Дисертація присвячена експериментальному дослідженню лазерної генерації у неоднорідно орієнтованих шарах холестеричних рідких кристалів з домішкою барвників.В роботі проведено аналіз та узагальнено сучасні літературні дані про механізми бездзеркального зворотнього звязку при збудженні лазерної генерації оптичним випромінюванням, а саме стосовно випадкової лазерної генерації в розсіюючих середовищах, генерації в фотонних кристалах та мікрорезонаторах.Досліджено оптичні властивості ХРК, легованого барвником 4-((E)-2-(N-(етилгексил)-1,8 - нафталімід - 4 –iл ) вініл) феніл) бензенамін (DG56), як матеріалу для лазерної генерації. Одержано спектральні залежності двопроменезаломлення, коефіцієнтів поглинання та дихроїзму, спектри збудження та флуоресцентного випромінювання, а також обчислено значення скалярного параметра орієнтаційного порядку для молекул барвника в матриці РК. Отримана лазерна генерація ХРК, легованого барвником DG56 при збудженні імпульсним оптичним випро¬мінюванням з боку довгохвильового краю ФЗЗ ХРК. Показано, що лазерна генерація можлива не тільки у тонких комірках з високою якістю планарної орієнтації холестеричних шарів, а й у товстіших комірках з суттєво недосконалою орієнтацією. Встановлено, що недосконалості планарної орієнтації проявляються в спектрах лазерної генерації ХРК. Отримані результати дозволяють стверджувати, що за своєю природою лінія, яка реєструється всередині ФЗЗ в недосконало орієнтованому холестерику, класифікується як випадкова генерація. Встановлено, що процеси генерації на краях ФЗЗ та всередині ФЗЗ зв'язані. Показано, що товщина комірки є ще одним параметром, який разом зі скалярним параметром орієнтаційного порядку молекул барвника в матриці ХРК визначає, яка з двох лазерних ліній (на короткохвильовому чи довгохвильовому краях ФЗЗ) має нижчий поріг збудження. Експериментально виявлено, що лазерна генерація можлива в комірці з гібридною орієнтацією шарів. Зареєстровано лазерну генерацію на довгохвильовому краї ФЗЗ ХРК з гібридною орієнтацією, легованого барвником Нільський Червоний. Показано, що лазерна генерація можлива не лише в краплині легованого барвником холестерика, вільно підвішеній в ізотропній рідині, а й в краплині цієї ж легованої барвником ізотропної рідини, вільно підвішеній в холестерику. Виявлено лазерну генерацію в краплі гліцерину з домішкою барвника Родамін 6Ж, вільно підвішеній в матриці ХРК в області короткохвильового краю ФЗЗ. Проведено порівняння із лазерною генерацією в краплі того ж ХРК, легованого барвником, вільно підвішеній в гліцерині. Виготовлено матрицю точкових джерел лазерного випромінювання, капсули якої заповнені легованим барвником ХРК. Збуджені лазерним випромінюванням спектри лазерної генерації капсул містять спектральні смуги, подібні до тих, які спостерігаються в недосконало орієнтованих рідкокристалічних структурах.^UThe dissertation is devoted to the experimental study of laser generation in imperfectly aligned layers of cholesteric liquid crystals doped with fluorescent dyes.The work presents the review of current literature on the mechanisms of mirrorless feedback at optically pumped lasing, namely: random laser generation in scattering media, lasing in photonic crystals and microresonators.The optical properties of a mixture of cholesteric liquid crystal doped with the dye 4 - ((E) -2- (N- (ethylhexyl) -1,8 - naphthalimide - 4-yl) vinyl ) phenyl) benzenamine (DG56) as a material for laser generation were investigated.For this material spectral dependences of the birefringence, absorption and dichroism coefficients, excitation and fluorescence emission spectra, as well as the values of the scalar orientation order parameter for the dye molecules in the liquid crystal matrix were obtained.Laser generation in a mixture of cholesteric liquid crystal doped with dye DG56 is obtained at optical pumping. Generation of radiation is observed at the long-wave edge of the cholesteric photonic bandgap (PhBG) .It is shown that lasing is possible not only in relatively thin cells with high-quality planar orientation of cholesteric layers, but also in thicker cells with considerably imperfect alignment of the cholesteric layers. It is established that the imperfections of orientation of the liquid crystal structure are manifested in the laser spectra of cholesteric. Obtained results suggest that the line, which is detected inside the PhBG in imperfectly aligned cholesteric, should be classified as random lasing. Basing on the results of the experiments we conclude that the processes of line generation at the PhBG edges and inside the PhBG are coupled. It is theoretically shown and experimentally proven that the cell thickness is an additional parameter, which together with the scalar parameter of orientational order of the dye molecules in the cholesteric matrix governs, which of the two laser lines (at short or long wavelength edges of the PhBG) has lower excitation energy threshold, and, consequently, higher laser intensity for a given cell thickness.It is experimentally shown that laser generation is possible not only in a dye doped cholesteric with planar layers, but also in a cell with a hybrid alignment. In particular, optically pumped laser generation was detected at the long-wavelength edge of the PhBG of a cholesteric liquid crystal doped with the Nile Red dyeIt is shown that the lasing is possible not only in a droplet of dye-doped cholesteric, freely suspended in an isotropic liquid, but also for a droplet of the same dye doped isotropic liquid freely suspended in the cholesteric. In particular, laser generation was detected by optical pumping in the emulsion of droplets of glycerol doped with the dye Rodamin 6G freely suspended in the cholesteric liquid crystal matrix. Generation of radiation is observed at the shortwave edge of the PhBG. Comparison with laser generation in droplets of the same cholesteric liquid crystal matrix, doped with dye, freely suspended in glycerol.A matrix of laser point sources was fabricated, the capsules of which were filled with the mixture of the cholesteric liquid crystal doped with the Nile Red dye. It is found that the optically pumped laser spectra of the capsule contain spectral bands similar to those observed in an imperfectly aligned cholesteric.

Дисертаційна робота присвячена розробці амперометричних нанокомпозитних біо/хемосенсорів для високоточного визначення концентрацій клінічно важливих низькомолекулярних метаболітів у біологічних зразках. На основі комерційних друкованих електродів, високочутливих електронанесених композитів та іммобілізованих ферментів створено лабораторні прототипи амперометричних хемосенсорів та моноферментних біосенсорів для визначення іонів амонію, холіну, L-аргініну, креатиніну та сечовини.Проведено розробку біосенсорів для визначення холіну із застосуванням двох підходів щодо іммобілізації холіноксидази на поверхні золотих друкованих електродів: 1) використання амінованих вуглецевих багатостінкових нанотрубок як структурного елементу ферментної мембрани; 2) іммобілізація холіноксидази в золь-гелі SiO2 шляхом електрохімічного нанесення. Представлені прототипи біосенсорів для визначення холіну застосовано для аналізу на вміст холіну у зразках дитячого харчування.Вперше розроблено моноферментний амперометричний сенсор для визначення L-аргініну на основі рекомбінантної аргініндеімінази та композиту нафіон/поліанілін (ПАНІ), за допомогою якого проведене вимірювання концентрації L-аргініну у фармацевтичних препаратах та зразках плазми крові людей. Вперше представлено високочутливий до іонів амонію нанокомпозит на основі ПАНІ/Нафіон/Cu, який було застосовано як основу для високочутливих амперометричних сенсорів для визначення креатиніну і сечовини. Досліджено основні морфологічні, електрохімічні та аналітичні параметри нанокомпозиту ПАНІ/Нафіон/Cu, запропонований його механізм роботи. Представлені хемо- та біосенсори випробувані для визначення іонів амонію, креатиніну та сечовини у зразках сироватки крові людини.^UThe PhD thesis is dedicated to the research and development of the amperometric nanocomposite-based bio-/chemosensors for the detection of clinically important low molecular weight metabolites in biological samples. The laboratory prototypes of the biosensors for the detection of choline, ammonium ions, L-arginine, creatinine, urea have been developed using commercial screen-printed electrodes, highly sensitive electro-deposited nanocomposites, and immobilized enzymes.The choline biosensors were developed using two different enzyme immobilization strategies: i) usage of the NH2-modified carbon nanotubes as a structural element of the choline oxidase (ChOx) membrane; ii) electrochemically assisted sol-gel deposition of the ChOx on gold screen-printed electrodes. The application of the sensors with the purpose of identifying choline in the baby milk demonstrated satisfactory metrological characteristics.A novel amperometric biosensor for the amino acid L-arginine (L-Arg) has been fabricated. It is based on the use of a Nafion/Polyaniline (PANi) composite on a platinum screen-printed electrode using a novel recombinant arginine deiminase. The biosensor was applied to the analysis of L-Arg in pharmaceutical samples and in spiked human plasma. A novel composite material for use in ammonium ions detection is described. A carbon electrode was modified with electrodeposited copper, a Nafion membrane and electropolymerized PANi. The chemosensor was applied to the quantification of ammonium ions by amperometry. It was applied to the determination of ammonium ion in human serum where it compared well with the photometric routine approach. The use of a novel ammonium ion-specific copper-polyaniline nano-composite as transducer for creatinine and urea biosensors is proposed. The performance of the biosensors in human serum samples was evaluated and a good correlation with standard spectrophotometric clinical laboratory techniques was found.

Вивчено створені в геліконно-дугових іонно-плазмових процесах гібридні гетеросистеми TiN/Fe, TiN/Fe/С та AlN, з'ясовані особливості їх електронних, магнітних й оптичних властивостей та мікроструктури; встановлені закономірності і зв'язок між їх фізичними властивостями та мікро- і наноструктурою. Виявлено явище високоенергетичного режиму геліконного розряду, вперше отримано регулярну структуру нанорельєфу на Si. Виявлено суперпарамагнітний ефект в наноструктура TiN/Fe і TiN/Fe/С. Встановлено, що наноструктурований С у структурі TiN/Fe/С у декілька раз підвищує магнітну сприятливість порівняно із структурою TiN/Fe та підвищує температури блокування і суперпарамагнітної межі. Виявлено, що при кімнатних температурах ВАХ гетероструктур TiN/Fe/C демонструють виникнення станів з нульовим диференційним опором і гігантською провідністю. У гетероструктурі TiN/Fe/С виявлено ефекти перемикання мемристорного типу між високоомним і низькоомним станами. Вперше синтезовані наноструктуровані плівки AlN на гнучких термолабільних полімерних підкладинках тефлон і майлар, в яких виявлено смугу залишкових променів в ІЧ-діапазоні.^UThe paper describes a powerful device, unique in its technological capabilities — a hybrid helicon-arc ion-plasma reactor, the main feature of which is a combination of three plasma instruments within the technological volume.For the first time, a regular nanorelief structure with a size of 2–10 nm was obtained on a titanium nitride (TiN) film on single-crystalline silicon, on which magnetic monodomain nanoclusters of iron (Fe) were synthesized.For the first time, a superparamagnetic effect was detected in TiN/Fe nanostructures with a blocking temperature T = 42.2 K and a superparamagnetic limit temperature 150 K.It was found for the first time that nanostructured carbon synthesized on iron nanoclusters (TiN/Fe/C nanostructure) increases magnetic susceptibility value several times compared to the carbon-free sample (TiN/Fe nanostructure), significantly increases the superparamagnetic blocking temperature to 180 K for H = 100 E and up to 90–120 K for H = 1 kE and raises the temperature of the superparamagnetic boundary to room temperature.It was found for the first time that at room temperatures I–V characteristics of TiN/Fe/C heterostructures show the occurrence of states with zero differential resistance and giant conductivity that may be due to resonant-percolation transport in nanostructured C.For the first time, the switching effects of the memristor type in TiN/Fe/C heterostructures between high-impedance and low-impedance states were revealed.Nanostructured AlN films were firstly synthesized on flexible thermolabile polymer substrates Teflon and Mylar.It is established that the surface of the obtained AlN films is characterized by the presence of two reliefs: micro-relief and nanorelief. The reliefs structure depends on the operating parameters — pressure and application time.In nanostructured AlN films synthesized on polymeric substrates made of Teflon and Mylar, for the first time, the band of residual rays ( 10–20 μm) has been detected leading to effective blocking of the IR radiation.The obtained fundamental scientific results are of great practical importance:Based on the helicon-arc sources of high-density plasma flows, physical principles of the ion-plasma condensate formation for the creation of functional hybrid heterosystems TiN/Fe, TiN/Fe/C and AlN have been developed.Results of the study of magnetic and relaxation phenomena in nanostructured TiN/Fe heterostructures indicate possibility of essential growth in the magnetic recording density due to significant increase in the iron anisotropy coefficient in the nanostructured state. Synthesis of nanostructured iron on the surface of carbon nanostructures (TiN/Fe/C) allows us to approach the solution of the problem of overcoming the superparamagnetic limit.The revealed asymmetric hysteresis behavior of the I–V characteristics of TiN/Fe/C heterostructures allows implementation of novel devices for data recording — memristors on their base.Fabricated multispectral IR filters based on AlN ion-plasma condensates on flexible polymer substrates made of Mylar and Teflon are necessary for supersensitive cryogenic receiving systems of the newest systems for information transfer, telecommunications, new generation of navigation and positioning systems.

