Основные результаты
законченных фундаментальных и прикладных исследований
за 2003 год

Механика, машиноведение и управление

Показано, что модельная идеальность процесса пластического течения в окрестности дефектов сплошности (микропора, трещина) приводит к эффекту приспособляемости материала изделия к эксплуатационным нагрузкам: размеры дефектов и уровень остаточных напряжений в их окрестности не зависят от числа циклов нагрузки и разгрузки. Указаны реологические механизмы как "залечивания" дефектов сплошности, так и их развития. (Буренин А.А., Ковтанюк Л.В., Мурашкин Е.В. // ПМТФ. - 2003. В печати)

Предложен метод приближенного решения существенно нестационарных и нелинейных краевых задач ударного деформирования, заключающийся в сведении их к сингулярным задачам метода возмущений. При этом прифронтовая асимптотика (пограничный слой) рассчитывается решением одномерного эволюционного уравнения, где в качестве пространственной переменной выступает лучевая координата. (Буренин А.А., Иванова Ю.Е., Рагозина В.Е. // ПММ. - 2003. В печати)

Созданы специальные алгоритмы и разработана методика численных расчётов краевых задач ударного деформирования с выделением поверхностей разрыва. В основе методики лежит неявная конечно-разностная схема расчётов, включающая в себя специально построенные для этой цели прифронтовые асимптотические разложения решений. (Буренин А.А., Зиновьев П.В., Рагозина В.Е. // Забабахинские научные чтения. Международная конференция. Тезисы. г. Снежинск, Челябинская область. 8-12 сентября, 2003. С. 237; Буренин А.А., Зиновьев П.В., Рагозина В.Е. // Сборник докладов международной научной конференции фундаментальные и прикладные вопросы механики. ХГТУ. Хабаровск, 2003. С. 64-66).

Дана интерпретация измерений линейной скорости как косвенных, и впервые показано, что необходимым физическим условием корректной постановки обратных траекторных задач в гравитационном поле является невырожденность матрицы - гессиана функции потенциала поля. Впервые разработаны физические основы нового метода инерциальной навигации при использовании оптических измерителей абсолютного ускорения как без, так и с традиционными механическими измерителями кажущегося ускорения. (Девятисильный А.С. // Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. 9. с.130-131; Devyatisilny A.S. // Technical Physics. 2003, Vol. 48, No9, pp.1209-1210).

Разработаны теоретические и технологические основы создания морской цифровой навигационной системы нового поколения на базе современных вычислительных средств и специального программного обеспечения. Создан действующий макет навигационной системы нового поколения. (Гриняк В.М. // Информационные технологии. 2003. №1. с.42-49; Девятисильный А.С., Дорожко В.М., Гриняк В.М. // Научно-техническая информация, сер.2, Информационные процессы и системы, №7, 2003, с.11-14).

Разработана численно-аналитическая модель волнового сопротивления при инерционном движении морского судна, позволяющая на основе данных натурного эксперимента находить геометрические инварианты динамики движения, служащие для сравнительной оценки гидродинамического качества судна. Разработан компьютерный макет для определения волнового сопротивления на основе измерения скорости и (или) положения морского судна. (Девятисильный А.С., Дорожко В.М., Гриняк В.М. // Журнал технической физики, 2003, том 73, вып. 2, с. 38-42; Девятисильный А.С., Дорожко В.М., Гриняк В.М. // Письма в журнал Технической физики, 2003, Т.29, вып. 19, с.21-25).

Разработан метод пассивной стабилизации рабочих характеристик одноволоконных маломодовых интерферометров, определены границы применимости метода; разработаны принципы применения метода стабилизации для создания распределенных волоконно-оптических измерительных сетей для исследования акустических полей, создаваемых деформациями в твердых телах; предложена конструкция распределенной волоконно-оптической измерительной линии, предназначенной для измерения амплитуды поперечных колебаний твердой поверхности. (Yuri N. Kulchin, Oleg T. Kamenev, Yuri S. Petrov, Mihail Kantur. // Proc. of SPIE, 2003, v. 5129, p.68-73; Кульчин Ю.Н., Денисов И.В., Кириченко О.В., Денисова Е.В., Седов В.А., Дроздов Р.С. // Микросистемная техника, 2003, № 10. В печати).

