Дисертаційна робота присвячена дослідженню процесів формування кисневих вакансій та люмінесцентних центрів за їх участю в нанокристалах CeO2-x, CeO2-ZrO2, CeO2-Y2O3. В роботі показано, що кисневі вакансії в нанокристалах CeO2-x приводять до утворення комплексів Ce3+-V-Ce3+, F0 та F+-центрів. Для нанокристалів змішаних церій-цирконієвих (CeO2 - ZrO2) та церій-ітрієвих (CeO2 - Y2O3) оксидів встановлено, що варіювання концентрації домішкових іонів приводить до перерозподілу співвідношення вмісту комплексів Ce3+-V-Ce3+ та F0-центрів.Показано ключову роль дифузії кисню в окисно-відновних процесах при взаємодії нанокристалів оксиду церію з перекисом водню. Виявлено вплив температури та розмірів нанокристалів на час відновлення інтенсивності Ce3+ люмінесценції наночастинок оксиду церію після додавання перекису водню. Показана можливість використання нанокристалів CeO2-x в якості сенсора концентрації перекису водню в водних розчинах.Ключові слові: нанокристали, кисневі вакансії, оксид церію, люмінесценція.^UThesis for a scientific degree of candidate of science in physics and mathematics by specialty 01.04.10 - Physics of Semiconductors and Dielectrics. - Institute for Single Crystals, Kharkiv, 2019.The thesis is devoted to the study of the processes of formation of oxygen vacancies and luminescent centers with their participation (F-centers, Се3+-V-Ce3+ complexes) in CeO2-x, CeO2-ZrO2, and CeO2-Y2O3 nanocrystals. CeO2-x nanocrystals (nanoceria) are widely investigated nowadays due to their strong oxygen storage and antioxidant properties determined by high oxygen capacity and easy reduction of Ce4+ ions to Ce3+ ones. These properties of nanoceria are in turn determined by both concentration and location of oxygen vacancies in ceria lattice which content can be controlled by variation of treatment atmosphere, nanocrystal size and additional doping of nanoceria by cations with different size or valence.In the thesis for CeO2-x nanocrystals several types of luminescent centers were revealed. For nanocrystals treated in oxidation atmosphere two possible pathways of relaxation of the charge transfer excitation led to intrinsic charge transfer (CT) luminescence and luminescence of F0-centers. Treatment in reducing atmosphere leads to formation of additional luminescent centers (Ce3+-V-Ce3+ complexes). Shallow defects related to F+-centers present near edge of 4f0 band modify sufficiently the processes of excitation relaxation forming excitation traps that provide a series of trapping-retrapping acts during excitation lifetime. The content of oxygen vacancies increases significantly at incorporation of both Y3+ and Zr4+ ions into ceria lattice, and oxygen vacancies are involved in the formation of optical centers of the two types: Ce3+-V-Ce3+ complexes and F0 centers. The ratio between the optical centers of various types can be controlled by varying a concentration of impurity ions and atmosphere of high temperature treatment of nanocrystal. At low concentrations of impurity ions luminescent centers are formed preferably by F0 - centers, and at high concentrations of impurity ions by Ce3+-V-Ce3+ complexes. Ratio between intensities of 5D0-7F1 and 5D0-7F2 spectral lines of Eu3+ ions was used for determination of the content of oxygen vacancies and their location within ceria-zirconia nanocrystal. It was shown that while high-temperature treatment of 50 nm ceria nanocrystal in reducing atmosphere leads only to slight change of the content of oxygen vacancies which are formed preferably near its surface, incorporation of 20% of zirconium ions is manifested in almost tenfold increase of the content of oxygen vacancies as compared to CeO2-x nanocrystal, and these vacancies are formed within whole nanoparticle. The dynamics of nanoceria-oxidant interaction accompanied by reversible Ce3+ - Ce4+ transitions of cerium ions was studied for nanoceria water colloidal solutions using spectroscopic techniques. Interaction of nanoceria with hydrogen peroxide (HP) leads to Ce3+ - Ce4+ oxidation accompanied by quenching of Ce3+ luminescence of nanoceria, and recovery of initial Ce3+ luminescence intensity occurred with sufficient time delay (up to few days). The decisive role of oxygen diffusion within nanoceria volume both on the stages of oxidation of Ce3+ ions (Ce3+ -Ce4+) and their subsequent recovery (Ce4+ - Ce3+) slows down these processes. Both size reduction and temperature increase facilitate recovery of initial Ce3+ content in nanoceria.Luminescence of Ce3+ ions in nanoceria was used to provide a new application of nanoceria for detection and quantification of hydrogen peroxide content in water solutions. HP sensing was based on the reversible shift of Ce3+- Ce4+ balance in ceria nanoparticles as a result of nanoceria-oxidant interaction. Intensity of 5d-4f luminescence of Ce3+ ions in nanoceria decreases at increase of hydrogen peroxide concentration in water solutions and, the dependence of Ce3+ luminescence intensity on HP concentration is linear in semilogarithmic coordinates. The intensity of Ce3+ luminescence 10 min after HP addition is independent on the temperature of the solution up to 52 C. In this way, nanoceria can be applied as an efficient hydrogen peroxide sensor in water solutions with temperature stable response.Key words: nanocrystals, oxygen vacancies, cerium oxide, luminescence.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.10 - фізика напівпровідників і діелектриків Інститут монокристалів НАН України, Харків, 2018. Досліджені процеси радіаційного пошкодження кристалів CsI:Tl і роль наведених опроміненням центрів забарвлення в процесі переносу енергії до Tl+-центрів світіння. Встановлено, що на утворення і релаксацію активаторних центрів забарвлення впливає пластична деформація, терміч-на та оптична обробка кристала, а також наявність CO32- - іонів. Абсорб-ційні властивості активаторних центрів забарвлення двох типів інтерпре-туються в рамках моделі, відповідно до якої вони являють собою домiш-ково-вакансiйнi диполi Tl0va+ і Tl2+vс-, в яких електронний Tl0 і дірковий Tl2+ центри збурені сусідньою аніонною і катіонною вакансією, відповідно. При збудженні кристала CsI:Tl світлом з області ближнього ультрафіолету виникає струм об'ємної провідності, що обумовлений переносом електрона з I- на Tl+ іон. Перенос заряду ініціює утворення Tl0 центра і захват зонної дірки домішково-вакансійним диполем CO32-va+ з утворенням однозаряд-ного CO3--іона і вивільненням аніонної вакансії, що в процесі дифузії захо-плюється Tl0-центром. Tl0va+ і Tl2+vс- центри приймають участь у сцинтиля-ційному процесі, отримуючи резонансним шляхом енергію від Tl+ центрів. Деградація світлового виходу опромінених кристалів CsI:Tl обумовлена випромінювальним переносом енергії від Tl+ до Tl0va+ центрів, світіння яких погашено при температурах, що перевершують 200К. Безвипроміню-вальний перенос енергії від Tl+ до Tl2+vс- центрів призводить до довгохви-льового спектрального зсуву і зміни форми сцинтиляційного імпульсу. Ключові слова: йодид цезію, іон талію, центр забарвлення, опромінення, перенос заряду, люмінесценція, поглинання, вакансія.^UThesis for a scientific degree of candidate of science in physics and mathematics by specialty 01.04.10 - Physics of Semiconductors and Dielectrics. - Institute for Single Crystals, Kharkiv, 2018. The radiative damage of CsI:Tl crystals and the role of color centers induced by irradiation in the process of energy transfer to Tl+ luminescence centers are studied. It is found that deformation, thermal and optical processing of the crystal, as well as the presence of CO32- ions affect the processes of formation and relaxation of the activator color centers. The properties of the induced absorption are explained in terms of absorption of impurity vacancy dipoles Tl0va+ і Tl2+vс-, where the electronic Tl0 and hole Tl2+ centers are perturbed by a neighbor anionic va+ and cationic vс- vacancies, respectively. A volumetric conductivity current excited by near-ultraviolet arise due to the transfer of the electron from I- to the Tl+ ion in CsI:Tl crystal. The charge transfer initiates the formation of Tl0 center and the capture of the hole by the impurity vacancy dipole CO32-va+ with the formation of CO3- ion and the release of the anionic vacancy va+ to be captured by Tl0 center in the diffusion process. Tl0va+ and Tl2+vс- centers participate in scintillation process to get energy from Tl+ emission centers by resonance. Degradation of the light yield of а irradiated CsI:Tl crystal is due to the radiative energy transfer from Tl+ to Tl0va+ centers, whose emission is quenching at temperature above 210 K. Non-radiative energy transfer from Tl+ to Tl2+vc- centers results in long-wave spectral shifts and the duration increase of the scintillation pulse. Key words: cesium iodide, ion thallium, color center, charge transfer, luminescence, absorption, vacancy.

