Монографія присвячена узагальненню досягнутого з розробки і застосування доплерівської томографії - нового методу дослідження емісії атомних частинок з поверхні твердого тіла. Викладені теоретичні основи доплерівської томографії, описаний прилад для її реалізації і результати перших робіт з вивчення цим методом диференціальних характеристик потоку частинок, що емітуються при іонному опроміненні поверхні металів.

Метод самоузгоджених рівнянь локального поля застосовано для розгляду особливостей оптичних властивостей ізольованої мезочастинки, що знаходиться поблизу поверхні твердого тіла. Досліджено вплив межі поділу на величину зсуву та розширення енергетичних рівнів частинки. Показано, що цей зсув, будучи пов'язаним з неточковістю частинки, становить величину до одного відсотка, внесок у зсув, зумовлений наявністю межі поділу, має порядок десяти відсотків.

За допомогою розрахунків концентраційних полів і послідовних профілів границі кристал - розплав вивчено розвиток комірчастої структури. Враховувалася анізотропія швидкості росту та поверхневого натягу. Розрахунки для початкових хвильових викривлень за періодичних граничних умов порівняно з результатами теоретичних робіт. Під час вивчення еволюції форми поверхні в початкових умовах вводився виступ або шум у значеннях поверхневих координат. Вивчався вплив орієнтації кристала на розвиток комірчастої структури.

Проанализированы и обобщены данные по поверхностному натяжению расплавов, смачиваемости и контактному взаимодействию в системах алмаз-нитрид бора-металлический расплав. Показано, что существует достаточно общая корреляция между адгезионной и термодинамической активностями компонентов металлических расплавов. Учет особенностей энергии межатомного взаимодействия в жидких металлических расплавах позволяет объяснить появление минимумов на изотермах смачивания и изотермах поверхностного натяжения, а также во многом определяет структуру формирующейся контактной зоны.

Исследована смачиваемость поликристаллических алмазных пленок жидкостями различной физико-химической природы (водой, глицерином, расплавом олова) в зависимости от химического состояния поверхности пленок, изменяющегося под действием различных видов обработки (гидрогенизации, окисления). Показано, что гидрогенизация алмазных пленок под воздействием микроволновой плазмы в среде водорода приводит к существенному возрастанию их гидрофобных свойств. Это обусловлено уменьшением свободной поверхностной энергии пленки за счет адсорбционно-индуцированной водородом поверхностной реконструкции пленки и насыщения свободных связей поверхностных атомов углерода.

Викладено основні емісійні явища, які мають місце на нагрітій поверхні твердого тіла і при її зондуванні електричним полем, фотонами, електронами та іонами, а також методи аналізу і дослідження мікроскопічних характеристик поверхні, які базуються на цих явищах.

Ключ. слова:
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5 + Г583.23

Рубрики:

Поверхневі явища у твердих тілах

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: поверхностная сегрегация, концентрационный профиль, неразрушающий послойный анализ (НПА), регуляризирующый алгоритм (РА), априорная информация (АИ), ионизационная спектроскопия (ИС)
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5 + В374.7 + К202.5 с3

Рубрики:

Поверхневі явища у твердих тілах

Спектроскопія твердих тіл

Будова поверхні металів і сплавів. Поверхневі явища

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто математичну модель теплофізичного стану поверхні матеріалу в зоні контакту з крижаною гранулою. На підставі розв'язку хвильового рівняння та аналізу енергетичного балансу процесу взаємодії виведено рівняння залежності температури поверхні в зоні контакту від швидкості потоку крижаних гранул.

Викладено основні закономірності та механізми емісійних явищ, які тривають у разі нагрівання поверхні твердого тіла або дії на неї електричного поля, фотонів, електронів, іонів. Розглянуто методи аналізу та дослідження на атомному рівні мікроскопічних характеристик поверхні, які грунтуються на даних емісійних явищах.

Розглянуто питання розробки теорії хімічної будови та реакційної здатності поверхні твердих тіл, дослідження природи активних центрів, механізмів сорбції, хімічних реакцій та інших перетворень у поверхневому шарі, розв'язання медико-біологічних проблем поверхні, вивчення поверхневих станів. Описано явища дифузії, переносу заряду та маси, фазоутворень на поверхні, квантоворозмірних ефектів систем, взаємодії з випромінюванням. Висвітлено технологічні аспекти одержання високодисперсних твердих тіл, їх модифікованих форм та нанокомпозитів.

