровідність плівок в області малих товщин (до 10 нм). Досліджено вплив поверхневого та зерномежового розсіювання носіїв струму на перенос заряду в плівках. На основі існуючих теоретичних моделей кінетичних явищ у зразках обмежених розмірів пояснено залежності від товщини шару питомого опору та абсолютної диференціальної термоелектрорушійної сили плівок. Визначено параметри переносу заряду в плівках.

  Скачати повний текст

Експериментально досліджено процеси релаксації та взаємодії нерівноважних електронів провідності у мікроконтакті зі струмом та на циклотронній траєкторії, а також на поверхні кристала вісмуту. Застосовано методику фокусування електронів провідності у металах поперечним магнітним полем. З використанням напруги постійного струму як додаткового параметра здійснено зміну енергії інжектованих у кристал електронів у широких межах. Виявлено, що розтікання потоку електронів у вісмуті має сильно виражений анізотропний характер, який проявляється навіть у разі відсутності зовнішнього магнітного поля. Зазначено, що даний ефект обумовлений наявністю на поверхні Фермі електронів протяжних ділянок, які мають нульову гауссову кривину. Виявлено переважну хаотичність поверхневого розсіювання електронів від тригональної грані кристала вістму. Показано, що у разі дзеркального та дифузного відбиття електронів від поверхні поблизу цієї грані у вісмуті в сильному магнітному полі, паралельному поверхні, формується шар з високою провідністю. Встановлено, що надлишкова енергія інжектованих у кристал електронів менша, ніж це обумовлено пикладеною до мікроконтакта напругою, внаслідок їх часткової енергетичної релаксації у мікроконтакті. Визначено, що час електрон-фононної релаксації у кристалі вісмуту змінюється обернено пропорційно квадрату надлишкової енергії у широкому інтервалі енергій. Виявлено існування каналів непружного поверхневого розсіювання нерівноважних електронів у вісмуті. Запропоновано та реалізовано метод "циклотронної спектроскопії" електрон-фононної релаксації у мікроконтакті.Показано, що процес протікання електронів крізь мікроконтакт малого розміру створює у кристалі вісмуту умови для спостереження за допомогою поперечного електронного фокусування явищ квантово-інтерференційної природи: дифракції та інтерференції. На підставі узагальнення одержаних даних підтверджено ефективність методу поперечного електронного фокусування для вивчення процесів релаксації та взаємодії нерівноважних електронів у металах.

  Скачати повний текст

Встановлено роль електронних кореляцій та впливу електрон-фононної взаємодії у структурно-фазових перетвореннях сплавів на основі перехідних металів з вузькими d-зонами. На підставі методу кластерного розкладу для термодинамічного потенціалу системи електронів і фононів досліджено внесок електрон-фононної взаємодії в електронну структуру та параметри міжатомних кореляцій сплаву. На базі одержаного виразу для масового оператора електрон-фононної взаємодії запропоновано новий метод розрахунку температурної залежності електроопору сплаву. З урахуванням електрон-фононної взаємодії проаналізовано електронну структуру та умови стабільності інтерметалідних фаз FeTi, NiTi, CoTi стехіометричного складу. Досліджено вплив електрон-фононної взаємодії та міжатомних кореляцій у сплаві <$Eroman {Fe sub 50 Cr sub 50 }> та обгрунтовано область існування впорядкованої фази зазначеного сплаву.

  Скачати повний текст

Наведено результати дослідження спін-поляризованого електронного транспорту у періодичних магнітних мультишарах та сандвічах, а також кінетичних ефектів у двошарових (ДП) та багатошарових (БП) плівках з моно- та полікристалічною структурою. Передбачено, що вплив шорсткостей інтерфейсів та меж зерен на амплітуду ефекту гігантського магнітоопору визначається конфігурацією центрів, які асиметрично розсіюють електрони, а величину та зміну знака (інверсію) зазначеного ефекту можна визначати за одержаними модельними формулами. Одержано загальні вирази для транспортних коефіцієнтів (провідності, температурного коефіцієнта опору, коефіцієнтів тензочутливості, опору) у ДП та БП, що дозволило визначити для них лінеаризовані співвідношення, які перевірено під час обробки даних експериментальних досліджень, а також обгрунтовано їх немонотонну розмірну залежність, зумовлену конкуренцією інтерфейсного, зерномежового й об'ємого розсіяння електронів. З'ясовано, що наявність ортогонального до інтерфейсів зовнішнього магнітного поля у ДП та БП призводить до немонотонної розмірності залежності опору в області слабкого магнітного поля. Зі збільшенням поля опір зазначених провідників осцилює з його зміною. Відзначено, що взаємна дифузія металів змінює транспортні характеристики провідників, за зміною яких можна вивчити процес зерномежової дифузії на підставі одержаних модельних формул. З урахуванням результатів дослідлення осциляційного акустоелектронного ефекту в одно- та багатошарових плівках показано, що в області слабкої просторової дисперсії коефіцієнт згасання звукової енергії немонотонним чином залежить від товщини шарів, яка має зазначену природу, а в області сильної просторовї дисперсії коефіцієнт згасання осцилює зі зміною довжини хвилі.