У роботі досліджується актуальна проблема сучасної фізики напівпровідників і діелектриків, пов'язана із з'ясуванням механізмів формування кристалічних, композитних і гібридних наноструктур та встановленням особливостей перебігу електронних процесів у таких структурах. Вивчаєтьсязв'язок електронних процесів з оптичними та електричними властивостями кристалічних і гібридних наноструктур за умов впливу фізичних полів.Встановлено механізми формування нанорозмірних фаз на поверхні та в об'ємі шаруватих кристалах СdI2 і оцінено вплив нестехіометрії, домішок та роль аніонної/катіонної підсистем на процеси, які визначають властивості цих фаз. З'ясована структура локальних центрів, які формуються за участі нестехіометричних атомів Cd, та запропонована модель, що описує параметри таких центрів. Представлено модель формування домішковими атомами та вакансією кадмію бімолекулярного кластера.Задопомогою контрольованого термічно-вакуумного осадження люмінесцентних рідкокристалічних органічних молекул на діелектричні підкладки одержано нові наноструктуровані гібридні плівки.Продемонстровано, що поєднання матеріалів підкладки з конкретними молекулами дозволяє одержати структури, які випромінюють біле світло. Вивчено вплив зовнішнього електричного поля та поляризованого лазерного випромінювання з поза діапазону поглинання на впорядкування люмінесцентних молекул у процесі формування плівкових структур. Одержано наноструктури з лінійно поляризованою люмінесценцією та визначено відповідні ступені поляризації. Досягнуто лінійно поляризованої люмінесценції у наноструктурованих плівках, сформованих осадженням диполярних молекул на модифіковану полімером підкладку.Запропоновано систему чисельного моделювання електропровідності нанотрубок у діелектричному середовищі, яка враховує власну провідність наноелементів та тунелювання електронів між сусідніми трубками. Синтезовано нанокомпозитні структури «полімерна матриця — одностінкові вуглецеві нанотрубки» та «полімерна матриця — багатостінкові вуглецеві нанотрубки» і вивчено зміни електричного опору цих систем під зовнішнім впливом.^UThe dissertation deals with an important problem of modern physics of semiconductors and dielectrics which is related to the understanding of mechanisms of formation of crystalline, composite and hybrid nanostructures and peculiarities of electronic processes in such structures. The relation between electronic processes and optical and electrical properties of crystalline and hybrid nanostructures under the influence of physical fields is thoroughly studied.Mechanisms of nanophases formation on the surface and in the bulk of CdI2 crystals are described. The growth kinetics of cone-shaped nanoclusters is described by a diffusion model based on the interdiffusion approximation for the individual components. The growth rate of nanoclusters is shown to depend on the time evolution of the concentration gradient of Cd2+ ions in the near-reaction zone. The influence of non-stoichiometry, impurities and the role of anion/cation sublattices on the processes that determine the properties of these phases are evaluated. The structure of local centers formed by non-stoichiometric Cd atoms is explained and the model describing the parameters of such centers is proposed. The formation of microtubes with rectangular cross section in the volume of CdI2 layered crystals doped with Bi3+ trivalent impurity ions has been observed. The formation of microtubes is related to the rolling of I–Cd–I triple layers containing impurity ions, which takes place as a result of the presence of uncompensated charges at the edges of these layers. A model explaining the formation of a bimolecular clusterby impurity atoms and a cadmium vacancy is presented.Novel thin organic films were fabricated by thermal vacuum deposition of luminescent liquid crystalline organic molecules on different substrates. It is demonstrated that combining specific substrate material with various organic molecules allows to observe multicolor emission, ultimately opening the way to designing a white light emitting structure. The possibility of tuning the multicolor light emission by changing the excitation energy is shown. The influence of external electric field and polarized laser radiation from outside the absorption range on the ordering of luminescent molecules in the process of deposition has been studied. Clear signs of specific molecular aggregation for the films deposited with electric field applied perpendicularly to the substrate were observed by atomic force microscopy.It was shown that irradiation of molecules by non-resonant polarized laser beam during deposition strongly decreases the formation of aggregated molecules. Nanostructured films obtained under influence of electric field and external irradiation show linearly polarized luminescence.The corresponding degrees of polarization were determined. Linearly polarized luminescence was achieved in nanostructured films formed by deposition of dipolar molecules on a polymer pre-modified substrate.Emission properties of nanostructured films with linearly polarized luminescence, including the distribution of luminescence intensities, were proven to remain stable over time.The framework for computational studies of nano¬tube-insulator model composites has been developed. With¬in this framework, simulations of electrical conductivity considering a large number of interconnected nanotubes across the boundary edges of the representative volume element can be performed.The framework accounts for the intrinsic conductivity of nanoelements as well as for electron tunneling between adjacent tubes. The algorithm of total conductivity calculations using element-wise conductivity matrices was implemented. Performed calculations indicated dependence of the conductivity percolation threshold in the nanotubes network on the concentration of nanotubes in the simulated volume and on the nanotube aspect ratio. The increase of the nanotube-based composite electrical conductivity with the tunneling cut-off distance was demonstrated.The nanocomposite structures based on PEDOT:PSS polymer matrix were synthesized. Two types of nanofillers were used to reinforce base matrix: single-walled carbon nanotubes and multiwalled carbon nanotubes. Systematic evaluation of the influence of radiation on the electrical response of such hybrid nanocomposites is presented. Variations of resistance and conductivity of nanocomposites depending on the volume fraction of nanotubes in the matrix, ionizing radiation dosage and temperature are analyzed.

Дисертаційна робота присвячена розробці та дослідженню фізичних властивостей нових світловипромінюючих композитних матеріалів на основі ціанінових барвників. Виконано комп'ютерне моделювання просторової структури молекул Alq3 і домішок барвників. Створено нові борвмісні молекули з високим квантовим виходом для термічного вакуумного нанесення. На основі даних молекул як домішок зроблено композитні високоефективні флюоресцентні тонкі плівки.Вперше досліджено спектри поглинання, флюоресценції, збудження флюоресценції нових композитних плівок та здійснено ідентифікацію їх центрів поглинання та випромінювання. Встановлено та аналітично описано явище перенесення енергії електронного збудження в композитних плівках. Найбільш ефективне перенесення збудження від матричних до домішкових молекул відбувається при концентраціях домішок в матриці ~ 1-2 %. Отримані довжини середнього пробігу синглетних екситонів в матриці Alq3 складають 130-200 Å.За рахунок зміни хімічної будови кінцевих груп і σ-містка досліджуваних ціанінових борвмісних барвників отримано спектри випромінювання домішкових сполук 1415, 2983, 2414, 3022, які з матрицею Alq3 перекривають увесь видимий діапазон випромінювання Сонця.^UThe PhD thesis is devoted of studying of the physical properties of new light-emitting composite materials based on cyanine dyes. Computer simulation of the spatial structure and low-lying excited states of cyanine dyes and matrix molecules was performed. By modifying the chemical structure of styryl dyes and their neutral bases, the possibility of varying the absorption region in almost the entire visible range of radiation is realized. It is shown that the dipole moments in these compounds differ significantly in modulus and direction. It has been found that the cyclization of both terminal groups of symmetrical cyanine dye by BF2 bridge makes the total charge of molecule neutral but practically does not change the bond lengths in the π-electron system, and the neutral molecule, in turn, can be thermally deposited in vacuum. Also, the cyclization of cyanine molecules by the BF2 (BF2O) bridge gives rigidity of the molecular framework and thus leads to an increase in quantum yield. Series of new boron-containing molecules with a high quantum yield have been fabricated for thermal vacuum deposition. Based on these borcontaining molecules as impurities, composite high-performance fluorescent thin films are made by the thermal vacuum deposition. It is shown that it is possible to select such modes of film deposition in which the decomposition of the starting material does not occur. There are no spectral manifestations of destructive fragments in the studied films.For the first time the absorption and fluorescence spectra of new composite films were studied and their absorption and emission centers were identified. It was shown that at concentrations of boron-containing impurities in the Alq3 matrix of more than a few percent, the radiation intensity is significantly reduced due to the formation of aggregates. Analysis of the absorption, transmission and fluorescence spectra of composite films and computer simulation results of mutual spatial arrangement between dyes molecules indicates the presence of H-aggregates.The phenomenon of electronic excitation energy transfer in composite films is established and analytically described. The main evidence of the presence of electron excitation energy transfer is the fact that during excitation into the absorption region of the matrix molecules, the emitted depolarized radiation occurs in the fluorescence region of impurities. In this case, insignificant radiation is recorded in the spectrum region of the matrix with attenuation times less than the attenuation times in the spectrum region of impurities. The processes of electron excitation transfer in the Alq3 matrix were analytically described within the framework of the Faydish diffusion model of exciton motion. The most efficient transfer of excitation from matrix molecules to impurity molecules occurs at impurity concentrations of ~ 1-2%. The obtained lengths of the average run of singlet excitons in the films "Alq3-impurity" are 130-200 Å, the diffusion coefficient of excitons D is 3.3*10-4 cm2/s.Due to the change in the chemical structure of the investigated boron-containing dyes, such a total radiation spectrum of impurity compounds 1415, 2983, 2414, 3022 was obtained that with the Alq3 matrix it covers almost the entire visible range.

