Проведено теоретичне дослідження процесів інтеркаляції шаруватих структур - діхалькогенідів d-перехідних металів щодо нанотехнології їх інтеркалятів з залученням методів комп'ютерного моделювання. Сформульовано основні положення узагальненої фізичної моделі процесу інтеркаляції щодо використання в нанотехнології сполук з шаруватими структурами. Вперше на базі даних положень з застосуванням методу випадкових блукань розроблено математичні моделі, виконано їх алгоритмізацію та створено цілісний програмний комплекс, що моделює найбільш суттєву технологічну стадію процесів інтеркаляції та бі-інтеркаляції - перенос інтеркальованих атомів (молекул) у шаруватій структурі. На підставі порівняльного дослідження результатів обчислювальних та натурних експериментів підтверджено адекватність застосованого імітаційного підходу. Досліджено вплив коефіцієнту дифузії та швидкості дрейфу на рух фронту інтеркалята в шаруватій структурі. Встановлено, що дрейфова складова потоку значно інтенсифікує процес інтеркаляції у порівнянні з дифузійним впливом. Наведено рекомендації щодо одержання рівноважних інтеркалятів та оптимізації режимів нанотехнології діхалькогенідів d-перехідних металів.

  Скачати повний текст

Розроблено методи комп'ютерного моделювання рідкокристалічних і полімерних систем, спрямовані на застосування такого рівня деталізації та відповідних технік симуляцій, які оптимально відображають масштаб досліджуваних фазових перетворень. За допомогою запропонованої узагальненої граткової моделі нематика та з використанням адаптованої техніки Монте Карло досліджено залежність характеру орієнтаційного фазового переходу в рідкому кристалі від анізотропії молекулярних. Проаналізовано вплив слабкого замороженого безладу на фазові переходи першого та другого роду в таких моделях. З метою вивчення рівноважних властивостей розчинів і розплавів рідкокристалічних полімерів і фазових перетворень в них створено паралельний пакет програм молекулярної динаміки молекул із довільною архітектурою. Розглянуто питання меж застосовності жорстких анізометричних молекулярних моделей на прикладі аналізу обертової в'язкості моделі Гей-Берне та процесу кристалізації барвника в нанокапсулах. Побудовано моделі рідкокристалічних дендримерів та вивчено їх конформаційні особливості залежно від фази рідкокристалічного розчинника. Наведено моделі для опису процесів просторової самоорганізації в рідкокристалічних гребенеподібних полімерах і вивчено їх властивості в ізотропній, полі- та монодоменній смектичних фазах. Розроблено класичні моделі явища фотоіндукованої деформації в азобензиновмісних полімерах, встановлено їх мікроскопічні механізми на плівках з різною молекулярною топологією. Одержано показники скейлінгу мезоскопічного полімерного ланцюга в доброму розчиннику за допомогою методу дисипативної динаміки. Цей метод узагальнено на випадок анізотропно-ізобаричного ансамблю і з його домопогою досліджено властивості фаз лінійних кополімерів і вплив розгалужень молекулярної архітектури на фазову поведінку та конформаційні особливості розгалужених кополімерів.

  Скачати повний текст

Теоретично досліджено поглинання світла глибокими домішковими центрами в одноосьово стиснутих p-Ge і GaAs. Розраховано енергію зв'язку та розширення резонансних домішкових станів для домішкового центра з екранованою кулонівською взаємодією. Проведено обчислення й аналіз перетину домішкового розсіювання. Обчислено поляризаційні залежності спонтанного випромінювання світла з одноосьово стиснутого p-Ge. Обгрунтовано, що одержані результати вказують на зміну механізму випромінювання з ростом величини одноосьового стиску. Виявлено, що перебудова спектра та хвильових функцій домішкових станів продовжується і в області великих величин тисків (> 6кбар). Розглянуто методи та моделі розрахунку домішкових станів, а також фізичні представлення про домішковий стан та їх вплив на оптичні та кінетичні ефекти у домішкових деформованих кристалах.

  Скачати повний текст

Розглянуто вплив крайових умов на різноманітні електрооптичні ефекти в рідких кристалах (РК), зокрема, світлоіндукований перехід Фредерікса в РК комірці з хіральною домішкою, взаємодію РК з кутовим моментом світла, формування об'ємних граток директора, обумовлених модуляцією параметрів поверхні - осі легкого орієнтування та поверхневого параметра порядку: орієнтаційні переходи в гібрідній комірці.

