В учебном пособии представлена современная научная информация о возможностях атомно-силовой и электронной сканирующей микроскопии. Приведены характерные особенности методик атомно-силовой микроскопии, которые позволяют получать дополнительную информацию о ее свойствах. В частности рассмотрены режим фазового контраста, метод Зонда Кельвина, метод латеральных сил. Рассмотрены принцип работы электронного сканирующего микроскопа и примеры реализации различных методик для исследования микроскопических объектов электролитического происхождения. В частности, продемонстрированы методические приемы получения изображений, позволяющие однозначно идентифицировать габитус микрокристаллов, а также способы получения изображений из внутренних поверхностей полостей микрокристаллов.

Приведены результаты экспериментальных исследований формирования и эволюции градиентных структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры сталей и сплавов, подвергнутых ударному нагружению, прокатке, сварке. высокотемпературной цементации, мало- и многоцикловой усталости с обработкой токовыми импульсами. электронно-лучевой обработке, закалке из расплава. Методами оптической, растровой и просвечивающей электронной микроскопии выполнен анализ зеренной и тонкой дефектной структуры и дислокационных субструктур при таких видах воздействия, получены количественные зависимости параметров градиентных структурно-фазовых состояний от расстояния до поверхности обработки. Обсуждены возможные механизмы и природа формирования таких состояний. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников научно-исследовательских институтов, заводских лабораторий, специализирующихся в областях физики конденсированного состояния, металловедения и термической обработки металлов и сплавов и может быть полезна преподавателям, аспирантам и студентам вузов соответствующих специальностей.

Монография посвящена вопросам исследования электронной структуры и физико-химических свойств твердых тел на основе кластерного подхода с использованием аппарата и расчетных методов квантовой химии. Рассмотрены результаты изучения электронного строения и химической связи в металлах, сплавах, тугоплавких соединениях, соединениях РЗЭ, актинидов, а также в соединениях со сложной кристаллической структурой и содержащих различного рода дефекты. Книга предназначена для специалистов в области физики и химии твердого тела, аспирантов и студентов старших курсов вузов.

Пособие посвящено основам физики взаимодействия излучения с веществом, в котором существенную роль играют резонансные процессы. Дано изложение основных понятий, необходимых для понимания и количественного описания фотопроцессов в монохроматических и бихроматических полях, а также когерентных оптических явлений. Приведены эксперименты последнего времени по когерентному фазовому контролю радиационных явлений при взаимодействии бихроматического излучения с атомами и наноструктурами. Рассмотрены особенности фемтосекундного фотонного эха на нанокристаллах. Дана теория столкновительно-излучательных процессов с учетом поляризационного канала, включая резонансный тормозной эффект и излучение релятивистских частиц на нанокластерах. Представленный материал закладывает необходимый фундамент для научно-исследовательской и инновационной деятельности в области высокотехнологичных применений лазерной физики и квантовой электроники. Предназначено для студентов и аспирантов, специализирующихся к области физической и квантовой электроники, лазерной физики и смежных дисциплин.

В учебном пособии помимо традиционно сложившихся разделов физики твердого тела отражены некоторые современные направления науки. такие как физика фотонных кристаллов, наномасштабная физика. фрактальные представления о структуре кристаллических тел. Теоретический материал каждой главы книги дополнен задачами с решениями. Для студентов и аспирантов высших технических учебных заведений, а также преподавателей физики и других естественно-научных дисциплин в технических вузах.

Учебное пособие представляет собой систематизированное и доступное изложение курса физики твердого тела, содержащее основные элементы физики конденсированного состояния и ее приложения для описания физических свойств твердых тел и процессов, происходящих в них. В книге подробно рассматриваются вопросы строения кристаллов и аморфных твердых тел, типы межатомных связей и их влияние на структуру веществ. Приводятся основные положения теории колебаний атомов в кристаллической решетке, описаны тепловые, магнитные и диэлектрические свойства конденсированных сред. В учебном пособии отражены необходимые сведения из атомной физики и квантовой механики и на этой основ зонная теория твердых тел и электронные процессы в них. рассматриваются основные положения теории сверхпроводимости и фазовых переходов. Книга написана доступным языком с привлечением математического аппарата в объеме вузовских курсов по математике. Учебное пособие рассчитано на студентов инженерных факультетов, изучающих физику твердого тела или некоторые ее разделы, а также может быть полезно научным работникам смежных с физикой областей науки, желающим ознакомиться с основными положениями и методами физики твердого тела.

В книге достаточно полно изложена история развития плазмоники. Она предназначена как для студентов, имеющих общие представления о теории электромагнетизма и прикладной оптике и желающих начать собственные исследования в данной сфере, так и для научных работников, для которых эта книга, возможно, станет настольным справочником. Первая часть данного издания представляет собой введение в плазмонику, начиная с элементарного описания классического электромагнетизма, причем особое внимание уделяется проводящим материалам. В последующих главах обсуждаются поверхностные плазмон-поляритоны и локализованные плазмоны в наноструктурах в видимой части спектра, а также поверхностные электромагнитные волны. Во второй части книги рассматриваются вопросы практического применения теории для разнообразных приложений, например, для создания плазменных волноводов, апертурных решеток для усиления света. В заключении дается краткое описание свойств нового класса сред — метаматериалов.

Настоящая книга представляет собой вводный курс физики твердого тела, охватывающий как основные представления теории, так и ее приложения к описанию физических свойств твердых тел и происходящих в них процессов. В книге отражены следующие вопросы: теория кристаллической решетки (включая роль дефектов, тепловые свойства, диффузию), необходимые сведения из атомной физики и квантовой механики и на этой основе - электронная теория твердого тела. Далее изложены применения этой теории к анализу электрических и магнитных свойств диэлектриков, ионных кристаллов, полупроводников и металлов. Книга написана простым и доступным языком с минимальным использованием математического аппарата; авторы умело и на современном уровне объясняют многие сложные и тонкие вопросы, опираясь на наглядные модельные представления. Книга может быть рекомендована в качестве дополнительного учебного пособия студентам университетов и физико-технических вузов, начинающим изучать физику твердого тела или отдельные ее разделы. Она будет полезна молодым специалистам и преподавателям этой дисциплины, а также научным работникам смежных с физикой областей науки, желающим ознакомиться с основными представлениями и методами физики твердого тела.??.

Монография посвящена импульсной катодолюминесценции, возникающей на оптических переходах между кристаллическими зонами и локальными энергетическими уровнями, расположенными в запрещенной зоне конденсированных веществ. Эта люминесценция возбуждается в конденсированных средах при их облучении электронными пучками наносекундной длительности (1-10 нс) с плотностью пиковой мощности 10-100 МВт/см2. Приведены и обоснованы физические модели механизмов возмущения этой люминесценции. Показано, что при таких параметрах электронного пучка деструктивные процессы в веществе ещё слабы, но образуется высокая плотность электронно-дырочных пар, рекомбинация которых протекает преимущественно в излучательных процессах. В зоне проникновения электронов пучка в вещество возбуждение излучательных уровней центров люминесценции происходит в процессе квадратичной рекомбинации электронно-дырочных пар. Вне этой зоны возбуждение осуществляется за счет поглощения коротковолнового рекомбинационного излучения из облучаемой зоны. Показано, что импульсная катодолюминесценция отличается от других видов люминесценции повышенной яркостью и чувствительностью к примесям. Она возбуждается практически во всех неметаллических материалах. Приводится описание экспериментальной техники. На конкретных примерах продемонстрированы возможности спектрально-люминесцентного метода анализа вещества с использованием этого вида люминесценции. Книга представляет интерес для специалистов в области люминесценции неорганических и органических конденсированных сред, для геологов и минералогов, использующих люминесцентные методы, а также для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

Книга посвящена одному из современных методов исследований в материаловедении - моделированию атомной структуры дефектов. Включает в себя методически последовательное изложение взаимосвязанных разделов в физике реальных кристаллов, таких как структура и энергия точечных и планарных дефектов, структура ядра дислокаций, компьютерное моделирование взаимодействия дефектов, динамические процессы радиационных повреждений в металлах и сплавах; атомистические расчеты структуры основного состояния микрокластеров и кинетики их превращений и др. Перечисленные разделы являются достаточно устоявшимися направлениями в физике реальных кристаллов и ведены в курсы лекций для студентов физико-технического и металлургического факультетов УрФУ. Большое внимание уделяется связи результатов атомистических расчетов с особенностями поведения реальных металлов и сплавов при деформации, разрушении, радиационном повреждении, фазово-структурных превращениях. Систематизирован богатый литературный материал и результаты работы авторов по изучению дислокационной структуры, особенностей деформации и разрушения монокристаллического Ti3Al. Книга адресована научным работникам, магистрам, аспирантам и студентам старших курсов физико-технических специальностей, а также изучающим дефекты и их влияние на свойства твердых тел.

В книге рассмотрены закономерности растворения в воде и водных растворах различных твердых веществ, предварительно облученных гамма-квантами. Отдельная глава посвящена кинетике растворения кристаллических соединений непосредственно в зоне действия излучения, когда твердая и жидкая фазы облучаются одновременно.Разбираются детали кинетики растворения радиоактивных кристаллических веществ, некоторые методические вопросы этого процесса. Анализируется влияние электрического заряда, возникающее в объеме облучаемых соединений, на кинетику растворения.Книга рассчитана на широкий круг научных работников, аспирантов, специализирующихся в области радиационной химии, физики и физической химии. Она также может быть полезна инженерам, работающим в различных областях науки и техники, связанных с использованием излучения и радиоактивных нуклеидов.

Приведены необходимые для применения дифракционных методов сведения по кристаллографии. Рассмотрены теоретические основы и практическое использование дифракции рентгеновских лучей, электронов и нейтронов для изучения структуры кристаллов и металлических материалов. Изложены принципы и применение просвечивающей, дифракционной и растровой электронной микроскопии. Описаны методы локального элементного анализа, основанные на различных видах взаимодействия быстрых электронов с веществом. Учебник предназначен для студентов металлургических и политехнических вузов, специализирующихся в области металлофизики, металловедения и физико-химических исследований материалов. Может быть полезен инженерам исследователям, работающим в области металлофизики, физического металловедения и физико-химических исследований, технологии производства и обработки металлических материалов.

Пособие составлено на основе курса лекций, читаемых автором в Новосибирском университете студентам отделения информатики физического факультета. Курс содержит две части; первая из которых посвящена квантовой механике (нерелятивистской теории), вторая - статистической физики для физиков. Однако изучаемые вопросы рассматриваются на высоком теоретическом уровне. Существенную часть курса составляют задачи. Курс включает в себя три приложения, которые содержат принципы построения программ для упражнений по квантовой механике и примерный перечень типичных заданий; сведения о элементарных частицах и взаимодействиях, описание некоторых нерешенных проблем фундаментальной физики; математические дополнения и сведения из аналитической механики. Учебное пособие предназначено для студентов университетов, педагогических и технических вузов.

Изложены результаты экспериментальных и теоретических исследований процессов образования дефектов и их скоплений, структурно-фазового состояния и композиционного состава материалов ядерной энергетики при взаимодействии частиц и излучений с твердым телом. Рассмотрена связь этих процессов с радиационно-индуцированными (стимулированными) явлениями и эффектами. Пособие предназначено для студентов физического, химического и факультета радиофизики и компьютерных технологий БГУ.

Излагаются особенности термодинамических свойств, химической кинетики и термодинамики поверхностных явлений наночастиц и наноструктурированных материалов, обобщены современные представления об электрических, механических, оптических и химических свойствах различных композиционных материалов. Большое внимание уделяется относительной роли химических связей и взаимодействия применительно к нанообъектам. Проводится сравнительный анализ кристаллических структур микро- и наноматериалов. Предлагаются методики оценок влияния структурных особенностей нанообъектов на их свойства. Излагается инновационный подход к описанию особых физических и химических свойств наночастиц и наноструктурированных материалов. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по магистерской программе "Физика нанотехнолоий и наноразмерных структур" направления подготовки магистров "Техническая физика" при изучении дисциплин "Физик0-химические аспекты наноструктурированных материалов", "Специальные вопросы физики твердого тела". Пособие может быть также использовано при обучении в системах повышения квалификации, в учреждениях дополнительного профессионального образования и пр.

Монография посвящена систематическому изложению основ физики флуктуационных электромагнитных полей твердых тел и их связи с фундаментальными явлениями в природе. С единых позиций излагаются современные теоретические модели тепловых полей и разнообразные способы описания их корреляционных свойств. На основе богатого экспериментального материала демонстрируется однозначная связь резонансных особенностей в спектре состояний термостимулированных полей, генерируемых твердыми телами, с их собственными модами — поляритонами. Детально исследованы особенности спектральных свойств бегущих и квазистационарных волн единого термостимулированного электромагнитного поля конденсированной среды. Экспериментальные результаты качественно и количественно согласуются с основными положениями феноменологических теоретических моделей. В рамках флуктуационной электродинамики рассмотрен ряд фундаментальных задач, связанных с дисперсионным взаимодействием тел, переносом энергии между телами, дифракцией полей с разными корреляционными свойствами на отверстии и свойствами квантовой системы вблизи поверхности твердого тела. Для специалистов в области флуктуационной электродинамики, спектроскопии твердого тела, физики поверхности, а также для аспирантов и студентов старших курсов физических факультетов.

В учебном пособии изложены сведения о строении кристаллической решетки. Рассмотрены ее тепловые и электронные свойства, вопросы диффузии в твердой фазе. Приведены данные о дефектной структуре твердых тел. Освещены основные положения теории дислокаций и описываемые на ее базе представления о пластической деформации и разрушении твердых тел. Объяснена природа высокопрочного состояния. Проанализированы методики испытания металлов и сплавов при активном нагружении, ползучести. релаксации упругих напряжений и повторно-переменном нагружении. Для магистрантов, обучающихся по направлениям подготовки высшего профессионального образования "Прикладная механика" и "Техническая физика", а также аспирантов, специализирующихся в областях, связанных с физикой прочности и физическим металловедением.

В книге кратко излагаются основы физики конденсированных сред, физики поверхности, являющейся одним из краеугольных камней столь модных сегодня нанотехнологий. При этом выдержан удачный баланс между экспериментом и теорией. Для теоретического объяснения экспериментальных данных широко использована квантовая физика. Четко прослежены общие свойства различных форм существования конденсированных сред. Обсуждаются переходные состояния между различными формами, а также основные физические законы, единые для всех форм вещества. Для студентов старших курсов университетов, а также аспирантов, молодых специалистов и инженеров.

В пособии обсуждаются проблемы рентгеноструктурного анализа нанокристаллических материалов, излагаются современные рентгенографические методики исследования наноразмерных и наноструктурированных систем. Рассматриваются особенности рентгеновской дифракции для ID и 3D когерентных наноструктур. Пособие предназначено для магистрантов ФФ НГУ, обучающихся на кафедре физических методов исследования твердого тела, а также студентов других кафедр и факультетов, занимающихся исследованием структуры нанокристаллических материалов. Предполагается, что обучающиеся знакомы с началами кристаллографии и теории рассеяния рентгеновских лучей.

В книге, состоящей из двух частей, с единой точки зрения рассмотрены электронные, фононные и оптические свойства твердых тел-металлов и полупроводников. Первая часть посвящена теории элементарных возбуждений в твердых телах: квазиэлектронов, плазмонов, фононов, магнонов и экситонов. Вторая часть посвящена взаимодействиям элементарных возбуждений: электрон-фотонному, фотон-фононному, электрон-электронному и фонон-фононному. Для научных работников, студентов физических и физико-технических факультетов и инженеров.

Первое издание справочника по нанотехнологиям. выпущенное крупнейшим немецким издательством "Шпрингер" в 2004 году, заявило о себе как об основном источнике информации в области научных знаний о нанотехнологиях. Справочник объединяет сведения по технология, механике. материаловедению и надежности. Второе издание увеличилось с 6 до 8 частей, с 38 до 58 глав. Первая часть - введение в наноструктуры и технологии изготовления микро- и наноструктур. включая используемые при этом методы и материалы. Вторая часть справочника посвящена МЭМС/НЭМС и БиоМЭМС/БиоНЭМС приборам. Различные типы сканирующей зондовой микроскопии рассмотрены в третьей части. Четвертая часть посвящена обору нанотрибологии и наномеханики. Обзор смазок на пленках молекулярной толщины представлен в пятой части справочника. Шестая часть знакомит читателя с некоторыми применениями нанотехнологий в промышленном масштабе. седьмая сфокусирована на надежности микроприборов. И, наконец, последняя посвящена технологической конвергенции, которую несут с собой нанотехнологии, в ней также рассмотрены социальные, этические и политические последствия нанотехнолоий. Предметный указатель приведен в конце третьего тома. Книга подготовлена опытным редактором и написана командой из 150 известных международных экспертов. Она адресована инженерам-механикам и инженерам-электрикам. специалистам по материаловедению, медикам и химикам, которые работают в области нано-, или в областях, так или иначе связанных с этой новой важнейшей технологией.

Книга известных американских физиков - теоретика Р. Уайта и экспериментатора Т. Джебелла, посвященная процессам упорядочения в твердых телах при фазовых переходах. Наряду с традиционными вопросами отражены актуальные проблемы - возможность повышения критической температуры сверхпроводников, существование волн зарядовой плотности в слоистых соединениях, магнитное упорядочение в сверхпроводящих соединениях, сверхпроводимость и магнетизм в аморфных металлах. Теоретические представления сопоставляются с результатами экспериментов. Для научных работников, аспирантов и студентов, желающих в доступной форме ознакомиться с достижениями физики твердого тела.

Представлены современные достижения в теории и эксперименте метода дифракции электронов в 4D пространственно-временном континууме. Даны основы классической газовой электронографии, в том числе высокотемпературной, на основе понятия поверхности потенциальной энергии. Введение развертки во времени в дифракционные методы с использованием пикосекундных и фемтосекундных электронных диагностирующих импульсов, синхронизированных с импульсами возбуждающего лазерного возбуждения, позволило разработать методы сверхбыстрой электронной кристаллографии, дифракции рентгеновских лучей с временным разрешением и динамической просвечивающей электронной микроскопии, томографии молекулярного состояния. Становится возможной визуализация переходных процессов при фотовозбуждении свободных молекул и биологических обьектов, анализ процессов на поверхности и в наноструктурах. Для широкого круга читателей, студентов, аспирантов, научных работников, интересующихся проблемами структуры и динамики наноматериалов, строением вещества.

В книге рассмотрены основные структурные характеристики некристаллических (жидких и аморфных) веществ, методы компьютерного моделирования систем с различным характером химической связи, в том числе металлов. солей, оксидов и т. по. Дан обзор методов моделирования некристаллических систем с использованием дифракционных данных о структуре. Проведен анализ топологических характеристик некристаллических систем. Исследованы возможности восстановления межчастичных потенциалов по структуре жидкого или аморфного тела и расчета термодинамических. структурных, диффузионных и других свойств веществ методами компьютерного моделирования.

В первой главе пособия кратко изложены основы кристаллографии. Во второй главе даны физические основы электроники твердого тела. В последующих четырех главах изложены ключевые вопросы физики полупроводников: равновесная статистика электронов и дырок, перенос носителей заряда, контактные явления и явления в сильных электрических полях. Для аспирантов и студентов.

В книге последовательно изложены принципы сканирующей акустической микроскопии - нового перспективного направления в развитии физических методов исследования микроструктуры материалов самой различной природы. Подробно излагаются особенности нового направления. различные применения, преимущества и границы применимости. В книге отражен современный уровень научных исследований в этой области. включая ряд разделов физической акустики и ультразвука, физики твердого тела, характеризации материалов и неразрушающего контроля. Книга рассчитана на широкий круг специалистов, а также может быть использована в качестве учебного пособия для аспирантов и студентов старших курсов соответствующих специальностей.