Дисертація присвячена проблемі фізичного матеріалознавства по формуванню просторово періодичних структур (>10 нм), дослідженню фізичних властивостей тонких плівок аморфного вуглецю, міді на діелектричній підкладці та вивченню поверхневих плазмонних ефектів за допомогою методів термостимульованої деполяризації, скануючої тунельної мікроскопії, спектроскопії поглинання, комбінаційного розсіювання, поляризаційної-модуляційної спектроскопії, мікроскопії на просвіт ПЕМ та оптичної мікроскопії. У роботі запропоновано новий підхід до формування електретних темплатів в електрофотографічному процесі та сформований такий темплат площею 1 см2 з періодом 2 мкм. Розроблено методику та технологію виготовлення двовимірних періодичних метал-діелектричних структур темплатним методом за допомогою світлового поля з періодом 0,8÷6 мкм і висотою рельєфу 3,5÷650 нм. Вона дозволяє отримати істотне збільшення сигналу в дослідженнях аналітів за допомогою спектрів поглинання і комбінаційного розсіювання. Це розглядається як один з найбільш перспективних напрямків застосування технології темплатів. Показано, що можна ідентифікувати оптичні резонанси тонких мідних плівок, використовуючи випромінювання скляних підкладок. Резонанси плівок ідентифікуються шляхом зіставлення спектрів поглинання і КР при різних довжинах хвиль збуджуючого світла. Серед зразків з близьким рівнем поглинання, зразок з максимальною амплітудою сигналу КР характеризується максимальним значенням оптичних резонансів. Показана можливість керування спектром КР плівок за допомогою світла. Створена технологія отримання наноматеріалів з фотоіндукованої структурою на основі тонких плівок аморфного вуглецю з мідним подшаром на скляній підкладці. Досліджені склад, структура та морфологія тонких плівок (а-С) на скляній підкладці і на мідному подшарі з використанням методів комбінаційної й абсорбційної спектроскопії. На основі аналізу отриманих спектрів для композиту (a-C:Cu) встановлено, що дана плівка характеризується аморфноподібною матрицею, структура якої визначається тонким шаром міді. Показана теплова зміна кольору, розміру і форми експозиційної плями в (a-C:Cu) у результаті дії світла. Зазначений ефект можна пояснити проявом у плівках композиту (a-C:Cu) електронно-фононних взаємодій. Ключові слова: зародкоутворення, фазоутворення, термічне напилення, нанокомпозит, нанокластери, електретний темплат, тонка плівка, аморфний вуглець, електрофотографічний метод, комбінаційне розсіювання, плазмонний резонанс.^UThis dissertation is devoted to the study of such a problem of materials science as the formation and physical properties of spatially periodic structures (>10 nm) in thin films of amorphous carbon and copper on a dielectric substrate, as well as to the study of surface plasmon effects using the methods of thermally stimulated depolarization, scanning tunneling microscopy, absorption spectroscopy, and Raman spectroscopy. A new approach to the formation of electret templates upon the electrophotographic process is proposed, and an electret template with an area of 1 cm2 and a period of 2 μm was formed. A method and a technology for manufacturing two-dimensional periodic metal-dielectric structures by the template method using a light field with a period of 0.8-6 μm and a relief height of 3.5-650 nm were developed. It allows to obtain a significant increase in signal in the studies of analytes using absorption and Raman spectra. This is considered as one of the most promising areas of application of the template technology. It is shown that the optical resonances of thin copper films can be identified by radiation from glass substrates. The resonances of the films were identified by comparing the absorption and Raman spectra at different wavelengths of the exciting light. Among the samples with close absorption levels, the sample with the largest amplitude of the Raman signals had the maximum value of optical resonances. The possibility of controlling the Raman spectrum of the films using light was shown. A technology for the production of nanomaterials with a photo-induced structure based on thin films of amorphous carbon with a copper sublayer on a glass substrate was developed. The composition, structure, and morphology of a-C thin films on a glass substrate and on a copper sublayer were studied using Raman spectroscopy and absorption spectroscopy. Basing on the analysis of the obtained spectra for the composite (a-C:Cu), it was found that this film had an amorphous-like matrix, the structure of which was determined by a thin layer of copper. Non-thermal changes in the color, size, and shape of the exposure spot in the (a-C:Cu) composite under impact of light were detected. This effect can be explained by the electron-phonon interactions in the films of the (a-C:Cu) composite.It is shown that the adatoms of gold nuclei make up a significant fraction of the total number of atoms. It is determined that after the condensation from the vapor the gold nanoclusters are in liquid state, and their movement along the AMS surface and the formation of aggregates of nanoclusters (aggregation) occur. This process occurs under the action of the electrostatic field of ions localized in the dielectric polymer matrix. The influence of the electric field on the nucleation during deposition of gold on AMS is shown. This occurs both at the stage of growth of nuclei due to the transfer of atoms on the surface and in the solid phase of AMS, and as a result of the transport of components in the gas phase in the electric field of the template. As a result, there is a selective nucleation and growth of gold nanoparticles on the AMS surface with a size exceeding 10 nm. A platform for sensorics based on thin layers of amorphous carbon on copper is developed with the implementation of double amplification as a result of the effect of charge transfer and the local field increase. Thin films of amorphous carbon with copper sublayer on a glass substrate, which have plasmon-resonant effects, are fabricated. The composition, structure and morphology of these films are studied using the methods of Raman and adsorption spectroscopy in the visible range. It is found out that the obtained spectra characterize the structure of the film as amorphous one. The developed adaptive software-hardware complex based on the amorphous molecular semiconductors also allows real-time recording of optical holograms. Computer methods for processing digital speckle interferometry and holographic interferometry data with the construction of phase portraits of products were developed. Investigations of the samples with heat-resistant coatings were carried out. This allowed to develop a method of non-destructive quality control of coatings using the dispersion of phase portrait. Key words: nucleation, phase formation, thermal sputtering, nanocomposite, nanoclusters, electret templates, amorphous carbon, thin film, electrophotographic method, Raman scattering, plasmon resonance.

Дисертацiю присвячено дослiдженню когерентних властивостей одиничної InGaAs/GaAs напiвпровiдникової КТ та можливостi реалiзацiї на її базi квантово вентиля. Виготовлено приладу з можливостями оптичного резонансного збудження КТ та вимiрювання кiнцевого стану КТ електричним шляхом. Спостережено Рабi осциляцiї заселеностi стану нейтрального екситона, i таким чином перевiрено можливiсть опису КТ, як квантової дворiвневої системи. У вимiрюваннях фотоструму зафiксовано квантово-розмiрний ефект Штарка та ефект квантової iнтерференцiї. Дослiджено вплив спектральної форми лазерного iмпульсу на еволюцiю квантового стану екситона напiвпровiдникової самоорганiзованої КТ у фотодiодi. Використовуючи збудження двома послiдовними оптичними iмпульсами дослiджено механiзм вiдновлення поглинання стану екситона. У поєднаннi iз вимiрюваннями квантової iнтерференцiї це дало змогу роздiлити вклади часу життя та втрати фази системи у час когерентностi.^UThe dissertation is dedicated to the study of the coherent properties of a two-level system based on the ground state neutral exciton of a single InGaAs self-assembled quantum dot (QD) embedded in an n-i-Schottky diode and the possibility of realization of a quantum gate on its basis. An instrument with the capabilities of optical resonant excitation of QDs and measurement of the final quantum state of QDs electrically has been fabricated. Rabi oscillations of the neutral exciton populationhas been observed (for pulse-areas of up to 6π) and thus tested the possibility of describing a QD as a quantum two-level system. Quantum-confinement Stark effect and quantum interference effect were recorded in photocurrent measurements. Strong nonlinear absorption in the excitation profile of a single InGaAs QD exciton driven by a rectangular spectrum optical pulse, in a region of detuning where the linear response is weak has been observed. Here the exciton is resonant with the temporal side-lobes of the pulse, which drive a damped Rabi oscillation. Good agreement is found between experiment and a two-level atom model. In the nonlinear regime the excitation profile exhibits features from both the rectangular spectrum and the two peaks present in the spectrum of the autocorrelation of the pulse. Using excitation by two consecutive optical pulses the mechanism of exciton absorption recovery in a QD was investigated. In combination with the measurements of quantum interference, this made it possible to divide the contributions of the lifetime and the loss of the phase of the system into the time of coherence. The coherence decay of a single-exciton-based qubit with electrical readout is investigated. Pairs of laser pulses initialize the qubit state and then map the target basis onto the measurement basis, probing the decay of either the population inversion or electronic polarization components of the state vector. A comparison of coherence and population decay confirms that the exciton coherence is lifetime limited by fast voltage-tunable electron tunneling. Optimum coherence times are limited by a heavy-hole tunneling rate slow compared with the repetition rate of the laser.

Дисертація спрямована на вирішення важливої науково-технічної задачі підвищення ефективності та надійності печей для термічної обробки вуглецевих матеріалів з електротермічним киплячим шаром (ЕКШ)шляхом вдосконалення режимних та конструктивних параметрів їх роботи.Поставлені задачі вирішені шляхом експериментальних та теоретичних досліджень гідродинаміки та тепломасообміну у печах з ЕКШ. Експериментальні дослідження гідродинаміки проводили на холодній моделі печі з ЕКШ, що дозволило визначити режими, які забезпечують рівномірну обробку матеріалу. Запропоновано методику розрахунку печей з ЕКШ, з використанням якої розроблено та виготовлено пілотну піч продуктивністю 10 кг/год. Проведено її випробування, в результаті якого доведено принципову можливість електротермічного нагріву природного графіту та визначено основні вимоги до конструктивних елементів печі. Запропоновано двоступеневу схему охолодження готового продукту, що включає прямотрубний холодильник щільного шару з паралельними каналами та перехреснотоковий холодильник з шаховим розташуванням водоохолоджуваних труб. На основі математичного моделювання доведено, що інтенсифікація процесу охолодження готового продукту в прямотрубних холодильниках першого ступеня можлива за рахунок зменшення діаметру каналів та використання секцій, що забезпечують перемішування матеріалу. Експериментально визначено ерозійний вплив вуглецевих матеріалів на трубчасті теплообмінні поверхні холодильнику готового продукту в залежності від швидкості та тиску.На основі математичного моделювання охолодження запиленого газу розроблено технологічну схему охолодження і очищення відхідних газів печі з електротермічним киплячим шаром.^UThe dissertation is aimed at solving of an important scientific and technical problem of enhancing the efficiency and reliability of furnaces for heat treatment of carbon materials with electrothermal fluidized bed (EFB) by improving theiroperating and design parameters of their operation.The problems were solved by experimental and theoretical studies of hydrodynamics and heat-and-mass transfer in furnaces with EFB. Experimental studies of hydrodynamics were performed on a “cold” model of a furnace with an EFB, which allowed to determine the modes that ensure uniform processing of material. A method for calculating furnaces with EFBwas proposed. On its basis, a pilot furnace of 10 kg / h capacity was developed and fabricated. Its tests were carried out, as a result, the possibility of heating natural graphite was proved and the basic requirements tostructural elements of a furnace were determined.A two-stage cooling of the final product was proposed, which includes a straight-tube cooler of a fixed bed with parallel channels and a cross-flow cooler with a checkerboard arrangement of water-cooled pipes. On the basis of mathematical simulation, it was proved that intensification of the cooling process of the final product in straight-tube coolers of the first stage is possible by reducing the diameter of the channels and application of sections that provide mixing of the material. The erosive impact of carbon materials on tube heat-exchange surfaces of a final product coolerdepending on material velocity and pressure was experimentally determined.On the basis of mathematical simulation of cooling of dust containing gases the technology process flow diagram of cooling and cleaning of exhaust gases of a furnace with EFBwas developed.

Дисертація містить результати теоретичних й експериментальних досліджень, що спрямовані на розробку концепції технологічних засад використання нанофотонних та наноелектрохімічних технологій для створення сенсорних систем. Їхнє застосування дозволяє покращити аналітичні характеристики систем, розширити функціональність, що включає збільшення номенклатури об'єктів, речовин, що можуть досліджуватися. Вперше запропоновано концепцію побудови надшвидкого потенціостату для реалізації високошвидкісних методів електрохімічної аналізу з використанням мікро-, ультрамікро- та наноелектродів, як сенсорів, яка базується на принципах внутришньокаскадних зв'язків, компенсації омічного падіння в модулі перетворення струм-напруга та застосування режиму повторювача на високих частотах для підсилювача, що керує протиелектродом сенсора. Набув подальшого розвитоку метод надшвидкої вольтамперометрії, що включає дослідження використання мікроелектродів та наноелектродів для електрохімічних досліджень. Отримав широкого розвитку метод хемілюмінесценції, що включає розробку нових композицій та застосування нанотехнологічного п'єзоелектричного активатора аналітичної хемілюмінесцентної реакції. Це дозволило розробити методики визначення біологічнозначущих компонентів рідких проб, таких як аскорбінова кислота, супероксиддисмутаза, гемін, тирозиназа. Продемонстровано перспективність використання методу електрогенерованої хемілюмінесценції в сенсорних системах, що включало розробку фізико-хімічної моделі процесів взаємодії етилформату з біпиридиновим комплексом рутенію, що описує механізм генерації аналітичного сигналу. Наведено дані та випрацьовані рекомендації з розробки інструментарію для нанофотонних та наноеле-ктрохімічних сенсорних систем.^UThe dissertation contains the results of theoretical and experimental researches directed on development of the concept of technological bases to use nanophotonic and nanoelectrochemical technologies for sensor system design. Their application allows to improve the analytical characteristics of the systems, to expand the functionality, which includes increasing the range of objects, substances that can be studied. For the first time the concept of construction of ultrafast potentiostat for realization of high-speed methods of electrochemical analysis with using micro-, ultra-micro- and nanoelectrodes as sensors is offered, which is based on the principles of intra-stage connections, ohmic drop compensation in current-to-voltage amplifier stage, introduction high frequencies compensation feedback to switch on the amplifier in repeater mode to control the counter electrode of the sensor. The method of ultrafast voltammetry was further developed, which includes research of the use of microelectrodes and nanoelectrodes for electrochemical assays. Optical signal detection instrumentation including devices for ultra-weak light registration were analyzed. It was verified that the metrological characteristic of modern photomultiplier tubes in counting mode stays significant for sensor system, however, the role of CMOS photodetector is increasing in portable and miniature sensor systems. The design and fabrication method of a microelectrode were proposed for the first time, that includes the sleeve as a technological element that pro-vides a combination of conductors in the electrode case. The design and fabrication method of ultramicroelectrode were proposed for the first time, which includes an additional technological process of the electrode end shaping to obtain the working electrode surface of submicron and nanometer level by pulling the working end, which is molten. Samples of microelectrodes with Ø6 μm glassy carbon material, with Ø25 μm gold working disk electrode surface, and Ø500 nm gold ultramicroelectrodes were fabricated accordingly to proposed fabrication methods. The method of chemiluminescence received further development that includes the development of new chemical compositions and sonication actuators to conduct the analytical reaction in the sensor system. For the first time the concept of building a sensor system on the principle of "point-of-care testing", which includes the use of nanotechnological piezoelectric actuator of the analytical chemiluminescent reaction. It allows to development of new analytical chemiluminescent technologies for determining the biologically significant components of liquid samples, such as ascorbic acid, superoxide dismutase, hemin, tyrosinase. The prospects of electrogenerated chemiluminescence analysis using sensor systems have been demonstrated, which includes the development of a physicochemical model of the interaction of ethyl formate co-reagent with electrochemiluminophore - ruthenium bi-pyridine complex, which describes the mechanism of analytical signal generation. The use of the diamond-like film dopped by nitrogen as electrode material in the technology of electrogenerated chemiluminescence has shown to improve the signal-to-noise ratio for the known ECL composition of the ruthenium bipyridine complex more than 8 times. The new sensor technology for electrode functionalization was developed that is based on carbon nanotubes bonding to substrate by intermediate sub-stance lipoic acid. Perspectives of formation sensitive layer of carbon nanotubes are shown. The experimental sensor system for electrochemical and electrochemiluminescent studies with ultramicroelectrodes was tested in high-speed polarization modes. The use of Langmuir-Blodget technology made it possible to create modified electrodes with binary systems containing luminophore such as ruthenium bipyridyl complex or rubrene. The use of water-insoluble luminophore in aqueous solutions by immobilization of reagent on the electrode for aqueous solution assays is shown. The optimal content of water-insoluble rubrene in the PMMA matrix in the ratio 1: 5 (in recalculation to monomer), 20% take more stable film is maximum of ECL signal generation. The design of several instruments for light detection with different principals were done for application in sensor systems that including colorimeter “C 1001”, apparatus “Spark” for photomultiplier tube (PMT) integration to a measurement system, fast pulse counter “Pulsar” to control operation of PMT in counting mode and propose interface to different measurement system with analog and digital data transfer, analyzer “ELAN-3D” for electrogenerated chemiluminescent analysis. The recommendations for the development of tools for nanophotonic and nanoelectrochemical sensor systems are presented.

