Представлены результаты, подтверждающие важную роль лазерно-индуцированного парофазного окисления в возникновении неустойчивости следа воздействия и самоорганизующихся структур.

В монокристалле антимонида индия экспериментально изучено динамическое поведение системы: винтовая дислокация-примесная атмосфера в результате электромагнитного воздействия на материал. Обнаружено локальное поглощение электромагнитной энергии в рассматриваемой системе, приводящее к развитию релаксационных процессов, в результате которых изменяется энергия системы и, как следствие, ее динамические свойства. Замечательным является то, что активность системы к электромагнитному воздействию обусловлена наличием примесных атмосфер на неактивных к взаимодействию винтовых дислокациях.

Проведено численное моделирование процессов плавления и кристаллизации монокристаллического кремния при воздействии на его поверхность наносекундного излучения рубинового лазера с учетом кинетики фазовых превращений на основе уравнения Колмогорова. Для описания фазовых переходов привлекался двухмерный механизм зародышеобразования и роста новой фазы. Показано, что временные зависимости степени перегрева монокристалла и переохлаждения жидкой фазы соответственно на стадиях плавления и кристаллизации кремния носят немонотонный характер и определяются кинетикой фазовых превращений. Максимальные значения степени перегрева и переохлаждения составляют ~100 K.

Представлены результаты исследования механизма деградации поверхноcти арсенида галлия в результате воздействия мощного эксимерного лазера с плотностью мощности в диапазоне от пороговой до плотности мощности, приводящей к локальному плавлению поверхности. Выявлено два механизма деградации поверхности, первый из которых связан с формированием тонкого приповерхностного слоя нестехиометрического модифицированного арсенида галлия при плотности мощности лазерного излучения более 1· 107 W/cm2, а второй --- с образованием отдельной фазы галлия. Образование отдельной фазы галлия может происходить как при воздействии одиночного импульса лазерного излучения с плотностью мощности более 2.7· 1011 W/cm2, так и при воздействии нескольких импульсов с меньшей плотностью мощности. Установлено эмпирическое соотношение между плотностью мощности и количеством воздействующих импульсов, приводящих к формированию отдельной фазы галлия. Установлено также, что в результате воздействия лазерного излучения на границе "холодный" арсенид галлия--"горячий" арсенид галлия формируются периодические структуры дефектов в виде блочных структур, ориентированных по направлениям [100].

Установлено влияние электрического поля на процесс испарения полярной (вода) и неполярной (углеводород) жидкостей, которое сильнее в первом случае.

Обнаружены два типа неустойчивости (апериодическая и колебательная) слоя вязко упругой жидкости, свободная поверхность которого подвержена внешнему силовому воздействию. Для апериодической неустойчивости найдены аналитические выражения для критического условия ее реализации и величины инкремента. Если угол между направлением силового воздействия и внешней нормалью к свободной поверхности жидкости меньше сорока пяти градусов, то в системе реализуется лишь колебательная неустойчивость, при больших углах --- лишь апериодическая.

Исследовалось влияние импульсов электрического тока длительностью 10-5 s и плотностью до 60 A/mm2 при наличии внешнего магнитного поля величиной 0.2 T на поведение ансамблей клиновидных двойников в монокристаллах висмута, облученных ионами бора энергией 25 keV, дозой 1017 ion/cm2. Установлено, что как облучение ионами, так и пропускание через кристалл импульсов тока при действии магнитного поля ведут к стимуляции подвижности двойникующих дислокаций. Дан вывод условия равновесия двойникующих дислокаций в имплантированном веществе при пропускании через него электрического тока и одновременном действии внешнего магнитного поля.

Проведено численное моделирование фазовых переходов в арсениде галлия при комбинированном лазерном воздействии наносекундного импульса, инициирующего плавление, и дополнительного излучения неодимового лазера, позволяющего управлять скоростью движения границы раздела фаз. Показано, что при встречной геометрии воздействующих потоков лазерного излучения из-за сильной температурной зависимости коэффициент поглощения на длине волны 1.06 mum на межфазной границе возникает волна прогрева, которая затем отрывается от фронта плавления и, распространяясь навстречу излучению неодимового лазера, экранирует расплав. В случае попутной геометрии воздействия могут существовать режимы, при которых временная зависимость глубины распространения расплава имеет немонотонный характер.

Прочность металла при воздействии на него коротких импульсов микро- или наносекундного диапазона представляет большой практический интерес. Между тем вопрос о величине растягивающего напряжения, приводящего к отколу, окончательно теоретически не решен. Существуют определенные аргументы [1] в пользу кинетической теории прочности [2]. Другие авторы [3] считают, что достижимая в субмиллисекундном диапазоне прочность не зависит от длительности импульса и является результатом движения элементарных носителей пластической деформации. Окончательный выбор в пользу той или иной теории должен быть сделан на основе анализа дополнительного экспериментального материала. Удобно было бы извелечь подобный материал из опытов по воздействию импульсного проникающего излучения на плоскую пластину с интерферрометрическим измерением скорости движения тыльной поверхности мишени. При этом понимание газодинамических процессов, происходящих при поглощении энергии в мишени, будет способствовать правильной интерпретации результатов. В предлагаемой работе при помощи математического моделирования предпринята попытка выяснить, варьированием каких параметров импульса излучения можно добиться наиболее отчетливого в свете рассматриваемого вопроса результата. Также даны рекомендации по оптимальному планированию эксперимента.

Предложена и развита модель распространения нелинейных периодических бегущих волн деформации в облучаемых лазерными импульсами металлических пластинах с квадратичной нелинейностью среды с учетом взаимодействия полей упругой деформации и концентрации точечных дефектов. Рассмотрено влияние генерационно-рекомбинационных процессов на эволюцию нелинейных локализованных волн. Приведено уравнение, описывающее изменение амплитуды нелинейных волн, и на его основе рассмотрены характерные особенности затухания этих волн с учетом низкочастотных и высокочастотных потерь.