Осуществлены выбор, теоретическое исследование и обоснование типа нейронных сетей для томографического восстановления распределений физических полей деформаций и классификации полученных данных в режиме реального времени; разработан алгоритм эффективного обучения нейронной сети, решающей томографическую задачу, с помощью добавки шума в обучающие выборки. (Кульчин Ю. Н., Денисов И. В., Денисова Е. В. // Нейрокомпьютеры: Разработка, Применение, 2003, № 7, с. 21-27; I. V; Denisov, O.T. Kamenev, A.Yu. Kim, Yu.N. Kulchin, A.V. Panov. // Optical Memory & Neural Networks (Information Optics), 2003. В печати).

Проведена верификация релаксационно-контурного метода определения векторов течений морской поверхности по последовательности спутниковых изображений. Полученные с помощью релаксационно - контурного метода оценки векторов течений сравнивались, используя синоптическую технику, с операторными векторами и данными акустического доплеровского профилирования скоростей (ADCP). Разработанный метод расширил возможности определения спутникового ветра/течений за счёт существенного привлечения графической информации. Показано, что релаксационно - контурный метод не уступает по точности традиционным измерениям скорости течений, превосходя их по полноте и оперативности. Практическая значимость работы заключается в создании нового инструмента получения данных о динамике океана по спутниковой информации. (Бобков В.А., Казанский А.В., Морозов М.А., Щебенькова А.А. // Автометрия, № 1, 2003, с. 73-81; Бобков В.А., Казанский А.В., Морозов М.А. // Иссл. Земли из космоса. - 2003. В печати).

Численно решена система уравнений, моделирующая одномерное течение газа через однородный пористый тепловыделяющий элемент. Решена задача о резком сбросе давления газа на входе в элемент при установившемся стационарном режиме. Установлено, что в случае падения давления до значения выше критического, при котором возможно стационарное решение, происходит выход к новому стационарному режиму охлаждения, а в случае падения давления до значения ниже критического, происходит неограниченный разогрев элемента. Выявлено, что в случае периодического колебания давления газа на входе в элемент все искомые величины также совершают колебания. (Луценко Н.А. // ПМТФ. - 2004. В печати).

Исследовано распространение детонационных и ударных волн в вихревых потоках газов, начальное состояние которых характеризуется значениями давления плотности и скорости, в общем случае являющимися функциями координаты - расстояния от оси симметрии. Рассматривается вращающееся осесимметричное течение, когда, кроме продольной скорости с неоднородным профилем, имеется поперечная составляющая. Для указанного класса течений открыт новый закон сохранения величины / , где - завихренность потока, - плотность газа. Анализируется возможность распространения волн детонации в режиме Чепмена-Жуге во вращающихся потоках. Получено необходимое условие существования волны Чепмена-Жуге. (Левин В.А., Скопина Г.А. // ПМТФ, 2004, т.54, № 3. В печати).

Предложена численная модель динамики океана со свободной поверхностью, базирующаяся на полной системе нелинейных уравнений термогидродинамики океана с учетом реальных береговых очертаний и рельефа дна. Разностные уравнения модели решаются на гибридной вычислительной сетке, состоящей из подвижной верхней сетки и неподвижной нижней. Интегрирование по времени по методу расщепления ведется с применением фильтра Робера-Асселина. В численной модели сохраняются консервативные свойства исходной системы уравнений, причем объем жидкости сохраняется как для всего бассейна, так и локально. Изложены основные аспекты параллельной программной реализации модели для расчетов на вычислителе с кластерной архитектурой. (Левин В.А., Смирнов С.В. // Математическое моделирование, - 2004. В печати).

