Дисертації з теми "Розсіювання"

Підготовка природного газу (ПГ) до транспортування передбачає видалення рідин, захоплених газом, а також наступне його висушування для зниження вмісту водяної пари та інших вуглеводів. Для забезпечення необхідних умов зниження вмісту цих речовин в технологіях підготовки ПГ вимірюється декілька взаємопов’язаних параметрів, які неоднозначно визначають якість процесу підготовки до транспортування.

Значне число лазерного зондування атмосфери можна описати за допомогою лідарного рівняння, яке враховує залежність послаблення лазерного випромінювання від властивостей досліджуваного середовища, часу інтегрування фотоприймача і тривалості лазерного імпульсу.
Значительное число лазерного зондирования атмосферы можно описать с помощью лидарного уравнения, которое учитывает зависимость ослабления лазерного излучения от свойств исследуемой среды, времени интегрирования фотоприемника и продолжительности лазерного импульса.
A significant number of laser sensing of the atmosphere can be described by lidar equation that takes into account the weakening of the dependence of laser radiation on the properties investigated environment photodetector integration time and duration of the laser pulse.

На простих структурних моделях теоретично досліджено закономірності процесів формування електронограм від аморфних речовин та наноматеріалів. Проаналізовано вплив різних наближень, які використовуються у традиційному методі функцій радіального розподілу, на достовірність та точність отримуваних кількісних параметрів структури ближнього порядку. Розроблено рекомендації для удосконалення методу електронографії при вивченні будови атомних сіток аморфних речовин та наноматеріалів. Виявлені в роботі закономірності можуть також бути покладені в основу методів експериментального визначення параметрів ближнього порядку аморфних речовин безпосередньо із експериментальної інтенсивності розсіювання електронів без застосування інтегрального фур’є-перетворення. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20753
Исследовано рассеивание электронов при дифракционных электронографических исследованиях структуры неупорядоченных атомных сеток аморфных веществ. На простых структурных моделях теоретически исследованы общие закономерности процессов формирования электронограм от аморфных веществ и наноматериалов. Показано, что атомные пары с различной ориентацией в пространстве относительно зондирующего пучка дают существенно неравномерный вклад в интерференционную функцию Дебая. При этом основную структурную информацию в интерференционную функцию дают атомные пары, которые ориентированы в зондирующем пучке под углом 40° – 90°. Важная структурная информация содержится в интерференционных функциях в широком диапазоне задания волновых векторов 0 < s < 200 нм-1, что требует регистрации экспериментальных электронограм в данном диапазоне.Выявлены четкие закономерности поведения параметров электронограм аморфных веществ в зависимости от особенностей структуры их ближнего порядка. Проанализировано влияние различных приближений, используемых в традиционном методе функций радиального распределения, на достоверность и точность получаемых количественных параметров структуры ближнего порядка аморфных веществ методами электронографии. Впервые показано, что этот метод имеет ряд недостатков при его использовании для экспериментального анализа структуры неупорядоченных наносистем. Установлено, что в методе функций радиального распределения атомов методологическая замена реальной неупорядоченной дискретной атомной сетки континуальной непрерывной функцией радиального распределения атомов есть достаточно "грубым" приближением, которое существенно ухудшает достоверность и точность метода. С целью устранения этого недостатка предложено основой анализа ближнего и промежуточного порядка аморфных веществ электронографическим методом взять интерференционную функцию Дебая для одной дискретной пары атомов неупорядоченной сетки. Впервые показано, что в электронографии наноматериалов проявляется существенное "нулевое" рассеивание, которым, в отличие от рентгенографии, нельзя пренебрегать. Получено математическое соотношение, описывающее интенсивность нулевого рассеивания электронов на однородных тонких пленках. Отмечено, что достоверные с точностью до 3 - 5% функции радиального распределения получаются только при фурье-преобразовании интерференционных функций аморфных веществ, в которых дисперсии распределения межатомных расстояний в координационных сферах превышают 0,001 нм2. Разработаны рекомендации для усовершенствования метода электронографии при изучении строения атомных сеток аморфных веществ и наноматериалов. Для этого предложено заменить процедуру интегрального фурье-преобразования при расчетах параметров БП аморфных веществ прямым анализом интерференционных функций Дебая разных дискретных пар атомов неупорядоченной сетки. Показано, что основная информация про структуру атомной сетки аморфных веществ содержится уже в первом максимуме интерференционных функций, который формируется рефлексами первого та второго порядков дифракции электронов на атомных парах. На этом основании обосновано возможность извлечения достоверной информации об атомной структуре аморфных веществ из интерференционных функций, определенных экспериментально в узком диапазоне волновых векторов рассеяния электронов от 5 до 100 нм-1. Выявленные в работе закономерности могут быть положены в основу методов экспериментального определения параметров ближнего порядка аморфных веществ непосредственно из экспериментальной интенсивности рассеивания электронов без применения интегрального фурье-преобразования. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20753
In simple structural models theoretically explored general regularities of the electron patterns formation for-amorphous materials and nanomaterials. The influence of various approximations used in the traditional method of radial distribution functions are analyzed on the reliability and accuracy of quantitative short order structure parameters of amorphous materials. The recommendations for improving the method of electron diffraction in the study of atomic structure of amorphous materials and nanomaterials are made. Revealed in this work regularities may also be the basis of the experimental determination of short-range order parameters of amorphous materials directly from the experimental electron scattering intensity without the use of the integral Fourier transform. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/20753

Швидкий розвиток нанотехнологій, сучасні вимоги до матеріалів електронної техніки призводять до необхідності створення потужних математичних моделей, в тому числі методами математичного аналізу, які дозволяють проводити ефективні розрахунки необхідних параметрів.

В даній роботі проводилось моделювання спектрів резерфордівського зворотнього розсіювання з використанням програми SIMNRA 6.0. Оскільки сам процес розсіювання потребує велику кількість грошей і часу, то моделювання методу являється кращим варіантом. Моделювання показало, що оптимальними умовами проведення експерименту є використання іонів гелію з енергією Е = 4 МеВ та товщини мішені – Ag(350 нм)/ZnMnS(1000 нм)/ситал(≥20000 нм). При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24797
В данной работе проводилось моделирование спектров резерфордовського обратного рассеяния с использованием программы SIMNRA 6.0. Поскольку сам процесс рассеивания требует много денег и времени, моделирование метода является лучшим вариантом. Моделирование показало, что оптимальными условиями проведения эксперимента является использование ионов гелия с энергией Е = 4 МэВ и толщины мишени - Ag (350 нм) / ZnMnS (1000 нм) / ситал (≥ 20000 нм). При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24797
Rutherford back-scattering In the present work was carried out simulation of Rutherford backscattering spectra using the program SIMNRA 6.0. Since the process of diffusion requires a lot of money and time, the simulation method is the best option. The simulation showed that the optimum conditions of the experiment is the use of helium ions with energy E = 4 MeV and target thickness - Ag (350 nm) / ZnMnS (1000 nm) / Sital (≥ 20 000 nm). When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24797

Мета кваліфікаційної роботи магістра полягає в аналізі теоретичних моделей, які використовуються для опису явища гіганського магнітоопору у магнітних наноструктурах з спін-залежним розсіюванням електронів, зокрема, у структурах спін-вентильного типу та визначення параметрів спін-залежного розсіювання. У результаті проведених розрахунків параметрів спін-залежного розсіювання для двох серій спін-вентильних структур: І – системи Co(5)/Ag(dAg)/Py(30)/П (dAg = 3-15 нм); ІІ – системи Co(30)/Ag(dAg)/Py(5)/П (dAg = 3-15 нм) установлено, що параметр об’ємної асиметрії змінюється у межах від 1,03 до 1,15 для систем І типу та від 1,17 до 2,06 для систем ІІ типу; параметр спінової асиметрії змінюється у межах від 0,01 до 0,07 для систем І типу та від 0,08 до 0,34 для систем ІІ типу. Величина питомого опору мажоритарних носіїв заряду дорівнює величині питомого опору немагнітного шару, в той час як питомий опір мінітарних носіїв заряду залежить від товщини базового магнітного шару.

