Предложена теоретическая модель для описания экспериментально наблюдаемого [1] образования расщепленных дислокаций в малоугловых границах наклона в оксидных сверхпроводниках. Теоретически определены условия, при которых расщепление дислокаций в малоугловых границах наклона типа [100] является энергетически выгодным. Настоящая работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 98-02-16075) и Офиса Морских Исследований США (the Office of US Naval Research) (грант N00014-99-1-0896).

В интервале температур T=300-450 K исследованы движение краевых дислокаций и связанная с ним акустическая эмиссия Si (111) при протекании постоянного тока в направлении [110] плотностью 0.5-5·105 A/m2. Показано, что определяющим механизмом перемещения дислокаций является сила электронного ветра, определяющая величину эффективного заряда, приходящегося на один атом дислокационной линии Zeff=0.06 (n-Si) и -0.01 (p-Si). Согласование теории с экспериментом позволило установить основной вклад краевых дислокаций в акустиэмиссионный отклик исследуемых образцов кремния. Установлены характерные частоты переходов дислокаций в n- и p-Si из одного метастабильного состояния в другое: fmax=0.1-0.5 Hz. Оценены численные значения коэффициентов диффузии атомов в дислокационной примесной атмосфере: 3.2·10-18 m2/s (n-Si) и 1.5·10-18 m2/s (p-Si). Работа выполнена при финансовой поддержке Минвуза "Деградационные процессы в многослойных тонкопленочных структурах" и гранта РФФИ N 98-02-0335.

Обсуждается влияние трансформаций зернограничных дислокаций на диффузию в нанокристаллических твердых телах. Разработана теоретическая модель, описывающая ускорение диффузионных процессов, которое связано с переползанием зернограничных дислокаций в нанокристаллических твердых телах. Настоящая работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 98-02-16075), INTAS (грант N 99-1216) и Офиса Морских Исследований США (the Office of US Naval Research) (грант N 00014-99-1-0569).

Рассмотрены особенности зарождения и развития частичных дислокаций несоответствия в вершинах V-образных конфигураций полос дефекта упаковки, которые оканчиваются в объеме растущей пленки на 90o частичных дислокациях Шокли. Рассчитаны критические толщины hc эпитаксиальной пленки, при которых зарождение таких дефектных образований становится энергетически выгодным. Показано, что при малых несоответствиях сначала зарождаются полные дислокации несоответствия, а при больших --- частичные, расположенные в вершинах V-образных конфигураций полос дефекта упаковки, выходящих на поверхность пленки. Исследованы возможности дальнейшего развития последних с увеличением толщины пленки. Работа выполнена при поддержке Научного совета по МНТП России "Физика твердотельных наноструктур" (грант N 97-3006), Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 98-02-16075), Отдела морских исследований США (the Office of US Naval Research грант N 00014-99-1-0569) и программы ИНТАС (грант N 99-1216).

Изучены особенности генерации и движения дислокаций в бездислокационных пластинах кремния (монокристаллы выращены методом Чохральского), подвергнутых термообработкам при 450 и 650oC. Установлено, что низкотемпературные термообработки пластин с содержанием кислорода (7-8)· 1017 cm-3 оказывают существенное влияние на динамические характеристики вводимых в них при четырехточечном изгибе дислокаций, вызывая увеличение стартовых напряжений начала их движения. Обнаружена характерная пространственная неоднородность в генерации и распространении дислокаций от отпечатков индентора при игзибе термообработанных пластин. Обсуждаются причины выявленных закономерностей.

Объяснение наблюдаемого в экспериментах in situ скачкообразного характера движения дислокаций требует выхода за рамки простейших моделей. Учет дополнительных степеней свободы, управляющих переключением между "скользящими" и "сидячими" состояниями дислокаций, позволяет дать обобщенное описание дислокационной динамики. Полученное в настоящей работе решение соответствующей статистической модели описывает закономерности скачкообразного движения дислокаций и связанные с ними особенности пластичности материалов.

С использованием решеточных функций Грина для описания статических смещений атомов оценен вклад дислокационных ядер в уширение узла обратной решетки, вызываемого дислокациями в кристалле. Показано, что этот вклад пропорционален экспериментально определяемой рентгеновским методом величине угла интегральной разориентировки дислокационной субструктуры и зависит от некоторых фундаментальных характеристик внутриатомного строения и конденсированного состояния. Работа выполнена при финансовой поддержке Украинского научно-технологического центра (грант N 050).

Дислокации и дислокационная пластичность кристаллов рассматриваются на широком фоне других физических явлений, таких как сверхтекучесть жидкого гелия и сверхпроводники второго рода. Объединяет их с ними то, что дислокации, как и квантовые вихри в сверхпроводниках и сверхтекучем гелии, являются топологическими дефектами. Они образуются при фазовом переходе со спонтанным нарушением симметрии в результате Бозе-конденсации акустических фононов. Обсуждаются общие вопросы эволюции ансамблей линейных топологических дефектов и характер образуемых ими пространственных структур.

Исследованы закономерности формирования неоднородных дислокационных структур в рамках модели, учитывающей корреляционное взаимодействие винтовых дислокаций. Установлено, что учет корреляционного взаимодействия приводит к развитию неустойчивости однородного состояния в системе. Показано, что при достижении в локальном объеме критических неравновесных условий, соответствующих этой неустойчивости, спонтанно образуется неоднородная дислокационная структура, которая по мере увеличения степени неравновесности системы трансформируется в ячеистую структуру с симметрией квазикристалла. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 98-02-16976).

Во втором порядке теории возмущений в континуальном пределе вычислена энергия потенциального рельефа и барьера Пайерлса топологического возбуждения --- кинка в модели Френкеля--Конторовой. Предлагается новый метод анализа проблемы в сильно дискретном пределе. Аналитические результаты сравниваются с численными расчетами. Работа выполнена при частичной поддержке проекта INTAS-99 (грант N 167) и программы МНОП (грант USU 082087).