Смонтирован трехантенный спутниковый комплекс, позволяющий автоматизировать прием и первичную обработку данных высокого разрешения с полярно-орбитальных спутников NOAA, FY-1C и FY-1D и двух геостационарных спутников класса GMS-5, FY-2B, MTSAT, что позволило получать более полную информацию о состоянии океана и атмосферы. На базе Лаборатории Спутникового Мониторинга ИАПУ ДВО РАН приказом президиума ДВО РАН №37 от 25.04.03 создан Межинститутский Спутниковый Центр коллективного пользования ДВО РАН. В течение 2003 года велось непрерывное наблюдение за термодинамическими процессами на поверхности Северо-Западной части Тихого океана, включая Берингово море совместно с ТОИ ДВО РАН и ТИНРО - Центром. (Алексанин А.И., Алексанина М.Г., Боловин Д.А., Гербек Ф.Э., Наумкин Ю.В., Фомин Е.В., Эпштейн Ю.С. // Солнечно-земная физика, издательство СО РАН, выпуск 5, - 2003. В печати; Шевцов В.П., Алексанина М.Г. // Океанология, № 1, 2004, с. 1-8. В печати).

Создан метод восстановления сбойных строк изображений при приеме спутниковой информации в условиях слабого сигнала или наличия помех. Предложен новый алгоритм построения композиционных полей на основе доминантной ориентации термического контраста (ДОТК) в сложных облачных условиях. Получена зависимость "времени жизни" карт ДОТК от их статистической значимости. (Алексанин А.И., Алексанина М.Г. // Солнечно-земная физика, издательство СО РАН, выпуск 5, 2003. В печати; Боловин Д.А., Громов А.В. // Солнечно-земная физика, издательство СО РАН, выпуск 5, 2003. В печати).

Разработана дискретно-непрерывная модель динамики генетической структуры и численности менделевской диплоидной популяции при непрерывном (континуальном) разнообразии аллелей в одном адаптивном локусе. Построены модели, учитывающие как плотностно- так и частотно-зависимую составляющую однолокусного отбора для случая двух или бесконечного числа аллелей. Показана возможность образования пространственно-неоднородных распределений, изучены асимптотические свойства решений. (Жданова О.Л. // Проблемы эволюции открытых систем. Вып.5. Т.1. Алматы: Эверо, 2003. С. 204-210; Фрисман Е.Я., Жданова О.Л., Колбина Е.А. // Дальневосточный математический журнал. - 2003. В печати).

Исследованы динамические процессы распространения загрязнений в океане. Исследовано хаотическое поведение траекторий жидких частиц при взаимодействии однонаправленного пульсирующего течения с антициклоническим топографическим вихрем, порожденным подводной горой. Исследовано влияние ориентации подводной возвышенности по отношению к направлению набегающего потока на скорость и степень хаотического перемешивания жидких частиц (или маркеров). Изучены асимптотические свойства решений в линейной матричной динамической модели с неотрицательной матрицей перехода. Такие модели могут описывать линейные экологические системы. Асимптотические свойства решений зависят от свойств импримитивности матрицы перехода. Показано, что в примитивном случае имеется предел для решения после его некоторого нормирования, в импримитивном случае имеется предел нормированного среднего. (Izrailsky Yu. G., Kozlov V.F., Koshel K.V. // Russian Journal of Numerical Analysis and Mathematical Modelling, 2003, vol. 18, No 3, pp. 243-260; Абакумов А.И., Худзик Т.А. // Дальневосточный математический журнал. 2003, т.4, №1, с. 44 - 51).

Впервые экспериментально обнаружена связь между газосодержанием в масле изоляции высоковольтного электроэнергетического оборудования с энергией спектра собственных электромагнитных излучений. (N.V. Kinsht, M.A. Katz, N.N. Petrun'ko. // IFAC Symposium on Power Plants & Power Systems Control 2003. Seoul, Korea. September 15-19, 2003. Vol. 1, р. 373-376; Абрамов О.В., Борисов Б.Д., Киншт Н.В., Петрунько Н.Н., Собстель Г.М. // Автометрия, 2003, № 6, с. 15-18).

