Настоящая книга представляет собой юбилейное издание избранных трудов, посвященное пятидесятилетию Института физики полупроводников им. А. В. Ржанова Сибирского отделения Российской академии наук. Представлены результаты основных достижений Института в области, физики полупроводников и диэлектриков, физики конденсированных сред, физики и технологии низкоразмерных систем для опто-, нано- и акустоэлектроники, фотоники, сенсорики, квантовой электроники, спинтроники, лазерной физики и квантовой информатики. На основе полученных результатов реализованы приборные разработки матричных фотоприемников инфракрасного диапазона для устройств ночного видения и тепловидения, электронно-оптических преобразователей, СВЧ-транзисторов, одноэлектронных транзисторов и однофотонных излучателей, наносенсоров. Представленные обзоры научных исследований только частично отражают историю развития Института, демонстрируя приоритетные направления развития полупроводниковой электроники на современном этапе. Книга представляет интерес для специалистов в области физики полупроводников, физики конденсированного состояния, физики и технологии низкоразмерных систем, а также тех, кто интересуется историей развития российской науки.

Коллективная монография ведущих ученых из ФРГ, Бельгии, Франции, Японии, США, Нидерландов посвящена вопросам создания сильных и сверхсильных постоянных и импульсных магнитных полей и использования этих полей в исследованиях в области физики твердого тела, магнетизма, физики плазмы, а также поведения в них биологических частиц в разбавленных растворах и жидкокристаллическом состоянии. Приводятся сведения о различных магнитных лабораториях и их экспериментальных возможностях. Для научных работников разных специальностей, использующих в своей деятельности сильные магнитные поля, а также аспирантов и студентов старших курсов.

Книга содержит доклады российских и зарубежных авторов, представленные на Седьмую международную конференцию по генерации мегагауссных магнитных полей и родственным экспериментам (Саров, 5-10 августа 1996 г.). Доклады отражают современное состояние исследований по экспериментальным методам получения сверхсильных магнитных полей, в том числе методом взрыва, созданию взрывных магнитокумулятивных генераторов электромагнитной энергии, лайнерным системам для термоядерного синтеза, сильноточным коммутаторам, применению сверхсильных магнитных полей и взрывных генераторов электромагнитной энергии в физике плазмы, физике твердого тела и других областях науки и техники. Представляет интерес для научных работников и инженеров, работающих в области импульсной энергетики и физики высоких плотностей энергии, и может быть использована в качестве пособия аспирантами и студентами старших курсов физических и физико-технических факультетов.

Дж. Займан, проф. Бристольского университета (Англия) хорошо известен советскому читателю по книгам "Электроны и фотоны" (М.: ИЛ, 1962), "Принципы теории твердого тела" (М.: Мир, 1966, 1974), "Современная квантовая теория" (М.: Мир, 1971), "Вычисление блоховских функций" (М.: Мир, 1973). Данная книга охватывает широкий круг вопросов, так или иначе связанных с наличием какого-либо беспорядка в атомной или электронной системе конденсированного вещества, - от статистической теории жидкостей и теории фазовых переходов до физики полимеров и электронных процессов в жидких металлах и сильно легированных полупроводниках. Изучены различные типы беспорядка (топологический, беспорядок замещения и др.). Книгу можно рекомендовать студентам старших курсов физических факультетов, а также аспирантам - экспериментаторам и теоретикам, преподавателям, научным работникам, интересующимся физикой конденсированной среды.

В книгу вошла значительная часть научных статей и обзоров по общей теории относительности, физике твердого тела (акустоэлектронике) и акустооптике, выдающегося физика академика В. И. Пустовойта. Им впервые в мире построена теория, описывающая изменение интерференционной световой картины в поле гравитационной волны, и высказана идея использования интерферометра Майкельсона для регистрации гравитационных волн (1962), выдвинута идея усиления акустических волн в полупроводниках дрейфом электронов (1961) и идея использования поверхностных акустических волн в электронике (1963 г., совместно с акад. Ю. В. Гуляевым), а также исследованы задачи дифракции света в кристаллах, решение которых позволило содать более точные методы спектральных измерений и на их основе впервые в мире спектрометры УФ, видимого и ИК диапазонов - "Акустооптические спектрометры". Для научных работников, аспирантов и студентов.

В монографии излагаются результаты первого систематического исследования свойств ионных кристаллических диэлектриков и полупроводников при импульсном облучении электронными пучками средней и высокой плотности. Авторы обнаружили и подробно рассматривают ряд новых явлений: высокоэнергетическую проводимость, фундаментальную плазменную люминесценцию, хрупкое раскалывание диэлектрических и полупроводниковых кристаллов.Книга представляет интерес для специалистов по физике диэлектриков и полупроводников, радиационной физике твердого тела, электронике, сильноточной ускорительной технике. Материал книги также полезен студентам старших курсов соответствующих специальностей.

В книге рассмотрена феноменология электрофизических процессов электронной эмиссии и эмиссии атомных частиц, а также количественные закономерности основных и сопряженных разделов твердотельной и плазменной эмиссионной электроники, необходимые для инженерного анализа и разработок источников электронных и ионных потоков в газовых средах и в вакуумных условиях. Анализируются принципиальные и схемо-технические решения плазменных источников электронных и ионных пучков с элементами электронной и ионной оптики. Книга может быть полезна для инженеров, студентов и аспирантов, специализирующихся в области концептуального и рабочего проектирования устройств и систем эмиссионной и вакуумной электроники высокой плотности мощности различного назначения.

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.

Книга - в настоящее время единственное в мировой литературе издание, в котором излагаются основные теоретические закономерности современной физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. Широта охвата проблемы, новизна материала и мастерское изложение вопросов позволяют использовать книгу и как монографию для научных работников и инженеров, деятельность которых связана с физикохимией поверхностей и многочисленными прикладными направлениями коллоидной химии, адгезией, адсорбцией, флотацией и т. п., и в качестве учебного пособия для преподавателей, аспирантов и студентов вузов.

В книге излагается предельно простая (но без потери общности) авторская версия нелинейной теории упругости. Использование новых граничных условий и законов упругости дало возможность получать точные решения краевых двумерных задач (плоская задача, антиплоская деформация, осесимметричная деформация тел вращения, тонкие пластины). Основное внимание уделено актуальным сингулярным проблемам механики и физики твердого тела (теория трещин, дислокации, физическая мезомеханика и сосредоточенные воздействия). Предложенный автором элементарный метод расчленения граничных условий и условий сопряжения позволил снабдить книгу большим числом решенных актуальных задач нелинейной механики и физики твердого тела. Введены разрешающие статические и дисторсионные функции, удовлетворяющие компактной разрешающей системе координат. Выявлены статически и дисторсионно разрешимые задачи, пригодные для произвольного материала. Книга предназначена для специалистов, работающих в области механики и физики твердого тела, студентов, аспирантов, а также всех желающих ознакомиться (глазами автора монографии ) с современным состоянием дел в этой быстро развивающейся области нелинейной механики и физики твердого тела. Метод изложения, надеюсь, не вызовет больших трудностей при ознакомлении с содержанием книги.

В сборнике приведены доклады, представленные на 12-й Международной конференции "Взаимодействие излучений с твердым телом" (19-22 сентября 2017 г., Минск) и охватывающие следующие тематики: процессы взаимодействия излучений с твердым телом, радиационные эффекты в твердом теле, пучковые методы формирования наноматериалов и наноструктур, модификация свойств материалов, влияние излучений на структуру и свойства покрытий, современное оборудование для радиационных технологий. Адресуется научным сотрудникам и студентам естественнонаучных факультетов вузов.

В сборнике приведены доклады, представленные на 8-й Международной конференции "Взаимодействие излучений с твердым телом" (23-25 сентября 2009 г., Минск) и охватывающие следующие тематики: процессы взаимодействия излучений с твердым телом, радиационные эффекты в твердом теле, взаимодействие плазмы с поверхностью, модификация свойств материалов, формирование, структура и свойства покрытий, оборудование для радиационных технологий. Адресуется научным сотрудникам и студентам естественнонаучных факультетов вузов.

Книга посвящена фундаментальному физическому явлению - электрическому шуму в твердых телах. В отличие от существующий литературы в ней делается упор не на математические вопросы теории случайных процессов и не на анализ шума в конкретных электронных приборах, а на его микроскопические механизмы в разных проводящих материалах и твердотельных структурах. В частности, в книге излагается кинетическая теория шума в неравновесном электронном газе, очень подробно анализируются свойства низкочастотного фликкер-шума и приводятся недавние результаты по шумам в квантовых контактах. Для специалистов в области физики твердого тела и инженеров, занимающихся разработкой чувствительных электронных устройств, и студентов старших курсов соответствующих специальностей.

В докладах обсуждаются вопросы, затрагивающие как теоретические, так и экспериментальные аспекты исследований по проблеме разрушения металлов в условиях низких температур на основе механики твердого деформируемого тела, физики твердого тела и металловедения. Рассмотрены методы оценки сопротивления развитию трещины металлов с использованием силовых, деформационных и энергетических характеристик механики разрушения в линейно-упругой и упругопластической постановке.

Пособие соответствует содержанию направлений бакалаврской подготовки "Прикладная механика", "Прикладная математика и физика" и "Механика", магистерских программ "Механика деформируемого твердого тела", "Наномеханика" и "Вычислительная механика". Исследуются упругие свойства идеальных монокристаллов и наноструктур. Описана методика, позволяющая получить связь макроскопических характеристик с параметрами микроструктуры в рамках линейной теории упругости. Проводится сравнительный анализ трех моделей мажатомного взаимодействия: силовой, моментной и угловой. Рассматриваются структуры, имеющие одноатомные кристаллические решетки (треугольная, квадратная, кубическая, ОЦК, ГЦК) и двухатомные кристаллические решетки (графен, алмаз). Предназначено для студентов, изучающих теоретическую механику, механику сплошной среды и физику твердого тела, а также аспирантов, научных работников и инженеров.

В книге даны основные представления о физике вакуума; рассмотрены процессы переноса при низких давлениях, сорбционные процессы, течение газов по трубопроводам; обсуждены принципы действия основных типов вакуумных насосов, их характеристики и возможности непользования в различных системах откачки; описаны способы измерения вакуума, анализ парциальных давлений, течеискание; приведены типовые схемы вакуумных машин и установок, дан общий порядок расчета и проектирования вакуумных систем.Предназначается для студентов специальности "Полупроводниковое и электровакуумное машиностроение".

Книга содержит описание практических работ по физике полупроводников, сегнетоэлектриков и диэлектриков, низких температур. Описания задач включают основы теории исследуемых явлений, схемы экспериментальных установок, порядок выполнения эксперимента. Представлены работы, охватывающие равновесные и неравновесные свойства полупроводников, электрические и оптические свойства сегнетоэлектриков, а также оптические, упругие, пиро- и пьезоэлектрические свойства диэлектрических кристаллов, явление сверхпроводимости, ряд задач по физике жидкого гелия. задачи отражают современное состояние исследований в области физики твердого тела. Для студентов и аспирантов, специализирующихся в области физики твердого тела, а также преподавателей физических специальностей высших учебных заведений.

Показано, что многоуровневый процесс пластического формоизменения в шейке деформируемого твердого тела может быть корректно описан на основе полевой теории дефектов. Теория предсказывает два механизма волнового пластического течения в шейке. Наиболее распространенным является диссипативный многоуровневый автоволновой процесс, в основе которого лежит самоорганизация в шейке двух макрополос локализованной деформации, сопряженных по схеме "креста". Этот процесс сопровождается фрагментацией материала на мезоуровне, высоким его деформационным упрочнением, деградацией структуры и характеризуется низкой пластичностью. В специальных условиях самоорганизации в шейке двух макрополос, сопряженных по схеме двухгранного угла, пластическое течение может развиваться как слабодиссипативный волновой процесс. Он характеризуется очень высокой пластичностью материала в шейке. Полевая теория дефектов хорошо объясняет известные экспериментальные данные о механизмах пластической деформации в шейке деформируемого твердого тела.

Описаны закономерности взаимного проникания частиц в композитах «сталь – медно-свинцовый шликер» и «железо – свинец» под электроимпульсным или ударно-волновым воздействием. Предложена теоретическая трактовка наблюдаемых явлений на основе многоуровневого подхода физической мезомеханики и концепции атом-вакансионных конфигурационных возбуждений в сильнонеравновесных системах.

На основе неравновесной термодинамики развита методология описания деформируемого твердого тела как многоуровневой системы. Делается заключение о единой природе всех механизмов пластической деформации и разрушения твердых тел как локальных структурных превращений в зонах концентраторов напряжений различного масштаба. Все типы деформационных дефектов зарождаются в локальных зонах гидростатического растяжения около концентраторов напряжений, где необходимо рассматривать локальный неравновесный термодинамический потенциал Гиббса. Показан корпускулярно-волновой дуализм пластического сдвига и рассмотрена его специфика на различных структурно-масштабных уровнях пластической деформации. Проведен термодинамический анализ возникновения субмикро- (нано-) кристаллической структуры в твердых телах в условиях интенсивной пластической деформации. Ключевые слова: деформация, масштабные уровни, термодинамический подход.

Первое руководство на русском языке, описывающее структуру и свойства наноматериалов от твердотельных до биологических объектов. Исчерпывающе изложены технологии изготовления и методы исследования наноструктур, разнообразные применения — от оптоэлектроники до катализа и биотехнологий. Второе издание дополнено материалами по методическим аспектам «индустрии наносистем» и применениям нанотрубок в электронике. Учебник-монография адресован широкому кругу научных работников, инженеров-электронщиков, специалистов в областях химических и биотехнологий.

В монографии разработана самосогласованная статистическая электронная модель ионной решетки диэлектриков в формализме метода функционала электронной плотности. На этой основе исследованы реконструктивные фазовые превращения, протекающие в кристаллах в экстремальных условиях высоких давлений и температур. Рассматривается ряд размерных эффектов, возникающих при фазовых превращениях в кристаллах малых размеров (100 ангстрем и меньше). Особое внимание уделяется моделированию фазовых переходов в кристаллах при высоких температурах с использованием метода молекулярной динамики. Для научных и инженерно-технических работников, преподавателей, аспирантов и студентов вузов.

Первый том посвящен научным основам неорганического материаловедения, что соответствует общей концепции издания, совмещающего информацию о фундаментальных принципах формирования и исследования материалов со сведениями об их свойствах, технологиях и областях применения. Впервые создан энциклопедический свод современных научных представлений о физико-химической природе твердых тел, поведении неорганических материалов под действием внешних физических полей и химических факторов, рассмотрены методы анализа, исследований и диагностики неорганических материалов. Для научных работников, инженеров, аспирантов и студентов, специализирующихся в фундаментальных и прикладных областях современного материаловедения: металлургия расплавов, порошковая металлургия, полупроводники и материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы электронной техники, специальная керамика, оптические материалы, материалы ядерной техники, газофазные, плазменные, лазерные и электронно-лучевые технологии, техника высоких давлений, сварка, пайка и пр.

Первое руководство на русском языке, описывающее структуру и свойства наноматериалов от твердотельных до биологических объектов. Исчерпывающе изложены технологии изготовления и методы исследования наноструктур, разнообразные применения — от оптоэлектроники до катализа и биотехнологий. Второе издание дополнено материалами по методическим аспектам «индустрии наносистем» и применениям нанотрубок в электронике. Учебник-монография адресован широкому кругу научных работников, инженеров-электронщиков, специалистов в областях химических и биотехнологий.

Сборник содержит тезисы докладов, представленных на десятой ежегодной научной конференции ИТПЭ РАН. Конференция посвящена обзору научных разработок и практических приложений, осуществленных в Институте теоретической и прикладной электродинамики РАН в 2008 году. Цель конференции - обмен информацией, призванный дать импульс развития фундаментальным исследованиям в направлении, определяемом запросами практики, и ускорить внедрение результатов фундаментальных исследований.

Сборник содержит тезисы докладов, представленных на восьмой ежегодной научной конференции ИТПЭ РАН. Конференция посвящена обзору научных разработок и практических приложений, осуществленных в Институте теоретической и прикладной электродинамики РАН в 2006 году. Цель конференции - обмен информацией, призванный дать импульс развития фундаментальным исследованиям в направлении, определяемом запросами практики, и ускорить внедрение результатов фундаментальных исследований.

В атласе приводятся полные и наглядные диаграммы всех пространственных групп кубической системы, которые находят широкое применение в практике структурного анализа кристаллов и в других разделах кристаллографии, кристаллофизики и кристаллохимии. Вводная часть атласа знакомит со схемой вывода кубических пространственных групп и приемами построения их диаграмм, что позволяет использовать атлас не только как справочник, но и как оригинальное учебное пособие. Книга рассчитана на специалистов в области химии и физики твердого тела.

На основе классической релятивистской электродинамики, используя понятие элементарной магнитной линии как реальной вихревой линии единой непрерывной среды, создана модель элементарной частицы - ее керна и поля. Показано, что она является именно частицей, а не волной и частицей одновременно: ее волновые свойства обусловлены волной, вызываемой движением частицы в среде элементарных магнитных линий. рассмотрены также возможные структуры нейтрона и атомов. Переосмыслены входящие в уравнения Максвелла векторные характеристики электромагнитного поля, вследствие чего получены новые результаты в области электродинамики макроскопических сред; дано объяснение сверхпроводимости, основанное на представлении об элементарных магнитных линиях. Показано, что все силы: электромагнитные, сильные, слабые и гравитационные - различные проявления взаимодействий элементарных магнитных линий. Рассмотрена проблема возникновения элементарных частиц, звезд, черных дыр, галактик, Мегагалактики.

В работе показана возможность изучения закономерностей поведения и диагностики структуры и свойств поверхностных слоев и покрытий на основе спектрального анализа акустических колебаний и силы сопротивления при трении. Исследования проведены на наноскопическом масштабе с использованием численного моделирования методом подвижных клеточных автоматов. Развита методика анализа упругих волн на основе обработки зависимостей от времени таких величин, как компоненты скорости, давление и интенсивность напряжений, регистрируемых в определенной точке поверхности контртела. Идентифицированы основные пики на спектрах регистрируемых данных, обусловленные собственными частотами системы, геометрическими и адгезионными параметрами модели, а также шероховатостью взаимодействующих поверхностей. Показано, что спектры изменения давления в модели качественно подобны акустическим спектрам записи звука в реальном эксперименте. Теоретически обосновывается возможность применения трибоспектрального анализа на основе вычисления силы трения для диагностики неоднородностей и несплошностей наноскопического масштаба в поверхностном слое толщиной до 100 нм. Результаты изучения показали возможность оценки ряда параметров наноскопических несплошностей, таких как характерный пространственный период их расположения и линейные размеры. Обсуждаются области применения предложенного подхода как перспективного неразрушающего метода исследования поведения и диагностики структуры и поврежденности покрытий и поверхностных слоев наноскопической толщины.

На основе анализа экспериментальных результатов последних лет сделано заключение, что поверхностные слои нагруженных твердых тел являются самостоятельной подсистемой, в которой развиваются волновые механизмы пластического течения, определяющие зарождение первичных деформационных дефектов всех видов. Эти процессы являются синергетическим активатором пластического течения о объеме деформируемого твердого тела.

В первой части книги излагаются основные вопросы физики твердотельных систем пониженной размерности, последовательно рассматриваются особенности энергетического спектра частиц, транспортных и оптических свойств и процессы переноса частиц в различных квантово-размерных структурах. Книга предназначена для научных и инженерно-технических работников соответствующего профиля, а также для студентов технических университетов.

Сборник содержит тезисы докладов, представленных на одиннадцатой ежегодной научной конференции ИТПЭ РАН. Конференция посвящена обзору научных разработок и практических приложений, осуществленных в Учреждении Российской академии наук Институте теоретической и прикладной электродинамики РАН в 2009 году. Цель конференции - обмен информацией, призванный дать импульс развития фундаментальным исследованиям в направлении, определяемом запросами практики, и ускорить внедрение результатов фундаментальных исследований.

В пособии изложены физико-технические основы эмиссионной электроники. Последовательно рассмотрены основы электроники твердого тела, общие вопросы твердотельной эмиссионной электроники, виды электронной эмиссии из твердых тел - термоэлектронная, фотоэлектронная, вторичная электронная и автоэлектронная. Впервые содержательно изложены основы относительно нового вида электронной эмиссии - взрывной электронной эмиссии. Также в данном пособии впервые как самостоятельный раздел эмиссионной электроники рассмотрены основы эмиссии заряженных частиц из плазмы. Заключительный раздел пособия посвящен рассмотрению эмиссионных явлений, вызванных взаимодействием ускоренных ионов с поверхностью твердых тел. Предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области вакуумной и плазменной электроники, в том числе сильноточной, физики плазмы и техники плазменных исследований, физической электроники, электронно-лучевых, ионно-лучевых и плазменных технологий, промышленной электроники, физики и техники ускорителей заряженных частиц.

В монографии изложены результаты, полученные авторами при теоретическом и экспериментальном исследованиях процесса формирования и изменения структурно=фазовых состояний и свойств малоуглеродистых сталей при волочении проволоки с различными способами подготовки поверхности и крепежных изделий из нее. Методами современного физического материаловедения выполнен анализ тонкой дефектной структуры проволоки и крепежных изделий и проведено сопоставление с результатами расчета полей тензора конечных деформаций. рассмотрены технологические особенности изготовления проволоки и крепежных изделий на современном металлургическом предприятии.

Сборник содержит тезисы докладов, представленных на двенадцатой ежегодной научной конференции ИТПЭ РАН. Конференция посвящена обзору научных разработок и практических приложений, осуществленных в Учреждении Российской академии наук Институте теоретической и прикладной электродинамики РАН в 2010 году. Цель конференции - обмен информацией, призванный дать импульс развития фундаментальным исследованиям в направлении, определяемом запросами практики, и ускорить внедрение результатов фундаментальных исследований.

В монографии с помощью метода флуктуационных волн рассмотрено рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов на флуктуационных неоднородностях концентрации и параметров порядка в твердых растворах, однокомпонентных упорядочивающихся кристаллах и системах, находящихся вблизи точек фазового перехода второго рода. Проанализирована информация об этих системах, которая может быть получена с помощью дифракционных исследований. Изложен ряд общих вопросов строения твердых растворов, теории фазовых переходов и флуктуаций в рассматриваемых системах. Рассчитана на научных работников, занимающихся теоретическими и экспериментальными исследованиями в области дифракции рентгеновских лучей и нейтронов, физики твердого тела, металлофизики и материаловедения, а также на студентов старших курсов соответствующих специальностей.

В книге рассмотрены свойства основных элементарных частиц; закономерности классического движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях; основы квантовой мехники, квантовой теории излучения, атомной и молекулярной спектроскопии, электронной теории твердого тела; физические основы эмиссионной электроники; электрические явления в газах и плазме.Предназначается для студентов специальности "Электронные приборы". Может быть полезна студентам специальностей "Физическая электроника", "Радиофизика", "Физика полупроводников и диэлектриков", а также аспирантам и инженерам.