  Скачати повний текст

Вивчено утворення точкових дефектів і фазових трансформацій під опромінюванням у оксидних матеріалах, які будуть використовуватися за високих рівнів радіації. Показано, що метастабільна фаза шпінелі має структуру, подібну до структури кам'яної солі. Розроблено метод знаходження показників заломлення поверхневих шарів у модифікованих іонами прозорих матеріалах. Показано, що оксид цирконію не переходить до аморфного стану навіть за доз опромінення, більших, ніж 150 зміщень на атом. Однак, на поверхні зразка утворюється полікристалічний шар. Накопичення пошкодження кристалічної гратки співпадає з ростом кількості катіонних вакансій. Розроблено модель аналізу впливу ефекту розпилення поверхні зразків за умов опромінення іонами на розподіл імплантованих іонів і радіаційного пошкодження. Радіаційна стійкість шпінелі та оксиду цирконію частково обумовлена їх здатністю приймати розупорядкування на одній з підграток без утворення френкелевських дефектів.

  Скачати повний текст

Вперше узагальнено теоретичну модель рідкокристалічної лінзи з неоднорідною полімерною сіткою на випадок одно- та двовимірної неоднорідності полімерної сітки. Змодельовано фокусну відстань рідкокристалічної лінзи, утвореної в комірці з полімерною сіткою, з урахуванням сильного та слабкого поглинання світла під час процесу полімеризації. Знайдено профіль директора нематичного рідкого кристалу в комірці з просторово-модульованими крайовими умовами. Вперше побудовано залежність поздовжньої й поперечної аберації лінзи з керованою фокусною відстанню на основі рідких кристалів від прикладеного зовнішнього електричного поля до комірки. Вперше створено модель для опису електрооптичних властивостей рідкокристалічної комірки з барвником метилового червоного, змодельовано фокусну відстань лінзи, утвореної в даній системі.

  Скачати повний текст

Дисертацію присвячено дослідженню впливу фонових домішок і структурних дефектів на формування та фізичні властивості розбавлених твердих розчинів. Отримані нові результати, які у сукупності розв'язують проблему вивчення закономірностей формування фізичних властивостей слабколегованих монокристалів та монокристалічних шарів богатошарових композицій, що містять фонові домішки та структуні дефекти. Показана можливість виникнення аномалій фізичних властивостей. Розроблені моделі та комп'ютерні програми для розрахунків їх фізичних властивостей. Досліджені процеси одержання та властивості слабколегованих шарів кремнієвих композицій, слабколегованих кристалів кремнію, сплавів ніобію. Результати можуть бути використані при розробці технологій виготовлення слабколегованих монокристалів і монокристалічних шарів багатошарових композицій.

  Скачати повний текст

Наведено результати комплексних досліджень особливостей дисперсії елементарних збуджень різного типу (фононних і електронних) у сполуках зі структурою вюрциту. Досліджено поляризовані спектри комбінаційного розсіяння світла (КРС) другого порядку у кристалах ZnO та надано їх повну інтерпретацію на підставі теоретико-групового аналізу правил відбору та визначення точок нульового нахилу дисперсійних кривих фононних станів, що одержано з застосуванням апарату проективних представлень. Виявлено нові смуги у спектрі вторинного випромінювання монокристалів ZnO під час збудження в області, близькій до екситонного резонансу. Проаналізовано поляризаційну поведінку та енергетичне положення цих ліній та запропоновано пояснення їх природи резонансним поляритон-поляритонним розсіянням. Досліджено тонку структуру низькотемпературних спектрів фотолюмінесценції (ФЛ), відбивання та пропускання основного та збуджених станів A-екситонної серії у монокристалах CdSe. Виявлено прояви ефекту пружного та непружного поляритон-поляритонного розсіяння у спектрах ФЛ кристалів CdSe. Зареєстровано квантовий розмірний ефект для порошків ZnO з розмірами частинок 40 нм.

  Скачати повний текст

Досліджено поверхневі поляритони (ПП) у надгратках (НГ), які складаються з двовимірних електронних систем (ДЕС), розміщених у зовнішньому квантуючому магнітному полі, яке спрямовано перпендикулярно до ДЕС. Наведено дисперсійні характеристики ПП у нескінченних НГ I та II типів, у скінченних упорядкованих, а також слабкорозупорядкованих НГ. Встановлено, що зі зміною величини зовнішнього магнітного поля усі характеристики ПП змінюються стрибкоподібним способом. Проаналізовано ефекти зміни властивостей додаткового поверхневого поляритона (ДПП) та відокремлення дисперсійної кривої ДПП від моди звичайних ПП за умов збільшення кількості ДЕС у скінченній упорядкованій НГ. Вперше досліджено вплив положення дефектної або зміщеної ДЕС на характер спектра ПП у слабкорозупорядкованих НГ. Розглянуто ефект зникнення ДПП у слабкорозупорядкованій НГ із дефектною ДЕС за умов збільшення фактора заповнення рівнів Ландау дефектної ДЕС.