Робота присвячена визначенню впливу складу активаторних домішок на формування структурних зарядокоменсуючих дефектів і властивості лазерних монокристалів PbMoO4:Nd і PbWO4:Nd. Методами рентгенівської дифракції, діелектричної та оптичної спектроскопії встановлені типи і визначені концентрації точкових дефектів в монокристалах PbMoO4:Nd і PbWO4:Nd в залежності від складу активаторних домішок і концентрацій неодиму, запропоновані структури активаторних центрів з урахуванням відповідних механізмів зарядової компенсації. Встановлено, що в вирощених методом Чохральського кристалах PbMoO4:Nd3+: іони Nd3+ займають кристалографічну позицію свинцю, вакансії кисню відсутні; для кристалів, вирощених із розплавів PbMoO4-Nd2O3, PbMoO4-Nd2(MoO4)3, PbMoO4-NaNd(MoO4)2 визначені концентрації вакансій молібдену, а для кристалів вирощених з розплаву PbMoO4-NdNbO4 встановлена їх відсутність; локальне оточення Nd залежить від складу активаторних домішок Nd2O3, NdNbO4, Nd2(MoO4)3, NaNd(MoO4)2. Вирощування кристалів PbMoO4:Nd3+ із розплавів PbMoO4-Nd2O3 і PbMoO4-NdNbO4 призводить до формування одного типу активаторних центрів, а із розплавів PbMoO4-Nd2(MoO4)3 і PbMoO4-NaNd(MoO4)2 – двох і більше. Для кристалів PbWO4:Nd3+, вирощених із розплавів PbWO4-Nd2(WO4)3 встановлена трансформація активаторного центру при збільшенні концентрації неодиму в кристалі з 0,48 до 0,55 ат.%. Максимальну променеву стійкість 90 Дж/см2 демонструє кристал PbMoO4:Nd3+ з одним типом активаторних центрів, активований Nd2O3. Променева стійкість кристалів PbMoO4:Nd3+, які мають два та більше активаторних центрів, та до складу яких входить співактиватор (Nb і Na) знаходиться в інтервалі 25-60 Дж/см2 (активація домішками Nd2(MoO4)3 NdNbO4, і NaNd(MoO4)2). На основі визначених структур активаторних центрів в кристалах PbMoO4:Nd3+, PbWO4:Nd3+ в залежності від концентрації неодиму і способу його введення в кристали, вибрані оптимальні склади активаторних домішок та умови отримання кристалів для виготовлення вдосконалених елементів ВКР лазерів.^UThe work is devoted to determination of affection of dopant composition on formation of compensating charge defects and properties of PbMoO4:Nd3+ and PbWO4:Nd3+ laser single crystals. Types and concentrations of point defects are determined in PbMoO4:Nd3+ and PbWO4:Nd3+ single crystals in depending on activator composition and Nd concentration by means of X-ray diffraction, dielectric and optic spectroscopy. Taking into account a mechanism of charge compensation, the models of activator centers are proposed. It was established, that in the grown by Czochralski method PbMoO4:Nd3+ single crystals: Nd3+ ions occupied the Pb crystallographic site, oxygen vacancies were not determined; the concentrations of molybdenum vacancies were determined for the crystals grown from PbMoO4-Nd2O3, PbMoO4-Nd2(MoO4)3, PbMoO4-NaNd(MoO4)2 melts; molybdenum vacancies were not determined for the crystal grown from PbMoO4-NdNbO4 melt; local surrounding of Nd in the crystal lattice depends on composition of Nd2O3, NdNbO4, Nd2(MoO4)3, NaNd(MoO4)2 dopants. The PbMoO4:Nd3+ crystal growth from PbMoO4-Nd2O3 and PbMoO4-NdNbO4 melts leads to one type activator center formation, from PbMoO4-Nd2(MoO4)3 and PbMoO4-NaNd(MoO4)2 – more than one. For PbWO4:Nd3+, crystal grown from PbWO4-Nd2(WO4)3 melt the transformation of activator center was determined under the change of Nd concentration from 0.48 to 0.55 аt.%. PbMoO4:Nd3+ crystals doped by Nd2O3 contain one type of activator center and demonstrate the highest value of damage threshold of 90 J/cm2. Damage threshold of the crystals containing two and more activator center and co-dopants lays in the interval of 25-60 J/cm2 (NdNbO4, Nd2(MoO4)3, NaNd(MoO4)2 dopants). On the base of determined activator center models in depending on Nd concentration and dopant composition, optimum dopant compositions and crystal growth conditions for production of improved SRS laser elements were chosen.

Дисертацію присвячено дослідженню і розробці моделей для опису закономірностей енергетичного спектру пасток в об'ємних та мікрокристалах з правильною та деформованою кристалічною граткою, а також наночастинках. Визначено, що енергії активації в лужногалоїдних кристалах утворюють серії значень кратних коливальному кванту, що відповідає локальній коливальній моді молекули галоїду (Н-центру). Запропоновано поєднання методу моделювання форми контурів піків термолюмінесценції разом з методом часткового висвічування, це дає можливість розширити спектр матеріалів, для яких енергії активації пасток можна визначити з високою точністю. Вперше проведено порівняльне дослідження низькотемпературної термо-люмінесценції мікро-, монокристалів та наночастинок CdSe та CdS, з результатів якого слідує, що глибина залягання енергетичних рівнів дефектів практично не змінюється для наночастинок в порівнянні з об'ємними кристалами.Виявлено, що порушення структури кристалічної гратки ZrO2:Y2O3, призво-дить до розкиду енергетичних положень рівнів пасток, а піки термолюмінесценції зазнають уширення. На основі запропонованої моделі знайдено аналітичну функцію для апроксимації контурів піків термолюмінесценції в разі уширення.^UThesis is dedicated to the study and development of models for describing the regularities in energy spectrum of traps (point defects) in bulk and microcrystals with an ideal and deformed crystal lattice and nanoparticles. The investigations were carried out by the methods of thermoluminescence, photoluminescence, Raman scattering, and also by the methods of mathematical modeling. Alkaline halide crystals have been used as a good model material for studying regularities in the energy spectrum of traps, mainly due to the simple crystalline structure and the nature of chemical bonds. It is determined that the activation energies of traps in alkaline halide crystals form the oscillatory series with the vibrational quantum. The energy of the quantum in oscillator regularity corresponds to the local vibration mode of the halide molecule (H-center).The mathematical modeling of the contours of the thermoluminescence peaks makes it possible to decompose the thermoluminescence curve on the components. Activation energy of traps is obtained as parameters of approximation. The combination of the initial rise method and the method of peaks approximation allows to expand the range of materials for which the activation energy of traps can be determined with high accuracy. The comparative investigations of the low-temperature thermoluminescence of micro-, single crystals and nanoparticles of CdSe and CdS has been made for the first time. The activation energy of most traps is slightly changing (within a few hundredths eV) from single crystal to microcrystalline specimens and further to nanoparticles. For example, the activation energies of traps corresponding to the high-temperature peaks in CdSe coincide within ± 0.02 eV, and the positions of the maxima change slightly for all samples of CdSe. Accordingly, the difference in depth of traps (energy levels of points defects) for nanoparticles was not detected in comparison with bulk crystals.The study of the thermoluminescence of nanosized powders ZrO2:Y2O3, with different percentages of Y2O3 (used to stabilize the tetragonal or cubic structure of zirconium dioxide) was performed. It was found that in ZrO2:Y2O3 crystall lattice disorder and the inhomogeneous distribution of oxygen vacancies cause the activation energies variation and broadening of the thermoluminescence peaks. The full width at half maximum of the activation energy distribution in ZrO2:Y2O3 is from 0.05 to 0.07 eV for the samples with various Y2O3 concentrations. The equation describing the contour of the broaden thermoluminescence peaks was proposed. A model of thermoluminescence of ZrO2:Y2O3 is proposed. In this model O–-centers act as traps and the centers of recombination are F+ or T-centers: the hole releases from the trap and recombines at the electronic center. Such mechanism is confirmed by the results of comparison of the temperature dependence of the photoluminescence spectra that demonstrate their different behavior before and after the accumulation of lightsum (vacant and filled traps, respectively). The traps empting and the change in the charge state of point defects (in particular, F+ and T-centers) affect on radiative and non-radiative recombination process. Consequently, the change of the intensity of photoluminescence at a constant intensity of excitation is observed.

У роботі досліджується актуальна проблема сучасної фізики твердого тіла, яка пов'язана із дослідженням оптичних властивостей перспективних функціональних матеріалів – фазозмінних халькогенідних сполук та дифосфідів. В роботі проведено комплексне, систематичне та послідовне дослідження фізичних закономірностей та механізмів впливу невпорядкування на оптичні властивості фазозмінних халькогенідних матеріалів та дифосфідів цинку та кадмію. Встановлено, що фазозмінні халькогенідні матеріали Ge-Sb-Te в аморфному стані демонструють композиційні залежності коливальних властивостей. Методами спектроскопії ІЧ відбивання в широкому діапазоні температур визначено композиційно-залежний вплив структруного невпорядкування на оптичні властивості фазозмінних халькогенідних матеріалів (GeTe)x(Sb2Te3)1-x в аморфному стані. Важливим результатом є те, що отримані композиційні залежності дають змогу передбачити коливальні властивості інших сполук ряду GeTe-Sb2Te3. Показано, що кристалізація халькогенідних матеріалів Ge-Sb-Te супроводжується зміною хімічного зв'язку з ковалентного на резонансний зв'язок, який є окремим випадком ковалентного зв'язку. Цей тип зв'язку проявляється у великих значеннях високочастотної діелектричної проникності, зростанні пікового значення уявної частини діелектричної проникності в діапазоні міжзонних переходів електронів, а також у змінах коливальних властивостей. Проаналізовано вплив структурного невпорядкування на оптичні властивості фазозмінних халькогенідів в кристалічному стані. Показано, що зміною міри структурного невпорядкування можна отримувати наперед передбачувані оптичні властивості цих сполук в широкому спектральному діапазоні. Досліджено вплив термоіндукованого невпорядкування на ІЧ- та КРС-активні фонони в дифосфідах цинку та кадмію. Отримані результати продемонстрували анізотропію впливу термоіндукованого невпорядкування на коливальні властивості дифосфідів цинку та кадмію. Цей ефект пояснюються деформацією фосфорних ланцюгів при зміні температури шляхом зміни довжин і кутів зв'язків між атомами фосфору. Досліджено вплив структурного невпорядкування на оптичні властивості дифосфіду кадмію. Структурне невпорядкування в досліджених зразках було спричинене введенням домішки в катіонну підґратку та наявністю вакансій в катіонній та аніонній підґратках^UThe dissertation deals with an important problem of modern solid state physics, such as a study of the optical properties of promising functional materials — phase-change chalcogenide compounds and diphosphides. A comprehensive, systematic and consistent study of the physical regularities and mechanisms of the influence of disorder on the optical properties of phase-change chalcogenide materials and zinc and cadmium diphosphides was carried out. It was found that phase-change chalcogenide materials Ge-Sb-Te in the amorphous state demonstrate compositional dependences of vibrational properties. Composition-dependent influence of structural disorder on the optical properties of phase-change chalcogenide materials (GeTe)x(Sb2Te3)1-x in the amorphous state was determined by IR reflectance spectroscopy in a wide temperature range. An important result is that the obtained compositional dependences make it possible to predict the vibrational properties of other compounds of the GeTe-Sb2Te3 line. It was shown that the crystallization of chalcogenide materials Ge-Sb-Te is accompanied by a change in the chemical bonding from covalent to resonant bonding, which is a special case of covalent bonding. This type of coupling is manifested in large values of the high-frequency permittivity, an increase in the peak value of the imaginary part of the permittivity in the range of electron interband transitions, and also in changes in vibrational properties. The influence of structural disorder on the optical properties of phase-change chalcogenides in the crystalline state has been analyzed. It has been shown that by changing the measure of structural disorder, it is possible to obtain tailored optical properties of these compounds in a wide spectral range. The effect of thermally induced disorder on IR and Raman-active phonons in zinc and cadmium diphosphides has been studied. The results have demonstrated the anisotropy of the effect of thermally induced disorder on the vibrational properties of zinc and cadmium diphosphides. This effect is explained by the deformation of phosphorus chains when the temperature changes by changing the lengths and angles of bonds between phosphorus atoms. The effect of structural disorder on the optical properties of cadmium diphosphide has been studied. The structural disorder in the studied samples was caused by the introduction of an impurity into the cationic sublattice and the presence of vacancies in the cationic and anionic sublattices