Разработаны методы и программные средства анализа влияния погрешности округления на результат прогнозирования метрологических дефектов при косвенных измерениях параметров функционирования объектов теплоэнергетики. Новизна методов определяется их направленностью на новый класс объектов, архивы измеренных параметров которых получены с погрешностью округления, соразмерной со значением измеряемых (косвенным способом) величин. Полученные результаты позволяют повысить достоверность и расширить область применения методики прогнозирования метрологических дефектов. (Чипулис В.П. // Труды 17-й Международной научно-практической конференции "Коммерческий учет энергоносителей". Санкт-Петербург. 2 - 4 декабря 2003 г. С. 87-101).

Разработаны и исследованы новые классы систем управления переменной структуры с парными и нелинейными деформируемыми поверхностями скольжения, а также нейросетевые аналоги известных алгоритмов адаптивного управления сложными динамическими объектами. Продемонстрирована эффективность совместного применения принципов парности и деформируемости поверхностей скольжения для повышения качества процессов управления в системах переменной структуры. На примере задачи управления пространственным движением подводного робота показана перспективность совместного использования локальной нейросетевой коррекции подсистем и нейросетевого управления большой системой в целом. Новизна полученных результатов подтверждена двумя патентами на изобретения. (Дыда А.А., Маркин В.Е. // Информатика и системы управления, №1 (5), 2003. С. 92-100).

Создан и теоретически обоснован новый метод комплексного проектирования электромеханических устройств движения и систем управления малогабаритных быстроходных высокоманевренных автономных подводных аппаратов, содержащих только одну движительную установку. Решена проблема быстрого и точного изменения по заданной программе пространственной ориентации оси тяги силового движителя относительно корпуса подводного аппарата с помощью маломощных ориентирующих электроприводов и одновременной компенсации переменного вращающего момента относительно продольной оси, создаваемого вращающимся силовым движителем. (Michelini R., Cavallo E., Filaretov V., Lane D // Journal of Intelligent and Robotic Systems, 2003. В печати).

Разработаны новые методы формирования эталонной модели и уровня квантования разрывного управляющего сигнала в самонастраивающихся системах, обеспечивающие высокую динамическую точность и быстродействие в условиях ограничений, накладываемых на величину сигнала управления. Получены условия устойчивости процесса самонастройки при любых изменениях параметров объекта управления в заданном диапазоне и рассчитан минимальный уровень амплитуды разрывного сигнала самонастройки, необходимый для компенсации этих изменений. Предложен новый закон адаптивной подстройки амплитуды разрывной составляющей сигнала управления. (Лебедев А.В. // Сборник трудов ДВО РИА. Вып. 7. - Владивосток: Изд-во ДВГТУ, 2003. - С. 57-73; Филаретов В.Ф., Юхимец Д.А. // Дальневосточный математический журнал. - 2004. В печти).

Информатика

Разработан онтолого-ориентированный подход к проектированию пользовательского интерфейса; данный подход основной своей целью ставит автоматическую генерацию пользовательского интерфейса по декларативным, высокоуровневым моделям составляющих интерфейса, в результате чего значительно уменьшается число процедурных компонент, создаваемых при проектировании интерфейса, появляется возможность повторно использовать знания, составляющие модель, разработка поддерживается мощными средствами автоматизации. Разработана модель онтологии "Графический пользовательский интерфейc" (Kleshchev A., Gribova V. // International Journal on Information Theories and Applications, 2003, vol. 10; Грибова В.В., Клещев А.С. // Теория и системы управления. - 2004. В печати; Грибова В.В., Клещев А.С., Черняховская М.Ю. // Теория и системы управления. - 2004. В печати).

Разработана онтология и модель онтологии классических оптимизирующих преобразований программ, даны постановки задачи моделирования процесса оптимизации программ, разработан метод решения этой задачи. (Artemieva I. L., Knyazeva M.A., Kupnevich O.A. // International Journal on Information Theories and Applications, 2003, vol. 10. P. 10-15; Артемьева И.Л., Князева М.А., Купневич О.А. // НТИ. Сер.2. 2003, № 1.- С.22-29).

Разработана и исследована онтология предметной области "Программные продукты и технологические процессы их создания". Разработаны и исследованы основанные на использовании знаний методы и средства решения производственных задач, связанных с созданием программного обеспечения. Разработано программное средство (ПС) для измерения и оценивания планов программных проектов, в основе которой лежат стандарты технологии программирования ISO/IEC 12207, ISO/IEC 15504, IEEE 12207.1, модель SW CMM и опыт промышленной разработки ПО. Проведены исследования разработанной модели по моделированию, измерению и оцениванию планов реальных программных проектов. (Матвеева Т.О., Старовойтов И.В. Электронный журнал "Исследовано в России", 6, 1716-1767, 2003. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/144.pdf).

Развит модифицированный метод прямой-двойственной декомпозиции с учетом возникновения несобственных подзадач. Суть и новизна метода заключается в разбиении исходной задачи на подзадачи меньшей размерности с использованием как прямой формы исходной экстремальной задачи в исходных переменных, так и ее двойственной формулировки (в терминах двойственных переменных). Применение одновременно прямой и двойственной формулировок позволяет использовать решение одного типа задач для модификации другого по всей координирующей информации. Рассмотрены приложения этого метода к решению задач математической физики. (Величко А.С., Нурминский Е.А. // Информационный бюллетень Ассоциации математического программирования. № 10. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. С. 65-68; Величко А.С., Нурминский Е.А. // Электронный журнал ''Исследовано в России'', 113, с. 1237-1256, 2002 г. http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2002/113.pdf).

Разработан и программно реализован подход к моделированию и визуализации пространственных сцен, основанный на использовании воксельной модели объектов, конструктивной геометрии, октантных структур данных и организации параллельных вычислений. Предложенный подход базируется на использовании воксельной модели трехмерных объектов, конструктивной геометрии и октантных структур данных. Система может эксплуатироваться как на однопроцессорной ЭВМ, так и на многопроцессорной вычислительной архитектуре с реализацией параллельных вычислений (пример применения системы показан на рис. 1-4). (Бобков В.А., Роньшин Ю.И., Клочков Д.В. // Информационные технологии, № 10, 2003, с. 51-55).

Визуализация пространственных скалярных полей

Рис.1. Рассматриваемый район Японского моря

Рис.2. Изотермическая поверхность Т> 5 (февраль)

Рис.3. Изоповерхность скорости звука

Рис.4. Визуализация температурного слоя воды (Амурский залив). Наблюдается эффект перемешивания "теплой" воды (красный цвет) и "холодной" (фиолетовый), серый цвет - отсутствие измеренных данных, коричневый цвет - рельеф.

Физика конденсированных состояний вещества

Установлено, что поверхностная фаза Si(100)4 3-In является упорядоченным массивом магических нанокластеров Si7In6. Определены условия при которых до 35% этих кластеров могут быть модифицированы следующим образом: два атома Si в таком кластере могут быть замещены двумя атомами In, т. е. кластер Si7In6 преобразуется в кластер Si5In8. Такую модификацию можно рассматривать как легирование магического кластера, т. к. она меняет электронные свойства кластера от полупроводниковых к металлическим (рис. 5). (Kotlyar V.G., Zotov A.V., Saranin A.A., Kasyanova T.V., Cherevik M.A., Bekhtereva O.V., Katayama M., Oura K., Lifshits V.G. // (2003) Vo. 1 No. Pt. p. 33 - 40; Kotlyar V.G., Zotov A.V., Saranin A.A., Kasyanova T.V., Cherevik M.A., Pisarenko I.V., Churusov B.K., Lifshits V.G. // Phys.Low-Dim.Struct. (2003) Vo. 3-4 No. Pt. p. 97 - 104).

Рис. 5.