Оцінювання якості глибоких координованих отворів на етапі проектування, тобто на етапі прийняття рішення про можливість забезпечення їх повної взаємозамінності, враховуючи існуюче обладнання, інструмент, матеріал та оснащення являється актуальною задачею. Рішення таких питань потребує комплексу теоретичних і експериментальних досліджень. Під координованими (взаємопов'язаними) отворами вважаємо групи отворів, в яких задані міжосьові розміри або розміри від базової поверхні до осей отвору. Під точністю розмірів координованих отворів мається на увазі точність відстаней між отвором і базою та між двома або декількома отворами (позиційне відхилення). Вимоги до точності отворів задаються кресленнями.

Плівки твердих розчинів Zn(x)Mn(1-x)S були отримані методом квазізамкненого обєму у вакуумній установці ВУМ-5М. Досліджений вплив температури підкладки на розміри областей когерентного розсіювання. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/34077

Магістерська дисертація складається із пояснювальної записки обсягом 90 сторінок та включає 17 ілюстрацій, 16 таблиць, 28 посилань, 2 додатки. Актуальність теми. Сучасна діагностична медицина потребує нових неінвазивних методів дослідження кровотоку. Одним із таких методів є мікроциркуляція крові у організмі людини, що дозволяє отримати дані про швидкість кров’яного току, а знаючи параметри судин, по яким здійснюється рух можна судити про патологічні зміни в них. Метою магістерської дисертації є розрахунок параметрів і характеристик комп’ютерної моделі мікроциркуляції крові. Об’єктом дослідження є модель мікроциркуляції крові в організмі людини. Предметом дослідження є параметри і характеристики мікроциркуляції. крові. Наукова новизна полягає у використанні теорії Мі для сферичних частинок для моделюваня розсіюваного випромінювання від кровотворчих елементів. Практичне значення одержаних результатів. Розроблена модель дозволяє у значній мірі пришвидшити діагносування патологічних змін у крові та судинах організму людини.
Actuality of theme. Modern diagnostive medicine desperately needs new noninvasive methods of blood flow research. One of the most perspective is the microcirculation of blood in the human body, which allows you to get data on the rate of blood flow, and knowing the parameters of the vessels, which is the movement, from that could be judged about pathological changes in them. The purpose of the master's thesis is calculation of the parameters and characteristics of the computer model of microcirculation of blood. The object of the study is the model of microcirculation in the human body. The subject of the study is the parameters and characteristics of the blood microcirculationtion. The scientific novelty is the application of the Mie theory for spherical parts to simulate the scattering of radiation from the blood-forming elements. The practical value of the results. The developed model allows to greatly accelerate the diagnosis of pathological changes in the blood and blood vessels of the human body.

У рукопису запропоновано метод моделювання і аналізу імпульсних та високочастотних властивостей багатодолинних напівпровідників. Модель застосовано до сучасних, актуальних і, як буде доведено у тому числі у рукописі, перспективних напівпровідникових матеріалів GaN, AlN і InN, які зараз все більше стають відомі під узагальнюючою назвою III-нітриди. Метод відрізняється можливістю застосування одночасно як для динамічних задач у часі, так і змінних у просторі полів та збалансованим використанням обчислювальних ресурсів без істотних втрат точності. Базисом запропонованого підходу є чисельне рішення системи диференціальних рівнянь, які отримані з кінетичного рівняння Больцмана у наближенні часу релаксації по функції розподілу у k-просторі. Ці рівняння відомі під узагальненою назвою релаксаційних. В англомовній літературі цей метод зустрічається під назвою «Method of moments» (метод моментів). Але на відміну від традиційного використання рівнянь для концентрації носіїв, їх імпульсу і енергії у праці використано замість рівняння релаксації енергії рівняння для електронної температури як міри середньої енергії тільки хаотичного руху. Друга принципова відмінність полягає в тому, що часи релаксації визначаються через усереднення квантовомеханічних швидкостей розсіювання, зазвичай використовуваних у методі Монте-Карло, для окремих видів розсіювання, а не як інтегральні значення із статичних характеристик матеріалу. Різні механізми розсіювання носіїв враховуються через специфічні для них часи релаксації за допомогою проведення усереднення за максвеллівською функцією розподілу в наближенні електронної температури. Система отриманих рівнянь включає рівняння у частинних похідних як за часом так і за координатами, що дає можливість дослідити характерні прояви імпульсних властивостей напівпровідникових матеріалів, зокрема: «балістичний транспорт» носіїв у просторі та ефект «сплеску» дрейфової швидкості у часі. Вперше розглянуто використання Фур’є-перетворення імпульсної залежності дрейфової швидкості носіїв для обчислення максимальних частот, на яких у напівпровіднику можлива провідність. Форма спектральної характеристики швидкості дрейфу носіїв демонструє зв’язок з механізмами розсіювання, які переважають в даному електричному полі. Властивості III- нітридів у сильному електричному полі проаналізовано у частотній області і робиться порівняння з опублікованими методами оцінки максимальних частот провідності напівпровідникових матеріалів. Показано, що граничні частоти збільшуються із зростанням напруженості електричного поля і складають для III-нітридів сотні гігагерців, а для нітриду алюмінію зокрема перевищують тисячу гігагерців. Це пов’язано, за висновками роботи, з найбільшими для нього міждолинними відстанями і відповідно з порівняно ослабленим міждолинним розсіюванням. Проведений аналіз просторового прояву ефекту «сплеску» демонструє можливість балістичного прольоту носіїв (практично без зіткнень) у сильному полі на відстані до сотих і десятих часток мікрометра.
The dissertation work proposed a method for modeling and interpreting the high-frequency characteristics of multi-valley semiconductors, in particular, GaN, AlN, and InN. The model is practiced to state-of-the-art, encouraging, and relevant materials GaN, AlN, and InN, which are now recognized under the generic name III-nitrides. The method is noticed by the economical use of computational resources without meaningful loss of accuracy and the feasibility of using both for dynamic tasks over time and variables in the scope of fields. The introduced approach is based on solving a system of differential equating, which are known as relaxation equations and are obtained from the Boltzmann kinetic equating in the relaxation time approximation by averaging over k-space. In English literature, this method is known as the "method of momentum." Indifference to the traditional system of equations for the concentration of carriers, their momentum, and energy, here, alternately of the energy relaxation equation, the equation for electron temperature is done as a measure of the energy of only chaotic movement. The second meaningful difference is that the relaxation times are not defined as integral values from the static properties of the material, but for averaging the quantum-mechanical scattering rates usually used in the Monte Carlo meth-od for particular types of scattering. The averaging was made over the Maxwell distribution function in the electron temperature approximation, as an outcome of which numerous mechanisms of carrier scattering through their explicit relaxation times are taken into account. Since the system of equations applied includes equations in partial derivatives concerning time and coordinates, it performs it possible to examine the characteristic demonstrations of the impulse properties of the mate-rials under consideration, particularly, the time effect of the “overshoot” of drift velocity and the spatial “ballistic transport” of carriers. For the first time, the use of the Fourier transform of the impulse dependence of the carrier drifts velocity to calculate the highest frequencies inherent in a semiconductor is recognized. A relationship was found between the contour of the spectral characteristic of the drift velocity and the scattering mechanisms that predominate in a given electric field. The characteristics of III-nitrides in the frequency region in a strong electric field are investigated and correlated with existing methods for predicting cut-off frequencies. It is determined that the limiting frequencies increase with increasing electric field strength and result in hundreds of gigahertz, and for aluminum nitride, it passes one thousand gigahertz. This is due, obviously, to the greatest for him inter-valley distances and, therefore, with a decreased intervalley scattering. The study of the spatial manifestation of the splash effect gives the possibility of an approximately collisionless, ballistic flight of electrons in a strong field at ranges up to hundredths and tenths of a micrometer.