Дисертація присвячена вивченню закономірностей впливу компонентного складу, дефектоутворення, -опромінення, температури на процеси поглинання, механізми випромінювання у халькогенідних монокристалах і склоподібних сплавах легованих ербієм. Проаналізовано вплив модифікуючих та легуючих домішок на оптичні властивості халькогенідів. Встановлено механізми збудження, випромінювальної / безвипромінювальної релаксації випромінюючих центрів та досліджено нелінійно-оптичні властивості у халькогенідних склоподібних сплавах. На основі моделі енергетичних рівнів в іонах Er3+ проілюстровано шляхи переходу іонів Er3+ у збуджені стани та виникнення ФЛ внаслідок безвипромінювальної релаксації зі збудженого стану вищої енергії або / та кросрелаксаційних процесів між сусідніми іонами ербію. Виявлено високу чутливість ФЛ випромінювання до температурних змін в халькогенідних стеклах та радіаційну стійкість щодо -опромінення в монокристалічних халькогенідах. Встановлено, що радіаційно-індуковані дефекти в склоподібних сплавах Er2S3–Ag0,05Ga0,05Ge0,95S2 впливають на ФЛ властивості, обумовлюють зміну механізму виникнення збуджених станів та випромінювальну релаксацію в іонах Er3+. Експериментальні результати ЕПР досліджень та їх теоретичний аналіз свідчить, що зміна концентрації парамагнітних центрів від часу відпалу обумовлена рухом вакансій та релаксацією склоутворюючої матриці. Доведено, що в досліджених склоподібих сплавах γ-індукованими парамагнітними центрами є Ga-VS.^UThe thesis is devoted to the studying the patterns of influence of component composition, defect formation, -irradiation, and temperature on absorption processes, emission mechanisms in chalcogenide single crystals and erbium-doped glassy alloys. The influence of modifying and doping impurities on the optical properties of chalcogenides is analyzed. The study of the optical absorption spectra of the erbium-doped chalcogenide semiconductors showed that the narrow absorption bands, which are associated with transitions of Er3+ ions in the f-shell, appear in the impurity absorption region. It is established of excitation mechanisms, emitting / non- emitting relaxation of emission centers and the study of nonlinear optical properties in chalcogenide glassy alloys. The model of energy levels in Er3+ ions denote the ways of transition of Er3+ ions into the excited states and occurrence of photoluminescence due to non-emitting relaxation from the excited state of higher energy and / or cross-relaxation processes between neighboring erbium ions. It was found the high sensitivity of photoluminescence emission to the temperature changes in chalcogenide glasses and radiation resistance to -irradiation of single crystals. The radiation-induced defects in the glassy alloys of Er2S3–Ag0,05Ga0,05Ge0,95S2 affect the photoluminescence properties, cause a change in mechanism of occurrence of excitation states and emitting relaxation in Er3+ ions. Experimental results of EPR and theoretical analysis show that the change in concentration of paramagnetic centers from time of annealing is stipulated by the movement of vacancies (fast component) and relaxation of glass-forming matrix (long-term component). It is proved that -induced paramagnetic centers in the glassy alloys under study are Ga-VS.

Дисертація присвячена розробці та впровадженню нових методів вивчення сильно розрідженого дифузного середовища у полі жорсткого випромінювання для практичного користування. Дифузне середовище містить розріджений газ, молекули та пил. Поле жорсткого випромінювання складається з космічних променів (КП) – протонів та α-частинок, електронів та позитронів, γ- та рентгенівських квантів. Вивчено взаємодію компонентів КП із вказаною речовиною, тобто позитронів з атомами, молекулами та пилом в молодих оболонках наднових (далі МОН), які містять радіоактивний ізотоп титану (_22^44)Ti, який є початковим елементом ланцюга радіоактивних β-перетворень (_22^44)Ti□(→┴(85 років) ) (_21^44)Sc □(→┴(6 годин) ) (_20^44)Ca . У момент розпаду кожним ізотопом (_21^44)Sc випромінюються γ- та жорсткі рентгенівські кванти ядерного походження та швидкий позитрон. Тому розв'язання задачі на отримання радіаційного відгуку від продуктів розпаду (_22^44)Ti є частиною нового розділу позитронної спектроскопії дифузного середовища. У цьому випадку автором запропоновано пов'язати анігіляційні лінії, отримані внаслідок анігіляції позитронів із вільними та атомними електронами з кінематичними характеристиками атомів дифузного середовища. Гальмування позитронів у газопилових конгломератах тим актуальніше, якщо їх енергетичні втрати будують одночасно емісійний спектр у м'якому рентгенівському та γ-діапазонах. Обґрунтовано нові критерії діагностики розглянутого середовища і запропоновано та розроблено фізичний формалізм, що є основою для спектрального аналізу радіоактивних дифузних середовищ МОН та АЯГ. Розроблено нові моделі кінематичного стану дифузного газу у випадку інтенсивної перебудови ядер радіоактивних елементів та побудовано нову модель формування спектральних ліній ізотопів (_20^44)Ca та (_20^40)Ca в оптичних та γ-спектрах молодих оболонок наднових. Автором отримано рівняння стану електронних оболонок атомних систем, у яких спостерігається однофотонна анігіляція швидкого позитрона К-електроном, після його гальмування до енергії зв'язку атомного К-електрона. Селекція отриманих рішень дозволила пов'язати такі параметри зіткнень: початкова енергія позитрона - E_p, енергія віддачі ядра E_n, допплерівське поширення лінії Δ_D. Аналіз перерізів процесів однофотонної анігіляції у сукупності з іншими спектроскопічними проявами, до яких належать і оже-спектроскопія, дозволило зробити висновки і пов'язати прояви фізичної системи у γ-діапазоні з УФ-, оптичному та ІЧ- спектрах. У дисертаційному дослідженні отримано зв'язок між однофотонною анігіляцією атомів та їх проявами в довгохвильових спектрах. Доплерівське розширення Δ_D при цьому має найбільше значення в оптиці та ІЧ-спектрах атомних ліній. У той же час, Δ_D у вказаних спектральних інтервалах значно перевищує природну ширину дифузних ліній, що було отримано для більшості астрофізично важливих елементів. Одночасно для тих самих систем розроблено та застосовано оже-спектроскопію, що складається зі спектрів каскадних переходів у верхніх електронних оболонках на К-, рідше L-вакансії та електронів, зірваних із верхніх електронних рівнів за рахунок оже-ефекту. Такі електрони роблять енергетичну функцію розподілу електронів – F(E) двокомпонентною. Це нижня (за меньшою енергією) компонента – максвеллівська (рівноважна), та оже-компонента. В роботі [13*] надруковано базові таблиці спектроскопічних даних та відповідний розподіл між кількістю та енергією оже-електронів для кожного атома, та відповідне радіаційне поле зазначених вище радіаційних каскадів переходів. Відзначимо, що надруковані результати є фундаментальними для кожного атома характеристиками. З отриманих результатів зроблено висновок про внесок у подальшу рекомбінацію та іонізацію атомів дифузного середовища. Розроблено формалізм дії оже-ефекту в пилу, впливу на процеси конденсації у МОН ІІ типу. Розглянуто розсіяння м'якого рентгенівського випромінювання на частинках пилу нано-розмірів [16*], [17*]. Такі оптичні спектри було отримано для МОН SN 1987A на телескопі «Габбл» у січні 1995 року.^UThe dissertation is devoted to development and introduction for practical use of new methods of studying of strongly discharged diffuse medium in the field of rigid radiation. The diffuse medium contains dilute gas, molecules and dust. The field of hard radiation consists of cosmic rays (CR) - protons and α-particles, electrons and positrons, γ - and X-ray quanta. The interaction of CR components with the specified substance is studied. That is, positrons with atoms, molecules and dust in young supernovae of type II, which contain the radioactive isotope of titanium (_22^44)Ti, , which is the initial element of the chain of radioactive transformations of the β-species (_22^44)Ti□(→┴(85 y) ) (_21^44)Sc □(→┴(6 h) ) (_20^44)Ca and the isotope (_21^44)Sc is a source of positrons. At the moment of decay, each isotope (_21^44)Sc emits γ- and rigid X-ray quanta of nuclear origin and a fast positron. The solution of the problem of obtaining the radiation response from decay products (_22^44)Ti is part of a new field of the positron spectroscopy of the diffuse medium. In this case, the author proposes to connect the annihilation lines contained as a result of annihilation of positrons with atomic electrons and kinematic characteristics of the atoms of the diffuse medium. The Inhibition of positrons in gas-dust conglomerates is all the more relevant if their energy losses simultaneously build up the emission spectrum from the optical to the soft γ-range. Some new criteria for diagnostics of the considered environment are substantiated. The physical formalism is proposed, developed, and was founded for the spectral analysis in radioactive diffuse media of the young supernovae and AGN shells. A new model of the kinematic state of the diffuse gas in the case of intensive rearrangement of the nuclei of radioactive elements and a new model of the formation of spectral lines of isotopes of (_20^44)Ca and (_20^40)Ca in the optical and γ-spectra of young supernova shells are constructed. An analysis of the state of the electronic shells of atomic systems is connected with a single-photon annihilation of a fast positron by atomic K-electrons. In this case, the positron is inhibited until its kinetic energy decreases to the binding energy of the atomic K-electrons.The selection of the received solutions is allowed to connect of the following collision parameters: the initial positron energy -E_p, the recoil energy of the nucleus E_n, and to estimate the Doppler propagation of the optical line Δ_D. The analysis of cross sections of single-photon annihilation processes, in combination with Auger spectroscopy, allowed us to draw conclusions about the structure of the radiation field and the manifestations of the physical system in the energy intervals from soft X-ray to IR- spectra. In the dissertation are tested connection between one-photon annihilation in atoms and their displays in the specified more long-wave spectra are received. The Doppler broadening Δ_D has the greatest values in the optics and IR spectra of atomic lines. At the same time, Δ_D in the specified spectral intervals considerably exceeds the width of a diffuse line (within orders) that was received for the mane number of the important in astrophysics elements. For the same systems, the author previously developed and applied Auger spectroscopy, which consists of spectra of cascade transitions in the upper electron shells to K-, less often L-vacancies and electrons detached from the upper levels due to the Auger effect. Therefore, Auger electrons form an energy distribution function of electrons - F (E) of two components. Here the smaller component with energy is Maxwell's (equilibrium), and the Auger component with higher energy. In the dissertation the basic tables of spectroscopic data and the corresponding distribution between quantity and energy of Auger electrons for each atom are printed. Depending on the chemical composition, a corresponding radiation field with the source function S (E) is formed. Note that the printed results have basic spectroscopic characteristics for each atom. The conclusion about the contribution to the further recombination and ionization of the atoms of the diffuse medium is made. The formalism of the Auger effect in dust, the effect on the condensation process in young shells of type II supernovae has been developed. It has been found that in the field of hard radiation, the scattering of soft X-rays is more efficient than without it due to the larger proportion of nano-sized dust. Only the fact of the presence of optical spectra in the young shell SNR 1987A on the Hubble telescope in January 1995 for the eighth year after the explosion gave a reasonable opportunity to consider the uncertain to this new source of excitation in a young shell of the supernova SNR 1987A.

Дисертація присвячена: дослідженню структурних і емісійних характеристик металевих і вуглецевих нано- та пікорозмірних об'єктів в умовах надпотужних електричних полів, розробці методів аналізу таких об'єктів за допомогою польових емісійних мікроскопів, встановленню особливостей формування польових електронних і іонних зображень вістрійних об'єктів в умовах зменшення їх розмірів до субнанометрового рівня, розробці високопольового методу отримання пікорозмірних об'єктів і реалізації в нанорозмірних об'єктах вольфраму і молібдену надміцних станів, визначенню максимально досяжних рівнів міцності нано- та пікорозмірних об'єктів і вивченню їх термічної і радіаційної стійкості. В роботі розглянуті питання підвищення розрізнення польових емісійних мікроскопів шляхом зменшення об'єктів дослідження. Реалізовано високопольовий метод виготовлення гранично малих вістрійних об'єктів - моноатомних вуглецевих ланцюжків (карбінів). Розроблено аналітичну модель розрізнення польових іонних зображень об'єктів, атомного масштабу. Встановлено, що перехід до зразків субнанометрового розміру призводить до підвищення теоретичної межі розрізнення польових іонних зображень до 0.14 ± 0.02 Å. Використовуючи надвисоке розрізнення, вперше експериментально виявлено димерні вуглецеві ланцюжки і елементарні субнанотрубки, стабільність яких передбачена теоретично. Встановлено. що будова субнонотрубок істотно відрізняється від структури фуллеренових і має вигляд стопки вуглецевих пентагональних кілець з прямокутними бічними гранями. Вперше отримані динамічні зображення вуглецевих ланцюжків зі зламами в процесі стереоконформаційнних перетворень і обертальних коливань. Досліджено емісійні властивості карбінових ланцюжків в інтервалі польових електронних струмів (10-9- 10 - 5А). Встановлено лінійність їх вольт-амперних характеристик в координатах Фаулера-Нордгейма. Максимальна щільність струму в моноатомних вуглецевих ланцюжках може сягати значень 3 × 1013 А / м2. Вперше отримано польові електронні зображення кінцевого атома вуглецевої ланцюжка, у вигляді молекулярних орбіталей в різних квантових станах. Зафіксовані оборотні спонтанні переходи з одного квантового стану в інший. Показано, що такі переходи можуть бути пов'язані зі структурними поліін-кумуленовими трансформаціями вуглецевих ланцюжків, що викликані зміною гібридизації в місці кріплення ланцюжка до графену внаслідок хемосорбції атомарного водню. Шляхом навантаження поверхневими силами Максвелла досліджено механічні характеристики пікорозмірних об'єктів. Міцність моноатомних вуглецевих ланцюжків на розтягнення склала 245 ГПа при 5K, а максимальні значення міцності нанолистів графена досягали 99ГПа при 77К. Методами комп'ютерного моделювання досліджено процеси руйнування вуглецевих ланцюжків і їх стабільність у часі при високих температурах. Встановлено, що при кімнатних температурах і вище локальні значення відносної деформації зв'язків в ланцюжках можуть істотно перевищувати критичні значення деформації атомних зв'язків при 0К, не приводячи до руйнування.На ідеальних бездефектних зразках отримано значення граничної міцності нанорозмірних вольфрамових і молібденових об'єктів, яке склало 21,9 ГПа для вольфраму і 13.5 ГПа для молібдену. Показано, що виникнення бездефектного стану у вістрійних зразках відбувається при гігапаскальному рівні навантаження и має місце ще до початку процесів руйнування. Шляхом механічного навантаження бікристальних нанозразків електричним полем визначено когезійну міцність несумірних меж зерен в вольфрамі, яка лежить в межах від 12,5 ГПа до 20,4 ГПа. Досліджено ерозію поверхні вольфраму при низькоенергетичному опроміненні гелієм. Визначено спектр поверхневих дефектів і особливості їх взаємного розташування на плоских ділянках поверхні з низькими індексами Міллера. Виявлено існування явища далекодіючої підповерхнової взаємодії власних міжвузлових атомів з адатомами радіаційного походження, яке призводить ло впорядкованного формування поверхневих ланцюжків радіаційних адатомів з відстанями, що істотно перевищують пряму міжатомну взаємодію. Методами математичного моделювання і польової іонної мікроскопії досліджено еволюцію поверхневих радіаційних дефектів при опроміненні. Виявлено процес колективного зміщення значних груп поверхневих атомів, що забезпечує радіаційно-стимульоване самолікування лінійних кластерів поверхневих ваканс, який може бути описаний в рамках делокалізованних поверхневих вакансій - воідіонів. Розроблено високопольовий метод експериментального визначення енергії утворення міжвузлових атомів на межах зерен, який дав можливість зробити висновок про зниження зерномежевої рухливості міжвузлових атомів відносно об'єму. Зроблен висновок про можливість одновимірного характеру міграції власних міжвузлових атомів в вольфрамі.^UThe dissertation is devoted to: the study of the structural and emission characteristics of metallic and carbon nano- and pico-sized objects under of superstrong electric fields the determination of the formation features of field emission images of pointed objects at their size reduction to subnanometer level, the development of high-field fabrication methods and mechanical loading of nano- and pico-sized objects to determine their strength, the investigation of thermal and radiation resistance of such objects. A high-field method for manufacturing extremely small pointed objects - monoatomic carbon chains (carbines) has been implemented. An extremely high level of resolution of field emission images has been achieved on the chains. The images of the upper atoms of the chains in the form of molecular orbitals were obtained. For the first time the dimeric carbon chains and elementary subnanotubes, which stability are predicted theoretically, have been experimentally discovered by ultra-high resolution. The emission properties of carbine chains are investigated and the linearity of their current-voltage characteristics in the Fowler-Nordheim coordinates is established. The strength of monatomic carbon chains and graphene nanosheets was experimentally determined by the Maxwell surface forces loading. The ultimate strength of tungsten and molybdenum nanoobjects was measured and the values of the cohesive strength of grain boundaries were obtained. The erosion of the tungsten surface under low-energy helium irradiation is investigated. The phenomenon of long-range interaction of own interstitial atoms with adatoms of radiation origin was discovered. The evolution of surface radiation defects under irradiation was investigated by methods of mathematical computer modeling. The process of collective movement of significant surface atoms groups is revealed. This process provides the radiation-stimulated self-healing of surface vacancies linear clusters and can be described in terms of delocalized surface vacancies - voidions.A high-field method for the experimental determination of the energy of formation of interstitial atoms at grain boundaries has been developed. It made possible to conclude the grain-boundary mobility of interstitial atoms is low. The analysis of the accumulation of radiation vacancies in tungsten nanocrystals of various sizes is carried out. The obtained data indicates the migration of own interstitial atoms in the volume is one-dimensional.

У дисертаційній роботі запропоновано теоретичний метод знаходження рухливості дислокацій в квазікристалі з використанням основних співвідношень термодинаміки і гідродинаміки та особливостей структури квазікристала, наявності вакансій і фазонів. Знайдено вирази для рухливості дислокацій в ікосаедричному квазікристалі з урахуванням перерозподілу концентрації вакансій та непружних перетворень, пов'язаних з фазонними деформаціями. Самоподібний розв'язок рівнянь динаміки полів зміщень дислокації в квазікристалі дозволив знайти безпосередні вирази для внесків пружних деформацій, в'язкого плину, фазонних дефектів, взаємодії пружних полів з дилатаціями, викликаними вакансіями. На основі відомих механізмів радіаційного розпухання кристалів описані моделі цього явища в квазікристалах. Cформульовано систему рівнянь балансу для власних точкових і фазонних дефектів. Показано, що швидкість розпухання квазікристалів є меншою, ніж швидкість розпухання кристалів. Чисельними методами знайдено ефективність поглинання точкових дефектів дислокаційною петлею з комплементарним кільцем фазонних дефектів. Показано, що фазони суттєво зменшують преференціальне поглинання міжвузлових атомів дислокацією, внаслідок чого квазікристалічні матеріали повинні мати підвищену стійкість до вакансійного розпухання. Фазонні дефекти розглядаються в моделі незбіжних вузлів в площині зсуву неперіодичної структури. Показано, що фазони істотно знижують преференс дислокацій до міжвузлових атомів. Тому очікується, що квазікристалічні матеріали будуть проявляти підвищений опір вакансійному розпуханню.^UA theoretical method of finding dislocation mobility in quasicrystals is proposed in the thesis using basic relations of thermodynamics and hydrodynamics and taking into account peculiarities of quasicrystal structure, the presence of vacancies and phasons. The expressions for dislocation mobility in an icosahedral quasicrystal are found taking into account the redistribution of vacancy concentration and inelastic transformations related to phason deformations. Direct expressions for the contributions of elastic deformations, viscous flow, phason defects, and the interaction of elastic fields with vacancy-induced dilatation are found using the self-similar solution of equations of dislocation displacement field dynamics in a quasicrystal. Based on the known mechanisms of radiation swelling of crystals, models of this phenomenon in quasicrystals are described. A system of rate equations for intrinsic point and phason defects is formulated. It is shown that the swelling rate of quasicrystals is lower than the swelling rate of crystals. The capture efficiency of point defects by a dislocation loop with a complementary ring of phason defects is found by numerical methods. It is shown that phasons notably reduce the dislocation bias to interstitial atoms, hence quasicrystalline materials are expected to have an increased resistance to vacancy swelling. Phason defects are considered in the model of non-coincident sites in the shear layer of a non-periodic structure. It is shown that phasons significantly reduce the dislocation bias to interstitial atoms. Therefore, quasicrystalline materials are expected to exhibit increased resistance to vacancy swelling.