Исследованы особенности формирования, оптические, электрические и фотоэлектрические свойства гетероструктур Si/ -FeSi2/Si с захороненными кластерами силицидов нанометровых размеров. Определены оптимальные условия роста покрывающего слоя кремния и допустимая плотность и размеры кластеров -FeSi2 для роста эпитаксиальных гетероструктур [(0.8-2) 1010 см-2, высота 5-8 нм, латеральные размеры 5-16 нм]. В электронной структуре образцов с захороненными нанокластерами -FeSi2 обнаружены два прямых межзонных перехода 0.75 эВ и 1.10 эВ (рис. 6). (Галкин Н.Г., Конченко А.В, Полярный В.О., Маслов А.М., Доценко С.А., Галкин К.Н., Захарова Е.С., Таланов А.О. // Известия академии наук. Серия физическая, том 67, 2003. С. 155-158; Галкин Н.Г., Конченко А.В, Полярный В.О., Маслов А.М., Доценко С.А., Галкин К.Н., Захарова Е.С., Таланов А.О. // Микросистемная техника, том 2, 2003, С. 54-57).

Исследовано влияние атомной структуры поверхностных фаз Si(100)2 2-Al и Si(100)c(4 12)-Al на форму нанокластеров Al, формирующихся в результате взаимодействия этих поверхностных фаз с водородом. Показано, что в случае изотропной поверхностной фазы Si(100)c(4 12)-Al образуются нанокластеры Al полусферической формы без четко выраженной огранки. В случае же анизотропной фазы Si(100)c(4 12)-Al с глубоким атомным рельефом образуются кристаллиты Al, ограненные фасетками (100) и (111). С помощью сканирующей туннельной микроскопии определена концентрация нанокластеров Al, формирующихся в результате взаимодействия атомарного водорода с поверхностной фазой Si(100)c(4 12)-Al, как функция температуры подложки и давления водорода. Полученные данные были обработаны в рамках кинетической теории зародышеобразования. Было установленного, что в районе 550 К происходит смена механизма, лимитирующего скорость зародышеобразования: в диапазоне температур 400-550 К таковым является отрыв атомов Al от поверхностной фазы Si(100)c(4 12)-Al, а в диапазоне температур 550-650 К адсорбция атомов водорода на поверхности. Определено, что энергия активации диффузии атомов Al на поверхностной фазе Si(100)c(4 12)-Al составляет 0.99 эВ, а энергия активации отрыва атомов Al от поверхностной фазы Si(100)c(4 12)-Al равна 1.53 эВ. (Itou S., Kubo O., Yamaoka N., Nishida A., Katayama M., Saranin A.A., Zotov A.V., Oura K. // Japan J.Appl.Phys. (2003) Vo. 42 No. 4B Pt. 2 p. L432 - L434).

Используя наблюдения СТМ и расчеты из первых принципов, было определено, что структура Si(111) 7 7-R19.1о-Al состоит из адатомов алюминия, находящихся на объемоподобной подложке Si(111) в положениях, близких к T4, и образующих тримеры с длиной стороны 4.08 A и центром в положении T1 (рис. 7). Расчет для структурных моделей, представленных ранее, показал, что они менее стабильны, чем модель, представленная в данной работе. Рассчитанные межатомные расстояния составляют Al-Al=4,08 A, Al-Si(центральн)= 2,64 A, длина связи Al-Si(соседн)= 2,64 A. (Kotlyar V.G., Kasyanova T.V., Chukurov E.N., Zotov A.V., Saranin A.A. // Surf. Sci. Lett., 545 (2003) L779-L783). a         b
Рис. 7. (а) СТМ изображение массива Si(111)-( 7 7)-Al в обоих полярностях: в заполненном состоянии (-2,2В; 0,4мА) и в незаполненном состоянии (+2,2В; 0,4мА). Ромбом выделена ячейка ( 7 7). (б) Структурная модель фазы Si(111)-( 7 7)-Al.

