Based on the analysis of the dispersion relation for the low-frequency collective modes in the metals electron plasma, a nontraditional point of view on the nature of the anomalous skin-effect in the presence of a static magnetic field is proposed. It is shown that the last is the result of specific coupling of the electromagnetic modes, corresponding to the roots of the dispersion equation, and depends on the concrete electron energetic spectra's shape.

Наведено результати дослідження емісійних спектрів металів, випаровуваних цугом гігантських лазерних імпульсів в повітрі при атмосферному тиску. Показано, що при дії послідовності імпульсів, які слідують з інтервалом близько 10 мкс, область ерозійного факелу, що відповідає випромінюванню атомів випаровуваної речовини, істотно віддаляється від області випромінювання суцільного спектру. В результаті різко зростає чутливість якісного аналізу складу матеріалу. Для кількісного аналізу складу необхідно здійснювати вибір пар спектральних ліній, відмінний від такого для методів дугового чи іскрового емісійного аналізів.

We have studied the force in mesoscopic wires in the presence of an external magnetic field along the wire using a free electron model. We show that the applied magnetic field can be used to affect the force in the wire. The magnetic field breaks the degeneracy of the eigenenergies of the conduction modes, resulting in more structure in the force as a function of wire length. The use of an external magnetic field is an equilibrium method of controlling the number of transporting channels. Under the least favorable circumstances (on the middle of a low conduction step) one needs about 1.3 T to see an abrupt change in the force at fixed wire length for a mesoscopic bismuth wire.

mВнаслідок розгляду проблеми взаємодії мод в електронній плазмі металу запропоновано нетрадиційний кут зору на природу аномального скін-ефекту. Показано, що в зовнішньому магнітному полі аномальний скін-ефект фактично є наслідком взаємодії та зв'язування низки власних електромагнітних збуджень, котрі, в свою чергу, обумовлені нелокальними ефектами та специфічними властивостями доплеронних мод. Показано, що залежність аномального скін-ефекту від магнітного поля пов'язана з виглядом поверхні Фермі і аномальний скін-ефект для моделей вільних електронів є поодиноким випадком.

Числовим методом знайдено внесок третього порядку за псевдопотенціалом електрон-іонної взаємодії в електроопір 25 простих невпорядкованих металів. Ряд теорії збурень для електроопору побудовано методом кінетичного рівняння. Числові розрахунки виконано для двох локальних модельних псевдопотенціалів із різною короткохвильовою асимптотикою та практично однаковими в області малих і проміжних значень хвильового вектора, а саме: модифікованого псевдопотенціалу Ашкрофта та псевдопотенціалу Краско - Гурського. Величина поправки третього порядку виявилась чутливою до використаних у розрахунках модельних псевдопотенціалів. Сформульовано критерій добору модельних псевдопотенціалів, що використовуються для розрахунків електроопору.

Чисельно знайдено внесок члена третього порядку за псевдопотенціалом єлектрон-іонної взаємодії в електроопір 25 простих невпорядкованих металів. Ряд теорії збурень для електроопору побудовано методом кінетичного рівняння. Чисельні розрахунки виконано для трьох різних модельних псевдопотенціалів, а саме: Ашкрофта, Краско - Гурського, а також локального варіанта псевдопотенціала Хейне - Абаренкова. Величина поправки третього порядку виявилась чутливою не тільки до вибору використаних у розрахунках модельних псевдопотенціалів, але й до конкретних значень їх підганяльних параметрів. Сформульовано критерії оптимальності підбору модельних псевдопотенціалів, що використовуються в розрахунках електроопору. Для більшості розглянутих металів для всіх варіантів розрахунків член третього порядку склав декілька десятків процентів від члена другого порядку.

У рамках методу асимптотичного розвинення побудовано ряд теорії збурень за ступенями псевдопотенціалу електрон-іонної взаємодії для оберненого часу релаксації, що характеризує процес електропровідності у простих металах. Отримане розвинення має для розглянутої системи найбільш загальний характер і вперше у кожному порядку за електрон-іонною взаємодією формально точно враховує електрон-фононну взаємодію. Для простих невпорядкованих металів отримано детальний вираз для члена третього порядку з урахуванням електрон-фононної взаємодії та досліджено його температурну залежність в області низьких температур.