Метод раманівського розсіювання світла (КРС), є ефективним методом який використовується для вивчення оптичних властивостей твердих тіл. У роботі було теоретично розглянуто КРС в кристалах за допомогою формалізму функцій Гріна (ФГ). Також враховано сильну електрон-фононну взаємодію і проаналізовано експериментальні спектри КРС деяких кристалів.

Дисертаційна робота присвячена встановленню загальних закономірностей впливу температури і розмірних та концентраційних ефектів на електро- та магніторезистивні властивості одношарових плівок FexCo1-x та тришарових плівкових систем FexCo1-x/Cu/FexCo1-x. Встановлено закономірності формування кристалічної структури і фазового складу, поведінки електрофізичних (питомий опір, ТКО), магніторезистивних (анізотропний і гігантський магнітоопір) і їх взаємозв’язку для плівкових сплавів та тришарових систем на їх основі в інтервалі товщин d = 5 – 80 нм і концентрацій CFe = 10 – 90 ат.% у температурному інтервалі 120 – 700 К. Виявлено, що свіжосконденсовані плівкові сплави FeхСо1-х (x > 0,3) мають фазовий склад, що відповідає ОЦК - FeхСо1-х з параметром гратки а = 0,292 – 0,293 нм. При x < 0,3 фазовий склад свіжосконденсованих одношарових плівок відповідає ОЦК - FeхСо1-х-y + ГЩП - Соy з параметром гратки а = 0,291 – 0,294 нм та аСо = 0,250 – 0,253 нм і сСо = 0,410 – 0,413 нм. Після відпалювання за 700 К для плівок з x > 0,3 фіксується ОЦК - FeхСо1-х та при x < 0,3 ОЦК - FeхСо1-х-y + ГЦК - Соy. Фазовий склад свіжосконденсованих тришарових плівок з х < 0,3 відповідає ОЦК - FeхСо1-х-y + ГЦК - Cu + ГЩП - Соy. Для тришарових плівок FeхСо1-х/Cu/FeхСо1-х з x > 0,3 dF = 20 – 40 нм та dN = 5 – 20 нм фазовий склад відповідає евтектиці ОЦК - FeхСо1-х + ГЦК - т.р. Cu(Fe) або т.р. Cu(Co) незалежно від умов термообробки. Після термообробки таких зразків з х < 0,3 за температури 700 К фазовий склад відповідає ОЦК - FeхСо1-х+ ГЦК - Cu(Fe) або т.р Cu(Co). З’ясовано, що плівки сплаву FexСо1-x є гомогенними за товщиною. Вивчено дифузійні процеси у плівкових системах FexCo1-x/Cu/FexCo1-x з dF = 30 – 40 нм та dN = 10 – 20 нм та показано, що у них в цілому зберігається індивідуальність окремих шарів. Термо- та іонно-стимульована дифузія спричиняє дифузію атомів Fe та Co, які є результатом дисоціації молекул FeCo. Встановлено закономірності в польових залежностях анізотропного та ізотропного магнітоопору для одношарових плівкових матеріалів та тришарових структур із різною товщиною магнітних та немагнітних шарів та концентрацією компонент в шарах FeхСо1-х. Експериментально виявлені інтервали концентрацій і товщин шарів, у яких спостерігався анізотропний (позитивний поздовжній і негативний поперечний магнітоопір) та ізотропний (негативний поздовжній і поперечний магнітоопір) характер магнітоопору. Результати експериментальних досліджень впливу відпалювання на величину ізотропного магнітоопору та вид магніторезистивних петель показують, що характер поведінки МО і його величина в загальному випадку визначаються як товщиною феромагнітних і немагнітних шарів, так і концентрацією компонент у шарах. Експериментально показано, що при dF = 25 – 40 нм та dN = 3 – 20 нм в усіх досліджуваних свіжосконденсованих тришарових системах спостерігається ізотропний характер магнітоопору, обумовлений спін-залежним розсіюванням електронів провідності. Максимальне значення ізотропного МО в 1 % при кімнатній температурі для невідпалених плівок спостерігається для системи Fe0,1Co0,9/Cu/Fe0,1Co0,9 при однакових товщинах магнітних шарів і товщині прошарку 3 нм. При термомагнітному поетапному відпалюванні (через проміжні температури 400, 500 К) для всіх систем за виключенням зразків з утворенням гранульованого стану спостерігається перехід від ізотропного до анізотропного характеру магнітоопору. Для структур з концентрацією СFe = 10 – 20 ат. % та відносно тонкими шарами (dF = 10 – 20 нм, dN = 5 – 15 нм) спостерігається анізотропний характер магнітоопору в вихідному стані. Відпалювання за температури 550 К призводить до появи ізотропного магнітоопору, що обумовлено формуванням гранульованого сплаву на основі Cu та атомів Со. Термообробка зразків незалежно від вмісту компонент та з dF = 20 – 30 нм, dN = 5 – 15 нм при температурі 400, 550 К стимулює збільшення ізотропного МО до 3,5 % при кімнатній температурі. Зниження температури вимірювання від кімнатної до 120 К приводить до збільшення амплітуди ізотропного магнітоопору в 1,2 – 1,5 рази. Отримані експериментальні результати свідчать про досить велику температурну стабільність властивостей плівкових структур на основі сплаву FexСо1-x та Cu, що дозволяє рекомендувати при виготовленні магніторезистивних елементів, як один з етапів технологічного процесу, термостабілізаційне відпалювання у вакуумі за температури 550 або 700 К безпосередньо після осадження плівок. Показано, що на температурних залежностях питомого опору тришарових плівок незалежно від концентрації компонент фіксуються три характерні ділянки, на яких реалізується розсіювання електронів на дефектах кристалічної будови, межах зерен та інтерфейсах. Експериментально та теоретично показано, що із ростом товщини плівкового сплаву FexСо1-x та товщини прошарку у тришарових системах (dF = 30 нм) значення ТКО зростає. Експериментальні та розрахункові дані співпадають з точністю до 20%. Вивчені фізичні прoцеси в плівкoвих матеріалах із тoчки зoру їх мoжливoгo застoсування як чутливих елементів з високою температурною та часовою стабільністю багатoфункціoнальних сенсoрних та інфoрмаційних приладів різнoгo призначення.
