Удосконалено числово-аналітичні розрахунки перерізів розсіяння та поглинання електромагнітного випромінення на багатошарових наночастинках, що знаходяться поблизу підкладки. Досліджено вплив різних чинників на зсув частот поверхневого плазмового резонансу у суцільних наночастинках Au, Ag і наночастинках з оксидною оболонкою. Розроблено метод визначення ефективної діелектричної проникності матричних дисперсних систем з двошаровими включеннями кульової форми. Наведено методику формування електретних темплатів на основі фоточутливих нанокомпозиційних матеріалів, що містять 1,5 мас. % CdSe та 2,4,7-тринітро-9-флуоренону, в електрофотографічному процесі. Показано, що розташування та симетрія осаджених на поверхню електретного темплату кластерів Au, одержаних напиленням у вакуумі, задаються топологією світлового поля голограми, використаного для формування темплату. Запропоновано механізм самовпорядкування кластерів під час напилення Au на поверхню темплату, що полягає в електрокінетичному русі атомів у локальному електричному полі E = 120 МВ/м поблизу поверхні та їх адсорбції на поверхні з утворенням наноострівців. Проаналізовано процес утворення лазер-індукованих поверхневих періодичних структур у разі накладання на поверхню твердого тіла інтерференційних картин, що здійснюється кількома лазерними пучками. Розроблено метод розв'язку нестаціонарної задачі теплопровідності для періодичної системи джерел і розраховано теплові поля та швидкість зміни температури у часі у приповерхневих шарах різної природи. Створено фізичну модель формування гартівних напружень та визначено середні значення компонентів тензора напружень для нанокристалічних сплавів, одержаних з використанням різних методів (гартування розтопу, газотермічного напилення).

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено взаємодію електромагнітного випромінювання з неоднорідними поверхнями твердих тіл, які несуть на собі частинки сторонньої речовини або мають складний рельєф. Запропоновано узагальнення мікроскопічної теорії електростатичного відгуку системи куль на поверхні твердого тіла, що дає змогу розглядати просторові системи неоднакових за розміром та матеріалом сферичних частинок, розташованих довільним чином поблизу межі поділу фаз. Базуючись на рівняннях розвиненої теорії в дипольному наближенні одержано тензор поляризованості кулі в системі двох куль над підкладкою та проведено аналіз впливу підкладки на поляризованість та оптичні властивості нанорозмірних частинок сферичної форми. Показано, що дипольна взаємодія кулі з підкладкою призводить до розщеплення одночастинкового резонансу кулі на чотири резонанси, проаналізовано закономірності цього розщеплення. Одержано вираз для резонансних частот кулі поблизу підкладки. Виведено частотну залежність поляризованості та вирази для сили осциляторів резонансних мод кулі. Аналітично розв'язано задачу розсіяння електромагнітних хвиль шорсткою поверхнею, яка моделюється фрактальною функцією Вейєрштрасса. Показано, що у разі розсіяння світла поверхнею фрактального рельєфу порушується закон дзеркального відбиття, а картина розсіяння містить сплески інтенсивності в різних напрямках. Зроблено висновок, що закономірності розсіяння є наслідком поєднання хаотичності та самоподібності у рельєфі фрактальної поверхні.

  Скачати повний текст

Розглянуто зміни в електронній структурі поверхні, що відбуваються під час зміни концентрації адсорбованих атомів лужних і лужноземельних елементів, а також супроводжуються структурними фазовими переходами діелектрик-метал у плівках лужноземельних металів (ЛЗМ) за умови збільшення їх щільності. Запропоновано та розроблено новий напрямок у з'ясуванні можливостей одержання поверхонь з поліпшеними електронними властивостями, такими як підвищена фотоемісійна здатність і краща каталітична активність, за допомогою комплексного теоретико-експериментального дослідження взаємозв'язку електронної та атомної структур адсорбованих плівок. Визначено, що за умови заміни густини вільних електронів шляхом змішування різних ЛЗМ, можна ефективно керувати електронною структурою поверхні та отримувати максимальне підсилення поверхневої фотоемісії у практично важливій частині ультрафіолетової області збуджуючого світла.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше застосовано оригінальний спосіб епітаксійного вирощування гетероструктур SiGe з квантової точки (КТ) Ge, що дозволяє встановити залежність її параметрів від пружних напружень, які виникають в острівцевій плівці. Проведено числові розрахунки для встановлення зв'язку між пружними напруженнями та параметрами КТ. Вперше за допомогою прямих методів електронної польової та фотопольової емісії з нанокластерів Ge на Si (100) та (111) зафіксовано ефект розмірного квантування.

  Скачати повний текст

З використанням фрактальної розмірності кривих проаналізовано експериментальні диференційні криві ПЗВ. Установлено взаємозв'язок фрактальної розмірності диференційних кривих з висотними параметрами рельєфу поверхні.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Дисертація присвячена вивченню фізико-механічних процесів у твердих тілах з урахуванням енергетичних характеристик поверхневих шарів, розмірного фактора, радіаційних точкових дефектів. Розроблено варіант теорії, що описує зміну ефективної поверхневої енергії і її складових для електропровідних та діелектричних тіл, стан яких близький до границь текучості і міцності. Розв'язано проблему визначення зв'язків між термодинамічними параметрами і енергетичними характеристиками поверхневих шарів багатокомпонентних тіл, на які діють потоки частинок, нагрів, механічні навантаження. Встановлено, що об'єднання термодинамічної моделі з критеріальними співвідношеннями для границь міцності і текучості тіл в екстремальних умовах спрощує процедуру обгрунтування експериментальних даних. Здійснено промислове впровадження сформульованих рекомендацій для розробки технології відпалу термопар і лазерних трубок.

  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

Визначено властивості поверхневих коливань, що виникають на межі різних метаматеріалів. Досліджено властивості перспективних середовищ, які забезпечують збудження поверхневих електромагнітних коливань у структурі магнітний фотонний кристал/середовище. Розроблено новий експериментальний метод дослідження властивостей метаматеріалів у міліметровому діапазоні хвиль. Розраховано спектр електромагнітних хвиль у одновимірному магнітофотонному кристалі із тришаровою елементарною коміркою, що межує із середовищем з негативними діелектричної або магнітної проникностями.

  Скачати повний текст

Досліджено електронні явища, що виникають під час взаємодії низькоенергетичних іонів (~ 100 еВ) з поверхнею широкозонних твердих тіл. Здійснено моделювання й експериментальне вивчення іонолюмінесценції (ІЛ) та іонно-фотонної емісії в області низьких енергій іонів. Показано, що збудження ІЛ може відбуватися внаслідок коливально-електронної релаксації високозбуджених в іонному ударі коливальних станів. Побудовано стадійний і мікромеханізм ІЛ двокомпонентних широкозонних твердих тіл (зокрема, з адсорбованими частинками) в області низьких значень енергії іонів (5 - 200 еВ) у наближенні багатоквантового коливально-електронного переходу.

  Скачати повний текст

Визначено відносний внесок розпилення, крихкого руйнування, спучування, випаровування, гідродинамічних нестійкостей поверхневого шару металів і макроскопічного руху розплаву під дією градієнтів тиску плазми і поверхневого натягу уздовж поверхні, що опромінюється, електромагнітної сили, а також ежекції крапель до процесу ерозії за умов термоядерного реактора ІТЕР. Досліджено процеси модифікації поверхневих шарів за умов опромінення імпульсними потоками плазми різних іонів, за яких обробка призводить до істотного покращання фізико-механічних властивостей матеріалів. Установлено гетерофазні перетворення у поверхневих шарах різних сталей, особливості легування та рахунок дифузії з газової та металевої плазми, а також за процесу перемішування у рідкій фазі.

  Скачати повний текст

Експериментально встановлено рідкокристалічну природу приповерхневих орієнтаційно впорядкованих шарів немезогенних рідин, нового типу мезофази - епітропних рідких кристалів. Досліджено умови виникнення, властивості та параметри епітропних шарів, запропоновано моделі утворення епітропної фази. Визначено можливість стабілізації метастабільного орієнтаційного стану в приповерхневих шарах ізотропної фази рідкого кристала. Проведено вимірювання структурних параметрів приповерхневих шарів рідких кристалів з залишковою впорядкованістю. Розроблено нові експериментальні оптичні методики досліджень структури полімолекулярних приповерхневих шарів та впливу на них різних факторів. Ці методики грунтуються на основі використання дихроїзму власних та домішкових смуг поглинання та оптичної анізотропії приповерхневих шарів.

  Скачати повний текст

Одержано залежності зміни структури поверхні металу від напруженості та напряму прикладення зовнішнього магнітного поля. Показано, що прикладення просторово періодично розподіленого магнітного поля до електрохімічної комірки змінює структуру поверхні осадів від гладкої, дрібнозернистої до дендритної. Експериментально виявлено просторово-періодичний розподіл електричного потенціалу поблизу міжфазної поверхні феромагнетик-електроліт. Надано теоретичне пояснення виявлених ефектів.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено поверхневі та нелінійні хвилі у сильно анізотропних шаруватих надпровідниках типу BiSrCaCuO й ефекти, що виникають внаслідок їх збудження. Аналітично одержано умови повного заглушення дзеркального відбиття та значного підсилення електромагнітного поглинання у разі збудження поверхневих хвиль у зразках високотемпературних надпровідників (ВТНП) з використанням методів періодичної модуляції в ab-площині надпровідника та порушеного повного внутрішнього відбиття. Показано, що своєрідний тип нелінійності шаруватих ВТНП зумовлює гістерезисну поведінку фази відбитої від поверхні шаруватого надпровідника хвилі залежно від амплітуди падаючої хвилі у разі його симетричного збудження. Знайдено та проаналізовано дисперсійне рівняння для поверхневих джожефсон-плазмових хвиль на межі шаруватий надпровідник - вакуум. Одержано закон дисперсії нелінійних хвилеводних мод у наноплівках шаруватих надпровідників, оточених металом.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Вперше простежено залежність квантового виходу випромінювання вибитих збуджених атомів металу від ступеня заповнення d-оболонки атома металу. Встановлено кореляцію між квантовим виходом випромінювання вибитих збуджених частинок і ступенем іонності хімічної сполуки - зсувом центру ваги електронної хмари зв'язку від середини (ковалентний зв'язок) у бік одного з партнерів. Показано, що за іонного бомбардування металевих сполук спостерігається додатковий (у порівнянні з металом) механізм утворення збуджених частинок, обумовлений розривом хімічних зв'язків. Встановлено істотний вплив процесів електронного обміну (переважно резонансного типу) між збудженою частинкою, що відлітає, і твердим тілом на швидкісний склад збуджених частинок, що відлітають. Зазначено, що випромінювання повільних збуджених частинок спостерігалося тільки для рівнів, розташованих у резонансно заповненій частині зони провідності металів або забороненій зоні напівпровідників і діелектриків; для збуджених рівнів, розташованих у резонансно вільній частині зони провідності металів або зоні провідності напівпровідників і діелектриків спостерігалися тільки швидкі частинки внаслідок існування великої імовірності безвипромінювальної втрати збудження за рахунок процесів електронного обміну. Показано, що розподіл непружної енергії зіткнення за станами збудження частинок, що відлітають від поверхні твердого тіла, відбувається у межах статистичного розподілу непружної енергії за можливими станами збудженої системи, що розпадається: тверде тіло - атом, що відлітає. Відзначено різну константу даного розподілу для різних процесів зіткнення (каскадних та кратних).

  Скачати повний текст

Установлено закономірності формування структурно-фазового стану, поведінки електрофізичних (питомого опору і термічного коефіцієнта опору (ТКО)) і магніторезистивних (магнітоопору) властивостей тришарових плівок на основі Co, FeNi і Ag в інтервалі товщин d = (1 - 50) нм і температур T = (150 - 700) К. Показано, що всі невідпалені тришарові плівки є полікристалічними з малим розміром зерна (~10 нм). Свіжоконденсовані плівкові системи на основі Co (Co / Cu / Co та Co / Ag / Co) складаються з ГЩП-Co, ГЦК-Cu або ГЦК-Ag відповідно. На основі пермалою (FeNi / Cu / FeNi та FeNi / Ag / FeNi) з ГЦК-FeNi, ГЦК-Cu або ГЦК-Ag відповідно. Параметри решіток добре узгоджуються з відповідними параметрами для масивних металів. Відпалювання за 700 К призводить до збільшення розміру зерна у 5 - 20 разів залежно від товщини та виду шарів. Для систем на основі Co, відпалених за 700 К, на електронограмах фіксуються лінії, які відповідають ГЦК-Co. Для системи FeNi / Cu / FeNi відбувається утворення твердого розчину, а для системи FeNi / Ag / FeNi зміна фазового складу електронографічно не фіксується. За результатами апробації одержаних аналітичних співвідношень показано, що експериментальні дані узгоджуються з розрахунковими з точністю до 20 %. Запропоновано співвідношення для визначення ТКО трикомпонентних плівкових сплавів і проведено розрахунок його значень для плівок на основі Fe, Ni і Cu. Показано, що розраховані значення ТКО узгоджуються з експериментальними. Максимальне значення ГМО (4 % за кімнатної температури) одержано для відпалених за 700 К плівок Co / Cu / Co. У разі зниження температури вимірювання до 150 К амплітуда ефекту ГМО збільшується у 1,3 - 2 раза.

  Скачати повний текст