ТИМЧЕНКО НИКОЛАЙ АЛЕКСЕЕВИЧ. ВАКУУМНАЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ НА СИНХРОТРОНЕ СИРИУС: Автореф. дис. канд. физико-математических наук : 01.04.05 / НИИЯФ МГУ, 2004

Предложен метод исследования кинетики смещений и деформаций поверхностей твердых тел с пространственно-временным разрешением Delta r~ мкм, delta t~0.1 мкс, индуцированных локальным импульсным лазерным облучением с амплитудой смещений ангстремного масштаба. Мгновенные профили деформаций регистрировались в наборе точек поверхности на микронных масштабах методом фототермической деформации поверхности (ФТДП) по кинетикам отклонения зондирующего лазерного луча с последующей выборкой данных, соответствующих одному и тому же моменту времени; мгновенные профили смещений получались численным интегрированием по радиусу мгновенных профилей деформаций. Представлены полученные таким образом мгновенные профили деформаций и смещений ангстремного масштаба для ряда металлический образцов. Обсуждается природа полученных кинетик смещений в центре греющего лазерного пятна с размерами ~ 10-100 мкм.

Проведено моделирование процесса формирования упругонапряженных гетерокомпозиций типа InAs1-x-ySbxBiy/InSb и InAs1-x-ySbxBiy/InSbyBiy методом "капиллярной" ЖФЭ. Выявлены закономерности изменения ширины запрещенной зоны Eg и толщины d эпитаксиальных слоев от условий проведения процесса. Показано, что вследствие резкого возрастания скорости эпитаксиального осаждения с повышением температуры ЖФЭ успешный рост эпитаксиальных слоев докритической толщины возможен лишь до T

Введено и проанализировано дисперсионное уравнение для спектра капиллярных движений сферического слоя вязкой жидкости, покрывающей твердое сферическое ядро слоем конечной толщины. Показано, что наличие двух механизмов вязкой диссипации энергии капиллярных движений жидкости --- затухание в объеме слоя и на твердом ядре приводит к ограничению спектра реализующихся капиллярных движений жидкости как со стороны высоких, так и со стороны низких мод. При фиксированном заряде системы, закритическом для нескольких первых мод капиллярных движений, максимальными инкрементами при малом размере твердого ядра обладают моды из середины диапазона неустойчивых мод, в тонких же слоях жидкости максимальные инкременты имеют наиболее высокие из неустойчивых мод. Это указывает на различия в реализации неустойчивости заряженной поверхности сферического слоя при малых и больших относительных размерах твердого ядра.

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.

Получена аналитическая зависимость концентрации второго компонента в диффузионной зоне твердой фазы от времени в процессе ее взаимодействия с жидкой фазой. На основе выведенных уравнений найдено соотношение для описания деформации порошкового тела во времени. Проведено сравнение аналитических кривых с экспериментальными.

Для характеристики граничного трения твердых тел предложен новый параметр Q --- вероятность того, что любое данное пятно касания превратится в частицы износа при сдвиге фактической площади контакта на средний диаметр пятна касания. Предложена методика феноменелогической регистрации оптимальных режимов граничного трения, характеризуемых минимальной интенсивностью изнашивания материала образца и соответствующей величиной Q=Qopt. Определена величина Qopt (~ 2· 10-10) для одного из наиболее антифрикционных материалов --- баббита. При наличии данных о линейной интенсивности изнашивания Ih, контактном давлении pn и твердости H можно вычислить Q для данных условий испытаний. Отклонения Q от значений Qopt (для данного материала) могут служить критерием приближенности достигнутой структуры поверхности к оптимальной.

На основе использования кинетической теории переноса получены аналитические зависимости дозы поглощенного потока первичных частиц и дозы поглощенной энергии первичных частиц на различной глубине твердого тела конечной или полубесконечной толщины при облучении поверхности потоком ускоренных ионов (атомов) в направлении нормали к поверхности. Сравнение с опытом проводилось для твердотельных пленок кремния толщиной 50, 100 и 400 nm, облучаемых потоком ускоренных ионов бора с энергией 10 и 20 keV. Установленные закономерности были использованы для вычисления распределения вакансий по глубине, возникающих в твердом теле при облучении поверхности твердого тела потоком ускоренных ионов. Разработанная методика позволяет определить распределение вакансий по глубине, созданных потоком ускоренных электронов, нейтронов, квантов электромагнитного излучения.

В гидродинамическом режиме со скольжением при малых числах Рейнольдса и Пекле построена теория установившегося движения агрегата двух твердых нелетучих низкотеплопроводных касающихся сферических частиц вдоль линии их центров в неоднородно нагретом вязком газе. В линейном по малым параметрам приближении определена скорость термофоретического переноса агрегата. В качестве малых параметров выбираются относительные отклонения коэффициентов удельной теплопроводности частиц агрегата от удельной теплопроводности внешней среды.

При радиационных воздействиях на твердые тела возникает состояние микроскопической неравновесности, связанное с отклонением функции распределения атомов по энергии колебаний от термодинамически равновесной. Получены выражения для неравновесной функции распределения и частот активационных переходов атомов из потенциальной ямы. Показано, что радиационное стимулирование диффузионных процессов связано с отклонением температурных зависимостей для частот переходов атомов из положений равновесия от аррениусовского закона. В условиях допороговых радиационных воздействий скорость диффузионных процессов больше для атомов, термализация колебаний которых происходит на больших временах, и линейно зависит от интенсивности облучения. В условиях запороговых радиационных воздействий сравнение расчетных и экспериментальных температурных зависимостей коэффициента диффузии позволяет определять характеристики каскадных областей в твердых телах --- размеры и энергию возбуждения колебаний атомов.