Дисертація присвячена вирішенню важливої науково-технічної проблеми розробки та виготовлення високощільнихекономнолегованих порошкових матеріалів на основі заліза з високими фізико-механічними характеристиками для роботи в екстремальних умовах експлуатації. Проведено комплексні дослідження процесу плакування залізного порошку міддю та кобальтом та встановлено залежність фізичних та технологічних характеристик порошку від товщини плівки покриття. Досліджено вплив умов навантаження, природи та фізичних властивостей порошків на ступінь ущільнення під час пресування. Досліджено вплив термодеформаційного оброблення на процеси ущільнення, фазовий склад, мікроструктуру та властивості порошкових матеріалів. Досліджено вплив хімічної та структурної досконалості пресовок на механічні властивості економнолегованих сталей та композитів. Вперше встановлено вплив типу пористої 3D каркасної структури, а саме орієнтацію елементарних комірок, на характер деформації матеріалів.Розроблено матеріали для високоструменевих контактів на основі відходів металообробки важких сплавів просочених міддю, що мають ерозійну стійкість на рівні промислових псевдо сплавів. Відпрацьовано технологію отримання твердосплавних сердечників, що пройшли балістичні випробування, які підтвердили, що розроблені сердечники можуть застосовуватись для виробництва бронебійних боєприпасів стрілецької зброї.^UThe dissertation is devoted to the solution of an important scientific and technical problem of development and manufacturing of high-density economically alloyed powder materials on the basis of iron with high physical and mechanical characteristics for application under extreme conditions of operation.Comprehensive studies of the plating process of iron powdersby copper and cobalt are conducted, and the dependence of physical and technological characteristics of the powders on the coating film thickness is found out. The main parameters which affect the process of deposition of the coatings on iron powder particles are determined. The possibility tocontrol the coating thickness (in the range of 12–20 μm) by changing the deposition kinetics is found out.The process of compaction of composite iron powders in the conditions of static pressing is analyzed by means of the mathematical equations which describe the density dependences on the pressure of compaction. The possibility of fabrication of materials for electrotechnical application on the base of composite powders of the Fe–Co system with high density and high magnetic characteristics with low total losses upon magnetization reversal at a level of 19–21 W/kg is shown, that allows to use the materials for production of magnetic circuits designed for operation in both constant and variable fields of industrial frequency.The influence of loading conditions, nature and physical properties of the powders on the degree of compaction during pressing is studied. The process of second compaction of the powder systems in the conditions of static pressing is investigated, and the main factors affecting the efficiency of compact densification are revealed. It is found out that the second compaction of iron–graphite mixes enhances the strength of the compacts by 5 times, that is caused both by higher density and increase in the surface area of iron–iron contacts.The possibility of manufacturing long semi-products by static pressing and second compaction of powder mixtures of brittle and ductile materials, including hard alloys WC-Co and Cr3C2-Ni, is found out. The process of second compaction of iron powders under conditions of triaxial compression in a high-pressure chamber is investigated; it is found out that the compact densification depends on the internal friction of particles and the forces in the axial and radial directions. For the first time, the efficiency of obtaining high-density and high-strength Fe-based powder materials by free deposition is shown, which is explained by the contribution of shear deformations into the densification process. The expediency of additional densification by free deposition of multilayer briquettes on the example of iron-graphite samples with different content of graphite in layers is shown, which provides a gradient of properties.The effect of thermomechanical treatment on the densification processes, phase composition, microstructure and properties of powder materials is investigated. It is shown that hot free forging of powder systems can be used to expand the range of composites from metal and cermet powders.The results of research showed the prospects of processing metal waste from shavings of ‘ШХ-15' steel using free hot forging with previous deposition of powder briquettes. Non-porous composites based on ‘ШХ-15' shavings and various components added with high strength (1600–1700 MPa) and ductility have been fabricated.The influence of chemical and structural perfection of compacts on the mechanical properties of economically alloyed steels and composites is investigated. For the first time, the influence of the type of porous 3D frame structure, namely the orientation of unit cells, on the nature of deformation of materials is determined.The processes of infiltration of porous iron frames produced by powder metallurgy methods (including 3D printing technologies) by Al-based melt under conditions with a pressure gradient are studied. The minimum size of pores (400 μm),which provides full filling of a porous framework with Al-based melt, is determined.As a part of the dissertation, powder materials have been developed and fabricated that can be widely used as structural, tribotechnical, electrical and special purpose materials. Magnetic materials based on the composite powders have been developed for operation in alternating fields of industrial frequency, which have low losses upon magnetization reversal and at the same time retain high magnetic characteristics. The materials for high-current contacts based on metalworking waste of heavy alloys infiltrated by copper with erosion resistance at the level of industrial pseudo-alloys have been developed. A technology of producing carbide cores is worked out; these cores passed ballistic tests which confirmed that they can be used for the production of armor-piercing ammunition for small arms.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.27.01 – Твердотільна електроніка. – Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського" Міністерства освіти і науки України, Київ, 2021.Дисертація присвячена розробці фізичних засад вибору діелектрика для МДН-структур з певною напівпровідниковою підкладкою та дослідженню плівок діоксиду церію як альтернативи плівкам діоксиду кремнію. Проаналізовано вплив діелектрика на електрофізичні параметри МДН-транзистора з індукованим каналом. Показано, що майже всі параметри і характеристики транзистора залежать від властивостей діелектрика. Використання діелектрика з підвищеною діелектричною проникністю (high-k діелектрика), замість класичного діоксиду кремнію, дозволяє уникнути тунельний струму через діелектрик за рахунок збільшення товщини плівки, а також підвищити наругу пробою МДН-структури. Показано також, що існуючі критерії вибору діелектрика розроблені виключно для кремнієвої підкладки, не враховують вплив межі діелектрик-напівпровідник, а результат вибору за цими критеріями є неоднозначним. На характеристики МДН-приладу впливає не тільки діелектрична проникність діелектрика, а й щільність ефективного заряду в діелектрику, до якого відносяться: заряд рухливих іонів, заряд захоплений на рівнях пасток в діелектрику, фіксований заряд в діелектрику та поверхневий захоплений заряд. Перші два приводять до нестабільності характеристик приладу, але можуть бути усунені покращенням технологічного процесу. Останні два обумовлені наявністю обірваних міжатомних зв'язків в діелектрику та на його межі з напівпровідником, і для конкретної напівпровідникової підкладки залежать тільки від параметрів діелектрика. Саме тому мінімізація щільності цих двох зарядів обрана при розробці критерію вибору діелектрика для МДН-структур.Розроблено загальний критерій вибору діелектрика, в основу якого покладена мінімальна різниця щільності обірваних зв'язків на межі діелектрик-вакуум та на межі напівпровідник-вакуум. Для визначення кількості обірваних зв'язків на межі кристал-вакуум, виникла потреба побудови моделі цієї межі. Останнє виявилось неможливим в межах класичного (вузлового) методу опису кристалічної решітки. Тому було розроблено альтернативний метод опису кристалічної решітки – міжвузловий аспект, який фізично і математично не суперечить класичному аспекту. Виходячи з феноменології міжвузлового аспекту, в першому наближені, щільність обірваних зв'язків на межі кристал-вакуум обернено пропорційна площі примітивної петлі плоскої сітки на цій межі. В загальному випадку, визначити цю площу складно (через велику кількість можливих орієнтацій підкладки), або майже не можливо (через аморфність діелектричної плівки). Тому, для узагальнення запропонованого критерію, введено універсальний параметр – середня довжина зв'язку, який характеризує усереднену відстань між складовими кристалічної речовини. За цих умов, площа петлі плоскої сітки на поверхні кристалу розраховується як квадрат середньої довжини зв'язку. Для підтвердження прийнятності використання цього параметру встановлено взаємозв'язок між ним та роботою виходу електрона з кристалу.Розрахунок різниці щільності обірваних зв'язків на межах діелектрик-вакуум та напівпровідник-вакуум показав, що для кремнієвої підкладки, з ряду діелектриків претендентів, відповідно до розробленого критерію, найбільш підходящими є Dy2O3, CeO2 і La2O3. Для проведення експерименту обрано діоксид церію. Аналіз методів отримання плівок діоксиду церію на кремнієвій підкладці показав, що незалежно від методу вони мають структуру нанокристалів CeO2 в аморфній фазі Ce2O3. Для підтвердження ефективності використання діоксиду церію в МДН-структурах, було виготовлено структури алюміній-діоксид церію-кремній двома методами – методом оксидування металевого дзеркала та методом спалаху. Якість межі діоксид церію-кремній оцінювалась за щільністю заряду на її межі. В роботі запропонована спрощена методика визначення щільності зарядів на межі діелектрик-напівпровідник за експериментальними вольт-фарадними характеристиками МДН-структур. Показано, що щільність ефективного заряду на межі діоксид церію-кремній не більше ніж на межі діоксид кремнію-кремній. Таким чином, заміна діоксиду кремнію на діоксид церію, дозволяє забезпечити зменшення тунельних струмів через діелектрик і не погіршує якості межі діелектрик-кремній.^UThesis for a Candidate Degree in Technical Sciences: Specialty 05.27.01 – Solid State Electronics. – National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute", Ukraine, Kyiv, 2020.The dissertation is devoted to the development of physical bases of insulator choosing for MIS structures with a certain semiconductor substrate and to the study of cerium dioxide films as an alternative to silicon dioxide film.The influence of the dielectric on the electrophysical parameters of the MOS transistor with induced channel is analyzed. It is shown that almost all parameters and characteristics of the transistor depend on the properties of the dielectric. The use of a dielectric with high dielectric constant (high-k dielectric), instead of the classic silicon dioxide, avoids tunneling current through the dielectric by increasing the film thickness, also increase the breakdown of the MIS structure. It is also shown that the existing insulator choosing criterion are designed exclusively for the silicon substrate, do not take into account the influence of the insulator-semiconductor interface and do not give unambiguous results.Not only the dielectric constant affects the characteristics of the MIS device , but also the density of the effective charge in the insulator. The nature of this charge components (the charge of mobile ions, the trapped charge in insulator, the fixed charge in the insulator and the surface trapped charge) is studied. The first two lead to instability of the device characteristics, but can be eliminated by improving the technological process. The last two are due to the presence of broken connections in the insulator and at its boundary with the semiconductor. For a particular semiconductor substrate they depend only on the insulator parameters. That is why the minimization of these charges density was chosen in the development of the choosing criterion of insulator for MIS structures.A general criterion for choosing a dielectric has been developed. It is based on the minimum difference in the density of broken bonds at the dielectric-vacuum interface and at the semiconductor-vacuum interface. There was a need to build a model of the crystal-vacuum separation boundary to determine the number of broken bonds at this boundary. This turned out to be impossible within the classical (nodal) method of describing the crystal lattice. this is impossible within the classical method of describing the crystal lattice. Therefore, an alternative - interstitial method of describing the crystal lattice was developed, which physically and mathematically does not contradict the classical aspect. Based on the phenomenology of the internodal aspect, in the first approximation, the density of broken bonds at the crystal-vacuum interface is inversely to the square of the primitive loop of the flat grid at this interface. In the general case, this area is difficult to determine due to the large number of possible orientations of the substrate, or almost impossible, due to the amorphousness of the dielectric film. Therefore, to generalize the proposed criterion, a universal parameter is introduced - the average bond length, which characterizes the average distance between the components of the crystalline substance. Under these conditions, the area of the loop of the flat grid on the surface of the crystal is calculated as the square of the average bond length. To confirm the acceptability of the use of this parameter, a relationship has been established between it and the electron work function of the crystal. The difference between the density of broken bonds at the dielectric-vacuum and semiconductor-vacuum boundaries is calculated. This calculation showed that for a silicon substrate, from a number of dielectric applicants according to the developed criterion, the most suitable are Dy2O3, CeO2 and La2O3. Cerium dioxide was selected for the experiment. Analysis of methods for producing cerium dioxide films on a silicon substrate showed that, regardless of the method, they have the structure of CeO2 nanocrystals in the amorphous Ce2O3 phase. To confirm the effectiveness of the use of cerium dioxide in MIS structures, aluminum-cerium dioxide-silicon structures were fabricated by two methods - the metal mirror oxidation method and the flash method. The quality of the cerium-silicon dioxide interface was evaluated by the charge density at its boundary. The paper proposes a simplified method for determining the charge density at the dielectric-semiconductor interface according to the experimental volt-farad characteristics of MIS structures. It is shown that the effective charge density at the cerium dioxide-silicon interface is not more than at the silicon dioxide-silicon interface. Thus, the replacement of silicon dioxide by cerium dioxide, allows to reduce the tunnel currents through the dielectric and does not impair the quality of the dielectric-silicon interface.