Ph. D. thesis is devoted to the established general laws of the influence of temperature and size and concentration effects on the electro- and magnetoresistive properties of FexCo1-x single-layer films and FexCo1-x/Cu/FexCo1-x three-layer film systems. The regularities of formation of crystalline structure and phase composition, behavior of electrophysical (resistivity and TCR), magnetoresistive (anisotropic and giant magnetoresistance) and their interconnection for film alloys and three-layer systems on their basis are established in the interval of thickness d = 5 – 80 nm and concentrations of CFe = 10 – 90 at.% in the temperature range of 120 – 700 K. It is revealed that as-deposited FexCo1-x film alloys (x > 0.3) have a phase composition corresponding to bcc - FexCo1-x with the lattice parameter a = 0.292 – 0.293 nm. At x < 0.3, the phase composition of the as-deposited single-layer films corresponds to bcc - FexCo1-x-y + hcp - Coy with the lattice parameter a = 0.291 – 0.294 nm and aCo = 0.250 – 0.253 nm, cCo = 0.410 – 0.413 nm. After annealing at 700 K, the bcc - FexCo1-xis fixed for films with x > 0.3 and bcc- FexCo1-x-y + fcc - Coy is fixed at x < 0.3. The phase state of as-deposited three-layer films with x < 0.3 corresponds to bcc - FexCo1-x-y + fcc - Cu + hcp - Coy. For three-layer FexCo1-x/Cu/FexCo1-x films with x > 0.3, dF= 20-40 nm and dN= 5-20 nm, the phase state corresponds to the eutectic of bcc - FexCo1-x + fcc - s.s. Cu (Fe) or s.s. Cu(Co), regardless of the heat treatment conditions. After heat treatment of such samples with x < 0.3 at a temperature of 700 K, the phase state corresponds to bcc - FexCo1-x + fcc - s.s. Cu (Fe) or s.s. Cu(Co). For films with x > 0.3, heat treatment does not change the phase state. It is found that FexCo1-x film alloy are homogeneous in thickness. Diffusion processes in FexCo1-x/Cu/FexCo1-x film systems with dF = 30 – 40 nm and dN = 10 – 20 nm have been studied and it is shown that they generally preserve the identity of is retained. The thermal and ion-stimulated diffusion causes the mutual penetration of Fe and Co atoms, which are the result of dissociation of FeCo molecules. The regularities in the field dependences of anisotropic and isotropic magnetoresistance for single-layer film materials and three-layer structures with different thicknesses of magnetic and non-magnetic layers and the concentration of components in FexCo1-x layers are established. The concentration and layers thickness ranges, in which anisotropic (positive longitudinal and negative transverse magnetoresistance) and isotropic (negative longitudinal and transverse magnetoresistance) character of magnetoresistance observed, have been identified. The experimental results of the annealing effect on the isotropic magnetoresistance value and the shape of magnetoresistive loops show that the MR behavior and its magnitude in the general case are determined by both the thickness of the ferromagnetic and nonmagnetic layers, and the concentration of the components in the layers. It has been shown experimentally that for all investigated three-layer systems at dF = 25 – 40 nm and dN = 3 – 20 nm, the isotropic character of magnetoresistance as a result of the spin-dependent electron scattering is observed. The maximum value of isotropic MR of 1% at room temperature is observed for Fe0,1Co0,9/Cu/Fe0,1Co0,9 as-deposited system with the same thickness of the magnetic and copper layers of 3 nm. In the case of thermomagnetic step-by-step annealing (through intermediate temperatures of 400, 500 K), the transition from isotropic to anisotropic nature of the magnetoresistance is observed. The exception is samples, in which the granular state forms. For structures with a concentration of CFe = 10 – 20 at.% and relatively thin layers (dF = 10 – 20 nm, dN = 5 – 15 nm) the anisotropic nature of the magnetoresistance in the initial state is observed. Annealing at a temperature of 550 K results in an isotropic magnetoresistance, as a result of the granular alloy based on Cu and Co atoms formations. The heat treatment at a temperature of 400, 550 K stimulates an increase in isotropic MR to 3.5 % at room temperature for the samples regardless of component composition and with dF = 20 – 30 nm, dN = 5 – 15 nm. Reducing the measurement temperature from room temperature to 120 K leads to an increase in the isotropic magnetoresistance magnitude by 1.2 – 1.5 times. The obtained experimental results indicate sufficiently high temperature stability of the properties of film structures based on the alloy FexCo1-x and Cu. This allows recommending thermal annealing in vacuum at a temperature of 550 or 700 K directly after the film deposition as one of the stages of the technological process at the formation magnetoresistive elements. It is shown that at the temperature dependencies of the resistivity of three-layer films, regardless of the component concentrations, three characteristic regions are fixed. These regions correspond to the realization of electron scattering on the defects of the crystal structure, grain boundaries, and interfaces, respectively. It has been shown experimentally and theoretically that the TCR value grows at the increase of the FexCo1-x film alloy thickness and the spacer layer thickness in three-layer systems (dF = 30 nm). The experimental and calculated data agree with an accuracy of 20 %. Physical processes in film materials studied from their possible application as sensitive elements with high temperature and time stability of multifunctional sensors and information devices for various purposes.