АНОТАЦІЯЗудіна Л.В. Доповані Fe2+, Co2+, NH4+ продукти електрокристалізації оксидної системи Mn(IV) з флуоровмісних електролітів: склад – структура – властивості.– Кваліфікаційна наукова праця на правах рукопису. Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук (доктора філософії) за спеціальністю 102 «Хімія». — Національний авіаційний університет, Спеціалізована вчена рада Національного авіаційного університету МОН України. – Київ, 2021. – 215 с.В роботі розглянута тріада склад — структура — функціональна властивість манган(IV) оксидів, допованих M(I, II) зарядними катіонами у складі флуоридного електроліту електрокристалізації. Систему катіонів M(I) = NH4+; M(II) = Co2+, Fe2+ досліджували для скринінгу електрокаталітичної активності продуктів електрокристалізації в реакції відновлення кисню в 0,3М КОН. Індукована допуванням комбінація фазових станів та додаткова дефектність структури мали вплив на функціональність. Встановлено, що катіон амонію є темплатом голандитної фазової компоненти в присутності М(ІІ), а Со2+, Fe2+/3+ здатні до ізоморфного гетеровалентного заміщення в структурі рамсделіту. Методом ЦВА показано наявність додаткового повільного процесу окиснення, ймовірно, твердофазного, що зумовлює шлях топохімічної трансформації у голандитну фазу у присутності катіону NH4+. Проведено характеризацію оксидів методами SEM, XRD, FTIR, EPR, Mossbauer спектроскопії, потенціометричного титрування. Встановлено деякі аспекти кінетики електрокаталітичного відновлення та вивільнення кисню на досліджуваних допованих композитних оксидних електрокаталізаторах. В тому числі, струми обміну, перенапруга тощо. Вивчено кореляції функціональності з вмістом допант-іонів, кількістю поверхневих ОН-груп, вмістом катіонних вакансій, дефектами структурного вростання.3Ключові слова: оксидні матеріали Мангану(ІV), електролітичне допування, анодне електроосадження, електрокаталізатор, реакція електровідновлення кисню, реакція вивільнення кисню.^UABSTRACTZudina L.V. Doped Fe2+, Co2+, NH4+ products of electrocrystallization of the Mn (IV) system from fluorine-containing electrolytes: composition - structure –properties. – Qualifying scientific work on the rights of the manuscript.The dissertation on competition of a scientific degree of the candidate of chemical sciences (doctor of philosophy) on a specialty 102 "Chemistry". – National Aviation University, Specialized Academic Council of the National Aviation University of the Ministry of Education and Science of Ukraine. – Kyiv, 2021. – 202 p.The triad composition - structure - functional property of manganese(IV) oxides doped with M(I, II) charging cations in the composition of the fluoride electrolyte of electrocrystallization is considered in the work. System of cations M(I) = NH4+; M(II) = Co2 +, Fe2 + was investigated to screen the electrocatalytic activity of electrocrystallization products in the oxygen reduction reaction in 0.3M KOH. The doping-induced combination of phase states and additional structural defects affected the functionality. It was found that the ammonium cation is a template of the golandite phase component in the presence of M(II), and Co2+, Fe2+ / 3+ are capable of isomorphic heterovalent substitution in the structure of ramsdellite. The CVA method showed the presence of an additional slow oxidation process, probably solid-phase, which determines the path of topochemical transformation into the golandite phase in the presence of the NH4+cation. The oxides are characterized by SEM, XRD, FTIR, EPR, Mossbauer spectroscopy, potentiometric titration. Some aspects of the kinetics of electrocatalytic reduction and oxygen release on the investigated doped composite oxide electrocatalysts have been established. Including, exchange currents, overvoltage, etc. The correlations of functionality with the content of dopant ions, the 4 number of surface OH- -groups, the content of cationic vacancies, structural ingrowth defects were studied.Key words: manganese(IV) oxide materials, electrolytic doping, anodic electrodeposition, electrocatalyst, oxygen reduction reaction, oxygen evolution reaction.

Дисертаційна робота присвячена цілеспрямованій модифікації оптико-спектральних, електричних, теплопровідних та фотокаталітичних властивостей оксиду цинку шляхом пониження розмірності системи і змін технологічних процесів для отримання ефективних багатофункціональних матеріалів для оптоелектронних приладів. В результаті досліджень електричних і теплопровідних властивостей композитів на основі нано- та мікропорошків оксиду цинку, встановлено, що підвищення коефіцієнта теплопровідності композиту при використанні нанопорошку замість мікропорошку ZnO зумовлене балістичною теплопровідністю, зростанням екситонної теплопровідності та зменшенням контактного теплового опору. Проведено дослідження низькотемпературних спектрів фотолюмінесценції наноструктур ZnO, вирощених гідротермічним методом. Виявлено та інтерпретовано два чітко виражені піки: більш інтенсивний з максимумом при 3,36 еВ і менш інтенсивний при 3,32 еВ. На основі проведених досліджень термостимульованої люмінесценції (ТСЛ) наноструктур ZnO, вирощених з парової фази на сапфіровій підкладці, отримана інформація про природу їхньої “зеленої” смуги випромінювання. Визначено параметри центрів прилипання: енергію іонізації пасток, переріз захоплення носіїв заряду пасткою та частотний фактор. Отримані результати досліджень люмінесценції наноструктур ZnO є важливими для створення ефективних світлодіодів та лазерів на їхній основі. Досліджено вплив іонного бомбардування на фотокаталітичні властивості наноструктур оксиду цинку, вирощених з парової фази та гідротермічним методом. Встановлено, що для наностержнів ZnO, вирощених з парової фази, переважаючими дефектами поверхні є вакансії цинку, а для наностержнів, вирощених гідротермічним методом ‒ висока концентрація гідроксильних груп. Виявлений значний ефект підвищення швидкості розкладання барвника під дією електричного поля зумовлений ефективнішим перерозподілом зарядів та більшою кількістю гідроксильних радикалів на поверхні каталізатора. Проведено фрактальний аналіз поверхні синтезованих нано- і мукроструктур оксиду цинку. Розроблено технологію отримання нанокомпозитних фотокаталізаторів на основі оксиду цинку та поруватого кремнію (ZnO/p-Si). Продемонстровано, що “наноквiти” ZnO мають бiльш розвинену поверхню порiвняно з плiвками чи вертикально орiєнтованими наностержнями оксиду цинку. Розроблено технологію отримання нанокомпозитних фотокаталізаторів на основі нанастержнів оксиду цинку та бішару оксиду графену (ZnO/rGO). Оцінено поглинання відновленого оксиду графену у видимому спектральному діапазоні та розрахована мінімальна енергія електронного переходу. Досліджено каталітичні властивості нанокомпозита при деградації метилоранжу та здійснено порівняльний аналіз з характеристиками окремо взятих бішару rGO та наноструктур ZnO.^UThe dissertation is devoted to the purposeful modification of the optical-spectral, electric, heat conductivity and photocatalytic properties of zinc oxide by means of lowering of system dimensionality and changes of the technological processes in order to obtain the effective multifunctional materials for the optoelectronics. The investigations of the electrical and thermal conductive properties of composites based on nano- and micropowders of zinc oxide established that growth of the thermal conductivity of the the nanocomposites of ZnO in comparison with the microcomposites was caused by ballistic thermal conductivity, increasing of the exciton thermal conductivity and a decreasing of the contact thermal resistance. The low temperature photoluminescence spectra of ZnO nanostructures grown by hydrothermal method were investigated. There were observed and interpreted the two distinct peaks: more intensive one with a maximum at 3,36 eV and less intensive at 3,32 eV. Study of the thermally stimulated luminescence (TSL) of ZnO nanostructures grown from a vapor phase on a sapphire substrate provided information about the nature of their green emission band. The parameters of the adhesion centers are determined: the trap ionization energy, the trap carrier trapping cross section and the frequency factor. The investigations of ZnO nanostructures luminescence are important for creating of the effective LEDs and lasers based on them. The effect of ion etching on the photocatalytic properties of zinc oxide nanostructures grown from a vapor phase and by the hydrothermal methods have been investigated. It was found that zinc vacancies were predominant for ZnO nanorods grown from a vapor phase, whereas for ZnO nanorods grown by hydrothermal method ‒ a high concentration of hydroxyl group plays the most important role. A significant effect of the dye decomposition rate increasing under the action of an electric field has been found, which was associated with a more efficient charge redistribution and more high hydroxyl radicals' concentration on the catalyst surface. The fractal analysis of the surface of the synthesized nano- and microstructures of zinc oxide was performed. The technology of producing of the nanocomposite photocatalysts based on zinc oxide and porous silicon (ZnO/p-Si) have been developed. ZnO nanowires are characterized by a more developed surface in comparison with the films composed of the vertically oriented zinc oxide nanorods. The technology of production of the nanocomposite photocatalysts based on zinc oxide nanoparticles and graphene oxide bilayer (ZnO/rGO) have been developed. The absorption of reduced graphene oxide in the visible spectral range was estimated and the minimal electron transition energy was determined. The catalytic properties of the nanocomposite in the degradation of methyl orange were investigated and the comparative analysis of bilayer rGO and ZnO nanostructures was carried out.

