Введение к работе
Актуальность темы. В диссертации объектом исследования являются кластеры особого вида - углеродные нанокластеры, являющиеся одно-частичными (единичный углеродный кластер) структурными (базовыми) элементадми нано-, микро- и макроустройств различного функционального назначения. Сочетание "углеродные нанокластеры" подразумевает расширительное толкование: фуллерены, малоатомные индивидуальные углеродные трубки (тубулярные нанокластеры), наноконусы, наноторы, гибридные углеродные соединения (нанотрубки с инкапсулированными фул-леренами), димеры, эндоэдральные комплексы, тубулярные нанокластеры с замещением атомов углерода атомами других химических веществ и/или локальными дефектами остова, двухслойные фуллереновые наночастицы с нецентральным эффектом (центры масс слоев не совпадают), наност-ручки (нанотрубки, заполненные фуллеренами) и др.
Актуальность выбора объекта исследования предопределена широкими перспективами применения углеродных нанокластеров в области нано-индустрии, имеющей в соответствии с директивными-документами Российской Федерации (постановлением Правительства РФ №613 от 17.10.06 "О федеральной целевой программе "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2012 годы", поручением Президента РФ № Пр-688 от 24.04.07 "Президентская инициатива "Стратегия развития наноиндустрии", постановлением Правительства РФ №498 от 2.08.07 "О федеральной целевой программе "Развитие инфраструктуры наноиндустрии в Российской Федерации на 2008-2010 годы") ранг одного из приоритетных направлений развития фундаментальной науки.
В настоящее время углеродные нанокластеры успешно применяются в различных областях физики и техники в качестве наполнителей композитных материалов с новыми уникальными свойствами (высокой отражательной способностью, повышенными теплостойкостью и прочностью на разрыв и др.), а также в качестве элементов функциональных устройств разного назначения, например, в полевых эмиттерах [23, 27, 40-49, 51, 58, 62, 68, 70], молекулярных переключателях, блоках макроячейки с элементами памяти, био-, химических, электромеханических сенсорах.
Потенциальные возможности углеродных нанокластеров как базовых структурных элементов устройств различного функционального назначения могут быть значительно расширены использованием естественных или искусственно привносимых нерегулярностей в атомную структуру кластера. Однако, приходиться констатировать недостаточно полное изучение свойств подобных объектов.
Именно поэтому отличительными особенностями изучаемого в диссертации объекта, являются его нерегулярность и непериодичность, обусловленные изменением топологии атомного каркаса вдоль оси симметрии, краевыми эффектами, возможными локальными дефектами остова, деформацией (прогиб, закручивание и др.) каркаса. Нерегулярность и непериодичность также могут быть вызваны модификациями каркаса за счет внутренних перемычек (бамбукоподобная структура), изомеризацей с поворотом С-С связи на 90 (изомеризация Стоуна-Велса, или .W-дефект), элиминирования двух атомов (2 К-дефект), допированием несколькими атомами углерода ("аіч/ше/-"-дефект), замещением атомов углерода атомами азота (Л'-дефект), кремния (5/-дефект) или иных химических элементов, интеркалированисм, инкапсулированием других молекул и пр.
Успешное изучение нерегулярных и непериодических кластеров требует разработки новых подходов к их классификации как одной из главных составляющих процесса познания.
Одним из традиционных классификационных признаков углеродных нанокластеров является соотнесение их к той или иной группе симметрии. Обладая известной общностью, подобная система классификации не использует других отличительных признаков, знание которых позволило бы a priori считать известными или предсказывать новые свойства углеродных нанокластеров внутри той или иной группы симметрии.
В связи с этим значительный научный и практический интерес представляет создание новой системы классификации углеродных нанокластеров, результатом которой явится систематизация топологических моделей с описанием характерных признаков и свойств каждого класса, выявление нанокластеров, представляющих практических интерес в качестве одно-частичных конструктивных элементов функциональных нано-, микро- и макроустройств.
Нахождение и систематизация классификационных групп, в свою очередь, ставит проблему разработки методик оперативного, без существенной потери точности, получения информации для выяснения групповых признаков атомной/электронной структуры и свойств.
Среди разработанных к настоящему времени методов исследования атомного и электронного строения наноструктур выделяются высокоточные, такие как ab initio и методы функционала плотности, применяемые для изучения нерегулярных малоатомных и периодических наноструктур, а также менее точные полуэмпирические методы, например, метод Хюкке-ля, метод сильной связи, которые используются для изучения периодических и нерегулярных непериодических структур с числом атомов до тысячи. Для исследования атомного строения и свойств нерегулярных непериодических наноструктур сложных форм (Y-, Т-подобных, спиралевидных, закрученных, согнутых и пр.), содержащих несколько тысяч или десятков тысяч атомов, применяют молекулярно-механические (эмпириче-
ские) методы. Квантовые методы {ab initio, методы функционала плотности, полуэмпирические) позволяют с высокой точностью изучать структуры различного атомного/химического строения, но являются время- и ресурсоемкими, что не позволяет оперативно исследовать нанокластеры разных топологических моделей и с большим числом атомов. Эмпирические методы, менее требовательные к ресурсам и экономящие время, также позволяют изучать структуры различного строения, но с заметной потерей точности. К тому же эмпирические методы не дают информации об электронном строении структуры.
Таким образом, для оперативного анализа атомной структуры и электронного строения, а также исследования свойств нанокластеров разных топологических моделей, насчитывающих тысячу и более атомов, необходимо разработать универсальный эффективный научно-методический аппарат, обеспечивающий оперативность и достаточную точность расчетов.
Систематизация топологических моделей углеродных нанокластеров позволит выявить морфологические виды нанокластеров, на базе которых можно конструировать нано-, микро- и макроусгройства. Примером является наногироскоп, существование которого было предсказано и теоретически обосновано в работе [19]. Почти одновременно и независимо существование наногироскопа было подтверждено экспериментально (М. Krause, 2004).
Все сказанное свидетельствует о том, что выявление классов топологических моделей углеродных нанокластеров, характерных свойств, присущих им, и направлений их практического использования является актуальным и в совокупности с разработкой научно-методического аппарата представляет собой фундаментальные основы путей создания одночастич-ных консгруктивных элементов функциональных нано-, микро- и макроустройств.
Целью диссертации является разработка теоретических основ углеродных нанокластеров, включающих:
научно-методический аппарат, содержащий алгоритмы вычисления координат нанокластеров, методы исследования атомной и электронной структур, физических свойств нанокластеров и физических явлений в них;
классификацию углеродных нанокластеров, в частности многослойных фуллеренов с высокосимметричными h- и 7>оболочками, углеродных тубулярных нанокластеров (УТН), УТН сложных форм и УТН с локальными дефектами атомного каркаса по топологии атомного каркаса;
физические закономерности электронного строения, стабильности и некоторых физических свойств углеродных нанокластеров;
математические модели одночастинних конструктивных элементов функциональных нано-, микро- и макроустройств.
Рамки исследований. В диссертации при выявлении характерных признаков и свойств классов углеродных нанокластеров внимание акцен-
тируется на особенностях топологической модели, стабильности, электронной структуре (закономерностях электронного спектра), на упругих и эмиссионных свойствах.
Методы исследований. Основу исследований составили математический аппарат квантовой химии, молекулярно-механические метод, метод конечных элементов и компьютерное моделирование.
Научная новизна результатов.
1) Разработаны теоретические основы углеродных нанокластеров,
представляющие развитие основных положений вакуумной электроники,
физической электроники, теории фуллеренов и атомных кластеров, струк
турной механики микро- и нанотехники распространением их на углерод
ные нанокластеры и обобщение полученных при помощи теоретического
анализа результатов [1-20,22-50, 52-70].
2) Создан, как один из главных составных теоретических основ угле
родных нанокластеров, научно-методический аппарат, содержащий:
новый алгоритм вычисления координат УТН ко трем линейным параметрам (трехпараметрический метод), позволяющий, в отличие от известных, существенно ускорить процесс оптимизации атомной структуры и отыскание равновесного состояния без заметной потери точности вычислений [16, 18];
метод сильной связи Харрисона в модификации Гудвина, впервые адаптированный для изучения финитных объектов - нанокластеров, в частности углеродных и содержащих связи типа C-N и/или Si-C. Этот метод обеспечивает результаты, адекватные известным экспериментальным данным о фуллеренах и нанотрубках, и позволяет с достаточной точностью оперативно рассчитывать атомное строение, электронную структуру и свойств углеродных нанокластеров, в том числе с нерегулярной структурой, с числом атомов до тысячи [8,22, 29, 70];
новую модификацию эмпирического метода, разработанную для исследования атомного строения и механических свойств УТН, позволяющую рассчитывать атомную структуру УТН с погрешностью 1-3% (в сравнении с экспериментальными данными) и обеспечивающую полное согласование вычисленных значений модуля Юнга нанотрубок с экспериментально измеренными. При этом оперативно могут исследоваться УТН, содержащие до нескольких сотен тысяч атомов [1,2,7];
новую методику изучения атомного строения, электронной структуры и свойств углеродного нанокластера в пространственно-однородном электростатическом поле [4]. Разработанная методика основывается на модифицированном методе сильной связи и теории диполей на связях. Вычисленные коэффициенты поляризуемости фуллеренов и нанотрубок хорошо согласуются с аналитическими и численными расчетами другими квантово-химическими методами. Методика включает в себя алгоритмы численной оценки влияния электрического (не зависящего от времени) по-
ля на атомное строение, электронную структуру (электронный спектр, энергетическую щель, потенциал ионизации), алгоритмы расчета поляризуемости и пондеромоторной силы [4,6,25].
3) Предложена новая классификация многослойных фуллеренов с вы
сокосимметричными Ih- и 7>оболочками, бездефектных УТН, УТН слож
ных форм (тороидальных, бамбукоподобных) и УТН с локальными дефек
тами атомного каркаса (с дефектами типа 2V-, "ad-dimer"-, SW-, N-, Si-,
элиминирования одного и более атомов) [13, 20, 22, 27, 28]. Классифика
ционными признаками нанокластеров, в отличие от известного способа со
отнесения их к той или иной группе симметрии, явились закономерности в
ориентации пентагонов относительно друг друга, осей и плоскостей сим
метрии, количестве и расположении гексагонов, позиционировании цен
тров масс оболочек относительно друг друга.
Впервые установлено, что существует три и только три класса Т<г фуллеренов, два и только два класса 7/,-фуллеренов [20, 38, 62, 64]; двухслойные фуллерены делятся на два класса: центрированные (центры масс оболочек совпадают) и с нецентральным эффектом (центр масс внутренней оболочки смещен относительно центра внешней) [5]. Предложенная классификация одно- и двухслойных фуллеренов предопределяет конфигурацию и свойства кластеров с числом слоем, большим двух. Кластер с любым числом слоев можно последовательно рассматривать как совокупность двухслойных и по аналогии с двухслойными можно судить о его свойствах.
4) Выявлены новые физические закономерности для углеродных на
нокластеров:
стабильными ^фуллеренами являются такие, в каркасе которых группы из трех несмежных пентагонов направлены вершинами к оси симметрии третьего порядка (расстояние до оси может быть любым) и при этом соседние группы разделены одним или пятью гексагонами [20,38, 39, 62, 64]. Все /й-фуллерены с изолированными пентагонами стабильны и других признаков стабильности у них нет [20,67];
с увеличением длины каркаса (при фиксированном диаметре) УТН типа кресло и зигзаг потенциал ионизации убывает, асимптотически приближаясь к некоторому значению. Характер убывания потенциала ионизации (IP) УТН типа кресло зависит от способа удлинения каркаса: в случае наращивания кольцами из гексагонов IP уменьшается монотонно, а при наращивании "нитями" — скачкообразно. Минимумы IP соответствуют УТН, каркас которых представляет собой набор колец из гексагонов [14, 17,55,59];
потенциал ионизации фуллеренов и пентагон-гексагональных УТН (УТН с фуллереновыми шапочками, содержащими пентагоны, на концах) уменьшается при элиминировании одной или нескольких пар атомов углерода [22, 70];
- пондеромоторная сила (механическая сила электрического поля),
действующая на УТН в пространственно-однородном электростатическом
поле, растет с увеличением диаметра каркаса (при фиксированной длине)
[4].
5) Получены новые физические знания:
наибольшей упругостью среди бездефектных акиральных УТН характеризуются УТН длиной более 2,5 нм и диаметром ~ 1 нм [16, 18, 36, 65];
во внешнем продольном, или аксиальном (силовые линии совпадают с осью симметрии тубуса), пространственно-однородном электростатическом поле УТН удлиняются, сужаясь, а в поперечном незначительно укорачиваются с некоторым увеличением диаметра каркаса. Потенциал ионизации немонотонно зависит от напряженности поля [4];
- фуллерены и УТН не разрушаются при элиминировании четного
числа атомов [13, 22];
углеродные тубулярные нанокластеры суб-нанометрового диаметра, содержащие Si-C или C-N связи, стабильны [8, 29]. C-N тубулярные нанокластеры отличаются пониженным значением модуля Юнга по сравнению с бездефектными УТН [8];
малоатомные тороидальные нанокластеры (с числом атомов до 460) стабильны. Наибольшей стабильностью отличается нанотор С34о.
6) Построены математические модели новых одночастичных конст
руктивных элементов функциональных нано-, микро- и макроустройств:
наногироскопа на базе наночастицы класса центрированных двухслойных фуллеренов и класса гибридных углеродных соединений типа фуллерен@трубка [9-11,15,19,26,32,33];
нанотермодатчика на базе наночастицы класса двухслойных фуллеренов с нецентральным эффектом [5];
наноавтоклава на базе структуры класса гибридных углеродных соединений типа фуллерен@трубка [12,15,26,32,33].
Выявлены новые свойства, расширяющие возможности базовых элементов уже реально существующих и функционирующих нано-, микро- и макроустройств различного назначения:
бамбукоподобные УТН (трубки с внутренними перемычками) и на-ностручки обладают большими упругостью и механической прочностью по сравнению с бездефектными полыми УТН [3,6, 7,30];
модель нанотрубной пленки автокатода, учитывающая структуру пленки (Т-модель пленки), обеспечивает хорошее согласование расчетных вольтамперных характеристик с экспериментальными при температуре до 500К; эффективная работа выхода пленки равна -4,2 эВ [70];
температура эмитирующего центра (вершины нанокластера в рамках Т-модели) не превышает 1273К в электрическом поле с напряженностью менее 7,3 В/нм при температуре окружающей среды в пределах 0-873К, и
достигает 6000К при увеличении напряженности до начала взрывной электронной эмиссии [69,70].
Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием строго обоснованных математических моделей, твердо устоявшихся методов и подходов, представленных в научной литературе, апробированных и хорошо зарекомендовавших себя в научных исследованиях; а также обусловлена адекватностью математических моделей атомному и электронному строению нанокластеров, сравнением (где это было возможно) и удовлетворительным совпадением полученных результатов с уже опубликованными (в том числе - экспериментальными) в отечественной и зарубежной печати, результатами решения контрольных задач.
Положення и результаты, выносимые на защиту.
Адаптированный для исследования нанокластеров с химическими связями С-С, C-N, Si-C квантово-химическнй метод сильной связи Харри-сона в модификации Гудвина [8, 22, 29, 70]; модифицированный эмпирический метод исследования свойств и моделирования физических процессов в углеродных нанокластерах и наноустройствах на их основе [1, 2, 7] и новый алгоритм вычисления координат УТН по трем линейным параметрам (трехпараметрический метод) [16, 18, 63] - главные оригинальные компоненты (блоки) научно-методического аппарата для оперативного теоретического анализа атомного строения и свойств углеродных нанокластеров.
Потенциал ионизации тубулярных нанокластеров типа кресло осциллирует на фоне его убывания с увеличением длины каркаса путем добавления "нитей" из атомов углерода [14,17, 55, 59].
Установленные совокупности топологических признаков для нанокластеров вида: //,- и Г<гфуллерены, акиральные УТН и многослойные фуллерены с //,- и Г^-оболочками - являются классификационными признаками стабильности названных нанокластеров [13, 20, 22, 27,28].
Бездефектный однослойный углеродный тубулярный нанокластер типа кресло обладает минимумом потенциала ионизации (минимальной энергией работы выхода электрона) тогда и только тогда, если вдоль его атомного каркаса укладывается целое число колец гексагонов; при этом с увеличением длины каркаса потенциал ионизации убывает [14, 17,55,59].
Потенциал ионизации УТН типа кресло во внешнем пространственно-однородном электростатическом аксиальном поле с увеличением напряженности поля изменяется немонотонно, достигая в некоторой точке минимума [4].
VI. Существует такое значение отношения диаметра к длине, или
"точка насыщения", начиная с которого прекращается увеличение модуля
Юнга и убывание модуля кручения с ростом длины однослойных УТН ти
па зигзаг и кресло [16,18].
VII. Установленная тенденция к спрямлению обусловливает примене
ние однослойных УТИ с внутренними перемычками и наностручков в ка
честве упругих и прочных наностержней [7].
VIII. Существуют такие взаимная ориентация и позиционирование
объектов двухкомпонентных углеродных нанокластеров (многослойных
фуллеренов, гибридных нанокластеров), при которых внутренний объект
является наногироскопом [9-11,15,19,26,32,33].
IX. Диффузия внутреннего объекта в двухслойных фуллереновых на-
нокластерах с нецентральным эффектом предопределяет их применение в
качестве нанотермодатчиков [5].
Научно-практическая значимость результатов Научная значимость диссертации заключается в создании теоретических основ углеродных нанокластеров, которые включают в себя:
научно-методический аппарат, позволяющий оперативно получить информацию о строении и свойствах углеродных нанокластерах, в том числе содержащих связи типа C-N и Si-C, дефектных и деформированных структурах, структурах сложных форм (многослойных, с перемычками, гибридных и др.), а также моделировать физические процессы в наноструктурах (поступательное и вращательное движения внутренних компонентов, процессы изомеризации и димеризации);
методику классификации и новую классификацию, которая может служить базой для обоснованного научного прогнозирования свойств фуллеренов, коротких и протяженных (под условием циклических граничных условий Борна-Кармана) тубулярных наноструктур, многослойных фуллеренов и наноструктур сложных форм. Проведенная классификация предполагает дальнейшее поклассовое развитие знаний о свойствах нанокластеров; предложенная методика классификации может быть применена для систематизации наноструктур других топологических моделей;
новый физический эффект осцилляции потенциала ионизации УТН типа кресло;
новые физические закономерности, устанавливающие взаимосвязь между топологией атомного каркаса углеродных нанокластеров, их гео-мегрическими параметрами и некоторыми физическими свойствами;
Практическая ценность диссертации:
установленные зависимости потенциала ионизации УТН типа зигзаг и кресло от линейных размеров каркаса позволяют в качестве автоэмиттеров рекомендовать трубки длиной более 5 нм;
выявлены структуры (бамбукоподобные трубки и наностручки), обладающие уникальными механическими свойствами и отличающиеся прямолинейной ориентацией, которые могут быть применены в качестве наностержней повышенной эластичности и прочности;
установленные оптимальные режимы работы (при различных температурах окружающей среды) автокатода на углеродных нанотрубных
пленках позволят разработчикам устройств на этих катодах обеспечить наибольший эмиссионный ток без разрушения эмиттеров;
применение предложенного автором способа контроля температуры с помощью нанотермодатчика даст возможность предотвратить перегрев и последующее разрушение эмитирующих центров автокатода;
предложенная модель наноавтоклава позволит в перспективе синтезировать новые вещества в полости нанотрубки без дополнительного нагрева;
- созданный на базе научно-методического аппарата программно-
вычислительный комплекс позволяет изучать свойства углеродных нанок-
ластеров и физические явления в них, заменяя апробированным числен
ным моделированием дорогостоящий эксперимент;
- результаты исследования упругости УТН вошли в учебное пособие
(пункт 2.1.8) "Механика материалов и структур нано- и микротехники"
О.П.Кормилицына, Ю.А.Шукейло (М.: Издательский центр "Академия",
2008.-224 с, ISBN 978-5-7695-4093-6), рекомендованное УМО по образо
ванию в области радиотехники, электроники, биомедицинской техники и
автоматизации в качестве учебного пособия для студентов высших учеб
ных заведений, обучающихся по специальности "Проектирование и техно
логия радиоэлектронных средств" направления подготовки "Проектирова
ние и технология электронных средств".
Результаты диссертации используются также в учебном процессе в Саратовском государственном университете им. Н.Г.Чернышевского (СГУ) при чтении специальных курсов по специальности "Радиофизика и электроника", по специальности "Физика" в филиале кафедры СГУ в Саратовском филиале Института радиотехники и электроники (СФ ИРЭ) РАН.
Результаты диссертации использовались при разработке СВЧ усилителей в СФ ИРЭ РАН совместно с ФГУП "НПП" Алмаз".
На основании изложенного совокупность новых теоретических и практических результатов, полученных в диссертации, можно квалифицировать как новое крупное научное достижение в области физической электроники и наноэлектроники, развивающее новое научное направление по созданию устройств на базе углеродных нерегулярных непериодических нанокластеров.
Апробация работы И публикации. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на российских и международных конференциях и школах: VII Зимняя школа по теоретической физике (25 января-5 февраля 2009, ОИЯИ, Дубна); Всероссийская научно-техническая конференция "Нанотехнологии и нанома-териалы", 10-11 декабря 2008 г., Волгоград; 16ft International Symposium Nanostructures: Physics and Technology, July 13-19, 2008, Vladivostok, Russia; "Saratov Fall Meeting: International School for Young Scientists and Students on Optics, Laser Physics & Biophysics" (September 23-26, 2008, September 25-28, 2007, September 26-29, 2006, September 27-30, 2005, September 21-24, 2004, October 7-10, 2003, October 1-4, 2002, October 2-5, 2001, Saratov, Russia); Школа-семинар "Наноструктуры, модели, анализ и управление", ал-
рель 7-10, 2008, Москва, Россия; Научная конференция для молодых ученых "Нано-электроника, нанофотоника и нелинейная физика" (июнь 25-27, 2008, май 14-17, 2007, Саратов, Россия); Ю* Russian-German-Ukrainian Analytical Symposium, August 26-31, 2007, Saratov, Russia; V Российско-японский семинар "Оборудование, технологии и аналитические системы для материаловедения, микро- и наноэлектроники", июнь 18-19, 2007, Саратов, Россия; Российская школа-конференция молодых ученых и преподавателей "Биосовместимые наноструктурные материалы и покрытия медицинского назначения", 25 сентября - I октября, 2006, Белгород, Россия; Харьковская нанотехноло-гическая Ассамблея, октябрь 2-6, 2006, Харьков, