Істотно поліпшено експериментальну методику, вперше запропоновану Ю. С. Ведулою, для вивчення розподілів адсорбату при вивченні поверхневої дифузії. В основу методики покладено вимірювання локальних значень контактної різниці потенціалів діодним методом (реєструються вольт-амперні характеристики в режимі затримуючого потенціалу). Поверхня зондується вузьким пучком термоелектронів з енергією біля 1 еВ, що практично виключає ефекти руйнування електронами. Електронний промінь сканує поверхню в результаті програмованої зміни напрямку магнітного поля. Автоматизована система забезпечує дискретність кроку сканування 0,13 мкм і просторову роздільну здатність близько 1 мкм. Контактна різниця потенціалів реєструється з чутливістю близько 0,0001 еВ , що дозволяє визначати покриття адсорбату з точністю 0,001 - 0,01 моношару.

Одержано аналітичні вирази для коефіцієнтів хімічної і стрибкової дифузії, а також для дифузії "мічених" атомів для випадку сильного відштовхування найближчих сусідніх адатомів, коли їх концентрація близька до половини моношару. Використовуючи важливу властивість саме такої системи, яка полягає в тому, що внесок у потік частинок дають тільки сильно скорельовані стрибки адатомів, ми змогли описати явища переносу в рамках кінетики майже ідеального газу дефектів. Пояснено природу глибокого мінімуму в концентраційній залежності коефіцієнта стрибкової дифузії, а також різні значення коефіцієнтів стрибкової дифузії і дифузії "мічених" атомів, які спостерігаються для покриттів більших, ніж половина моношару. Висновки нашої теорії порівнюються з результатами моделювання методом Монте-Карло на комп'ютері Cray T3E (LC672-128), причому алгоритм забезпечував повністю паралельний режим його роботи. Обидва підходи дають близькі результати, які істотно відрізняються від одержаних з використанням теорії, що нехтує кореляцією стрибків адатомів.

Одержано аналітичні вирази для коефіцієнтів хімічної і стрибкової дифузії, а також для дифузії "мічених" атомів у випадку, коли має місце сильне відштовхування найближчих сусідніх адатомів, а їх концентрація близька до половини моношару. Використовуючи важливу властивість саме такої системи, коли вклад в потік частинок дають тільки сильно скорельовані стрибки адатомів, ми змогли описати явища масопереносу в рамках кінетики розрідженого газу дефектів. Дано пояснення природи глибокого мінімуму в концентраційній залежності коефіцієнта стрибкової дифузії і дифузії "мічених" атомів, яка має місце при покриттях більших, ніж половина моношару. Досліджено вклад димірних конфігурацій в явища переносу адатомів. Димірний процес домінує при високих концентраціях адатомів. Теорія порівнюється з результатами моделювання методом Монте-Карло на комп'ютері Cray T3E (LC672-128), робота якого в повністю паралельному режимі забезпечувалась відповідним алгоритмом. Обидва підходи дають близькі результати, які в той же час істотно відрізняються від одержаних з використанням існуючої теорії, яка нехтує кореляцію стрибків адатомів.

Напруження мають тензорну природу, так що апріорно всі компоненти тензора напружень можуть відігравати роль у включених дифузійних процесах. Вплив напружень на дифузію є результатом трьох джерел: 1)вони змінюють атомну рухливість через вплив напружень (тиску та дотичних напружень) на концентрацію точкових дефектів і на частоту скачка; 2) вони вводять в потік дрейфовий член, пропорційний градієнту напруження; 3) вони модифікують граничні умови. Напруження можуть бути генеровані дифузійним процесом безпосередньо, через розмірний ефект. Через нелокальну форму поля напружень результатом буде у загальному випадку нелокальний закон, а звідси - порушення закону Фіка. Анізотропія пружності може викликати анізотропну дифузію в кубічних кристалах.

Запропоновано узагальнення підходу Фоккера-Планка до опису дифузії на двомірний випадок. Вираз для коефіцієнта дифузії у "закріпленому" періодичному потенціалі модифіковано з врахуванням крутості бар'єру, а також його висоти. На відміну від одномірного випадку, ніякого строгого аналітичного розв'язку рівняння Фоккера-Планка в двомірному випадку немає. Запропоновано апроксимацію больцманівського типу для потоків в сідловій площині. Чисельний розв'язок показав, що така апроксимація має силу.

Із використанням класичної процедури виведення кінетичних рівнянь броунівського руху одержано дробові кінетичні рівняння для руху Леві, тобто дробове симетричне рівняння Ейнштейна - Смолуховського для щільності розподілу в координатному просторі та дробове симетричне рівняння Фокера - Планка для щільності розподілу у фазовому просторі. Перше рівняння містить симетричну просторову дробову похідну та описує процес супердифузії, тоді як друге рівняння містить симетричну дробову похідну від швидкості та описує релаксацію за швидкістю та координатою. Як приклад одержано розв'язок обох рівнянь у випадку відсутності зовнішнього поля й часи релаксації за швидкістю та координатою, а також визначено критерії переходу від опису у фазовому просторі до опису в реальному просторі.