Об'єкт дослідження - процеси формування структури та властивостей низьковуглецевої нелегованої сталі при комбінованому впливі активної та циклічної деформації, та вплив структурного стану на властивості металовиробів із концентраторами напруження. Метою дисертаційної роботи є наукове обґрунтування та перевірка нової технології виготовлення високоміцних болтів із нелегованої низьковуглецевої сталі заснованої на способі деформаційного зміцнення заготівлі з послідуючим додатковим зміцненням болтів при холодному об'ємному штампуванні. Одночасно розглядалась задача вдосконалення способів здавальних випробувань готових болтів в порівнянні із існуючими, оскільки властивості готових виробів наряду зі структурним станом визначаються також геометрією виробу. Вирішення задачі удосконалення геометрії болтів з метою підвищення опору крихкому руйнуванню. Методи дослідження: математична статистика; світлова мікроскопія; рентгеноструктурний аналіз; статичні механічні випробування; сканувальна електронна мікроскопія. Теоретичні і практичні результати: запропоновані технологічні параметри у порівнянні зі стандартними технологічними параметрами отримання холоднодеформованих металовиробів масового призначення при одному рівні одержуваних службових характеристик дозволять отримати економію в 40 - 50% на заготівлі в результаті заміни легованої сталі на звичайну вуглецеву. При цьому, пропоновані технологічні параметри процесу отримання холоднодеформованих виробів в порівнянні з чинними зараз технологіями підвищують значення службових характеристик на 20-40%, що додатково збільшує ефективність запропонованих технологічних рішень при одночасному зниженні їх собівартості зазначеній вище. Для сталі 20кп запропоновано нові режими активної та циклічної деформації, що дозволяють за рахунок закріплення дислокацій вакансіями отримати субструктуру, що підвищує втомну міцність кріпильних виробів та отримати імунітет до деформаційного старіння. Наукова новизна: набули подальшого розвитку принципи формування структури низьковуглецевої нелегованої сталі, що дозволило вперше обґрунтувати технологію отримання високоміцних кріпильних виробів шляхом поєднання холодної активної та циклічної деформації із термічними впливами на основі формування специфічного структурного стану на різних структурних рівнях; вперше показано, що характер впливу системи надрізів на властивості металевих виробів залежить від рівня їх зміцнення та запропоновано напівемпіричне рівняння, яке описує закономірність такого впливу системи надрізів; вперше запропоновані для болтів закономірності впливу їх масивності на опір крихкому руйнуванню і протилежний вплив масивності на опір в'язкому руйнуванню; вперше запропоновано та обґрунтовано характеристики опору в'язкому руйнуванню на основі використання умов макролокалізації пластичної деформації в навантаженому об'єкті. Ступінь упровадження: результати дисертаційної роботи впроваджено у навчальний процес кафедри термічної обробки металів Національної металургійної академії України при викладанні дисципліни «Структура і властивості» та у діяльність ПАТ “Дніпрометиз” при виробництві кріпильних виробів. Сфера використання: виготовлення високоміцних кріпильних виробів з низьковуглецевої нелегованої сталі для машинобудівного призначення, проведення механічних випробувань металовиробів.^UThe object of research - the processes of formation of the structure and properties of low-carbon non-alloy steel under the combined influence of active and cyclic deformation, and the influence of the structural state on the properties of metal products with stress concentrators. The purpose of the dissertation is to scientifically substantiate and test a new technology for the manufacture of high-strength bolts from non-alloy low-carbon steel based on the method of deformation reinforcement of the workpiece, followed by additional strengthening of bolts during cold volume stamping. At the same time, the problem of improving the methods of passing tests of finished bolts in comparison with existing ones was considered, since the properties of finished products along with the structural state are also determined by the geometry of the product. Solving the problem of improving the geometry of the bolts in order to increase the resistance to brittle fracture. Research methods: mathematical statistics; light microscopy; X-ray diffraction analysis; static mechanical tests; scanning electron microscopy. Theoretical and practical results: the proposed technological parameters in comparison with the standard technological parameters of cold-formed metal products at one level of the obtained performance characteristics will save 40 - 50% on the workpiece by replacing alloy steel with ordinary carbon. In this case, the proposed technological parameters of the process of obtaining cold-deformed products in comparison with current technologies increase the value of performance by 20-40%, which further increases the efficiency of the proposed technological solutions while reducing their cost above. For 20kp steel, new modes of active and cyclic deformation are proposed, which allow to obtain a substructure due to the consolidation of dislocations by vacancies, which increases the fatigue strength of fasteners and to obtain immunity to deformation aging. Scientific novelty: the principles of forming the structure of low-carbon non-alloy steel were further developed, which allowed to substantiate for the first time the technology of obtaining high-strength fasteners by combining cold active and cyclic deformation with thermal effects based on the formation of specific structural state at different structural levels; for the first time it is shown that the nature of the influence of the notching system on the properties of metal products depends on the level of their strengthening and a semi-empirical equation is proposed, which describes the regularity of such influence of the notching system; for the first time the regularities of the influence of their mass on the resistance to brittle fracture and the opposite influence of mass on the resistance to viscous fracture are proposed for bolts; for the first time the characteristics of resistance to viscous fracture based on the use of conditions of macrolocalization of plastic deformation in a loaded object are proposed and substantiated. Degree of implementation: the results of the dissertation are introduced into the educational process of the Department of Heat Treatment of Metals of the National Metallurgical Academy of Ukraine in teaching the discipline "Structure and Properties" and in the activities of PJSC "Dniprometyz" in the production of fasteners. Scope: production of high-strength fasteners from low-carbon non-alloy steel for machine-building purposes, carrying out mechanical tests of metal products.

Дисертацію присвячено встановленню механізмів перебудови підсистеми дефектів в об'ємних і нанорозмірних світловипромінюючих напівпровідникових матеріалах на основі сполук А2В6 і А3В5 під дією електричного поля, термічного відпалу та опромінення і з'ясуванню впливу цієї перебудови на нерівноважні електронні та іонні процеси в цих матеріалах. Досліджено чотири класи нанорозмірних об'єктів, які є актуальними для створення високоефективних, енергозберігаючих та дешевих світловипромінюючих приладів видимого та ближнього інфрачервоного діапазонів світла: тонкі плівки, гетероструктури з квантовими ямами (КЯ) і самоорганізованими квантовими точками (КТ), колоїдні КТ і композити на їх основі. На прикладі монокристалів ZnO і CdS, які були модельними об'єктами, продемонстровано, що за допомогою електричного поля можна легувати та очищати матеріали сполук А2В6 від домішок металів, а також розділити вплив домішок та власних точкових дефектів на їх люмінесцентні характеристики. В тонких шарах і монокристалах ZnO виявлено ефекти, зумовлені впливом внутрішніх електричних полів на перелокалізацію мілких донорів та характер сегрегації домішок рідкоземельних металів при термічних відпалах. В гетероструктурах сполук А2В6 виявлено ефект негативного впливу катіонних вакансій на самоорганізацію КТ через посилення процесів інтердифузії. Продемонстрована роль вакансій в деградації структур з КТ при термічних відпалах і підтверджена вища термічна стабільність структур з КТ у порівнянні з КЯ. Встановлено механізми термічного гасіння інтенсивності екситонної фотолюмінесценції (ФЛ) в гетероструктурах CdSe/ZnSe та InAs/ InGaAs/GaAs з самоорганізованими КТ та запропоновані люмінесцентні методи контролю розподілу дефектів в цих матеріалах. Запропоновані способи підвищення інтенсивності ФЛ гетероструктур CdZnTe/ZnTe та InGaAsN/GaAs з КЯ. Ідентифіковані процеси та запропоновані механізми перебудови дефектів на поверхні нелегованих та легованих домішками металів колоїдних КТ сполук А2В6 та А1А3В6, стимульовані опроміненням світлом, взаємодією з іонами важких металів та приєднанням біо-молекул. Виявлено ефекти фото- та термостимульованого підсилення та деградації ФЛ в композитах з КТ, які зумовлені перебудовою функціональних груп полімеру на інтерфейсі КТ/желатин і КТ/полівініловий спирт і виявлена вища стабільність композитів з желатином. Продемонстровано можливість використання колоїдних КТ сполук А1А3В6 для детектування іонів важких металів. Запропоновано метод підтвердження утворення біокомплексів з колоїдними КТ CdSe(Te)/ZnS, який базується на реєстрації зміни спектрального положення смуги люмінесценції КТ.^UThe dissertation is aimed at elucidation of the mechanisms of defect rearrangement under electric field, thermal annealing, and irradiation as well as at clarification of the influence of this rearrangement on electron and ion processes in bulk and nanoscale light-emitting semiconductor materials based on II-VI and III-V compounds. Four classes of nanoscale objects that are relevant for application in highly efficient, energy saving and cheap light-emitting devices of visible and near-infrared spectral ranges have been investigated: thin films, heterostructures with quantum wells (QW) and self-organized quantum dots (QDs), colloidal QDs and nanocomposites on their basis. In addition, the single crystals have been studied as the model objects. It is shown that in the single crystals and thin films based on II-VI semiconductors the rearrangement of ionized point defects under internal electric fields in the region of p-n junctions and the fields created by electric charges localized on the surface plays a significant role in the reconstruction of defect system. Using the drift of ionized defects, it is shown that the interstitial zinc, Zni, that is a shallow donor in ZnO, is a part of defect complex responsible for green luminescence band. The model of the Tb3+ luminescence center in ZnO including the substitutional terbium, Tb3+Zn, and interstitial oxygen is proposed. In the nanoscale heterostructures based on II-VI compounds, the negative impact of cation vacancies on QD self-organization is revealed for the first time. It is shown that in CdSe/ZnSe QD heterostructures with a large number of cation vacancies, a wetting layer with an ensemble of QDs with shallow exciton localization potential are formed due to enhancing interdiffusion processes. Similarly, insertion of 1 monolayer of CdTe in the Cd0.4Zn0.6Te/ZnTe QW promotes Cd/Zn interdiffusion and formation of the QW with shallow exciton localization potential that causes an increase in 8 times of the photoluminescence (PL) intensity. The process of thermal generation of cation vacancies in the near surface layer of CdSe/ZnSe QD heterostructures is revealed and the influence of cation vacancies on the degradation of the QD structures under thermal annealing is demonstrated. Higher thermal stability of the QD structures in comparison with the QWs is confirmed and ascribed to effective localization of carriers in the QDs that prevents their diffusion into other parts of heterostructure, in which radiation-stimulated strain relaxation could occur. The mechanisms of thermal quenching of exciton PL in CdSe/ZnSe and InAs/InGaAs/GaAs heterostructures with self-organized QDs were established and the luminescent methods for control of defect distribution in these materials were proposed. An analytical solution of the system of coupled equations in the stationary case for the model of independent capture of charge carriers in the CdSe/ZnSe QD heterostructure is obtained. It is shown that this model satisfactorily describes thermal quenching of quantum dot PL intensity. In the undoped and doped with metal impurities colloidal QDs based on II-VI and I-III-VI compounds, the processes of surface defect reconstruction under light irradiation, interaction with heavy metal ions and conjugation with biomolecules were identified and their mechanisms were established. It is found that the changes in the PL characteristics of CdSe(Te)/ZnS QDs occurred upon drying the QD solution on a solid substrate are caused by QD oxidation resulted in the reduction of QD's core diameter and rearrangement of defects on its surface. It is shown for the first time that QD conjugation with biomolecules promotes QD oxidation. In the QD composites, the effects of photo- and thermally stimulated enhancement and degradation of the QD luminescence caused by rearrangement of polymer functional groups at the QD/gelatin and QD/polyvinyl alcohol interfaces which affects surface defect passivation were identified. The mechanisms of the effects were proposed. Higher stability of the gelatin-based composites was demonstrated. The method for the increase of the PL intensity of InGaAsN/GaAs QW heterostructures by adding about 1% Sb acting as surfactant is proposed. The possibility of application of colloidal QDs based on I-III-VI compounds for heavy metal ion detection has been demonstrated. A simple method for detection of QD bioconjugate is proposed. The method is based on registration of the changes that occur in the spectral position of the PL band of CdSe(Te)/ZnS QDs due to conjugation with bio-molecules upon drying on a solid substrate.

