Теоретически изучены особенности установления стационарного режима деформирования твердых тел. Моделирование различных режимов нагружения проводилось методом подвижных клеточных автоматов. Показано, что на этапе установления стационарного режима напряженное состояние в материале является существенно неоднородным, что в свою очередь может приводить к устойчивым структурам в поле скоростей частиц материала и влиять на развитие деформации на последующих стадиях.

Проведено подробное исследование модельной системы, описывающей процесс зарождения пленок из многокомпонентного пара с учетом химических реакций между различными компонентами в исходной фазе. Показано, что в зависимости от значений внешних параметров, таких как температура или скорость осаждения частиц той компоненты, которая лимитирует химическую реакцию, конденсация тонких пленок может протекать различными путями. В частности, для низких значений скорости осаждения характерен режим устойчивой конденсации, при котором любые отклонения от равновесия затухают. При средних значениях скорости осаждения фазовый переход протекает в автоколебательном режиме, отвечающем устойчивому предельному циклу. И наконец, при высоких значениях скорости осаждения устойчивый предельный цикл разрушается и конденсация новой фазы обычно протекает в пилообразном (накопительном) режиме. Разработана методика управления данными колебательными процессами путем целенаправленного изменения со временем внешних параметров. Обнаружено, что исследуемая система обладает своеобразной памятью, так как конденсация пленок при одинаковых внешних параметрах, но с различной их предысторией протекает по-разному, причем даже небольшое различие в предыстории внешних параметров может привести к различным режимам осаждения. Сделан вывод, что именно данные эффекты памяти ответственны за слабую воспроизводимость экспериментов по росту пленок с использованием химических реакций, имеющую место в ряде случаев.

Квадрупольный фильтр масс (КФМ) может работать с большим аксептансом и высоким пропусканием в нижней вершине S (a=2.5210, q=2.8153) четырехугольника стабильности. Комбинированный аксептанс при уровне пропускания 50% и разрешающей способности 100 равен 2.0· 10-3r40f2 и сравним с величиной аксептанса (5.1·10-3r04f2) обычного режима работы КМС в первой области стабильности при тех же условиях расчета и оптимальной осевой скорости ионов. Аксептанс увеличивается краевыми полями приблизительно в три раза по сравнению со случаем, когда эти поля отсутствуют. Оптимальная осевая энергия ионов составляет 1.15r0f, где r0 --- радиус поля (радиус вписанной окружности между вершинами электронов) и f --- рабочая частота. В режиме газового анализа достигается чувствительность 10-5 A/Pa на фильтре масс с параметрами: длина и диаметр стержней 15 sm и 8 mm соответственно, частота f=1 MHz и радиус поля r0=0.35 sm.

Проведен анализ вклада различных механизмов энерговыделения в игле сканирующего туннельного микроскопа в режиме, характерном для локальной модификации поверхности твердого тела с учетом специфики геометрии микроскопа. Показано, что доминирующий механизм нагрева зависит от параметров материала и режима протекания тока. Из решения точной задачи получена формула для оценки тепературы острия модельной формы в виде параболоида вращения. На основе известных решений задач флуктуационной электродинамики получено выражение для скорости диссипации энергии теплового электромагнитного поля полупространства в острие иглы туннельного микроскопа.

Теоретически исследуются распределения потенциалов в кнудсеновском диоде с поверхностной ионизацией в недокомпенсированном режиме при наличии электронной эмиссии с поверхности коллектора. Разработан метод расчета распределений потенциалов. Показано, что при достаточно сильной эмиссии с коллектора не образуются волнистые распределения потенциалов, а происходит непрерывный переход от распределения с виртуальным анодом к распределению с виртуальным катодом. Особое внимание уделено изучению окрестности точки перехода от одного из этих распределений к другому.

Методом молекулярной динамики (схема Берда) проведено математическое моделирование плоской сильно недорасширенной сверхзвуковой струи со встречным гиперзвуковым потоком разреженного газа. Основное внимание уделено структуре и параметрам ударного слоя вблизи плоскости симметрии. Представлены результаты расчетов для течений одноатомного газа, моделирующего аргон, при числе Маха внешнего потока Mбесконечность=5.48, числе Маха на срезе сопла Ma=1, отношении плотности на срезе сопла к плотности невозмущенного потока равном 130 и равных значениях температур торможения внешнего потока и струи. Расссмотрена эволюция структуры и параметров ударного слоя при изменении характерного числа Knбесконечность от 0.02 до 0.35. Проведено сравнение полученных результатов с данными расчетов для ударного слоя при обтекании аргоном теплоизолированных цилиндров. Рассмотрены основные особенности и закономерности релаксации поступательных степеней свободы газа для внешнего и струйного потоков. Приведены данные о виде функции распределения по скоростям и ее эволюции при движении газа через ударные слои.

Представлена конструкция фотонного сканирующего туннельного микроскопа. Подробно обсуждаются режим, "shear force" и преимущества нерезонансного возбуждения зонда. Предложено использовать метод реплики для оценки размера активной части зонда.

Построена теория лазеров на свободных электронах, запитываемых последовательностью коротких электронных импульсов. Предполагается, что групповая скорость формирующегося внутри резонатора электромагнитного импульса совпадает с поступательной скоростью частиц, а период следования электронных импульсов равен времени обращения электромагнитного импульса по резонатору. Показано, что в подобном режиме группового синхронизма принципиальными факторами, определяющими возможность установления режима стационарной импульсной генерации, являются дисперсионное расплывание электромагнитного импульса и канализирующие свойства электронного сгустка. В предположении о высокой добротности резонатора и использовании параболического уравнения для описания эволюции формы электромагнитного импульса найдены условия самовозбуждения и определены характеристики стационарных режимов генерации.

С использованием результатов расчета распределений потенциала [4] исследованы вольт-амперные характеристики в недокомпенсированном кнудсеновском режиме термоэмиссионного преобразователя при наличии неограниченной электронной эмиссии с коллектора. Показано, что оптимальная работа выхода коллектора удовлетворяет условию неограниченной эмиссии. Исследовано влияние на вольт-амперные характеристики ряда характерных параметров преобразователя: степени компенсации, отношения температур эмиттера и коллектора, работ выхода эмиттера и коллектора.

Теоретически и экспериментально исследуется воздействие цезия в объеме и на поверхностях ионного источника на его эмиссионные характеристики. Показано, что цезий в объеме в реальных условиях ионного источника вносит значительный вклад в кинетические процессы, но слабо влияет на ток ионов H-, извлекаемый из источника. В то же время цезий на поверхности источника даже при малом коэффициенте конверсии H в H- (gamma~ 10-3) приводит к увеличению тока ионов H- в несколько раз. Выводы теории находятся в хорошем согласии с полученными в работе экспериментальными данными.