Побудовано узагальнену експоненціальну модель, що враховує можливість одночасного існування декількох паралельних каналів розповсюдження світлової енергії екситонами. Детальне фізичне обгрунтування моделі здійснено на базі екситонів Френкеля. Нова модель зберігає всі переваги широко вживаної одно-експоненціальної моделі екситону, як однієї з небагатьох задач в теорії розповсюдження електро-магнітніх хвиль в обмежених просторово-диспергуючих середовищах, що мають точний розв'язок. В той же час вона суттєво розширює можливості досліджень нелокальних оптичних явищ в кристалах. В роботі запропонована модель використовується, зокрема, для одержання додаткових краєвих умов та рівняння балансу для потоку та густоти поляритонної енергії, а також для вирішення ряду інших проблем кристалооптики з просторовою дисперсією в спектральній області екситонних резонансів.

Запропоновано загальний метод побудови динамічного та дисипативного членів у рівнянні руху магнетизації на основі кінетичних рівнянь Онзагера. Особливу увагу приділено явищам дисипації. Розвинено теорію дисипативної функції феромагнетиків, антиферомагнетиків та парамагнетиків. Показано, що ефективні магнітні поля, що відповідають магнетизації та магнітному моменту (або їхній лінійній комбінації) підрешітки, можуть бути визначальними змінними дисипативної функції. Метод побудови дисипативної функції складається з трьох етапів. По-перше, проводиться класифікація взаємодій в магнетиках, а саме розділення їх на обмінні та релятивістичні; по-друге, побудовано інваріанти ефективного магнітного поля відповідно до симетрії кристалів; по-третє, розглянуто мікроаспекти коефіцієнтів дисипації в магнетиках. При цьому враховуються найнижчі степені ефективного магнітного поля в розкладі дисипативної функції. Дисипативна функція кристала дозволяє знайти релаксаційні доданки в рівняннях магнітних моментів мігнітної підрешітки. З метою ілюстрації методу розглянуто затухання спінових хвиль, рухливість доменної стінки та ширини ліній магнітного та феромагнітного резонансів. Розглянуто також релаксаційні процеси динамічних солітонів у феромагнетиках.

Одержано рішення рівняння теорії пружності у вигляді локалізованих хвиль поблизу шару, в якому є електрони, а пружні властивості відрізняються від пружних властивостей оточуючого середовища. Для товщин шару, малих порівняно з довжиною хвилі звуку, одержано аналітичне рішення рівняння дисперсії. Для електронів в середині шару побудовано електронні стани для випадку, коли поздовжній рух квазікласичний, а поперечний квантується (квантова яма). Одержано рішення кінетичного рівняння Больцмана для двовимірних електронів при наявності поздовжнього електричного поля. Розв'язано одержану замкнену систему рівнянь при електрон-фононній взаємодії через деформаційний потенціал, одержано дисперсійне рівняння для змішаних локалізованих акусто-зарядних хвиль. Проаналізовано умови підсилення акустичної хвилі дрейфом електронів для квантової та класичної ями. В останньому випадку поперечний рух електронів розглядається як квазікласичний. Проведено порівняння з підсиленням об'ємних хвиль.

Розглянуто перспективи використання лампи зворотної хвилі з нахиленим електронним пучком (клінотрона) як джерела електромагнітного випромінювання терагерцевого діапазону частот. Для вивчення пускових умов та стаціонарних коливань клінотрона розроблено самоузгоджену теорію колективної взаємодії електронів з хвилею. Доведено можливість розробки перспективних ламп для терагерцевого діапазону частот і проведено оптимізацію геометрії клінотронів імпульсної та безперервної дії з частотою генерації 1 ТГц.

Шорсткі поверхні GaAs різної морфології, отримані хімічно-механічною поліровкою та анізотропним травленням, розгянуто як геометрично невпорядковані системи з керованим ступенем невпорядкованості. Для їх дослідження та кількісного статистичного опису використано мікроскопію атомних сил і профілометрію. Вплив геометричної невпорядкованості на розсіяння електромагнітних хвиль досліджено в широкому спектральному діапазоні від Х-променів до інфрачервоного світла. Вдосконалення кристалічної структури анізотропно травленого підповерхневого шару підтверджено результатами експериментів з ослабленого повного внутрішнього відбивання (ОПВВ) і комбінаційного розсіяння світла. Незвичайно посилені смуги поверхневих поляритонів для поверхні дендритної морфології спостережено у спектрах ОПВВ і комбінаційного розсіяння.

Доведено існування широкого класу скінченних множин функціоналів, які повністю визначають асимптотичну поведінку розв'язків хвильових рівнянь з нелінійними демпфуванням. Цей клас містить скінченні множини визначальних мод, вузлів і локальних об'ємних усереднень.

Вивчено флуктуації в плазмі з урахуванням кулонівських зіткнень частинок. Парні кулонівські зіткнення описано в рамках кінетичного рівняння Ландау. За допомогою флуктуаційно-дисипативної теореми знайдено загальний вираз для кореляційної функції випадкових сил. Досліджено випадки слабких і сильних зіткнень. Кореляції у плазмі, в якій немає зіткнень, пов'язано з самоузгодженою електромагнітною взаємодією частинок плазми. Врахування парних кулонівських зіткнень частинок призводить до додаткової кореляції між випадковими силами у просторі швидкостей. Знайдено зв'язок між спектром флуктуацій у плазмі без зіткнень і гідродинамічними флуктуаціями. Показано, що зіткнення між частинками помітно впливають на колективне розсіяння електромагнітних хвиль.

В роботі досліджувалася динаміка зміни інтенсивності фотолюмінесценції (ІФЛ) зразків поруватого кремнію (ПК), які під час їх старіння на повітрі зазнають дії лазерного опромінення (337 нм, 3.7 мВт). З'ясувалося, що під впливом УФ-опромінення ІФЛ швидко зростає і через кілька годин досягає "плато". Подальше опромінення призводить до спадання інтенсивності, що пояснюється ефектом втоми люмінесценції. В той же час для зразка, що не опромінювався, ІФЛ майже не змінюється за час експерименту. Виявилося, що на етапі початкового монотонного наростання ІФЛ після короткочасного (1-2 хвилини) припинення освітлення зразка лазером на кривій еволюції ІФЛ спостерігається аномалія у вигляді невеликого сплеску вниз, тоді як на ділянках монотонного спадання кривої ІФЛ ця аномалія являє собою сплеск угору. У випадку довготривалого (десятки годин) припинення освітлення аномалія була однотипною для всіх ділянок кривої ІФЛ. Описані результати пояснюються впливом двох конкурентних факторів: втоми люмінесценції та формування під дією світла нестабільних (молекулярних) хімічних зв'язків, які можуть перетворюватися на стабільні атомні.

Розглянуто основні результати гіперзвукових досліджень квантових резонансних явищ у діелектричних та напівпровідникових кристалах з домішковими парамагнітними центрами, отримані в ІРЕ НАНУ. Основну увагу приділено акустичному парамагнітному резонансу (АПР) на гіперзвукових хвилях. Показано, як на основі досліджень цього ефекту було створено новий ефективний метод гіперзвукової АПР-спектроскопії, який дозволяє одержувати прямі та точні відомості про структуру енергетичного спектра та електрон-фононну взаємодію домішкових парамагнітних центрів у діелектричних та напівпровідникових кристалах. Описано квантові ефекти фазерної генерації когерентних фононів та генерації мікрохвильових фотонів лазерного типу в інтенсивному полі штучних гіперзвукових резонансних фононів, що їх вивчено методом гіперзвукової АПР-спектроскопії. Запропоновано метод дослідження квантових ефектів у твердих тілах за допомогою довгоживучих штучних гіперзвукових фононів, які виникають в умовах акустичної стохастичної нестійкості.

Розглянуто напружені GaInAsSb-GaSb і InAsSb-InAsP структури на квантоворозмірних шарах з довжиною хвилі випромінювання у середньому інфрачервоному діапазоні. З урахуванням кулонівського тяжіння, що з'являється в результаті інжекції носіїв, з'ясовано можливість лазерного випромінювання за кімнатної температури у структурах на основі GaSb з гетеромежею другого типу. У структурах на основі InAs, зрощених методом MOVPE, може мати місце упорядковане наведене зменшення забороненої зони, що призводить до зміни гетеромежі другого типу на перший. Розраховані оптичні переходи з застосуванням ефекту упорядкування відповідають наведеним раніше результатам, а також проведеним вимірюванням фотолюмінесцентного спектра. Обидва явища мають враховуватися під час створення нових Sb-вміщуючих квантоворозмірних структур з випромінюванням у середньому ІЧ-діапазоні.

Рассмотрены напряженные GaInAsSb-GaSb и InAsSb-InAsP структуры на квантоворазмерных слоях с длиной волны излучения в среднем инфракрасном диапазоне. В результате инжекции носителей возникает кулоновское притяжение, поэтому возможно лазерное излучение при комнатной температуре в структурах на основе GaSb с гетерограницей второго типа. В структурах на основе InAS, выращенных методом MOVPE, может иметь место упорядоченное наведенное уменьшение запрещенной зоны, что приводит к изменению гетерограницы второго типа на первый. Рассчитанные оптические переходы с использованием эффектов упорядочения соответствуют ранее приведенным результатам и проведенным измерениям фотолюминесцентного спектра. Оба явления должны быть приняты во внимание при создании новых Sb-содержащих квантоворазмерных структур с излучением в среднем ИК-диапазоне.

We report the study of compressively strained GaInAsSb-GaSb and InAsSb/InAsP multi-quantum wells for emission in the mid-infrared region. Taking into account the Coulomb attraction, induced by carrier injection, we explain why room temperature lasing is possible in the GaSb-based structures, which have a type-II band alignment. In InAs-based structures grown by MOVPE, ordering induced band gap reduction could be present, what changes the theoretically type-II to a type-I band aligment. Calculated optical transitions, using ordering effect, agree with the reported data and our photoluminescence measurements. These two effects, coulombic attraction and ordering effect, must be taken into account for the design of new Sb-based mid-infrared MQW emittingstructures.

У монокристалах Si теоретично та експериментально досліджено ефект подвійного променезаломлення, зумовлений дією одновісної пружної деформації. Для підвищення чутливості вимірювальної системи в межах фундаментального поглинання використано поляризаційну модуляцію віддзеркаленого випромінювання. Виміряно деформаційні характеристики ефекту. Результати, отримані на довжинах хвиль зондуючого випромінювання в діапазоні прозорості, добре узгоджуються із висновками попередніх досліджень. У діапазоні сильного поглинання виявлено кардинальну зміну вигляду характеристик ефекту та встановлено їх задовільне узгодження із результатами теоретичного розрахунку.

Розглянуто задачу Лаврентьєва про поширення довгих хвиль на поверхні рідини, що знаходиться в полі сили тяжіння за наявності неоднорідностей рельєфу дна у вигляді видовженого підводного хребта. За методом пробних функцій коректно враховано вплив неоднорідностей дна та встановлено наявність хвилі з локалізованим по фронту збуренням її структури.

Запропоновано самоузгоджену математичну модель магнетрона з вторинно-емісійним катодом, що працює на просторовій гармоніці. Модель призначено для дослідження перехідних і стаціонарних процесів. Описано характерні особливості моделювання ефектів просторового заряду, вторинної емісії, нелінійної взаємодії електронів з хвилею. Наведено зразки результатів моделювання, які ілюструють особливості роботи магнетронів на просторовій гармоніці у порівнянні зі звичайними. Описано мультистабільні стани магнетрона та запропоновано механізм їх утворення.

Наведено метод багаторазових внутрішніх відбиттів для розв'язання нестаціонарних задач тунелювання частинок крізь одновимірні та сферично-симетричні бар'єри прямокутної форми. Для одновимірної задачі доведено можливість застосування методу, досліджено його особливості. Для сферично-симетричної задачі за цим методом знайдено амплітуди похідного та відбитого хвильових пакетів, що описують частинку, часи тунелювання та відбиття відносно бар'єра, проаналізовано ефект Хартмана - Флетчера.

Запропоновано новий мікроскопічний підхід до описування немато-холестеричних сумішей, що базується на мікроскопічній теорії багатокомпонентних сплавів з урахуванням орієнтаційного впорядкування молекул. Із використанням модельних потенціалів міжмолекулярної взаємодії, отримано вираз для густини вільної енергії суміші в континуальному наближенні. Отримано залежність кроку холестеричної спіралі від концентрації холестеричної компоненти, яка збігається з експериментальними даними. Передбачено спінодальний розпад немато-холестеричної суміші, температура якого знаходиться в межах температурного інтервалу існування мезофази. Концентраційні неоднорідності, які виникають під час розпаду, деформують ідеальну структуру. В найпростішому випадку, коли концентраційна хвиля виникає в напрямку осі спіралі, це призводить до періодичної модуляції кроку спіралі.

Досліджено особливості мікрохвильової діагностики плазми, що утримується в термоядерних пастках. Для цього відтворено повну картину поширення електромагнітних хвиль, що застосовуються для мікрохвильової рефлектометрії, від антени крізь плазму. Досліджено особливості перпендикулярного та похилого зондування у великих токамаках з некруглим перерізом. Запропоновано новий спосіб зондування незвичайною хвилею, з використанням якого стає можливим ефективно оперативно контролювати щільність плазми.

Викладається нова мова ХВИЛЯ для паралельної обробки і управління великими розподіленими системами різної природи. Вона основана на динамічному створенні та навігації розподілених віртуальних мереж за допомогою мобільного рекурсивного програмного коду у режимі просторового паттерн-метчінгу. Мова дозволяє створювати складні моделюючі та керуючі системи, котрі можуть ефективно функціонувати у відкритих мережах ЕОМ без жодних центральних ресурсів. Наводяться також приклади програмування ряда мережних задач.

Для поперечно-неоднорідного діелектричного шару виведено дисперсійні рівняння в околі морсівської критичної точки і встановлено закономірності нерегулярної динаміки спектрів поблизу неї, що дозволило одержати для них квадратичні форми та локальні рівняння просторово-часової еволюції коливально-хвильових полів.

Розглянуто задачу числового моделювання параметрів і характеристик мікросмугастої антени з резистивним диском, збуджуваної вертикальним електричним диполем. Для розв'язання задачі використано метод аналітичної регуляризації разом з методом Гальоркіна, що дозволило одержати нескінченну систему лінійних алгебричних рівнянь Фредгольма другого роду. Аналітично оптимізовано обчислювальний процес; отримано й обговорено енергетичні характеристики антени, такі як потужність просторової та поверхневих хвиль, діаграми спрямованості, ККД випромінювання для різних величин резистивності диска.

Досліджено розсіювання хвиль в нерегулярних хвилеводах. Розглянуто метод поперечних перерізів для обчислення поля у хвилеводній системі, що складається з двох регулярних хвилеводів, з'єднаних нерегулярною областю. Наведено математично строге виведення основних рівнянь методу та запропоновано ітераційну процедуру для їх розв'язування. Алгоритм застосовується для задач з гладкими та негладкими нерегулярностями. На прикладі модельної задачі, що має аналітичний розв'язок, встановлено межі застосовності методу.