Рассмотрены вопросы разработки теории химической структуры и реакционной способности поверхности твердых тел, исследования природы активных центров, механизмов сорбции, химических реакций и других преобразований в поверхностном слое, решения медико-биологических проблем поверхности, изучения поверхностных состояний. Описаны явления диффузии, переноса заряда и массы, фазообразований на поверхности, квантоворазмерных эффектов систем, взаимодействия с излучением. Изложены технологические аспекты получения высокодисперсных твердых тел, их модифицированных форм и нанокомпозитов.

У разі зміни температури чи під дією зовнішніх параметрів кристалічні поверхні можуть зазнавати фазових переходів. Розглянуто результати досліджень стосовно дискретних граткових моделей поверхні, які можуть описувати переходи між гладкими, шорсткими, реконструйованими та невпорядкованою гладкою фазами. Значну увагу приділено методу трансфер-матриці, з використанням якого можна здійснити дослідження температурного стану граткових дискретних SOS моделей на підставі вивчення основного стану квантових одновимірних систем. Зіставлено параметри порядку для поверхневих фаз і фаз квантових спінових систем. Установлено залежність між асимптотичною поведінкою кореляційних функцій висота - висота та спінових кореляційних функцій.

В случае изменения температуры или под действием внешних параметров кристаллические поверхности могут подвергаться фазовым переходам. Рассмотрены результаты исследований, которые касаются дискретных решеточных моделей поверхности и позволяют описывать переходы между гладкими, шершавыми, реконструированными и неупорядоченной гладкой фазами. Особое внимание уделено методу трансфер-матрицы, с использованием которого можно исследовать температурное состояние решеточных дискретных SOS моделей на основании изучения основного состояния квантовых одномерных систем. Сопоставлены параметры порядка для поверхностных фаз и фаз квантовых спиновых систем. Установлена зависимость между асимптотическим поведением корреляционных функций высота - высота и спиновых корреляционных функций.

Здійснено огляд певних моделей для опису процесів адсорбції та десорбції на поверхні матеріалу. Модель граткового газу, що зазвичай використовується, дозволяє відобразити ізотерми одно- та багатошарової адсорбції простих газів. Узагальнення цієї теорії для випадку реальних об'єктів не є тривіальним. Для цього модифіковано моделі, що дозволяють здійснити теоретичний опис, зокрема, процесів каталітичних, а також адсорбції у пористих матеріалах. Зазначено, що кінетика адсорбції - десорбції та дифузії на поверхні кристала може розглядатися як ефективна квантово-механічна задача. Проаналізовано відповідність між динамікою поверхневих процесів і квантовими спіновими моделями.

Рассмотрены выбранные модели для описания процессов адсорбции и десорбции на поверхности материала. Модель решеточного газа, которая обычно используется, позволяет отобразить изотермы одно- и многослойной адсорбции простых газов. Обобщение этой теории для случая реальных объектов не является тривиальным. Для этого модифицированы модели, которые позволяют осуществить теоретическое описание, в частности, процессов каталитических, а также адсорбции в пористых материалах. Предложен тезис, что кинетика адсорбции - десорбции и диффузии на поверхности кристалла может рассматриваться как эффективная квантово-механическая задача. Проанализировано соответствие между динамикой поверхностных процессов и квантовыми спиновыми моделями.

Розглянуто резонансні ефекти, які виникають під час збудження поверхневих джозефсон-плазмових хвиль (ПДПХ) на періодично-модульованому шаруватому надпровіднику. Показано, що поглинання падаючої електромагнітної хвилі значно збільшується за деяких кутів падіння, завдяки генерації ПДПХ. Знайдено оптимальні параметри задачі, які відповідають збудженню ПДПХ та ефекту повного заглушення дзеркального відбиття (ПЗЗВ) для реального матеріалу (Bi2212). Запропоновано модель детектора терагерцових хвиль на основі ефекту ПЗЗВ.

Рассмотрены резонансные эффекты, которые возникают при возбуждении поверхностных джозефсон-плазменных волн (ПДПВ) на периодически-модулированном слоистом сверхпроводнике. Показано, что поглощение падающей электромагнитной волны значительно увеличивается при некоторых углах падения, благодаря генерации ПДПВ. Найдены оптимальные параметры задачи, которые отвечают возбуждению ПДПВ и эффекту полного подавления зеркального отражения (ППЗО) для реального материала (Bi2212). Предложена модель детектора терагерцовых волн на основе эффекта ППЗО.

The resonance effects due to surface Josephson-plasma waves (SJPW) excitation on the periodically-modulated layered superconductor are considered. It is shown that the absorption of the incident electromagnetic wave can be substantially increased at certain incident angles due to the resonance excitation of the SJPW. The optimal parameters of the problem corresponding to SJPW excitation and the effect of the total suppression of specular reflection (TSSR) are found for a real medium (Bi2212). The model of THz detectors based on an effect of the TSSR is proposed.

Раскрыта сущность понятия "поверхность". Освещены основные направления физико-химических исследований поверхности. Описаны различные виды поверхностных дефектов. Охарактеризованы электронные процессы на атомарно-чистой поверхности (АЧП). Рассмотрены физические свойства АЧП твердых тел (ТТ), поверхностные энергетические уровни Тамма и Шокли, электронно-молекулярные взаимодействия на поверхности ТТ. Внимание уделено экспериментальному определению энергии связи адсорбированной частицы с поверхностью ТТ. Предложена классическая теория адсорбции Лэнгмюра. Проанализированы особенности структуры АЧП, электронной теории адсорбции.

Рассмотрены вопросы физики поверхности и методы анализа ее структуры и атомного состава. Показано, что приповерхностная область образует особую двумерную фазу, электронная структура, пространственное расположение атомов и химический состав которой не совпадают с аналогичными характеристиками в объеме твердого тела. Проанализирован общий подход к экспериментальному исследованию свойств данной области. Внимание уделено адсорбции и десорбции, сканирующей оже-спектроскопии. Предложена классификация методов анализа поверхности. Описаны физические механизмы распыления.

Розкрито найважливіші аспекти сучасної фізики та хімії поверхні на підставі аналізу відомих літературних джерел і результатів досліджень у даній галузі. Доведено коректність концепції керованої зміни функціональних властивостей поверхні конструкційних матеріалів у результаті цілеспрямованого регулювання структурно-фазового й енергетичного станів їх поверхневих шарів. З використанням високоенергетичних методів інженерії поверхні показано роль оксидування у зміні функціональних властивостей поверхні. Описано способи поверхневого зміцнення матеріалів.

Раскрыты важнейшие аспекты современной физики и химии поверхности на основе анализа известных литературных источников и результатов исследований в данной области. Доведена корректность концепции управляемого изменения функциональных свойств поверхности конструкционных материалов в результате целенаправленного регулирования структурно-фазового и энергетического состояний их поверхностных слоев. С использованием высокоэнергетических методов инженерии поверхности показана роль оксидирования в изменении функциональных свойств поверхности. Описано способы поверхностного упрочнения материалов.

Висвітлено сутність поняття поверхня, розкрито основні напрями її фізико-хімічних досліджень, типи поверхонь і різні види поверхневих дефектів. Охарактеризовано електронні процеси на атомарно-чистій поверхні й електронно-молекулярні взаємодії на поверхні твердих тіл. Увагу приділено методам одержання атомарно-чистої поверхні, утворенню подвійного електричного шару на поверхні кристала, моделі Маделунга утворення поверхневих станів, класичній теорії адсорбції Ленгмюра, кінетиці хемосорбції двох типів газів на поверхні твердого тіла.

Освещена сущность понятия поверхность, раскрыты основные направления ее физико-химических исследований, типы поверхностей и разные виды поверхностных дефектов. Охарактеризованы электронные процессы на атомарно-чистой поверхности и электронно-молекулярные взаимодействия на поверхности твердых тел. Уделено внимание методам получения атомарно-чистой поверхности, созданию двойного электрического слоя на поверхности кристалла, модели Маделунга создания поверхностных состояний, классической теории адсорбции Ленгмюра, кинетике хемосорбции двух типов газов на поверхности твердого тела.

Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5

Рубрики:

Поверхневі явища у твердих тілах

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