Розроблено технологію і виготовлено гетерошари широкозонних II-VI сполук з стабільними у часі типовою і нетиповою кубічною та гексагональною структурною модифікаціями. Створено світловипромінювачи, фотодетектори та наноструктури з високими фоточутливістю і квантовою ефективністю випромінювання на ближню інфрачервону, видиму та ультрафіолетову області з розширеним діапазоном робочих температур та радіаційно стійких. На основі гетерошарів нетипової модифікації створено лабораторні зразки джерел випромінювання , фотодетекторів і сонячних елементів.^UThe technology was developed and heterolayers of wide-band II-VI compounds with time-stable typical and atypical cubic and hexagonal structural modifications were fabricated. Light emitters, photodetectors and nanostructures with high photosensitivity and quantum radiation efficiency in the near infrared, visible and ultraviolet regions with an extended range of operating temperatures and radiation hardness have been created. Based on heterolayers of atypical modification, laboratory samples of radiation sources, photodetectors and solar cells were created.

Продемонстровано шляхи мініатюризації структури мікросмужкових НВЧ резонаторів з використанням щільно упакованих фрактальних топологій. Виготовлено серію мініатюрних фрактальних YBCO мікросмужкових резонаторів з експериментальних НВЧ характеристик яких визначено частотні залежності поверхневого опору YBCO плівок, які добре описуються у рамках дво-рідинної моделі надпровідності. Наведено результати експериментальних досліджень динаміки руху вихорів Абрікосова у вигляді магніто-польових, температурних та кутових залежностей електродинамічних параметрів– коефіцієнтів в'язкості та пінінгу. Показано реалізацію режиму індивідуального двовимірного пінінгу вихорів у тонких YBCO плівках в значному діапазоні зміни полів та температури. Виявлено вплив вигинів топології мікросмужкових Nb, MoRe, YBCO резонаторів на нелінійний відгук. Визначено домінування нелінійного теплового відгуку, який реалізується у слабких місцях границь зерен MoRe та Nb плівок. Продемонстровано практичну реалізацію широкосмугового та вузькосмугового НВЧ надпровідних фільтрів, виготовлених з високотемпературних надпровідних YBCO плівок. Виявлена нелінійна залежність зміни втрат у смузі пропускання вузькосмугового YBCO фільтра від прикладеної потужності НВЧ сигналу.^UIn the dissertation, the scientific problem of microwave electrodynamics of superconducting films Nb, MoRe, YBCO and their application in passive devices of superhigh - frequency (microwave) electronics has been solved. The use of superconductors in microwave electronics is very promising, as it allows to meet needs of more advanced devices compared to existing ones based on normal metals (copper, silver) and to create devices with much better parameters - high-quality resonators, filters and antennas with high signal sensitivity and selectivity, etc. However, there are problems specific to superconducting materials. In particular, it is necessary to reduce the residual surface resistance of the superconducting material in the microwave range, high-frequency energy losses associated with oscillations of magnetic flux trapped or induced by the microwave field associated with Abrikosov vortices, and the nonlinearity of the microwave response inherent in a superconducting material. Superconducting YBCO films on sapphire and LaAlO3 substrates were obtained by pulsed laser deposition. Superconducting niobium films on sapphire substrates have been obtained by magnetron DC sputtering with the addition of a small component of a radio-frequency current. Superconducting films of the MoRe alloy on polycortical substrates were obtained by magnetron sputtering. The studied microstrip structures were fabricated using standard photolithography and subsequent etching, and then placed in a cryostat. The frequency response of the samples was measured using a vector circuit analyzer that operated in an automatic mode in the range from 300 kHz to 3.6 GHz and had a dynamic power change range of 40 dB. During the frequency response experiment, the values of the loaded Q factor and the resonant frequency have been calculated. Numerical calculations (the method of moments) were used to obtain the frequency response of microstrip resonators with different topologies, and copper with a thickness of 10 μm greater than the thickness of the skin layer was chosen as the material. Using the resulting dependence of the quality factor on the frequency and calculating the value of the surface resistance of the copper microstrip, the frequency dependences of the frequency-normalized geometric factor were obtained. It has been shown that the geometric factor increases significantly with increasing frequency for all topologies in the form of a meander, and takes fixed values for topologies in the form of segments and fractals Using approximations of the surface resistance of YBCO film and the calculation of the copper film surface resistance, the frequency dependences of the surface resistance of YBCO and copper films in a wide frequency range were constructed and it was estimated that the studied HTSC films should be used as a replacement for traditional materials.Experimental studies of magnetic-field and temperature dependences of electrodynamic parameters of thin YBCO films were performed at the minimum possible microwave signal power of -40 dBm. It was the way for achieving a linear mode of the microwave response of superconducting films. The measured dependences of the change in the real and imaginary parts of the complex resistance on the magnitude of the magnetic field induction B were linear, i.e., the change in the complex resistance was proportional to the magnetic field induction . This indicated that there were no weak links in the samples. It was shown that the dependence of the Labush parameter kp and the viscosity coefficient on the magnetic field to large values of the magnetic field (~ 1T) was not observed. This indicates that the individual pinning mode was implemented, even near the critical temperature, which may be due to the presence of a large number of long linear and planar defects formed in YBCO films during the deposition. The angular dependences viscosity and kp showed the presence of maxima for the parallel plane of the film of the magnetic field orientation 0o, which may show the presence of internal pinning due to the layered structure of YBCO films. Practical implementations of broad-band and narrow-band microwave superconducting filters made of high-temperature superconducting YBCO films is considered. An experimental comparison of the characteristics of superconducting and copper filters showed significant advantage in the use of superconductors in realizing filters with unique characteristics. Dependence of the variations in the bandwidth loss of a narrow-band YBCO filter on the applied microwave signal power was measured while the presence of a nonlinear response in superconducting filters has been demonstrated. According to the results of the research, we conclude that it is possible to apply superconducting YBCO filters with only small values of the microwave input signal power.

Дисертація присвячена встановленню основних технологічних процесів, що обмежують порогові параметри фотоприймачів на основі вузькощілинних напівпровідників HgCdTe і дослідженню їх фізичної природи, що дозволило вперше в Україні розробити основи технології виготовлення дискретних та багатоелементних двоспектральних ІЧ та ТГц фотоприймачів випромінювання 3-го покоління. Проведено ґрунтовний аналіз фізико-хімічних процесів, які відбуваються при формуванні приймачів ІЧ діапазону спектра на основі HgCdTe. Це дозволило вивчити, оптимізувати та обґрунтувати режими ключових технологічних етапів їх формування та розробити унікальні технологічні методи виготовлення ІЧ та ТГц детекторів на основі HgCdTe.Розроблено топології ІЧ дискретних фотодіодів та багатоелементних фотодіодних матриць з різним форматом та розміром чутливих елементів на основі епітаксійних шарів HgCdTe. Опрацьовано технологічний процес виготовлення ІЧ -детекторів на основі епітаксійних шарів HgCdTe. Зокрема, визначені гранично можливі значення температурних та механічних навантажень на епітаксійні шари HgCdTe, які повинні враховуватись в технології виготовлення приймачів; розроблені низькотемпературні режими формування захисних покриттів CdTe, фізичні властивості яких задовольняють вимогам до пасиваційних покриттів; вивчено фізико-хімічні процеси на інтерфейсі метал/HgCdTe, що відбуваються при розроблених низькотемпературних режимах формування двошарових омічних контактів до епітаксійних шарів HgCdTe, як з електронним, так і з дірковим типом провідності. Омічна поведінка контактів не залежить від типу металу, що свідчить про збагачення носіями приповерхневого шару, зумовленого піннінгом рівня Фермі. Виготовлено середньохвильові та довгохвильові ІЧ-фотодіоди на основі HgCdTe з різною топологією та досліджено їх електричні та фотоелектричні характеристики. Отримані експериментальні значення виявлювальної здатності середньохвильових та довгохвильових ІЧ фотодіодів на основі HgCdTe свідчать про їх функціональність у режимах, обмежених фоновим випромінюванням.Виготовлені ТГц болометри на гарячих носіях на основі HgCdTe були використані для формування 8-елементної лінійки детекторів для застосування в суб-ТГц ( ≈ 140 ГГц) системі візуалізації. Отримані ТГц-зображення запакованих предметів продемонстрували задовільну спектральну роздільну здатність з використанням такої суб-ТГц системи.Показано можливість реалізації дво- або багатспектральних детекторів на основі епітаксійних шарів HgCdTe в ІЧ та ТГц спектральному діапазоні. Запропоновані і розроблені дводіапазонні приймачі на основі болометрів HgCdTe інтегровані з металічними антенами, які продемонстрували відгук до ТГц випромінювання (на основі розігріву електронного газу в біполярному напівпровіднику) і є чутливими також в ІЧ діапазоні (за рахунок міжзонного поглинання) з довгохвильовою межею чутливості, що відповідає їх хімічному складу.Вперше обґрунтовано механізми функціонування новітніх селективних фільтрів на основі композитних структур AlN (MgO) / полімерна плівка, які блокують ІЧ випромінювання і є прозорими у видимому і ТГц діапазонах спектра. Доведено, що покращені експлуатаційні можливості обумовлені розширенням смуги залишкових променів для AlN в межах 10,5 – 17 мкм, що пов'язано з їх полікристалічною наноструктурованою будовою. Експериментально доведено їхню функціональність^UThe dissertation is devoted to the determination of the main technological processes that limit the threshold parameters of photodetectors based on narrow-gap HgCdTe semiconductors and the study of their physical nature, which allowed for the first time in Ukraine to develop the basics of technology for discrete and multi-element two-color IR and THz detectors of third generation. A thorough analysis of physical and chemical processes that occur during the formation of IR detectors based on HgCdTe was carried out. This allowed to study, optimize and substantiate the modes of key technological stages of their formation and to develop unique technological methods of manufacturing IR and THz MCT detectors.The topologies of IR multielement photodiode arrays with different format and size of sensitive elements based on MCT epitaxial layers, as well as discrete photodiodes, were developed. The technological process of IR detectors manufacturing based on epitaxial layers of HgCdTe has been worked out. The limit values of temperature and mechanical loads on the epitaxial layers of HgCdTe, which should be taken into account in the technology of manufacturing detectors based on HgCdTe were esteblished; low-temperature modes of formation of protective CdTe coatings were developed, the physical properties of which meet the requirements for passivation coatings; physical and chemical processes at the metal / HgCdTe interface were studied, which occur at the developed low-temperature modes of formation of two-layer ohmic contacts to HgCdTe epitaxial layers, with both electronic and hole type conductivity. An ohmic behavior of contacts does not depend on the type of metal and that indicates about enrichment by carriers of the near-surface layer, due to the pinning of the Fermi level. Mid-wave and long-wave IR photodiodes of MCT with different topology were fabricated and their electrical and photoelectrical characteristics were investigated. The obtained experimental values of HgCdTe mid-wave and long-wave IR photodiodes detectivity indicate their functionality in modes close to those limited by background radiation.Manufactured THz hot electron bolometers based on MCT were used to form an 8-element linear array for application in the sub-THz ( ≈ 140 GHz) imaging system. The obtained THz images of the packaged items demonstrated satisfactory spectral resolution of the sub-THz imaging system.The possibility of realization of two- or multiband detectors based on epitaxial layers of HgCdTe in the IR and THz spectral range was shown. Dual-band detectors based on MCT hot electron bolometers integrated with metal antennas, which have demonstrated a response to THz radiation (based on electron gas heating in a bipolar semiconductor) are also sensitive in the IR range (due to interband absorption) with a cutoff wavelength, which corresponds to chemical composition of HgCdTe.For the first time, the mechanisms of operation of the selective filters based on composite structures AlN (MgO) / polymeric film, which block infrared radiation and are transparent in the visible and THz bands of the spectrum, have been reasoned. It is proved that the improved operational capabilities are due to the extension of the band of residual rays for AlN in the range of 10.5 - 17 μm, which is due to their polycrystalline nanostructured structure. Their functionality has been experimentally proven