Дисертацію присвячено встановленню взаємного зв’язку між електрофізичними (термічний коефіцієнт опору і коефіцієнт поздовжньої тензочутливості), магніторезистивними (магнітоопір, анізотропний магнітоопір, магнітодеформаційний ефект і гігантський магнітний опір), магнітооптичними (магнітооптичний ефект Керра, коерцетивність) властивостями і фізичними процесами у плівкових матеріалах на основі Co і Cu, Ag і Au; Cr і Fe та Cu і Fe із різним структурно-фазовим станом – тверді розчини, плівкові гранульовані сплави, багатошарові плівкові системи та мультишари, в яких зберігається індивідуальність окремих шарів або утворюється проміжний шар біля інтерфейсів. До фізичних процесів відносять такі, як взаємна дифузія атомів і фазоутворення, зміна параметрів електроперенесення (середня довжина вільного пробігу електронів, коефіцієнтів розсіювання і проходження межі зерен та інтерфейсів електронами) під дією температури, магнітного поля, одновісної пружної або пластичної деформації. Запропоновані й апробовані феноменологічні моделі для термічного коефіцієнту опору, магнітоопору і магнітодеформаційного ефекту, які враховують зазначені фізичні процеси. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24361
Диссертация посвящена установлению взаимосвязи между электрофизическими (термический коэффициент сопротивления и коэффициент продольной тензочувствительности), магниторезистивными (магнитосопротивление, анизотропное магнитосопротивление, магнитодеформационный эффект и гигантское магнитное сопротивление), магнитооптическими (магнитооптический эффект Керра, коэрцетивность) свойствами и физическими процессами в пленочных материалах на основе Со и Cu, Ag, Au; Cr и Fe или Cu и Fe с различным структурно-фазовым состоянием – твердые растворы, пленочные гранулированные сплавы, многослойные пленочные системы или мультислои, в которых сохраняется индивидуальность отдельных слоев или образуется промежуточный слой возле интерфейсов. К физическим процессам, которые определяют указанные свойства пленочных материалов, прежде всего, относятся взаимная диффузия атомов, которая включает в себя различные типы: конденсационно-стимулированная, ионностимулированная и термодиффузия, которые могут протекать по механизму зернограничной или объемной диффузии. Кроме диффузии, на физические свойства оказывают влияние изменение параметров электропереноса (средняя длина свободного пробега електронов, коэффициентов рассеивания на внешних поверхностях пленки и прохождения границы зерен или интерфейсов электронами) под действием температуры, магнитного поля,одноосной упругой или пластической деформации. Предложены и апробированы феноменологические модели для термического коэффициента сопротивления, магнитосопротивления и магнитодеформационного эффекта, которые учитывают все перечисленные выше физические процессы. Полученные соотношения для магнитодеформационного эффекта в однослойных пленках позволяют рассчитать вторую производную удельного сопротивления по деформации и магнитному полю, которая является важной тензометрической характеристикой. Проведенные исследования тензорезистивного еффекта указывают на то, что зернограничное рассеивание электронов дает более значительный вклад по сравнению с процессами рассеивания на гранулах в общую величину коэффициента тензочувствительности. Изучены оптические и магнитные характеристики спин-вентильных структур методами магнитооптического эффекта Керра и нуль-елипсометрии с использованием логического алгоритма для решения обратной задачи. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24361
Dissertation is devoted to establishing mutual communication between elektrophysical(thermal coefficient of resistance and gaude factor), magnetoresistive (magnetoresistivity, anisotropy magnetoresistivity, magneto-deformation effect and giant magnetoresistivity) and magneto-optical (Kerr effect, koertsetivity) properties and physical processes in the film materials based on Co and Cu, Ag or Au; Cr and Fe; Cu and Fe with different structural-phase state - solid solutions, alloys granular film, multilayers film systems that contain of individual layers or intermediate layer is formed at the interfaces. To those belonging la physical processes include such as mutual diffusion and phase formation of atoms, changing parameters elektrocurent(free mean path of electron, scattering coefficient and the coefficient transmition grain boundaries and interfaces of electrons) under the influence of temperature,magnetic field uniaxially elastic or plastic deformation. Offered and testing phenomenological models for thermal coefficient of resistance, magnetoresistivity and magneto-deformation effec, with take into account the physical processes. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/24361

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.09.01 – електричні машини та апарати. – Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Харків, 2016. Дисертацію присвячено розробці комплексу науково-технічних рішень, спрямованих на оцінку показників лінійних електромеханічних перетворювачів ударної дії з високою магнітною сумісністю. Запропонована імітаційна математична модель лінійного електромеханічного перетворювача ударної дії, що описує взаємопов'язані просторово-часові електричні, магнітні, механічні та теплові процеси із змінними параметрами. Визначено геометричні параметри електропровідного якоря, феромагнітних осердя та екрана, при яких перетворювач забезпечує найбільші показники. Отримала подальший розвиток методика синтезу параметрів високоефективного лінійного електромеханічного перетворювача ударної дії, заснована на використанні комплексного критерію ефективності, який враховує основні показники при різних варіантах стратегії вибору. Встановлено, що кріогенне охолодження до температури рідкого азоту обмотки індуктора дозволяє збільшити ККД лінійних електромеханічних перетворювачів ударної дії в 1,6 раз, при охолодженні якоря – в 5 разів, а при одночасному їх охолодженні – в 11 разів. Розроблено конструктивні схеми лінійних електромеханічних перетворювачів ударної дії індукційно-електромагнітного типу ударної і ударно-поворотної дії. Розроблено методику експериментальних досліджень лінійних електромеханічних перетворювачів ударної дії з одночасним вимірюванням електричних і механічних показників.
The thesis for the degree of candidate of technical sciences, specialty 05.09.01 – electrical machinery and apparatus. – National technical university "Kharkiv polytechnic institute", Kharkіv, 2016. The thesis is devoted to development of complex scientific and technical solutions aimed at improving the efficiency linear electromechanical transducers with high magnetic compatibility. The proposed computer model linear electromechanical transducers with ferro-magnetic core, describing connected field-temporal electrical, magnetic, mechanical and thermal processes with variable parameters. The optimum form of section and parameters conductive anchor linear electromechanical transducers induction type. The influence of the configuration and geometrical parameters ferromagnetic core, ferromagnetic shield, electromagnetic shield and combined on screen indicators linear electromechanical transducers. Further developed methods of synthesis parameters highly linear electromechanical transducers, based on a comprehensive criteria. The effect of cryogenic cooling efficiency linear electromechanical transducers. Developed design schemes linear electromechanical transducers electromagnetic induction-type. The method of experimental studies linear electromechanical transducers simultaneous measurement of electrical and mechanical performance. Experimentally confirmed the basic theoretical training is shown linear electromechanical transducers efficiency.

Тонкоплівкові матеріали зі спін-залежним розсіюванням електронів широко застосовуються в сучасній електроніці та сенсорному приладобудуванні до і особливо після відкриття явища гігантського магнітоопору (ГМО). На базі таких приладових матеріалів створюються сучасні елементи електроніки, які до недавнього часу вважались цікавими лабораторними виробами. Сьогодні матеріали з ГМО успішно впроваджені у виробництво накопичувачів інформації великої ємності, вимірювачів малих та великих електричних струмів, магнітовимірювачів, діагностичних приладів. Особливо перспективним використання таких матеріалів при створенні накопичувачів великої ємності. Відносна простота виготовлення структур із спін-залежним розсіюванням електронів та широкий спектр можливостей їх застосування пояснює зацікавленість до експериментального і теоретичного дослідження фізичних процесів в даних приладових плівкових структурах. Як показують чисельні експериментальні результати з дослідження ГМО, актуальним залишається вивчення структурного і фазового стану плівок із спін-залежним розсіюванням електронів, особливостей дифузії та стабільності інтерфейсу між шарами або окремими фазами в них. Особливо важливим лишається вирішення питання стабільності корисних характеристик в часі чи під дією різних фізичних полів. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/15879