  Скачати повний текст

Розроблено методи використання ФТА (фототермоакустичного) перетворення для неруйнівної дефектоскопії тонкошарових оптично непрозорих матеріалів. Процес дефектоскопії, з допомогою цього перетворення, полягає в реєстрації пружних коливань об'єкта, які виникають в наслідок нерівномірного прогріву пружного шару під впливом оптичного випромінювання. Проведено аналіз виникаючих термопружних перехідних процесів. На підставі досліджень надано рекомендацію щодо часу проведення дефектоскопії певної області матеріалу. Одержані результати дозволили обрати вид амплітудної модуляції оптичного випромінювання, який дає найбільшу амплітуду пружних коливань. Проведено порівняння результатів від приймача пружних коливань за довільних його розташувань відносно осі оптичного збудження. Проаналізовано вплив типу приймача (контактний та безконтактний) на результати дефектоскопії. Рекомендовано використовувати безконтактний приймач пружних коливань.

  Скачати повний текст

Розглянуто основні фізичні механізми орієнтації ліотропних хромонічних рідких кристалів (ЛХРК). Запропоновано ефективну та просту методику дослідження енергії термальної десорбції рідкокристалічних матеріалів з поверхні підкладки. Досліджено механізм фотонної очистки орієнтуючої поверхні, коли в результаті опромінення поляризованим ультрафіолетом відбувається анізотропне поглинання і, як наслідок - селективна десорбція адсорбованих молекул. Досліджено ефект переорієнтації директора світлопоглинальних ЛХРК під дією поляризованого оптичного опромінення. Розкрито можливість практичного застосування орієнтованих твердих плівок, виготовлених з ЛХРК розчинів, а також проведено їх характеризацію. Досліджено потенціал зчеплення ЛХРК з підкладкою, що коректно описується функцією з двома мінімумами для пленарної або гомеотропної орієнтації й енергетичним бар'єром для проміжних орієнтацій. Показано, що деформація ЛХРК у гібридній конфігурації відбувається через зміну орієнтації директора та через зміни значення параметра порядку.

  Скачати повний текст

Наведено результати експериментальних досліджень структурних, електрооптичних і нелінійно-оптичних властивостей ліотропних іонних рідких кристалів (ЛІРК) з розчиненими в них електрохромними домішками віологенів. Встановлено, що зразки ЛІРК каприлату калію з домішками віологенів утворюють двошарову смектичну А фазу з характерним електростатичним прошарком. Показано, що композити ЛІРК-віологен характеризуються електрохромними властивостями, притаманними власно віологенам. Визначено, що під дією електричного поля відбувається розшарування зразків ЛІРК-віологен.

  Скачати повний текст

Запропоновано новий безконтактний спосіб визначення параметрів магнітної підсистеми напівмагнітних напівпровідників, який базується на збудженні в них лінійних поверхневих поляритонів за допомогою ефекту порушеного повного внутрішнього відбиття. Зроблено припущення щодо існування нелінійних поверхневих поляритонів у напівмагнітних напівпровідниках, діелектрична проникність яких залежить від інтенсивності електричного поля.

  Скачати повний текст

З використанням комплексного підходу до комп'ютерного моделювання динаміки дефектів на різних рівнях проаналізовано вплив структурних перебудов на характер кривих зміцнення за умов навантаження. Для високопористих керамічних матеріалів узгоджено характер нелінійної діаграми навантаження з процесом розтріскування. Створено оригінальну комп'ютерну програму, яка дозволяє моделювати механічну поведінку матеріалів з різною пористістю та прогнозувати їх механічні та демпфувальні властивості. Змодельовано механічну поведінку високопористої кераміки на основі оксиду алюмінію. З використанням методу молекулярної динаміки промодельовано таку поведінку ГЩП титану. Установлено наявність нелінійної діаграми навантаження, зумовленої стохастичним і детермінованим виходом атомів з рівноважного стану. Створено оригінальну комп'ютерну програму, яка дозволяє з застосуванням методів дислокаційної динаміки аналізувати структурні перебудови у часі. Проаналізовано вплив зовнішніх параметрів і структури матеріалу на здатність щодо створення дислокаційних сіток. Розглянуто особливості перебудови дислокаційної структури поблизу вершини та проаналізовано значущість характеру структури щодо інтенсивності напруги у вершині тріщини.