  Скачати повний текст

Вивчено властивості острівцевих металічних плівок (ОМП) золота, в яких з окремих нанометрових ділянок (центрів) спостерігається електронна та фотонна емісія. Дані плівки являють є одним з важливих видів нанооб'єктів, вивчення властивостей яких є актуальним у зв'язку зі становленням наноелектроніки. Одержано плівки, структура яких більшою мірою, ніж структура неупорядкованих плівок, відповідає модельним уявленням за умов теоретичного розгляду явищ, які спостерігаються в ОМП. На підставі експериментальних досліджень характеристик фотонної емісії з нанокомпозитної системи "острівці золота - молекули стеарона" виявили складний характер залежності світіння від напруги та наявності декількох механізмів випромінювання фотонів, що обумовлені процесами, які відбуваються в острівцях золота та в органічних молекулах. На зразках плівок, що містять один центр емісії, виявлено ефект кулонівської блокади за кімнатної температури та показано, що на величину цього ефекту сильно впливають адсорбовані на поверхні плівки молекули. З метою уточнення механізму емісії гарячих електронів проведено дослідження чистих упорядкованих плівок, за яких виявлено вплив ефекту Шоткі на величину струму електронної емісії.

  Скачати повний текст

Розглянуто флуктуаційну електромагнітну взаємодію між тонкими металевими плівками (ефект Казиміра). Вивчено вплив електронних властивостей металевих плівок на силу їх казимірівського притягання. Встановлено умови, за яких електронні властивості плівок виявляються в силі Казиміра в головному наближенні. Теоретично передбачено залежність сили Казиміра між масивним провідником і тонкою металевою плівкою від значення параметра дзеркальності, що характеризує взаємодію електронів провідності з поверхнею плівки. Досліджено роль діелектричної підкладки в силі Казиміра. Проведено аналіз температурної залежності казимірівської сили. Показано, що за досить високих температур сила Казиміра має переважно ентропійне походження й у головному наближенні не залежить від товщини плівки.

  Скачати повний текст

Виявлений ефект збільшення часу спін-орбітальної (SO) взаємодії з розупорядкування інтерпретовано на основі припущення про переважний внесок поверхневого SO розсіяння до загальної частоти SO релаксації в тонких плівках. Вивчення некогерентних мезоскопічних флуктуацій опору в плівці з топологічною невпорядкованістю, створеною методом іонного травлення матеріалу плівки, показало, що її провідність біля порогу перколяції може визначатися одним провідним ланцюжком послідовно з'єднаних флуктуюючих резисторів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вивчено атомну структуру металічних невпорядкованих середовищ (НС): розплавів, аморфних сплавів. Запропоновано цілісний комплекс рентгенографічних методик та методів машинного моделювання, що дозволяє дослідити особливості просторового розміщення атомів, встановити його зв'язок із фізичними властивостями НС. Детально вивчено ряд рідких і аморфних металічних систем і зроблено висновок про характер будови та структурні перетворення, що в них відбуваються. Встановлено, що металічні НС мають мікронеоднорідну будову. За допомогою формалізмів координаційних багатогранників і кутових кореляцій отримано статистику типів атомного впорядкування, та міжатомних порожнин. У НС ідентифіковано кластери, що мають кристалоподібну та некристалічну будову та зони вільного об'єму, які розглянуто як міжкластерні області. Досліджено роль границь (внутрішніх і зовнішніх) у формуванні структури НС.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси масопереносу та дифузії в системах Ta/Cu/Al, Fe/Pb/Fe, Pb/Fe у разі спільного осадження іонів та імплантації, а також впливу потужних іонних пучків. Структурно-фазові дослідження проведено з використанням просвічувальної електронної мікроскопії з дифракцією в системах Fe/Pb та Fe/Pb/Fe. Розглянуто процеси сегрегації іонів Al під час високоінтенсивної імплантації в alpha-Fe за допомогою мікропучка протонів. Виявлено, що результатом пружних взаємодій вакансій і вакансійних дефектів поблизу дислокацій є утворення гелікоїда з нерівномірним радіусом (внаслідок нерівномірного розподілу домішки за глибиною та на поверхні). Виявлено утворення алмазоподібного й аморфного вуглецю на поверхні монокристалів Fe-Cr-Ni-Mn (III) та (100) у процесі імплантації іонів W.

  Скачати повний текст

Досліджено взаємодію поверхневих і плоских електромагнітних хвиль з макро-, мікро- та нанонеоднорідностями поверхні золота та срібла. Розглянуто процес дифракції поверхневих хвиль на макромасштабних неоднорідностях поверхні. Встановлено характерні особливості просторового розподілу розсіяння плазмон-поляритонних і спадних хвиль на довільно орієнтованому одновимірному дефекті поверхні. На підставі результатів кількісного аналізу просторового розподілу розсіяння плоских хвиль різної довжини розвинено метод дослідження кореляційних властивостей неоднорідностей мікрорельєфу та діелектричної проникності досліджуваної поверхні. Експериментально доведено, що величина повного інтегрального розсіяння для поверхневих плазмон-поляритонів є значно більшою за її величину для плоских хвиль. Одержано залежності просторового розподілу розсіяння плоских і поверхневих хвиль на планарному шарі наночастинок галію. Кількісний аналіз даних розсіяння дозволив визначити характерні особливості розсіяння хвиль різних типів, а також розрахувати перетини розсіяння однією наночастинкою.