Дисертація присвячена вивченню проблеми аеротехногенного забруднення навколишнього середовища в районі дії гірничо-хімічних підприємств. У дисертаційній роботі вирішено важливе науково-практичне завдання встановлення особливостей формування екологічної небезпеки гірничо-хімічних виробництв та виявлення масштабів їх впливу на довкілля, а також розроблено природоохоронні заходи та засоби зменшення впливу відходів калійних виробництв на довкілля. Побудовано математичну модель розсіювання шкідливих речовин в атмосфері з врахуванням висоти джерела викиду, швидкості вітру, густини та розміру частинок. Наведено результати експериментальних досліджень аеротехногенного забруднення зони аерації солевідвалами Домбровського кар’єру та обґрунтовано явище підвищення водопроникності глинистих ґрунтів у випадку зростання концентрації сольового фільтруючого розчину. Для спрощеної моделі балансу маси речовини, розчиненої в елементі водоносного пласта, запропоновано методику визначення рівня забруднення підземних вод на основі розрахунку концентрації мігруючої речовини. Винайдено спосіб очищення повітря від пилу, який буде використано у процесі реконструкції калійних виробництв ВАТ “Гірхімпром”.
Диссертация посвящена изучению проблемы аэротехногенного загрязнения окружающей среды в районе воздействия горно-химических предприятий. В диссертационной работе решена важная научно-практическая задача по установлению особенностей формирования экологической опасности горнохимических предприятий и выявлению масштабов их влияния на элементы окружающей среды, а также разработаны природоохранные мероприятия и средства, уменьшающие влияние отходов калийных производств на окружающую среду. Рассмотрена концепция изучения процесса распространения выбросов промышленных предприятий в приземном слое атмосферы. Построена математическая модель рассеивания выбросов, а также получены зависимости дальности полета частиц от их плотности, размера, высоты источника выбросов и скорости ветра. Рассматривая солеотвалы Домбровского карьера как источник вредных выбросов, также построена математическая модель пылевого рассеивания под воздействием силы ветра. Разработанные математические модели рассеивания вредных веществ позволяют оперативно оценить масштабы загрязнения территорий, подвергшихся аэротехногенному влиянию не только при лимитированных выбросах, но и при аварийных. Приведены результаты экспериментальных исследований аэротехногенного загрязнения зоны аэрации соле-отвалами Домбровского карьера. Изучено и обосновано явление повышения водопроницаемости глинистых почв при увеличении концентрации солевого фильтрующего раствора. Для упрощенной модели баланса массы вещества, растворенного в элементе водоносного пласта, предложена методика определения уровня загрязнения подземных вод путем расчета концентрации мигрирующего вещества. Для эффективного подавления пыли на территории дробильно-сортировочного комплекса разработана автоматизированная установка и проведены ее испытания с использованием поверхностно-активных веществ. Изобретен способ очистки воздуха от пыли воздушно-механической пеной высокой кратности при транспортировке и переработке калийных руд. Этот способ будет использован при реконструкции калийных производств ОАО “Гирхимпром”.
Dissertation is devoted to the investigation of the aerotechnogenical contamination problem in the area of mine-chemical enterprises activity. In the dissertational work the important scientific-practical task of establishment features of forming ecological danger by mine-chemical productions and size detection of their influence on the environment is decided, and also the nature protections measures and means of decrease the potassiums production wastes influence on the environment are elaborated. The mathematical model of the harmful matters dispersion in the atmosphere, taking into account the height of ejection source, speed of wind, density and size of particles, is constructed. The results of experimental researches of aerotechnogenical contamination of the environment by salt dumpes of Dombrov quarry are presented and the phenomenon of increasing water permeability of clay soils with growing concentration of salt filtering solution is substantiated. For the simplified model of the admixture mass balance, placed in the water stratum element, the methodics for definition the pollution level of the underground water basing on the estimation of the concentration the migrated admixture, is suggested. The method for cleaning air from dust is invented. This method will be introduced at the reconstruction of potassiums productions OAC “Girhimprom”.

Вирішена науково-технічна задача заощадження енергетичних ресурсів та зниження рівня аеротехногенного забруднення навколишнього середовища викидами промислових підприємств нафтогазового комплексу. На основі наукових досліджень виявлені закономірності процесів змішування димових газів в потоці повітряного середовища, встановлені математичні залежності для визначення коефіцієнтів лінійної дифузії. Виявлені чинники впливу на характер дисипації домішок в атмосфері, запропонована методика визначення коефіцієнтів просторової турбулентної дифузії димових газів. Розроблена математична модель формування просторово-часового поля техногенного забруднення атмосфери з урахуванням властивостей шкідливих речовин, що містяться у викидах підприємств нафтогазового комплексу. Запропоновані адаптовані до умов виробничих об'єктів нафтогазової промисловості енергоощадні технології раціонального використання некондиційних вуглеводневих сумішей, що спалюються на факельних установках. Обґрунтована необхідність застосування у вихлопному тракті поршневих газоперекачувальних агрегатів шумопоглинаючих пристроїв, як засіб нейтралізації та зниження емісії токсичних речовин викидних газів.
Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников и приложений. В первом разделе приведена характеристика существующего состояния загрязнения атмосферного воздуха выбросами промышленных предприятий нефтегазовой промышленности, технологические процессы которых связаны с сжиганием углеводородного топлива. Обоснована необходимость снижения уровня энергоемкости производственных объектов, посредством внедрения энергосберегающих технологий как решающих средств экономии углеводородного сырья и защиты окружающей среды от загрязнения. Рассмотрены процессы образования, эмиссии и распространения в атмосферном воздухе вредных веществ, содержащихся в выбросах таких источников загрязнения как факельные и газомотокомпрессорные установки. С целью возможности разработки природоохранных мероприятий, направленных на снижения уровня аэротехногенного загрязнения необходимо оценить масштабы влияния производственных объектов на окружающую среду, что возможно осуществить на основании закономерностей диффузионного распространения вредных веществ в приземном слое атмосферного воздуха. Анализ научных публикаций показал, что данной проблеме уделено достаточно много внимания, однако, учитывая сложность природы процессов атмосферной диффузии и существования множества факторов, влияющих на ее характер, вопрос окончательного решения поставленного задания остается пока что открытым. Во втором разделе представлены результаты экспериментальных и аналитических исследований процессов смешивания дымовых газов в потоке воздушной среды. Определено в пространственно-временном измерении распределение концентраций и параметров, характеризующих турбулентную диффузию вредных примесей в атмосфере, установлены математические зависимости для определения коэффициентов смешивания газов в продольном направлении распространения дымового облака. Третий раздел содержит описание экспериментальной установки и методики проведения исследований процессов распространения дымовых газов в приземном слое атмосферного воздуха. Выявлены факторы влияния на характер диссипации в атмосфере продуктов сгорания от факельных установок и предложена методика определения коэффициентов пространственной турбулентной диффузии. Разработана математическая модель формирования пространственно-временного поля техногенного загрязнения атмосферы с учетом особенностей ведения производственных процессов и свойств вредных веществ, содержащихся в выбросах предприятий нефтегазового комплекса. В четвертом разделе представлены разработанные адаптированные к условиям ведения производственных процессов энергосберегающие технологии рационального использования некондиционных углеводородных смесей, сжигаемых на факельных установках. Предложено после отбора и компремирования использовать их в топливной системе технологических установок. Использование утилизированных факельных газов в качестве топлива для поршневых газоперекачивающих агрегатов, эксплуатируемых рядом предприятий переработки, транспорта и хранения газов, предоставит дополнительную возможность снизить уровень эмиссии токсических веществ выхлопных газов в результате протекания процессов гегерогенно-каталитического восстановления оксидов азота до молекулярного азота и углекислого газа.
The scientific and technical problem of energy saving and reduction of aerotechnogenic pollution by oil and gas industry emissions is solved and implemented. Based on the experimental and analytical studies the patterns of mixing processes of flue gases in the air flow are revealed, mathematical expressions for determining the coefficients of gas mixing in the longitudinal direction of smoke cloud propagation are set. The influence factors on dissipation of the combustion products from flare units in the atmosphere have been defined and the technique of determining the coefficients of turbulent diffusion in space and time during the process of emission plume has been offered. The mathematical model of forming of the spatiotemporal field of technogenic atmosphere pollution with the account of production processes and the properties of hazardous substances, contained in emissions from oil and gas companies, has been developed. The adapted to the conditions of production of oil and gas industry energy-saving technologies of the rational use of substandard hydrocarbon mixtures burned in the flare units are proposed. The necessity of application of gas compressor units of noise cancelling devices as means to neutralize and reduce the emission of toxic substances in the exhaust tract is grounded.