  Скачати повний текст

Розглянуто залежність енергії зв'язку полярона, його ефективної маси та середньої швидкості від хвильового вектора. Проведено порівняльний аналіз даних величин у структурах з різною величиною параметра електрон-фононної взаємодії для моделей скінченної та нескінченної потенціальних ям і різних ширин квантової ями (КЯ). На підставі знайденого закону дисперсії полярона, враховуючи взаємодію електрона як з обмеженими, так з інтерфейсними та напівобмеженими фононами, визначено залежність густини станів полярона від енергії в області енергій менших за енергію фононів. Визначено внесок у густину станів кожної з фононних віток. Встановлено закони дисперсії для кожного типу поляризаційних фононів і обмежені інтервали енергій, в яких вони можуть існувати, для симетричних і несиметричних тришарових наногетеросистем кристалів гексагональної симетрії. Висвітлено характер залежностей частот від хвильового вектора для усіх типів фононних мод.

  Скачати повний текст

Сформульовано загальний підхід щодо проблеми як до спільної кінетики каналювання та хаотичного руху, що описується зв'язаною системою рівнянь Чепмена-Колмогорова. Розроблено нову методику дослідження імплантації йонів у кристали методом комп'ютерного експерименту. Розв'язано задачу про деканалювання йонів низьких енергій й одержано аналітичне рішення для функції деканалювання. Вперше введено режим метаканалювання, що відповідає динамічно стійкому каналюванню йонів зі зниженими щодо рівня аморфної середи питомими втратами енергії. Розроблено феноменологічну модель опису профілів імплантації йонів у кристали.

  Скачати повний текст

Досліджено проблеми електрон-фононної взаємодії та властивості солітонів у низьковимірних молекулярних системах. Встановлено умови існування давидовських солітонів, побудовано параметричні діаграми основних електронних станів. Проаналізовано еволюцію початкових імпульсів у нескінченних та напівскінченних ланцюжках. Вивчено взаємодію солітонів із врахуванням неадіабатичних поправок та динамічні властивості солітонів у зовнішніх полях, вплив тиску, темератури, рельєфу Пайєрлса - Набарро. Запропоновано бісолітонний механізм метаболічного транспорту зарядів. Отримані теоретичні результати якісно та кількісно пояснюють ряд властивостей низьковимірних систем та резонансний характер біологічної дії електромагнітних випромінювань.

  Скачати повний текст

Досліджено загальні структурні особливості складних кристалів та їх прояв у динаміці гратки. На прикладі шпінельної структури поряд з окупаційною модуляцією розглянуто модуляцію векторів зміщень атомів відносно кристалографічних положень одноатомної решітки. Висвітлено механізм модуляції силових постійних, який можна легко узагальнити для довільної кристалічної структури. Запропоновано альтернативний вигляд динамічної матриці складного кристалу як природної композиційно-модульованої надгратки.

  Скачати повний текст

Досліджено можливості застосування модифікованого статистичного методу для розрахунків електронних властивостей металоксидних кристалів. Продемонстровано його ефективність на прикладі розрахунків багатокомпонентних кристалів зі змішаним типом хімічного зв'язку та великим числом атомів в елементарній комірці. У межах модифікованого статистичного методу одержано прийнятний кількісний опис тензора градієнта електричного поля за умов стиску та у разі зміни стехіометрії системи. Виявлено зміну знака похідної квадрупольної константи за тиском під час переходу від орторомбічної структури до тетрагональної, на підставі якої пояснено істотний вплив нестійкості гратки La-SR оксидів на електричні надтонкі взаємодії. Вивчено можливість зміни валентності рідкісноземельних іонів під впливом надвисокого тиску у разі незмінності кристалічної структури сполук. З урахуванням принципу електронейтральності Полінга проаналізовано припущення про можливість використання динаміки зміни величини середнього заряду іона як міри нестійкості системи. У даному контексті розглянуто структурний фазовий перехід, ініційований високим тиском, у кристалі EuO. Виявлено, що результати розрахунків добре корелюються з експериментальними даними.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст