Изучение структурных превращений в наноразмерных объектах, процессов их взаимодействия с твердыми поверхностями, а также наноструктуры поверхности твердого тела с использованием прямого и компьютерного эксперимента

Цель: исследование структурных превращений в металлических нанокластерах, фрактальной структуры металлических и полупроводниковых поверхностей, а также взаимодействия микро- и наночастиц с твердыми поверхностями с использованием комплексного подхода, сочетающего теоретические исследования, прямой и компьютерный эксперименты. На основе анализа распределений многогранников Вороного - Делоне сделан вывод о том, что на структурном уровне плавлению и кристаллизации металлических наночастиц соответствует плавный кроссовер от их кристаллического состояния к жидкому. С использованием молекулярной динамики смоделированы растекание металлических нанокапель по шероховатым поверхностям, явление смачивания в твердом состоянии и процесс получения аморфных металлических пленок методом конденсации на охлажденной подложке. Развит термодинамический подход к изучению размерной зависимости температуры плавления тонких металлических пленок. Установлено, что температура плавления тонких пленок должна уменьшаться с уменьшением их толщины, но в некоторых случаях (низкоэнергетическая твердая поверхность) она может увеличиваться с уменьшением ее толщины. Экспериментально исследованы закономерности образования металлических пленок с фрактальной кластерной структурой (Au и Ag) на диэлектрических поверхностях, процессы получения аморфных халькогенидных пленок системы GeSbTe, закономерности формирования рельефа оптических поверхностей монокристаллического германия. Установлена взаимосвязь между размерностью подобия и обычно используемой фрактальной размерностью линии, в частности профиля рельефа. Разработана и зарегистрирована компьютерная программа для нахождения фрактальной размерности и размерности подобия профиля рельефа, в том числе оптических (отполированных) поверхностей с низкой степенью шероховатости. Программа апробирована на примере исследования фрактальной структуры оптических поверхностей монокристаллического германия. Показано, что размерность подобия является более адекватной характеристикой поверхностей с низкой степенью шероховатости, чем обычно используемая фрактальная размерность поверхности.