У дисертаційній роботі представлено вирішення актуального науково-технічного завдання - розроблення на основі встановлених загальних закономірностей формування структури та властивостей, підходів до модифікування поверхневих шарів поруватого титану ВТ1-0 для забезпечення його протикорозійого захисту.Порівняльні дослідження поруватого та непоруватого титану ВТ1-0 показали, що залишкова поруватість є ключовим структурним фактором, який визначає корозійну тривкість титану, отриманого методом порошкової металургії (ПМ) : що більша поруватість, то менша корозійна тривкість титану у розчинах хлоридної та сульфатної кислот широкого концентраційного діапазону. При поруватості ≤4,2 % у 10 % та 60 % водних розчинах відповідно хлоридної та сульфатної кислот та поруватості ≤3,4 % у 20 % розчині хлоридної кислоти швидкість корозії поруватого титану ВТ1-0 знаходиться на рівні непоруватого, отриманого традиційно. За більшої поруватості титан ВТ1-0, отриманий методом ПМ, потребує додаткового протикорозійного оброблення. Додаткові операції холодного пресування та вакуумного спікання під час синтезу поруватого титану ВТ1-0 позитивно впливають на протикорозійні характеристики, а їх ефективність захисту збільшується, що менша початкова поруватість матеріалу. Ущільнення поверхневого шару методом холодного поверхневого пластичного деформування забезпечує зменшення поруватості поверхневого шару та заліковування пор під дією прикладеного навантаження, що зумовлює підвищення корозійної тривкості поруватого титану на порядок.Регламентовано морфологію модифікованого шару для підвищення протикорозійних властивостей поруватого титану ВТ1-0 та розроблено режими оксидування та азотування для її формування. Показано, що за регламентованої морфології модифікованого шару швидкість корозії поруватого титану у розчинах кислот знижується на один-три порядки. При цьому технологія отримання титану ВТ1-0 не впливає на корозійні властивості.^UThe dissertation presents a solution of an actual scientific and technical task: development of the approaches to modification of surface layers of porous titanium VT1 0 on the basis of the established general regularities of formation of structure and properties for providing anticorrosive protection against corrosive environment.The comparative investigations of porous and nonporous titanium VT1-0 showed that the residual porosity is a key structural factor that determines the corrosion resistance of titanium fabricated by powder metallurgy (PM) : the higher the porosity, the lower the corrosion resistance of titanium in solutions of hydrochloric and sulfuric acids of a wide concentration range. At the porosity ≤4.2% in 10% and 60% aqueous solutions of hydrochloric and sulfuric acids, respectively, and porosity ≤3.4% in 20% hydrochloric acid solution, the corrosion rate of titanium VT1-0 fabricated by PM method is at the level of nonporous material traditionally fabricated. At higher porosity titanium VT1-0 fabricated by PM method requires the additional anticorrosive protection.It was proposed the methods of modification for decreasing porosity of titanium VT1-0 fabricated by PM method in volume and surface layer in order to improve the an-ticorrosive characteristics. It was found that the additional operations of cold pressing and vacuum sintering during the synthesis of porous titanium VT1-0 have a positive effect on anticorrosive characteristics, and their effectiveness of protection increases with decreasing the initial porosity of the material. The consolidation of surface layer by cold surface plastic deformation reduces the porosity in surface layer and promotes healing of the pores under the action of applied loads, that increases the corrosion resistance of porous titanium by one order.The morphology of the modified layer to increase the anticorrosive properties of porous titanium VT1-0 is regulated and oxidation and nitriding regimes for its formation are developed. It is shown that under the regulated morphology of the modified layer the corrosion rate of porous titanium in acid solutions decreases by one or three orders of magnitude. The technology of obtaining titanium VT1-0 does not affect the corrosion properties.

Узагальнено теоретичні та практичні дані щодо важливої науково-прикладної проблеми і запропоновано її нове вирішення, яке полягає в розвитку наукових основ формування мікроструктури та субструктури під час пластичного деформування, а також деформаційно-термічного оброблення бунтового прокату діаметром 8,0…16,0 мм, зі сталей С82DCr, С82DV, С82DCrV, С86DВ, холоднодеформованої переробної заготовки й готових металовиробів за результатами експериментальних досліджень кінетики фазових перетворень при розпаді аустеніту для створення та промислової реалізації комплексу технологічних заходів, спрямованих на отримання металевих елементів будівельних конструкцій високої міцності зі зменшенням матеріальних та енергетичних витрат. Впроваджені у промисловість енергоефективні схеми виготовлення елементів будівельних конструкцій високої міцності, які відповідають вимогам міжнародних і національних стандартів: дротяна арматура холоднодеформований арматурний прокат, арматурні канати конструкції 17.Фактичний економічний ефект, який отримано при виготовленні бунтового прокату зі сталі С86DВ та переробленні його у холоднодеформовані високоміцні металовироби у кількості 1 007,813 т, склав 1 348 867,26 грн. Ключові слова: бунтовий прокат, мікроструктура, субструктура, властивості, перлітне перетворення, міжфазні границі, деформування, неметалеві включення, високоміцні металовироби.^UPresented are the theoretical and practical information on an important scientific and practice problem consisting in development of scientific basis for forming of microstructure and substructure during the plastic deformation, and also to the thermomechanical treatment of large-diameter wire rod, cold-worked semifinished product and finished fabricated metal products made of the perlitic grade steels based on the results of experimental researches of austenite disintegration kinetics for creation and commercial implementation of package of production engineering measures aimed on manufacture of high-strength building construction components with reduction material and energy costs. This work reviews the current state of production and identifies the most meaningful process design aspects affecting the formation of hot-rolled steel properties. Bearing in mind the foreign standards requirements, perspective steel chemical compositions for production of high-strength cold-worked fabricated metal products were substantiated. For research purposes, steels with the following content of main chemical elements are selected: carbon 0.80…0.88 %, manganese 0.50…0.80 %, silicon 0.10…0.30 %. Chrome, vanadium and boron are selected as additional chemical elements for enhancement of initial strength grade of wire rod. Revealing of alternative influence capabilities due to the reasonable combination of hot deformation completion temperature, post-deformation interval duration, austenite stability, cooling onset temperature and cooling method parameters at the finishing stage of thermomechanical treatment enabled purposeful influence upon the structure formation processes at making the wire rod of 8.0…16.0 mm in diameter of С82DCr, С82DV, С82DCrV, С86DВ steels. Investigated was impact of temperature-strain parameters on the austenite dynamic recrystallization kinetics in steels with carbon content of up to 0.88 % within the temperature interval form 900 C to 1200 C. Obtained results enable sound approach to the correction of rolling conditions calibration tables and making the proper changes to the temperature-time specifications of fabrication process at the end stage of thermomechanical treatment of wire rod.Impact of hot deformation dislocation substructure on the perlite transformation behavior was investigated. At the high-carbon steel cooling, interaction between the dislocations and carbon, boron, nitrogen atoms and their complex compounds determines the instantaneous formation of cementite and ferrite nuclei (longitudinal front of perlite colony). In particular, transversal (diffusion) front accounts for the ferrite and cementite lamellas width increase, and admixture atoms contribute in perlite deformation substructure inheritance. Additional factor impacting the perlitic transformation behavior is the presence of non-metal inclusions, which are rather common at the conjunction of perlite colonies.Investigated are features of deformation evolution of thin-lamellar perlite substructure at drawing of hot-rolled steel C86DB with the low, moderate and high deformation ratios. The energy-efficient schemes are introduced into the industry for the production of high-strength structural building components complying with the requirements of international and national standards: 5.0Вр1400-Р1 and 6.0Вр1400-Р1 rebars for pre-stressed reinforced concrete structures; cold-worked reinforcing bars of nominal 9.6 mm in diameter for manufacturing the new generation reinforced concrete sleepers; 5.0B1500-P1 semifinished billet for production of steel PSC strands used for containments of the nuclear power plant safety localization system structures; 17 design PSC strands of 9.3 mm; 12.5 mm and 15.2 mm in diameter for pre-stressed reinforced concrete structures.Actual economic benefits achieved at production and reprocessing of C86DB perlite grade steel wire rod into the high-strength cold-worked metal products for the pre-stressed building structures in amount of 1,007.813 tons made UAH 1,348,867.26, which is equivalent to UAH 1,338.41 per 1 ton of finished steel products.Keywords: wire rod, microstructure, substructure, properties, perlitic transformation, interphase boundaries, deformation, non-metal inclusions, high strength metal products.