Исследована электрическая проводимость поверхностных фаз после напыления субмонослойных покрытий аморфного кремния. Показано, что для поверхностных фаз, кристаллическая структура которых является устойчивой к напылению аморфного кремния, например, Si(100)2 3-Na, Si(100)4 3-In, поверхностная проводимость не изменяется при напылении до 3 монослоев кремния. В то же время, поверхностные фазы Si(111) 3 3-In, Si(111)2 1, состоящие только из атомов адсорбата демонстрируют уменьшение проводимости. (S.V. Ryjkov, M.V. Lavrinaitis, D.A. Tsukanov, V.G. Lifshits. // Applied Surface Science, 2003. В печати).

С помощью четырехзондового проведены исследования электропроводности однодоменной монокристаллической поверхностной фазы Si(111)5 2-Au, сформированной методом поверхностной диффузии атомов золота из полоски, предварительно напыленной при комнатной температуре. Показано, что электрическая проводимость однодоменной поверхностной фазы выше, чем трехдоменной. Так, электропроводность однодоменной поверхностной фазы Si(111)5 2-Au была определена как (17.7 0.2) 10-5 Ом-1, а электропроводность трехдоменной поверхностной фазы Si(111)5 2-Au была определена, как (4.0 0.6) 10-5 Ом-1. Методами электронной оже-спектроскопии (ЭОС) и дифракции медленных электронов (ДМЭ) проводились исследования формирования поверхностных фаз Si(111)-In в процессе поверхностной диффузии при 500 С. Было показано, что в результате происходит формирование однодоменной поверхностной фазы Si(111)4 1-In. Кроме, того, было показано, что формирование однодоменной поверхностной фазы Si(111)4 1-In возможно также при напылении атомов индия на поверхность подложки Si(111)7 7 при температуре 540оС. (D.A. Tsukanov, S.V. Ryzhkov, O.A. Utas, V.G. Lifshits. // Applied Surface Science, 2003. В печати).

Проведены исследования электрофизических свойств субмонослойных и монослойных покрытий железа адсорбированных при комнатной температуре на поверхностную фазу р-Si(111) 3x 3/30o-Cr. Зависимости напряжения Холла и продольного напряжения в зависимости от толщины слоя железа показаны на рис. 8 а, б. На базе анализа исходных зависимостей можно выделить несколько основных этапов формирования системы. Так как напряжение Холла и продольное напряжение несколько уменьшаются при первых порциях осаждения, то это соответствует легированию поверхностной фазы Cr атомами железа. Это происходит на первом этапе (до толщины железа 0.03 нм). На втором этапе происходит зарождение островков железа и наклон кривой (рис. 8 б) не изменяются. Сформированные контакты Fe - ПФ хрома приводят к образованию барьеров Шоттки и изменению механизмов проводимости по кремнию (III стадия, 0.1 - 0.2 нм). Появление перколяционных каналов и формирование двумерного железа, близкого к сплошному, наблюдается на IV этапе (0.2 - 0.87 нм). Оба измеряемых напряжения быстро уменьшаются. На пятой стадии (0.8 - 1.2 нм) формируется сплошной слой железа с металлическим типом проводимости. Расчёты с использованием двухслойной модели показали, что проводимость в слое двумерного железа осуществляется дырками с подвижность 316 см2/В с. Их слоевая концентрация равна (7?8)·1013 см-2, что соответствует объёмной концентрации (7?8)·1020 см-3. (Galkin N.G., Dotsenko S.A., Krivoshchapov and Goroshko D.L. // Physics, chemistry and applications of nanostructures, Review and short notes to Nanomeeting 2003, Editors: V.E. Borisenko, S.V. Gaponenko, V.S. Gurin. World Scientific Publishing Company, Singapore, 2003. P. 194-197).

Рис. 8. Зависимости холловского напряжения (а) и продольного напряжения (б) от толщины слоя железа, осажденного на поверхностную фазу хрома Si(111)-[(v3?v3)/30°]-Cr при комнатной температуре.