Дисертаційна робота присвячена комплексному дослідженню фізичних властивостей приладових структур сформованих на основі тонких плівок Ru i Cо та взаємозв’язку особливостей структурно-фазового стану та розмірних ефектів в електрофізичних і магніторезистивних властивостях як одношарових плівок Ru та Со, так і плівкових систем на їх основі, отриманих методами магнетронного та електронно-променевого осадження. Додатково пояснюються фізичні процеси, що виникають при заліковуванні дефектів у одношарових плівках під час термічної обробки при дослідженні їх електрофізичних властивостей. Встановлено, що для отримання однофазних тонких плівок ГЩП-Ru без слідів оксиду однією з необхідних умов є значення товщини зразка d > 10 нм та додаткова послідуюча термічна обробка до 900 К. За даних умов параметри решітки складають a = (0,270 ± 0,001) нм та c = (0,430 ± 0,001) нм і є близькими до табличних значень для Ru у масивному стані. Уперше були проведені дослідження електрофізичних властивостей тонких плівок Ru у широкому інтервалі ефективних товщин та температур та розраховані значення енергії активації заліковування дефектів Em згідно методики Венда. Встановлено, що піки на графіках залежностей спектрів дефектів кристалічної гратки відповідають енергіям заліковування дефектів вакансійного типу. Значення Em лежать у межах (0,4 - 0,9) еВ і є величиною обернено пропорційною товщині зразка d. Показано, що явище протікання процесів термостабілізації у плівках Ru за товщин 10 - 100 нм призводить до незворотнього зменшення величини питомого опору у порівнянні із щойносконденсованими зразками у 1,58-2,22 разів відповідно. Величина питомого опору ρ має порядок 10-7 Ом·м, а температурний коефіцієнт опору β - 10-3 К-1. Уперше на основі експериментальних даних були побудовані розмірні залежності ρ(d) та β(d) для інтегрального ТКО плівок Ru в діапазоні товщин від 10 до 100 нм. У структурах сформованих на основі Ru і Со було встановлено, що розділення двох магнітних шарів Со прошарком Ru викликає появу між ними непрямої антиферомагнітної взаємодії. Особливістю даних структур є те, що за умови послідуючої термічної обробки до 600 К, фіксується перехід до ізотропного характеру МО, який грунтується на реалізації спін-залежного розсіювання електронів провідності. Проведений комплекс досліджень магніторезистивних властивостей спін-клапанних структур сформованих на основі тонких плівок Cо i Ru або ж Со і Cu дозволив створити температурно-стабільні чутливі елементи датчиків магнітних полів, які виконані у вигляді модифікованої структури з використанням мультишару типу [Ru/Cо]n та [Сu/Cо]n замість одного з магнітних шарів. Представлені у роботі моделі можуть слугувати для фіксації зміни величини магнітоопору в діапазоні (0,02-1) % та працювати в інтервалі магнітних полів до 500 мТл.
Диссертация посвящена комплексному исследованию физических свойств приборных структур сформированных на основе тонких пленок Ru и Cо и взаимосвязи особенностей структурно-фазового состояния и размерных эффектов в электрофизических и магниторезистивных свойствах как однослойных пленок Ru и Со, так и пленочных систем на их основе, полученных методами магнетронного и электронно-лучевого осаждения. Дополнительно объясняются физические процессы, возникающие при залечивании дефектов в однослойных пленках при термической обработке при исследовании их электрофизических свойств. Установлено, что для получения однофазных тонких пленок ГЩП-Ru без следов оксида одним из необходимых условий является значение толщины образца d > 10 нм и дополнительная последующая термическая обработка до 900 К. При данных условиях параметры решетки составляют a = (0,270 ± 0,001) нм и c = (0,430 ± 0,001) нм и близки к табличных значений для Ru в массивном состоянии. Впервые были проведены исследования электрофизических свойств тонких пленок Ru в широком интервале эффективных толщин и температур и рассчитанные значения энергии активации залечивания дефектов Em согласно методике Венда. Установлено, что пики на графиках зависимостей спектров дефектов кристаллической решетки соответствуют энергиям залечивания дефектов вакансионного типа. Значения Em лежат в пределах (0,4 - 0,9) эВ и является величиной обратно пропорциональной толщине образца d. Показано, что явление протекания процессов термостабилизации в пленках Ru за толщин (10 – 100) нм приводит к необратимому уменьшению величины удельного сопротивления по сравнению с свежесконденсированными образцами в 1,58-2,22 раз соответственно. Величина удельного сопротивления ρ имеет порядок 10-7 Ом·м, а температурный коэффициент сопротивления β - 10-3 К-1. Впервые на основе экспериментальных данных были построены размерные зависимости ρ(d) и β(d) для интегрального ТКО пленок Ru в диапазоне толщин от 10 до 100 нм. В структурах созданых на основе Ru и Со установлено, что разделение двух магнитных слоев Со прослойкой Ru вызывает появление между ними косвенной антиферромагнитной связи. Особенность даннях структур заключается в том, что при последующей термообработке до 600 К фиксируется переход к изотропному характеру МС, основанный на реализации спин-зависимого рассеяния электронов проводимости. Комплекс исследований магниторезистивных свойств спин-клапанных структур сформированных на основе тонких пленок Cо и Ru или Со и Cu позволил создать температурно-стабильные чувствительные элементы датчиков магнитных полей, которые выполнены в виде модифицированной структуры с использованием мультислоѐв типа [Ru/Cо]n и [Сu/Cо]n вместо одного из магнитных слоев. Представленные в работе модели могут служить для фиксации изменения величины МС в диапазоне (0,02-1)% и работать в интервале магнитных полей до 500 мТл.
PhD is devоted tо the cоmplex study оf physical prоperties оf instrument structures fоrmed оn the basis оf Ru and Cо thin films and interrelatiоn оf features оf structural-phase state and dimensiоnal effects in electrоphysical and magnetоresistive prоperties оf bоth single-layer Ru and Cо films and their film systems by methоds оf magnetrоn and electrоn beam depоsitiоn. Additiоnally, the physical prоcesses that оccur during the healing оf defects in single-layer films during heat treatment in the study оf their electrоphysical prоperties are explained. It was fоund that tо оbtain single-phase thin films оf HCP-Ru withоut traces оf оxide, оne оf the necessary cоnditiоns is the value оf the sample thickness d > 10 nm and additiоnal subsequent heat treatment up tо 900 K. Under these cоnditiоns, the lattice parameters are a = (0.270 ± 0.001) nm and c = (0.430 ± 0.001) nm and are clоse tо the tabular values fоr Ru in the massive state. Fоr the first time, the electrоphysical prоperties оf Ru thin films in a wide range оf effective thicknesses and temperatures were studied, and the values оf the activatiоn energy fоr the healing оf Em defects were calculated accоrding tо the Wend methоd. It is established that the peaks оn the graphs оf the dependences оf the spectra оf crystal lattice defects cоrrespоnd tо the healing energies оf defects оf the vacancy type. The values оf Em are in the range оf (0.4 - 0.9) eV and are a value inversely prоpоrtiоnal tо the thickness оf the sample d. It is shоwn that the phenоmenоn оf thermal stabilizatiоn prоcesses in Ru films at thicknesses оf 10 - 100 nm leads tо an irreversible decrease in the resistivity in cоmparisоn with the newly cоndensed samples by 1.58-2.22 times, respectively. The value оf resistivity ρ is оf the оrder оf 10-7 Оhm·m, and the temperature cоefficient оf resistance β is 10-3 K-1. Fоr the first time, the dimensiоnal dependences ρ(d) and β(d) fоr the integral TCR оf Ru films in the thickness range frоm 10 tо 100 nm were cоnstructed оn the basis оf experimental data. In the structures fоrmed оn the basis оf Ru and Cо, it was fоund that the separatiоn оf twо magnetic layers оf Cо by the Ru layer causes the appearance оf indirect antiferrоmagnetic interactiоn between them. The peculiarity оf these structures is that under the cоnditiоn оf subsequent heat treatment up tо 600 K, the transitiоn tо the isоtrоpic nature оf MR is fixed, which is based оn the realizatiоn оf spin-dependent scattering оf cоnductiоn electrоns. The cоmplex оf researches оf magnetоresistive prоperties оf spin-valve structures fоrmed оn the basis оf thin films Cо and Ru оr Cо and Cu allоwed tо create temperature-stable sensitive elements оf magnetic field sensоrs, which are made in the fоrm оf a mоdified structure using multilayer type [Ru/Cо]n and [Cu/Cо] n instead оf оne оf the magnetic layers. The mоdels presented in the wоrk can be used tо recоrd changes in the value оf the magnetic resistance in the range оf (0.02-1)% and wоrk in the range оf magnetic fields up tо 500 mT.

Дисертаційна робота присвячена встановленню закономірностей формування кристалічної структури і фазового складу, проходження дифузійних процесів, поведінки електрофізичних (питомий опір), магніторезистивних (анізотропний і гігантський магнітоопір) та магнітних (коерцитивна сила, поле насичення) властивостей і їх взаємозв’язку для чутливих елементів плівкoвих сенсoрів на основі Co, Fe, FeхNi100-х та Cu в інтервалі товщин d = 10–50 нм і концентрацій х = 10–90 % у температурному інтервалі 120–700 К. Установлено закономірності в польових залежностях анізотропного та гігантського магнітоопору для магнітонеоднорідних плівкових матеріалів із різною товщиною та концентрацією компонент магнітних, немагнітних і додаткових шарів. Досліджено розмірні концентраційні й температурні залежності величини ізотропного магнітоопору та магнітних параметрів, а також розраховано чутливість магнітоопору плівкових систем до магнітного поля. Експериментально досліджений і теоретично проаналізований із використанням феноменологічного підходу (резисторної та двострумової моделей) ефект гігантського магнітоопору в тришарових плівках. Уперше одержано аналітичні вирази для розрахунку параметра спінової асиметрії та опору високоомного спінового каналу. Досліджено залежності величини ефекту анізотропного гігантського магнітоопору від товщини покривного магнітного шару. Розраховано параметр асиметрії, що характеризує відмінність довжин вільного пробігу електронів у спінових каналах провідності для поздовжньої та поперечної геометрій вимірювання магнітоопору. Вивчені фізичні прoцеси в плівкoвих матеріалах із тoчки зoру їх мoжливoгo застoсування як чутливих елементів із високою температурною і часовою стабільністю багатoфункціoнальних сенсoрних та інфoрмаційних приладів різнoгo призначення.
Диссертационная работа посвящена установлению закономерностей формирования кристаллической структуры и фазового состава, изучению диффузионных процессов, поведения электрофизических (удельное сопротивление), магниторезистивных (анизотропное и гигантское магнитосопротивление) и магнитных (коэрцитивная сила, поле насыщения) свойств и их взаимосвязи для чувствительных элементов пленочных сенсоров на основе Co, Fe, FeхNi100-х и Cu в интервале толщин d = 10–50 нм и концентраций х = 10–90 % в температурном интервале 120–700 К. Установленно закономерности в полевых зависимостях анизотропного и гигантского магнитосопротивления для магнитонеоднородных пленочных материалов с разной толщиной и концентрацией компонент магнитных, немагнитных и дополнительных слоев. Исследованно размерные концентрационные и температурные зависимости величины изотропного магнитосопротивления и магнитных параметров, а также рассчитана чувствительность магнитосопротивления пленочных систем к магнитному полю. Экспериментально исследован и теоретически проанализирован с использованием феноменологического подхода (резисторной и двутоковой моделей) эффект гигантского магнитосопротивления в трехслойных пленках. Впервые получены аналитические выражения для расчета параметра спиновой асимметрии и сопротивления высокоомного спинового канала. Исследованно зависимости величины эффекта анизотропного гигантского магнитосопротивления от толщины покрывающего магнитного слоя. Рассчитан параметр асимметрии, характеризирующий отличие длин свободного пробега электронов в спиновых каналах проводимости для продольной и поперечной геометрий измерения магнитосопротивления. Изучены физические прoцессы в пленочных материалах с тoчки зрения их возможного применения как чувствительных элементов с высокой температурной и временной стабильностью в многофункциональных сенсoрных и информационных приборах различного назначения.
This thesis is devoted to the establishment of the general trend in the formation of crystal structure and phase composition; analysis of the diffusion processes, electrophysical (resistivity), magnetoresistive (anisotropic and giant magnetoresistance), and magnetic (coercivity, saturation field) properties behavior, and their correlation for three-layer and multilayer films based on Co, Fe, FeхNi100-x, and Cu in the range of thickness d = 10–50 nm and concentration x = 10–90 % in the temperature range 120–700 K. The general trend in field dependences of anisotropic and giant magnetoresistance for magneto-heterogeneous thin film materials with different thickness and concentration of magnetic, non-magnetic and additional layers determined. Size, concentration, and temperature dependences of the isotropic magnetoresistance value and magnetic parameters investigated. The sensibility of magnetoresistance of thin film systems to magnetic field calculated. The giant magnetoresistive effect in the triple-layered films was experimentally investigated and theoretically analyzed. The first time the analytical expressions for calculation of the parameters of spin-skewers and resistance of the high-resistance spin channel were received. Dependences of the anisotropic giant magnetoresistance value vs. the thickness of the covered magnetic layer investigated. The parameters of asymmetric that characterized the difference of electron mean free path in the spin channel of conductance for longitudinal and transverse geometries of magnetoresistance measurements calculated. Physical processes in thin films materials studied from the point of view of their practical application as sensitive elements with high temperature and time stability of multifunctional sensory and information devices for a various setting.