Виявлено механізми формування структур і фізичних властивостей кристалічних середовищ різних типів з іонним, ковалентним і металевим зв'язками. Розроблено методику моделювання впливу дефектів низької розмірності (домішок, вакансій, локальних вигинів, дислокацій, зовнішніх поверхонь) на атомну й електронну структури таких кристалів, що визначають їх конструкційні та функціональні властивості. Розраховано вплив даних дефектів на електонний енергетичний спектр, електронне зображення, електронні, парамагнітні, транспортні та механічні властивості кристалів у межах теорій сильного зв'язку, дислокацій та дифракції електронів. За допомогою комп'ютерного моделювання на прикладі однієї квантово-механічної моделі розраховано електронну структуру та передбачено вплив усіх домішкових d-елементів у діоксиді цирконію на транспортні властивості аніонної вакансії. На підставі розробленої методики встановлено реальну атомну структуру домішкових центрів літію та фосфору в ковалентному алмазі за допомогою порівняння результатів комп'ютерного моделювання електонної структури з експериментальними даними щодо напівпровідникових і парамагнітних властивостей. Удосконалено динамічну квантово-механічну теорію електронно-мікроскопічного зображення локального неоднорідного вигину кристалічої гратки, що враховує зміну умов проходження електронного пучка у разі зміни кута нахилу фольги, що дозволяє вимірювати компоненти тензора вигину-крутіння. Визначено параметри локального дипольного вигину, що контролюють фізико-механічні властивості металів і сплавів. З використанням одержаних параметрів встановлено можливу дислокаційну структуру такого вигину, розраховано поля деформацій і оцінено поля напружень, викликаних вигином у пластині та необмеженому кристалі. Розроблено фізичні засади цілеспрямованого формування сполуки та структури кристалів з новими корисними властивостями з низьковимірними недосконалостями.

  Скачати повний текст