Актуальність теми зумовлена контроверзійною та парадоксальною ситуацією, за якої, з одного боку, відбувається та відтворюється масове розповсюдження мобільних електронних пристроїв для переважної більшості населення, а з іншого боку – падіння можливостей та здатностей формальних власників контролювати та усвідомлювати вплив пристроїв на себе до кінця та повністю. На гносеологічному ж рівні виникає протиріччя, за якого на рівні дискурсу та повсякденних практик людей мобільні електронні пристрої проявляють нові якості, тоді як соціологія не висунула досі підходу до визначення, вимірювання, дослідження, квантифікації та кваліфікації цих якостей.У першому розділі тексту дисертації здійснено розробку понятійно-категоріального апарату дослідження суб'єктності речей.Індивідуальна соціальна випрацювана суб'єктність інтерпртується як властивість соціалізованого актора, яка проявляється у здійсненні ним соціального акту, що виражає взаємообумовленість «Я»-ідентичності й історично обумовленої «Ми»-ідентичності цього актора та усвідомлення ним власної об'єктності (а отже, і меж соціальної суб'єктності – її обумовленості соціальними обставинами). Соціальна фабрикована суб'єктність – це властивість соціального актора, яка проявляється у здійсненні ним соціального акту, що виражає домінування «Я»-ідентичності над «Ми»-ідентичністю, і що споживається через демонстрацію зовнішніх індикаторів «Я»-ідентичності та «Ми»-ідентичності актора. У якості уточнення цих категорій дано визначення таким поняттям, як соціальний акт носія випрацюваної суб'єктності та акт фабрикованої суб'єктності.Визначено природу та механізми виробництва індивідуальної соціальної суб'єктності (людини) та соціальної суб'єктності інститутів й речей (у тому числі мобільних електронних пристроїв).У другому та третьому розділах тексту дисертації досліджено, кориговано та верифіковано підходи до вивчення речей як частини соціального світу, зокрема, звужено межі соціальної суб'єктності речей, що не мала чітких кордонів у розробках Б. Латура, М. Каллона, Дж. Ло, К. Кнорр Цетіни та В. Вахштайна.Зокрема, важливим актором, що продукує такі дискурси, виступають сучасні медіа. Дискурс-аналіз заголовків новинних видань показав, що з 80 новинних заголовків, у яких згадувалися електронні пристрої або програмне забезпечення, 22 містили повідомлення з індикаторами фабрикації суб'єктностіТакож було емпірично уточнено перелік інструментів фабрикації соціальної суб'єктності речей. Дискурс-аналіз інтернет-жартів дозволив вийти на такі інструменти, як антропоморфізація, емпатія, сексуалізація, визнання домінування (над людиною).Здійснено соціологізацію концепції «запускання явленості» речей М. Хайдеггера. При цьому її синтезовано з концепцією актантів Б. Латура.З вищенаведеного була сконструйована та верифікована гіпотеза «екзогабітусу», вибудована на базі поняття «габітусу» П. Бурдьє.У другому та третьому розділах також автор звертається до, верифікуваючи та інструменталізуючи:- теорії соціальних практик П. Бурдьє, В. Волкова, О. Хархордіна.- поняття «об'єктуалізації» К. Кнорр Цетіни. Уточнено, що феномен об'єктуалізації є наслідком реіфікації відносно соціальних інститутів та речей.- теорії реіфікації Дьйордя Лукача. Уточнено, що феномен реіфікації споріднений з описаними нами процесами фабрикації та окупації суб'єктності, є наслідком цих процесів.- теорії інституціоналізації П. Бергера та Т. Лукмана. Проаналізована спорідненість процесів інституціоналізації з процесами фабрикації та окупації суб'єктності.- методології метатеоретичного дослідження соціологічних категорій. У ході аналізу досліджень суб'єктності враховується соціально-історичний контекст розвитку різних поглядів на феномен суб'єктності.- теорії макдональдизації Джона Рітцера, у імплікаціях якої було виявлено та концептуалізовано процеси трансформації макдональдизації в уберизацію та амазонізацію.Процес уберизації розглянуто в рамках трьох кейс-стаді, які продемонстрували, що уберизація є важливим контекстом такої фабрикації суб'єктності людей, за якої фабрикована суб'єктність підміняє випрацювану суб'єктність.^UThe urgency of the topic is due to the controversial and paradoxical situation in which, on the one hand, there is a mass distribution of mobile electronic devices for the vast majority of the population, and on the other hand - the decline of capabilities and ability of formal owners to control and understand. At the epistemological level, there is a contradiction in which at the level of human discourse and everyday practices, mobile electronic devices show new qualities, while sociology has not yet put forward an approach to defining, measuring, researching, quantifying and qualifying these qualities.In the first section of the dissertation text the conceptual and categorical apparatus of research of subjectivity of things is developed.Individual socially developed subjectivity is interpreted as a property of a socialized actor, which is manifested in the implementation of a social act, which expresses the interdependence of "I" -identity and historically determined "We"-identity of this actor and his awareness of his own objectivity (and hence boundaries of social subjectivity - its conditionality by social circumstances). Socially fabricated subjectivity is a property of a social actor, which is manifested in the implementation of his social act, which expresses the dominance of "I"-identity over "We"-identity, and consumed through the demonstration of external indicators of "I"-identity and "We"-identity of the actor. As a clarification of these categories, the definition of such concepts as the social act of the bearer of the developed subjectivity and the act of fabricated subjectivity is given.The nature and mechanisms of production of individual social subjectivity (human) and social subjectivity of institutions and things (including mobile electronic devices) are determined.The second and third chapters of the dissertation text explore, correct and verify approaches to the study of things as part of the social world, in particular, narrow the boundaries of social subjectivity of things that had no clear boundaries in the works of B. Latour, M. Callon, J. Lo, K. Knorr Cetina and W. Wachstein.In particular, modern media are an important actor in producing such discourses. Discourse analysis of news headlines showed that of the 80 news headlines that mentioned electronic devices or software, 22 contained messages with indicators of fabrication of subjectivity.The list of tools for fabricating the social subjectivity of things has also been empirically refined. Discourse analysis of Internet jokes allowed to reach such tools as anthropomorphization, empathy, sexualization, recognition of dominance (over man).Sociologization of the concept of "triggering the appearance" of things M. Heidegger. It was synthesized with the concept of B. Latour's actants.From the above, the hypothesis of "exohabitus" was constructed and verified, built on the basis of the concept of "habitus" by P. Bourdieu.In the second and third chapters, the authour also refers to, verifying and instrumentalizing:- theories of social practices of P. Bourdieu, V. Volkov, O. Kharkhardin.- the concept of "objectification" by K. Knorr Cetina. It is clarified that the phenomenon of objectification is a consequence of ratification in relation to social institutions and things.- György Lukacs' theories of reification. It is clarified that the phenomenon of reification is related to the processes of fabrication and occupation of subjectivity described by us, and is a consequence of these processes.- theories of institutionalization of P. Berger and T. Lukman. The affinity of institutionalization processes with the processes of fabrication and occupation of subjectivity is analyzed.- methodologies of metatheoretical research of sociological categories. The analysis of subjectivity studies takes into account the socio-historical context of the development of different views on the phenomenon of subjectivity.- John Ritzer's theory of McDonaldization, in the implications of which the processes of transformation of McDonaldization into uberization and amazonization were identified and conceptualized.The process of uberization is considered in the framework of three case studies, which demonstrated that uberization is an important context of such fabrication of human subjectivity, in which fabricated subjectivity replaces the developed subjectivity.

Дисертація присвячена підвищенню ефективності ортопедичного лікування пацієнтів з поодиноко збереженими зубами на нижній щелепі при застосуванні модифікованого способу виготовлення покривних протезів.Завдання дослідження: визначити причини і характерні прояви ускладнень при відновленні зубного ряду нижньої щелепи знімними конструкціями протезів, визначити їх клінічні та технологічні показники якості; бґрунтувати основні діагностичні критерії для вибору раціонального методу лікування пацієнтів з поодиноко збереженими зубами на нижній щелепі із застосуванням топографічно-функціональної схеми реєстрації даних обстеження; опрацювати модифікований спосіб виготовлення (вибір методу фіксації отримання відбитку, формування штучних зубних рядів) покривного протеза на нижню щелепу з поодиноко збереженим зубами; здійснити аналіз результатів застосування повних знімних пластинкових і покривних протезів на нижню щелепу з урахуванням ступеню відновлення жувальної ефективності та показників якості життя, пов’язаної зі стоматологічним здоров’ям; оцінити ефективність запропонованого способу функціонально-естетичної реабілітації.Предмет дослідження: клінічна оцінка стану стоматологічного здоров’я на підставі аналізу параметрів жувальної ефективності у безпосередні та віддалені терміни спостереження та інтегральна оцінка показників якості життя пов’язаної зі стоматологічним здоров’ям.Об’єкт дослідження: критерії якості функціональної та естетичної реабілітації пацієнтів поодиноко збереженими зубами на нижній щелепі. Методи дослідження: клінічні; додаткові; спеціальні; аналітичні; соціологічні.У процесі виконання дисертаційної роботи на базі Стоматологічного медичного центру, кафедри ортопедичної стоматології ЛНМУ імені Данила Галицького та Дрогобицької районної лікарні №5 провели амбулаторне обстеження 126-ти пацієнтів. Пацієнтів розподілили на 3 групи: основна група – 42 особи, яким відновили зубний ряд нижньої щелепи знімними пластинковими протезами покривного типу; групу порівняння склали 36 пацієнтів, що користувалися уперше виготовленими повними знімними протезами на нижню щелепу терміном до трьох років; контрольна група – 20 студентів-добровольців з цілісними зубними рядами, яких залучили для проведення фізіологічної жувальної проби. Провели оцінку ефективності запропонованого способу функціонально-естетичної реабілітації, використавши об’єктивні (фізіологічна жувальна проба) та суб’єктивні (опитувальник стоматологічний профільний) методи оцінки результатів лікування.^UThe dissertation is devoted to increasing the effectiveness of prosthetic treatment of patients with mandibular single remaining teeth using a modified method of overdentures fabrication.The task of the research: to determine the causes and complications manifestations after restoration of lower jaw dental arch with removable dentures, and their clinical and technological quality indicators; to establish the main diagnostic criteria for choosing a rational treatment method for patients with mandibular single remaining teeth using a topographical and functional scheme of examination data registration; to develop a modified method of overdentures fabrication (choice of the fixation method, obtaining an impression, artificial dental arch forming) for the lower jaw with single remaining teeth; to analyze the results of overdentures and complete removable dentures application on the lower jaw, taking into consideration the range of masticatory efficiency restoration and quality of life related to dental health indicators; to evaluate the effectiveness of the proposed method of functional and aesthetic rehabilitation.The subject of the study: clinical assessment of dental health status based on the parameters of masticatory efficiency analysis in early and remote observation periods and integrated assessment of quality of life related to dental health indicators.The object of the study: quality criteria of functional and aesthetic rehabilitation of patients with mandibular single remaining teeth.The following research methods were used: clinical; additional; special; analytical; statistical.In the process of dissertation work according to research criteria, on the basis of the Dental Medical Center, Department of Prosthetic Dentistry Danylo Halytsky LNMU and Drogobych District Hospital №5 examination of 126 patients was conducted. Patients were divided into 3 groups: main group - 42 people for whom overdentures were fabricated to restore mandibular dental arch; comparison group consisted of 36 patients who were using first time made mandibular complete removable dentures for up to three years; control group - 20 students volunteers with complete dentition, who were involved in the physiological chewing test.At the final stage of the study, we evaluated the effectiveness of the proposed method of functional and aesthetic rehabilitation. For this purpose, objective (physiological masticatory test) and subjective (dental profile questionnaire) methods were used.

Актуальність проведення даного дисертаційного дослідження полягає в створенні нових радіаційно-стійких і механічно стабільних фоточутливих функціональних матеріалів і приладових структур гнучкої оптоелектроніки і термоелектрики із використанням недорогих і придатних для масового виробництва гідрохімічних методів виготовлення наноструктурованих шарів оксиду цинку нелегованого (ZnO) і легованого індієм (ZnO:In) і їх композитів із біополімером наноцелюлозою та наночастинками срібла на поверхні твердих і гнучких плівкових підкладок та тканин. Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому що розроблено гідрохімічні методи виготовлення наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In із високою стійкістю до впливу обробки водневою плазмою тліючого розряду, високих доз опромінення електронним пучком і до жорсткого ультрафіолетового опромінення. Визначено етапи технологічного процесу, які забезпечують оптимальні термоелектричні властивості наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на гнучких підкладках. Досліджено вплив обробок жорстким ультрафіолетовим опроміненням, водневою плазмою тліючого розряду, високими дозами опромінення електронним пучком та відпалами у вакуумі на точкові дефекти і їх комплекси в кристалічній решітці виготовлених гідрохімічними методами наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In. Досліджено умови надання вкритим наноструктурованими плівками ZnO:In тканинам супергідрофобних властивостей за моделлю Кассі-Бакстера і показано вплив ультрафіолетового опромінювання на водовідштольхувальні властивості такого текстилю. Визначено вплив вакансій кисню VO, які виникають внаслідок вакуумних відпалів в наноструктурах ZnO і ZnO:In, на розширення спектру фоточутливості оксиду цинку від ультрафіолетового до видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів. Досліджено вплив локалізованого поверхневого плазмонного резонансу та подвійних бар’єрів Шотткі на межі Ag-ZnO на фоточутливість виготовлених гідрохімічними методами гнучких приладових структур для фотодетекторів фоторезистивного типу відносно світла ультрафіолетового, видимого і ближнього інфрачервоного діапазонів.Отримані результати мають практичне значення. Так в дисертації створено гнучкі покриття для захисту від сонячного ультрафіолету в наземних умовах на основі виготовлених гідрохімічними методами тонких наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на гнучких дешевих поліетилентерефталатних підкладках, які відповідають категорії «відмінно» (50+) міжнародного стандарту ISO 2443:2012(E) «Визначення фотозахисту сонцезахисного покриття UVA in vitro». Виготовлено стабільний в експлуатації супергідрофобний текстиль на основі поліестерової тканини з покриттям із наноструктурованих шарів ZnO:In, який не втрачає своїх водовідштовхувальних властивостей після прання та/або опромінення ультрафіолетом сонячного світла. Створено ефективні гнучкі фоточутливі приладові структури на основі наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках, а також на основі тонкоплівкового нанокомпозиту з наноцелюлозною матрицею та наповнювачем ZnO:In, що є перспективним для використання в новій конструкції біосумісного гнучкого широкосмугового фотодетектора, в якому наноцелюлозна матриця не тільки захищає функціональний напівпровідник ZnO:In від механічних пошкоджень і атмосферного впливу, але також підвищує монохроматичну ампер-ватну чутливість, зовнішню квантову ефективність і специфічну детективність гнучкого широкополосного фотодетектора фоторезистивного типу до рівня кращих сучасних зразків. Створено гнучкі фоточутливі приладові структури для фотодетекторів фоторезистивного типу із підвищеною ефективністю на основі виготовлених гідрохімічними методами на поліімідних підкладках наноструктурованих плівок оксиду цинку ZnO/PI і нанокомпозиту із наночастинками срібла ZnO_Ag/PI, в якому завдяки локалізованому поверхневому плазмонному резонансу та подвійним бар’єрам Шотткі на межі Ag-ZnO збільшено до рівня кращих сучасних зразків гнучких широкополосних фотодетекторів ампер-ватну чутливість, зовнішню квантову ефективність і специфічну детективність. Створено гнучкі тонкоплівкові термоелектричні елементи планарного типу на основі відпалених у вакуумі при 300°C наноструктурованих шарів ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках Виготовлено функціональну приладову структуру гнучкого тонкоплівкового термоелектричного модуля планарного типу на основі наноструктурованого шару ZnO на поліімідній підкладці і показано переваги використання в ньому тонкоплівкових термопар із ТЕ елементами n-типу ZnO/РІ і металічними хромелєвими ТЕ елементами р-типу. Виготовлено гнучкі термоелектричні елементи планарного типу на основі наноструктурованих плівок ZnO і ZnO:In на поліімідних підкладках із тонкоплівковими омічними контактами, вихідні термоелектричні параметри яких відповідають сучасним мініатюрним та гнучким термоелектричним приладам, але мають значну перевагу у собівартості.^UThe relevance of this dissertation research is the creation of new radiation-resistant and mechanically stable photosensitive functional materials and device structures of flexible optoelectronics and thermoelectrics using inexpensive and suitable for mass production hydrochemical methods for obtaining nanostructured layers of zinc oxide undoped (ZnO) and doped with indium (ZnO:In) and their composites with biopolymer nanocellulose and silver nanoparticles on the surface of solid and flexible film substrates and fabrics.The scientific novelty of the obtained results is as follows. Hydrochemical methods have been developed for obtaining nanostructured ZnO and ZnO:In films with high resistance to treatment with glow-discharge hydrogen plasma, irradiation with high doses of an electron beam, and ultraviolet UVC radiation. The stages of the technological process that provide optimal thermoelectric properties of nanostructured ZnO and ZnO:In films on flexible substrates are determined. The influence of treatments with ultraviolet UVC radiation, hydrogen-plasma glow discharge, high doses of electron beam irradiation, and vacuum annealing on point defects and their complexes in the crystal lattice of nanostructured ZnO and ZnO:In films obtained by hydrochemical methods has been studied. The conditions for providing superhydrophobic properties of fabrics with nanostructured ZnO:In films according to the Cassie-Baxter model have been studied, and the effect of ultraviolet radiation on the water-repellent properties of such fabrics has been shown. The influence of VO oxygen vacancies resulting from vacuum annealing in ZnO and ZnO:In nanostructures on the expansion of the zinc oxide photosensitivity spectrum from the ultraviolet to the visible and near-infrared ranges has been determined. The effect of localized surface plasmon resonance and double Schottky barriers at the Ag-ZnO interface on the photosensitivity of flexible device structures of photoconductive photodetectors with respect to ultraviolet, visible, and near-infrared radiation has been studied.The results obtained are of practical importance. Thus, the dissertation created flexible coatings for protection from solar ultraviolet in terrestrial conditions based on thin nanostructured films of ZnO and ZnO:In, obtained by hydrochemical methods on flexible substrates from cheap polyethylene terephthalate, corresponding to the category "excellent" (50+) according to international standard ISO 2443:2012(E) “Determination of sunscreen UVA photoprotection in vitro”. A durable superhydrophobic textile based on polyester fabric coated with nanostructured ZnO:In layers has been obtained, which does not lose its water-repellent properties after washing and/or exposure to ultraviolet rays of sunlight. Efficient flexible light-sensitive device structures based on nanostructured ZnO and ZnO:In films on polyimide substrates, as well as on the basis of a thin-film nanocomposite with a nanocellulose matrix and ZnO:In filler, have been developed. The latter is promising for use in a new photoresistor design, in which the matrix not only protects the ZnO:In functional semiconductor from mechanical damage and atmospheric influences, but also increases the spectral responsivity, external quantum efficiency, and specific detectivity of the flexible broadband photodetector to the level of the best modern samples. Flexible light-sensitive device structures for highly effic ient photoconductive photodetectors based on nanostructured zinc oxide films obtained by hydrochemical methods on polyimide substrates ZnO/PI and on its nanocomposite with silver nanoparticles ZnO_Ag/PI have been developed. In the latest designs of devices, due to localized surface plasmon resonance and double Schottky barriers at the Ag-ZnO interface, the spectral responsivity, external quantum efficiency, and specific detectivity are increased to the level of the best modern samples of flexible broadband photodetectors. Planar flexible thin-film thermoelectric elements are fabricated based on nanostructured ZnO and ZnO:In layers annealed in vacuum at 300°C on polyimide substrates. The functional device structure of thin-film thermocouples with ZnO/PI n-type TE elements and p-type metal chromel TE elements is obtained. Flexible planar thermoelectric elements are made on the basis of nanostructured ZnO and ZnO:In films on polyimide substrates with thin-film ohmic contacts, the output thermoelectric parameters of which correspond to modern miniature and flexible thermoelectric devices, but have a significant cost advantage.The practical results of the work are protected by the patent of Ukraine for a utility model No 150983 ("Manufacturing method of flexible textile thermoelectric module" Publ. Bull. No. 20 dated 18.05.2022). The results of the dissertation were introduced into the technological process by the Limited Liability Company "MYRENERHOKOM" (Kharkіv).

У дисертації вперше в українському мовознавстві здійснено ґрунтовнийрізноаспектний аналіз дискурсу російсько-української інформаційної війни зпогляду лінгвокогнітивістики та психолінгвістики.Досліджено тему протистояння між двома країнами в історичній площині, зокрема увагу приділено мовній об’єктивації подій і явищ періоду визвольних змагань початку ХХ століття, а також докладно вивчено наративи підготовки інформаційного поля до гарячої фази війни в добу незалежности (2003 – 2013 рр.) й наративи періоду збройної агресії (2014 р. – дотепер). Проаналізовано мовний інструментарій, використовуваний Росією з метою маніпулювання суспільною думкою, а також вивчено особливості формування дискурсу українського опору.У процесі аналізу дискурсу інформаційної війни визначено низку йогодиференційних ознак, таких, як: 1) наскрізна сугестивність, що полягає всистематичному впливі на суспільну свідомість; 2) узагальнювальністьучасників комунікації (увага зорієнтована на тому, аби вплинути на великі групинаселення); 3) зрозумілість широкому колу реципієнтів;4) нав’язувана оцінність, яка змушує реципієнта сприймати будь-які поняття в межах категорії добре – погане; 5) необмеженість жанрів; 6) орієнтованість на ментальну картину світу певного суспільства; 7) інформаційна варіативність, щопокликана дезорієнтувати суспільство створенням великої кількости версій тієїсамої події чи явища.Встановлено власне-мовні способи впливу на реципієнта в дискурсівоєнного протистояння, серед них: 1) уведення слова в потрібний мікроконтекст(прийом зв’язки); 2) використання евфемізмів; 3) висловлення у формі трюїзмів/квазітрюїзмів (загальників); 4) вживання слів, сполук, фраз із іллокуцієюзаклику; 5) застосування концептуальних метафор; 6) вдавання до пресупозиційта імпліцитної семантики як засобів маніпуляції; 7) вживання конструкції такзваний та лексеми нібито; 8) маніпулювання прийменниками; 9) послуговуваннядегуманізувальною та демонізувальною лексикою; 10) використання слів зоб’єднувальною семантикою; 11) вживання мовних одиниць із префіксом недо-;12) вилучення важливих слів із публічного дискурсу; 13) заміна ключовихлексем у повідомленні та перейменування; 14) пояснення через заперечення;15) називання понять словами з протилежним значенням; 16) вживання великоїкількости емоційно забарвлених мовних одиниць; 17) онімна маніпуляція.У цілому дискурс інформаційного протистояння досліджено за чотирмааспектами: ворожого знецінення національної картини світу; агресії; опору;асоціативно-семантичних виявів концепту ВІЙНА.Результати дисертації формують методологічну базу для досліджуванняінформаційного дискурсу щодо наявності мовних засобів маніпулятивноговпливу, виявлення прихованих загроз, а також для проведення лінгвістичнихекспертиз у межах законодавства, спрямованого на захист національнихінтересів держави.Ключові слова: інформаційна війна, маніпулятивні мовні засоби, концепт,концептуальна метафора, лінгвомем, фрейм, фабрикований фрейм, фреймовімережі, прийом зв’язки, асоціативно-семантичне поле, асоціативно-семантичнагрупа, мова ворожнечі, дискурс агресії, дискурс опору.^UIn the thesis, for the first time in Ukrainian linguistics, a thorough multi-aspectanalysis of the discourse of the Russian-Ukrainian information warfare is carried outfrom the point of view of linguocognitivistics and psycholinguistics. The topic ofconfrontation between the two countries in the historical dimension is studied,particular attention is paid to the linguistic objectification of events and phenomena of the period of liberation struggle of the early twentieth century, and narratives ofpreparing the information field for the hot phase of the war in the period ofindependence (2003 – 2013) and narratives of the period of armed aggression arestudied in detail (period of 2014 – until now). The language tools used by Russia tomanipulate public opinion are analyzed, and the features of the discourse formation of Ukrainian resistance are studied.In the process of analyzing the discourse of information warfare, a number of itsdifferential features are identified, such as: 1) cross-cutting suggestibility, which means continuous impact on public consciousness; 2) generalizing communicators (attention is focused on influencing large groups of the population); 3) clarity to a wide range of recipients; 4) imposed evaluability, which forces the recipient to perceive any concepts within the category of good - bad; 5) unlimitedness of genres; 6) focus on the mental worldview of a certain society; 7) information variability, designed to disorient society by creating a large number of versions of the same event or phenomenon.The linguistic methods of influencing the recipient in the discourse of militaryconfrontation have been determined, among which: 1) introducing the word into thedesired microcontext (method of linking); 2) the use of euphemisms; 3) expressions in the form of truisms/quasi-truisms (generalizers); 4) the use of words, compounds,phrases with the urging illocation; 5) the use of conceptual metaphors; 6) resorting to presuppositions and implicit semantics as means of manipulation; 7) the use of the constructions so-called and the lexeme allegedly; 8) manipulation of prepositions;9) the use of dehumanizing and demonizing vocabulary; 10) use of words with unifying semantics; 11) the use of language units with the prefix under-; 12) removing important words from public discourse; 13) replacement of key lexemes in the message and renaming them; 14) explanation by objection; 15) naming concepts with words which have opposite meaning; 16) the use of a large number of emotionally colored language units; 17) manipulating proper nouns.On the whole, the discourse of information confrontation is studied in fouraspects: the hostile depreciation of the national worldview; aggression; resistance;associative-semantic manifestations of the concept of WAR.The results of the thesis form the methodological basis for the study ofinformation discourse on the availability of linguistic means of manipulative influence,discovery of hidden threats, as well as for linguistic expertise within the framework of legislation aimed at protecting the national interests of the state.Key words: information warfare, manipulative language means, concept,conceptual metaphor, linguomeme, frame, fabricated frame, frame networks, linkingmethod, associative-semantic field, associative-semantic group, hate speech,aggression discourse, resistance discourse.