  Скачати повний текст

На підставі проведених комплексних експериментальних досліджень виявлено додаткові механізми впливу атомарного гідрогену на структуру й електрофізичні властивості тонких металевих плівок (Ni, Cu, Ag) і структур на їх основі. З'ясовано, що такими процесами є рекристалізація плівок та їх ущільнення, які обумовлють на плівках з товщиною більше критичної зростання та зрощення зерен, а в кінцевому результаті - збільшення електропровідності. Встановлено закономірності перебігу процесів взаємодії атомарного гідрогену з тонкими плівками та структурами на їх основі. За критерієм впливу на електропровідність тонких плівок виконано розподіл механізмів впливу атомарного гідрогену на домінуючі в окремі проміжки часу. Виявлено, що кінетика процесів, обумовлених дією атомарного гідрогену, залежить від його концентрації, тиску у камері, матеріалу плівки, властивостей вихідної плівки, теплоємності та теплопровідності підкладинки. Встановлено, що під дією процесів, ініційованих атомарним гідрогеном, відбувається зміна тензометричного коефіцієнта плівок, збільшення їх щільності й адгезії до підкладинок. Досліджено вплив технології обробки на властивості кремнієвих підкладинок, що входять до складу структур на основі тонких металевих плівок. Виявлено залежність ефекту впливу атомарного водню на поверхневий потенціал від властивостей поверхні Si, зокрема, орієнтації та товщини оксиду.

  Скачати повний текст

Здійснено теоретичне вивчення електродинамічних властивостей та збудження потенціальних поверхневих хвиль, що розповсюджуються вздовж плоскої межі магнітактивного плазмоподібного середовища (напівпровідника, газової плазми) скінченного тиску з металом поперек зовнішнього сталого магнітного поля, спрямованого перпендикулярно до межі розподілу середовищ. Описано хвильові процеси у межах гідродинамічного наближення з урахуванням теплового руху електронів плазмоподібного середовища. Досліджено вплив магнітного поля, нормального до межі: плазмоподібне середовище - метал, а також домішок (пилу) з великим негативним зарядом поблизу металевої поверхні на розповсюдження потенціальних поверхневих хвиль. Вивчено значення скінченної провідності металу та діелектричного прошарку між плазмою та металом стосовно дисперсійних характеристик і розподілу поля хвиль. Розглянуто самодію цих хвиль внаслідок нагрівої, іонізаційної та гідродинамічних нелінійностей. З'ясовано взаємодію двох поверхневих хвиль однакових частот, а також процес збудження цих хвиль внаслідок параметричної нестійкості.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Теоретично вивчено процеси взаємодії світла з композитами на основі нелінійних діелектриків та металів (КНДМ). Досліджено плоскі шаруваті структури та матричні дисперсні системи з двошаровими включеннями сферичної та еліпсоїдальної форми, в яких ядром включення є нелінійний діелектрик з кубічною нелінійністю, оболонкою - метал, а матрицею - лінійний діелектрик без поглинання. Виконано розрахунок пропускаючих та розсіювальних властивостей тонких (~ 1 мкм) плівок на основі КНДМ у разі підключення їх до постійного потенціалу (~ 10 В). Максимальне значення коефіцієнта пропускання T для деяких плівок може досягти значення ~ 70 % за умов T = 5 % та відсутності постійного поля. Особливо детально проаналізовано власну оптичну бістабільність (ВОБ) в КНДМ. Для всіх систем, вивчених автором, досліджено умови виникнення ВОБ, проведено числові розрахунки області їх існування. Показано, що ВОБ виникає лише в області частот, де існують поверхневі плазмони в системі. З'ясовано вплив процесів загасання в КНДМ, форми включень, а також ступеня заповнення на характер виникнення ВОБ в КНДР і на межі існування бістабільності.

  Скачати повний текст

Вперше запропоновано тришарову структуру тонких плівок Mo, Ti, Cr, яка надає більш реальні фізичні результати у порівнянні з одношаровою. Зазначено, що верхні шари між плівкою та повітрям є відповідними оксидами Mo, Ti, Cr, а нижні шари між плівкою та підкладкою теж в основному є оксидами. Встановлено, що середній шар є відповідним металом Mo, Ti, Cr. Для середнього металічного шару тонких плівок Mo, Ti, Cr згідно теорії сталого матричного елемента обчислено електронні параметри, що характеризують міжзонні переходи в даних металах. Визначено довжину вільного пробігу електронів згідно теорії класичних розмірних ефектів у тонких плівках Mo, Ti, Cr на підставі даних про їх питомий електроопір.

  Скачати повний текст