Измерены пороги плавления и абляции при воздействии на Si и GaAs фемтосекундных импульсов хром-форстеритового лазера на длине волны 1240 нм, когда энергия кванта излучения меньше ширины запрещенной зоны. Малое отличие этих величин от порогов плавления и абляции, измеренных при воздействии импульсов второй гармоники на длине волны 620 нм с энергией кванта излучения больше ширины запрещенной зоны, невозможно объяснить с помощью известных теоретических моделей. Предложен новый подход к механизму возникновения электронно-дырочной плазмы и образованию тонкого сильно поглощающего поверхностного слоя в полупроводниках при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов видимого и инфракрасного диапазонов спектра излучения, основанный на лавинном механизме заполнения зоны проводимости.

Приведены первые результаты формирования двумерной периодической структуры локальных областей плавления на поверхности кремния при импульсном световом облучении. Установлены условия и обсуждается механизм образования таких структур.

Предложена модель высокоскоростной сверхпластичности материалов в условиях локального плавления границ зерен при температурах, близких к солидусу. Показано, что процесс локального плавления границ, содержащих сегрегации атомов примеси, приводит к формированию структуры, состоящей из областей жидкой фазы и твердых перемычек между зернами, обеспечивающих когезию зерен в процессе деформирования. Найдены равновесная концентрация, размеры и энергия активации образования твердых перемычек в зависимости от температуры, исходной концентрации примеси в границе и толщины границы. Предложен механизм зернограничного проскальзывания в условиях локального плавления границ зерен, обеспечивающий возможность сверхпластического течения материала при аномально высоких скоростях деформации.

Цифровым методом дифференциально-термического анализа идентифицированы условия возникновения и существования переходных процессов при плавлении германия. Кооперативные эффекты пред- и постплавления, возникающие в реальных условиях в динамических и квазистатических режимах, являются неравновесными фазовыми переходами и могут характеризоваться системой термодинамических параметров. В результате динамической нестабильности в квазистатических режимах наблюдается нестабильность термодинамических параметров переходных процессов. Введенная система параметров характеризует образование особого фазового состояния --- мезофазы пред- и постплавления.

Представлены результаты экспериментов по плавлению нитрида алюминия при нагреве электрической дугой, горящей в азоте, при давлении 0.2-0.3 MPa. Предложено качественное объяснение механизма подавления диссоциации при электродуговом нагреве. Показано, что оно возможно при атмосферном давлении за счет фотоактивации алюминия на поверхности образца резонансным излучением паров алюминия, присутствующих в электрической дуге.

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.

На основе феноменологической теории фазовых переходов Ландау рассмотрено плавление сдвигом тонкого слоя вещества, заключенного между двумя кристаллическими поверхностями. Рассмотрена кинетика плавления и затвердевания при статических и знакопеременных нагрузках. Обсуждается возможность двух последовательных переходов "плавления", в результате одного из которых модуляция микроскопической плотности исчезает только в направлении сдвига (частичное плавление), а в результате второго она исчезает также и в перпендикулярном направлении (полное плавление).

Построена модель, описывающая начальные стадии локального плавления границ зерен, содержащих сегрегации примесных элементов. Процесс локального плавления описывается как возникновение жидких участков, геометрия и число которых зависят от исходной концентрации и термодинамических характеристик атомов примеси, параметров материала и температуры. Описана эволюция жидкотвердой структуры границы с увеличением температуры. Получены температурные зависимости параметров жидкотвердой границы при различной исходной концентрации примеси и термодинамических характеристиках атомов примеси.

С помощью атомно-силовой микроскопии (АСМ) изучена топография субмикронных периодических структур, сформированных на поверхностях поликристаллического синтетического алмаза, и полиимидных пленок на подложках из плавленого кварца при наносекундных импульсных воздействиях ультрафиолетового излучения эксимерного XeCl лазера с длиной волны 308 nm в схеме четырехлучевой интерференционной лазерной модификации. Показана возможность прямого формирования двумерного периодического рельефа с субмикронным периодом на поверхности алмаза непосредственно импульсным лазерным испарением без применения резистора. Установлено, что в зависимости от экспозиции наблюдаются два различных механизма модификации полиимидных пленок. При экспозициях в диапазоне до 100 mJ/cm2 в полиимиде наблюдается изменение рельефа вследствие увеличения объема в местах интерференционных максимумов. При экспозиции более 100 mJ/cm2 в пленках возникают отверстия. С использованием УФ фоторезистора, экспонированного интерференционным импульсным лазерным облучением, и последующего ионного травления Ar получен периодический рельеф на поверхности плавленого кварца.

Показана возможность плавления тонких (0.1-0.5 mum) пленок InSb непосредственно в атмосфере под защитным слоем собственных окислов с целью получения высокой величины подвижности основных носителей (до 25 000 cm2/V·s). Экспериментально исследованы особенности синтеза пленок, в основу которого положено термическое импульсное испарение порошка InSb в вакууме. Технология позволила обеспечить необходимую неоднородность состава осажденной пленки по толщине для последующего плавления на воздухе.