The thermal conductivity of solid parahydrogen with orthodeuterium impurity at the impurity concentration from 0.01 to 1% has been studied in the temperature range from 1.8 to 9 K. The nonlinear concentration dependence of the thermal resistivity of the investigated samples is explained by the fact that the intensity of normal three-phonon scattering processes is comparable to that of resistive processes. The analysis of the experimental results has been made in the framework of the Callaway model by using different models for the impurity phonon scattering. It has been found that the intensity of phonon impurity scattering in parahydrogen with orthodeuterium impurity is essentially higher than classical theory predicts and it is close to analogous scattering in solutions of helium isotopes with the equal reduced molar volume given. It is considered that additional impurity scattering of phonons is connected with the change of force constants and lattice distortion in the vicinity of impurity molecules. The quantitative estimation of the mentioned effects has been made.

Розглянуто вплив геометричних ізотопічних ефектів на температуру фазового переходу для водневмісних кристалів. Експериментальні баричні та концентраційні залежності температури Кюрі пояснюються у рамках псевдоспінової ізінговської моделі фазових переходів з урахуванням геометричної зміни водневих зв'язків під впливом тиску та внаслідок ізотопічного заміщення.

В рамках варіаційного принципу показано, що для досягнення термодинамічної рівноваги двокомпонентна система "вибирає" шлях реакційної дифузії з найвищою швидкістю зміни потенціалу Гіббса.

Дано історичний нарис, що відображає основні досягнення в галузі реакційної дифузії та шляхи її подальшого розвитку.

Досліджено нанокристалічну дифузійну систему Cr/Al. Тонкі плівки Cr наносились методом осадження із парової фази на алюмінієву (25 мкм) підкладку в камері високого вакууму. Використовувались MCBI та електронна оже-мікроскопія. До відпалу має місце ефект конденсаційно-стимульованої дифузії. При температурах 723 та 823 К визначено коефіцієнти об'ємної та зернограничної дифузії. Згідно з розрахунками після відпалу дифузія протікає головним чином вздовж меж зерен.

Представлено чисельний підхід, здатний описати дифузійні процеси в бінарних дифузійних зчленуваннях, а саме: переміщення фазових меж та еволюцію концентраційних профілів. Моделювання дифузійних процесів може бути виконано, якщо граничні концентрації і коефіцієнти дифузії всередині всіх фаз відомі. Цей підхід застосовано для уточнення коефіцієнтів дифузії азоту та вуглецю в деяких бінарних нітридах і карбідах перехідних металів підгонкою розрахованих положень меж фаз або концентраційних профілів до отриманих експериментально.

Розглянуто структуру та принципи побудови комп'ютерної бази даних про теплофізичні властивості твердих, рідких та газуватих речовин. Для перетворення таблично заданих температурних залежностей теплофізичних властивостей у зручнішу форму використано регуляризуючу процедуру апроксимації поліномами Чебишева.

Досліджено вплив ангармонізму коливань кристалічної гратки та наявності вакансій на теплофізичні характеристики і параметр Грюнайзена в кристалах тригональної сингонії (на прикладі атомарного телуру). Одержано аналітичні вирази, які з достатньою точністю описують температурні залежності коефіцієнта теплового розширення та теплоємності при постійному тиску телуру в області високих температур. Оцінено значення параметрів, які характеризують процес утворення вакансій та явище ангармонізму. Висловлено припущення, що аномальна деформація кристалічної гратки телуру за температур вищих від кімнатної, обумовлена підвищенням внутрішньокристалічного тиску, зокрема, за рахунок утворення вакансій.

Викладено основні елементи сучасної теорії термодинамічних і кінетичних властивостей кристалів, зокрема, зонної теорії твердого тіла. Наведено важливі алгоритмізовані висновки з фізики напівпровідників і фізики твердого тіла, що дають змогу визначити кінетичні властивості кристалів. Розглянуто домішкові енергетичні рівні в кристалах, методику розрахунку величин, що описують кінетичні властивості кристалів, а також локальні енергетичні рівні домішкових атомів.

Сформульовано геометричну обернену задачу теплопровідності, в результаті розв'язання якої, виходячи з інформації про температурне поле об'єкту, визначаються його геометричні характеристики. Розглянуто методи розв'язання таких задач, зокрема метод обернення розв'язання прямої задачі.

Розглянуто екстремальні методи розв'язування геометричних обернених задач теплопровідності, зокрема автоматизований метод підбору, а також питання дискретизації початкової математичної моделі теплопровідності та її лінеаризації. Метод використовується для ідентифікації товщини покриття, нанесеного на підкладку.

In the frames of a diffusion model modified by mechanical and deformation effects, a method of impurity stationary profile is proposed. The presence of stressed layers in heterosystems is shown to result in the redistribution of impurities. In particular, impurities are stored in the stressed layers of a heterostructure, which consequently leads to a decrease in the concentration of impurities in the non-deformed part of a crystal. In stressed layers with tension deformation, the impurity concentration is reduced, but it increases in the non-deformed part of a heterostructure.

На основі синтезної теорії з використанням основних положень структурно-аналітичної теорії міцності побудована математична модель для наводнених полікристалів, яка відноситься до феноменологічної моделі з розширеною фізичною базою. Урахування концентрації водню здійснюється в певних обмеженнях, проте й за цих обмежень вдається відобразити не тільки якісну, але й кількісну деформаційну поведінку наводненого матеріалу при охолодженні його через зону фазового переходу.

На основі статистичної фізики висвітлено явища, які зумовлюють дифузію атомів кристалічних тіл, визначено частоту стрибків атомів у різних механізмах дифузії. Наведено основні закони дифузії, а також зроблено огляд методів спостереження даного явища та розглянуто ефект Кіркендолла.