Вивчено електропровідність і термоелектрорушійну силу тонких плівок паладію, нікелю та молібдену за умов високого тиску. Результати експерименту трактовано в рамках модифікованих модельних уявлень про вплив поверхневого та зерномежового розсіювань на перенос заряду в плівках. Оцінено параметри переносу заряду в плівках.

Описано електричні, теплові та механічні властивості чистих металів на основі класичного підходу, з використанням найпростіших уявних моделей апаратом елементарної математики. Отримано формулу для обчислення питомого опору металу як функцію абсолютної температури. Обчислено теплоємність твердого тіла як суму теплоємності іонного остова і колективізованих електронів. Уточнено формулу закону Відемана - Франца. Знайдено модуль пружності елементів періодичної системи Д.І.Менделєєва відносно температури плавлення.

З попередніх досліджень відомо, що при малих емісійних струмах рідкометалеві джерела іонів (РМДІ) працюють нестабільно і емісія має імпульсний характер. У роботі вивчено кутові і енергетичні розподіли іонів Ga, GaIn; GaInCu, GaInSn, GaInAg, Li РМДІ для області струмів близьких до мінімально можливих (I режим роботи джерела) та більших струмів стабільної роботи джерела (II режим роботи). Встановлено, що в I режимі кут конуса емісії залишається практично незмінним, а енергорозкид іонів зростає із зменшенням емісійного струму. Перехід від I до II режиму роботи джерела відбувається стрибкоподібно при певному для кожного джерела критичному емісійному струмі і має оборотний характер щодо величин емісійного струму і кута конуса емісії. Для сплавних джерел у I режимі роботи іонні струми компоненти, яка сегрегує на поверхні сплаву, є більшими, ніж вони повинні бути згідно з елементним складом сплаву.

Експериментально і аналітично вивчено явище переносу заряду у провідному середовищі, яке має магнітостимульовану неоднорідність кінетичних коефіцієнтів вздовж потоку заряду. Дослідження проведено на пластинчастих зразках високочистого полікристалічного алюмінію, для яких неоднорідність провідності змодельовано методом викривлення струмових ліній, так що локальна нормальна компонента зовнішнього магнітного поля змінювалась за експоненціальним і квадратичним законами. На підставі співвідношення тензорного зв'язку між електричним полем і густиною потоку заряду розраховано характер просторової залежності потенціалу. Явище просторової інверсії знака для електричного поля описано як наслідок конкуренції вкладів у потенціал від струму в напрямку градієнта поперечного магнітного поля і нормального йому холлівського струму.

Числовим методом знайдено внесок члена третього порядку за псевдопотенціалом електрон-іонної взаємодії в електроопір 25 простих невпорядкованих металів. Ряд теорії збурень для електроопору побудовано методом кінетичного рівняння. Числові розрахунки виконано для трьох різних апроксимацій тричастинкового статичного структурного фактора іонної підсистеми, в тому числі для суперпозиційного наближення. Для більшості розглянутих металів для всіх варіантів розрахунків член третього порядку склав декілька десятків процентів від члена другого порядку. Його величина для електроопору три-, чотири- та п'ятивалентних металів виявила слабку залежність від використовуваного наближення для тричастинкового структурного фактора. Для одновалентних металів ця залежність виявилась надзвичайно сильною. Запропоновано оптимальний вибір апроксимації тричастинкового структурного фактора.

За допомогою комп'ютерного моделювання детально досліджено динаміку змін характеру траєкторій, величин пробігів і втрат енергії канальованих іонів у залежності від ступеня віддалення прицільних точок від осі каналу в напрямку атомів, що утворюють стінки каналу, роду іонів, кута між віссю і напрямком руху іонів, початковою енергією, виду потенціалу взаємодії і температури кристала. Встановлено, що у випадку не занадто важких іонів для параксіальної частини пучка навіть в області низьких енергій основний внесок у загальні витрати дають непружні втрати енергії. Розроблено просту модель розрахунку на ЕОМ профілів розподілу відносно важких іонів і низьких енергій, прониклих у монокристали в умовах каналювання.

Теоретично з'ясовано можливість існування нестаціонарного електромагнітного процесу в пластині компенсованого металу, через яку тече сильний постійний струм. Нестаціонарні ефекти виникають внаслідок нелінійності, що зумовлена впливом знакозмінного за товщиною пластини магнітного поля струму на динаміку носіїв заряду. Цей вплив пригнічує провідність в усьому об'ємі зразка за виключенням вузької області поблизу площини, на якій магнітне поле струму змінює знак. Встановлено, що сформований в цій області струмовий шнур може здійснювати квазістатичний рух перпендикулярно струму. Внаслідок цього на фоні постійного електричного поля з'являється змінна складова і таким чином змінна напруга на зразку. Генерацію змінної напруги в режимі заданого струму спостережено експериментально.

В рамках макроскопічного підходу здійснено апроксимаційне спрощення самого загального співвідношення моделі Р.Дімміха до вигляду, придатного для порівняння з експериментом. Проведено порівняння розрахункових та експериментальних значень термічного коефіцієнта опору для багатошарових металевих плівок. Проаналізовано причини якісного узгодження теоретичної моделі з експериментом.

Отримано та проаналізовано формули для розрахунку в сталому режимі глибини проникнення імпульсного електромагнітного поля в ізотропні масивні немагнітні плоский та циліндричний провідники. Наведені результати можна використовувати для визначення товщини токового скін-шару в масивних провідниках з імпульсним током і розрахунку їх еквівалентних електричних параметрів.

Отримано нові результати щодо механізму випаровування провідників, які нагріваються потужним імпульсом струму. Виконано математичне моделювання електричного вибуху провідників в одновимірному МГД-наближенні. Досліджено динаміку фазових перетворень, одержано вираз для оцінки швидкості поширення хвилі випаровування. Проведено порівняння експериментальних даних з результатами математичного моделювання.

Проаналізовано модель ієрархічної гратки для випадково розподілених металевих включень в діелектричній матриці. При обчисленні як геометричних, так і фізичних властивостей використано алгоритм ренормгрупових перетворень. На базі цієї моделі отримано скейлінгову поведінку для композиту метал - діелектрик, а також критичні індекси, які добре узгоджуються з результатами інших авторів.

Нелокальная проводимость и частотные зависимости поверхностного импеданса слоистого проводящего кристалла для главных ориентаций напряженности поля и волнового вектора вычислены с помощью квазидвумерной модели электронного спектра. Рассмотрено влияние ферми-жидкостных эффектов на проникновение высокочастотного электромагнитного поля в слоистый металл вдоль нормали к проводящим слоям. Условия распространения поперечной коллективной моды в этом направлении оказываются значительно более благоприятными, чем в обычном металле с той же плотностью носителей. Как в этом случае, так и для продольных колебаний вблизи плазменной частоты (пониженной в меру анизотропии проводимости) получены дисперсионные соотношения и найдено распределение поля в полубесконечном образце.

Виконано детальний теоретичний аналіз взаємодії електронної та іонної підсистем у нормальних металах. Використовано прості, але реалістичні моделі поверхні Фермі та тензора деформаційного потенціалу, що дозволило одержати числовий розв'язок дисперсійного рівняння. Для з'ясування наслідків взаємної часткової або повної компенсації електронів і дірок варійовано зовнішні параметри (частоту звуку, величину магнітного поля) та параметри моделі (константу тензора деформаційного потенціалу, відношення концентрацій електронів і дірок, частоту релаксації вільних носіїв). Показано, що в компенсованих металах ефекти компенсації призводять до сильного пригнічення взаємодії гратки з однією з груп вільних носіїв. Теоретичні висновки якісно збігаються з експериментальними даними, одержаними на кадмії та вольфрамі. Кількісне порівняння теорії та експерименту дозволило, зокрема, оцінити константи деформаційного потенціалу в кадмії.