Методом DFT (U-B3LYP, 6-31G (d,p)) виконані розрахунки рівноважної будови вуглецевих нанокластерів (ВНК) гексагональної форми С6 С294 та властивостей як бездефектних, так і таких, які містять вакансії або впроваджені у графенову сітку атоми N (розділи 2 – 4). Встановлено, що основний електронний стан (ОЕС) ВНК С54 – С294 і дефектовмісних, а також систем, отриманих з ПАМ С96Н24 видаленням з молекули одного чи двох атомів Карбону, – не є синглетним. У бездефектного та дефектовмісних кластерах молекулярні орбіталі (МО), розподілені по подвійним (і майже потрійним) зв'язкам крайового циклічного ланцюга, залишаються вакантними, хоча відповідні їм енергії виявляються нижчими енергії деяких зайнятих фронтальних МО. ОЕС ізомерів ВНК С95N у залежності від положення у них атома N – не дублетний. Максимум лінії рівня N1s у спектрах кластерів С95N, С94N2 та С93N3 характеризується позитивним хімічним зсувом щодо положення цієї лінії у молекулі метиламіну.Реакція дисоціативної адсорбції молекули Н2 на азот- і боровмісних матрицях – екзотермічна, а для моделі чистої вуглецевої матриці – ендотермічна (розділ 5). Енергетичні параметри хемосорбції вказують на неефективність використання виключно вуглецевих матеріалів для хімічної адсорбції молекули Н2Каталітичну активність допованого N графену в реакції відновлення кисню (РВК) можна пояснити двома факторами: малою шириною забороненої зони в азотовмісних кластерах і активацією атомів С атомами N (розділ 6).Ключові слова: графен, ВНК, метод DFT, вакансії, дефектовмісні кластери, спінові стани, допування атомами N та В, РВК.^UCalculations by the quantum chemical method DFT using U-B3LYP, 6-31G (d, p) have showen that the electronic ground state (EGS) of ideal hexagon-shape carbon nanoclusters (CNC) C54 – C294 is not singlet. Their equilibrium spatial structure is such that the 2pz-orbitals of the atoms of the boundary cyclic chain (BCC) form a conjugate system weakly bound to the π-system of the inner part of the cluster, which allows it to be considered relatively independent. The distributions of the molecular electrostatic potential for their EGS have significant anisotropy, determining their electron and proton donor properties. The spectrum of one-electron energy levels in them is such that the molecular orbitals (MO) distributed along the BCC bonds remain vacant, although the corresponding energies are lower than the energies of some occupied frontier MOs. For small CNC of high symmetry, the usual dependence of the band gap on the number of atoms is not realized, due to the presence in them of twice-coordinated carbon (C(2)) atoms.The properties of CNCs and similar in structure and gross composition of polyaromatic molecules (PAM) differ significantly. This is especially true for the high-spin states of CNCs and the presence of two loosely coupled systems.For defect-containing clusters obtained from C96 CNC of ideal hexagonal shape by removing one (C96-1(1)) or two non-adjacent (C96-2(1)), or one (C96-1(2)) or two (C96-2(2)) non-adjacent pairs of carbon atoms, it is found that, despite the even number of electrons in them, the GES is not singlet. A similar conclusion is valid for systems that are obtained by removing from PAM C96H24 of one or two non-adjacent carbon atoms. The EGS of C95N isomers obtained from C96 CNC by replacing one carbon atom with a nitrogen atom (CNC-N) is in some cases, dependent on the position of the N atom, not a doublet. The most stable of the C95N clusters are those in which the Nitrogen atom occupies a pyridine position at one of the zigzag edges. The maximum of the core level line N1s in the calculated density spectra of single-electron states of CNC C95N, C94N2 and C93N3 is characterized by a positive chemical shift relative to the position of this line in the reference nitrogen-containing compound – methylamine. The magnitude of the chemical shift of the core level N1s is the smallest for the pyridine arrangement of the nitrogen atom and increases as the distance of the N atom embedded in the graphene matrix from the zigzag edge is removed. The reaction of dissociative adsorption of molecular hydrogen on nitrogen- and boron-containing graphene-like matrices is exothermic, and for models of pure carbon graphene-like matrix, the calculated data indicate a low probability of chemical adsorption of the H2 molecule on normal conditions.Regardless of the size of the polyaromatic molecule, for a pure carbon analogue, the energy value of the lower vacant molecular orbital has the lowest absolute value and the highest for boron-containing, indicating the highest electron acceptor capacity and therefore oxidative capacity relative to the hydrogen molecule as a reducing agent.The catalytic activity of nitrogen-doped graphene in the oxygen reduction reaction (ORR) can be explained by a combination of several factors, namely the reduction of the band gap in nitrogen-containing clusters compared to the original, purely carbon, cluster and the activation of carbon atoms by the neighbor nitrogen atoms. In the proposed consideration of ORR, there was used one of the possible structures that are formed by doping the original pure carbon graphene matrix. At other mutual arrangements of nitrogen atoms other types of activation of carbon atoms which are neighbors of the N atoms embedded in a matrix are possible dependent on the microstructure of the active sites formed during the chemical production of nitrogen-doped samples of graphene.Keywords: graphene, CNC, DFT method, vacancies, defectcontaining clusters, spin states, doping with N and B atoms, ORR.

В роботі розроблено технологічні засади отримання сцинтиляційних кристалів селеніду цинку з поліпшеними параметрами швидкодії та однорідності люмінесцентного сигналу для сучасних детектуючих систем ретгенівських томографів та низькофонових сцинтиляційних болометрів для кріогенних спектрометрів. Встановлено, що домішка алюмінію сприяє утворенню вакансій цинку з формуванням мілких акцепторних рівнів близ валентної зони кристалів ZnSe. При концентрації Al в межах 0,001-0,005 % ат. в кристалах ZnSe(Al) можуть бути досягнуті параметри неоднорідності сцинтиляційного сигналу не більше, ніж 3% при рівні післясвітіння 0,005 % через 3 мс після дії рентгенівського імпульсу.Запропоновано конструкцію 2-х зонної ростової печі з можливістю відпалу вирощених кристалів в низькоградієнтній зоні, та новий метод вирощування кристалів ZnSe з використанням спливаючого в розплаві ZnSe графітового диску. Розроблено та реалізовано технологічну схему виготовлення болометричних сцинтиляторів на основі кристалів Zn82Se, що успішно пройшли тестування в лабораторії Гран Сассо (Італія).Ключові слова: сцинтилятор, селенід цинку, детектор для комп'ютерної томографії, кристали селеніду цинку збагачені 82Se, низькофонові сцинтиляційні болометри.^UIn order to improve the scintillation parameters of X-ray and cryogenic scintillators, methods for obtaining the charge, growing and heat treatment of ZnSe scintillation crystals were developed. It was found that the aluminum impurity promotes the formation of zinc vacancies with the formation of shallow acceptor levels near the valence band of ZnSe crystals. It was determined that at the concentration of Al in ZnSe crystals in the range of 0.001-0.005 at.%, the parameters of scintillation signal inhomogeneity can be achieved by no more than 3% at an afterglow level of 0.005% in 3 ms after the action of the X-ray pulse.Based on the results of modeling the thermal fields of the growth furnace, the design of a 2-zone growth furnace with the possibility of annealing the grown crystals in the low-gradient zone is proposed, and a new method of growing ZnSe crystals using a ZnSe melt graphite disk is proposed. A technological scheme for the manufacture of bolometric scintillators based on ZnSe crystals enriched with the natural isotope 82Se, which have been successfully tested in the laboratory of Gran Sasso (Italy), has been developed and implemented.Key words: scintillator, zinc selenide, computed tomography detector, 82Se enriched zinc selenide crystals, low-background scintillation bolometers.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.21 – хімія твердого тіла (хімічні науки). – Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, Чернівці, 2022.Дисертація присвячена вивченню фазових перетворень в системі CdTe–MnTe–ZnTe зі сторони CdTe та дослідженню властивостей монокристалів Cd1-x-yMnxZnyTe (х=0.05 – 0.30, y = 0.05–0.15).Методом диференціального термічного аналізу досліджено параметри топлення та кристалізації стопів складу Cd1-x-yMnxZnyTe (х=0.10 – 0.30, y = 0.05–0.15). Встановлено, що з підвищенням концентрації MnTe у вихідних стопах від 10 до 30 %, температура початку ефекту топлення стопів (солідус системи) має тенденцію до зниження, у той час збільшення вмісту ZnTe у стопах призводить до підвищення температури початку ефекту топлення досліджуваних зразків. Вирощено серію монокристалів Cd1-x-yMnxZnyTe (х=0.05 – 0.30, y = 0.05 – 0.15). Досліджено кількісний розподіл вкраплень другої фази у вирощених злитках. На основі результатів рентгенноструктурних досліджень визначено, що значення сталої ґратки досліджуваних злитків Cd1-x-yMnxZnyTe (х=0.05 – 0.30, y = 0.05–0.15) лінійно зменшується від 6,43(1) Å до 6,37(5) Å зі збільшенням концентрації Mn та Zn. У результаті проведених оптичних вимірювань встановлено, що величина ширини забороненої зони кристалів Cd1-x-yMnxZnyTe (х=0.05 – 0.30, y = 0.05 – 0.15) лінійно зростає із збільшенням вмісту MnTe та ZnTe. Вивчення природи домінуючих носіїв заряду у кристалах Cd1-x-yMnxZnyTe за різних температур показали, що спостерігається підвищений вміст в кристалах вакансій металу.Ключові слова: система CdTe–MnTe–ZnTe, ДТА, температура топлення, температура кристалізації, об’ємна частка твердої фази, фазові перетворення, монокристали Cd1-x-yMnxZnyTe, XRD - аналіз, високотемпературні електричні вимірювання, точкові дефекти.^UThesis for obtaining the scientific degree of candidate of chemical sciences in the specialty 02.00.21 – Solid State Chemistry (chemical sciences). – Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Chernivtsi, 2022.The thesis is devoted to the study of phase transitions in the CdTe–MnTe–ZnTe system from the CdTe side and experimental investigation of the properties of Cd1-x-yMnxZnyTe single crystals (x = 0.05 – 0.30, y = 0.05–0.15).The differential thermal analysis (DTA) method was used for investigation of the melting and crystallization kinetic parameters of Cd1-x-yMnxZnyTe alloys (x = 0.10 – 0.30, y = 0.05–0.15). It was found that the changing of the MnTe content from 10 to 30 mol. % decreases a melting temperature from 1367 ± 1 К to 1358 ± 1 К (for Cd0.95-xMnxZn0.05Te, х=0.10 – 0.30), from 1363 ± 1 К to 1360 ± 1 К (for Cd0.90-xMnxZn0.10Te alloys, x=0.10 – 0.30), from 1378 ± 1 К to 1370 ± 1 К for Cd0.85-xMnxZn0.15Te alloys (x=0.10 – 0.20). The ZnTe content increasing led to an increase in the melting temperature of the samples from 1358 ± 1 К to 1375 ± 1 К.The activation energies of melting and crystallization processes for Cd1-x-yMnxZnyTe alloys under different conditions are established. The dependence of the logarithm of the preexponential factor on the activation energy of melting process for Cd1-x-yMnxZnyTe (х=0.10 – 0.30, y = 0.10 – 0.15) melts has a linear behavior and corresponds to the compensation effect. The values of the activation energy Ea for crystallization process of Cd1-x-yMnxZnyTe melts (x = 0.20 – 0.30, y = 0.05 – 0.15) are 380 – 820 kJ/mol and are commensurate with the activation energies of the crystallization process of pure CdTe and alloys of CdTe–In systems. This means that the dominant role in crystallization processes of these alloys belongs to the structure centered on the role of CdTe bonds. These results are in good agreement with previously published results concerning melting and crystallization processes for CdTe-based melts.Based on the obtained differential thermal analysis data, Cd1-x-yMnxZnyTe single crystals (x = 0.05 – 0.30, y = 0.05 – 0.15) were grown by the vertical Bridgman method. The structural perfection of the crystals decreases with increasing ZnTe content. This is due to the fact that the process of growing ingots with 15% ZnTe requires higher growth temperatures (Tmelt(ZnTe) = 1568 K). It is also interesting that the presence of twins is not observed in all grown ingots. Only Cd1-x-yMnxZnyTe (x = 0.20, 0.30 and y = 0.05, 0.10) crystals are single-grain with large number of twins. Our date is in agreement with the analyses the morphology and crystallography of twins in Cd1-xMnxTe (x=0.2 and x = 0.35) crystal. Thus, 0.05 and 0.10 mol. % of Zn has no influence at twins formation in process of Cd1-x-yMnxZnyTe (x = 0.20, 0.30 and y = 0.05, 0.10) crystals growth. The typical IR microscope images of all as-grown crystals show that the size of Te inclusions was about 5-20 m in all samples. But the Te inclusions in some ingots were distributed across the entire plane of the crystals uniformly, while in the other ingots Te precipitates show evidently tendency to ordering in quasi parallel lines and stacking faults formation that can be caused by lateral mechanism of the crystal growth. According to XRD-analyses the value of the lattice constant of the Cd1-x-yMnxZnyTe ingots (x = 0.05 – 0.30, y = 0.05–0.15) linearly decreases from 6.43(1) Å to 6.37(5) Å with increasing MnTe and ZnTe concentration. By measuring the transmission spectra, it was determined that the band-gap of the grown semiconductor crystals linearly increases with an increasing amount of MnTe and ZnTe. According to the results of the high temperature Hall-effect investigations, it was found that the lattice of grown Cd1-x-yMnxZnyTe crystals is unstable and its stabilization is achieved by holding the samples for several hours at 873 K–973 K. The study of the nature of the dominant charge carriers in the investigated ingots at different temperatures showed that there is an increased content of metal vacancies in these crystals.Keywords: CdTe–MnTe–ZnTe system, differential thermal analysis (DTA), melting temperature, crystallization temperature, solid phase (clusters), phase transitions, Cd1-x-yMnxZnyTe single crystals, XRD-analyses, high-temperature electrical measurements, point defects.

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).

Найвагоміші результати дослідження полягають у тому, що вперше:−?оцінено рівень поінформованості студентів-фармацевтів, фармацевтичних фахівців та відвідувачів аптек щодо концепції «фармацевт десяти зірок», а також відповідність до неї основних нормативно-правових актів з фармації, оголошень про вакансії фармацевтичних фахівців, університетських освітньо-професійних програм та освітнього стандарту з підготовки магістрів фармації, а також проєкту професійного стандарту фармацевта, що аргументує важливість імплементації положень Всесвітньої організації охорони здоров’я та Міжнародної фармацевтичної федерації щодо професійної ролі фармацевтичного фахівця у систему вітчизняного фармацевтичного забезпечення, освіти та науки;−?обґрунтовано складові структурно-вербальної моделі декомпозиції ключової професійної ролі фармацевтичного фахівця, яка представляється як полісистемне явище, що дозволяє практично формалізувати ключову професійну роль у вигляді 10 основних професійних ролей та 50 професійних функцій фармацевтичного фахівця, а також сприяє розумінню сутності поліфункціональної складно організованої професійної діяльності фармацевтиного фахівця;−?опрацьовано концептуальну модель імплементації парадигми «фармацевт десяти зірок» у фармацевтичний сектор галузі охорони здоров’я України, що дозволило запропонувати три взаємопов’язані напрями цієї імплементації – фармацевтична практика, фармацевтична освіта та фармацевтична наука.У дисертаційній роботі набуло подальшого розвитку:−?мотиваційний аспект діяльності фармацевтичних фахівців, який, на відміну від наявного, уможливив опрацювання семи управлінських рішень задля кращої мотивації фармацевтичних фахівців та належної якості виконання ними професійних ролей при зниженні їх професійного вигоряння;−?змістове наповнення проєкту професійного стандарту «Фармацевт» шляхом пропозиції узгодження загальних компетентностей освітнього стандарту та проєкту професійного стандарту, уточненння однієї професійної компетенції та додавання чотирьох трудових функцій з відповідними професійними компетенціями;−?навчально-методичне забезпечення освітнього процесу з підготовки магістрів фармації, яке, на відміну від наявного, передбачає вивчення нової вибіркової дисципліни «Теорія та практика реалізації концепції «фармацевт десяти зірок», що охоплює 5 тем для детального розгляду основних професійних ролей фармацевтичного фахівця.^UThe most important results of the study are that for the first time:- the level of awareness of pharmacist students, pharmaceutical specialists and pharmacy visitors regarding the "ten-star pharmacist" concept was assessed, as well as the compliance with it of the main regulatory and legal acts on pharmacy, announcements of vacancies for pharmaceutical specialists, university educational and professional programs and the educational standard for training masters of pharmacy, as well as the project of the professional standard of a pharmacist, which argues the importance of implementing the provisions of the World Health Organization and the International Pharmaceutical Federation regarding the professional role of a pharmaceutical specialist in the system of domestic pharmaceutical support, education and science;- the components of the structural-verbal model of the decomposition of the key professional role of a pharmaceutical specialist are substantiated, which is presented as a polysystemic phenomenon, which allows for the practical formalization of the key professional role in the form of 10 main professional roles and 50 professional functions of a pharmaceutical specialist, and also contributes to the understanding of the essence of multifunctional, complexly organized professional activity pharmaceutical specialist;- a conceptual model of the implementation the "ten-star pharmacist" concept was developed in the pharmaceutical sector of the healthcare industry of Ukraine, which allowed us to propose three interrelated directions of this implementation - pharmaceutical practice, pharmaceutical education and pharmaceutical science.In the dissertation, further development took place:- the motivational aspect of the activity of pharmaceutical specialists, which, in contrast to the existing one, made it possible to develop seven management solutions for the better motivation of pharmaceutical specialists and the proper quality of their professional roles while reducing their professional burnout;- adding content to the draft professional standard "Pharmacist" by proposing to harmonize the general competencies of the educational standard and the draft professional standard, clarifying one professional competency and adding four job functions with corresponding professional competencies;- educational and methodological support of the educational process for the preparation of masters of pharmacy, which, unlike the existing one, involves the study of a new elective discipline "Theory and practice of the realisation the "ten-star pharmacist" concept", covering 5 topics for a detailed consideration of the main professional roles of a pharmaceutical specialist.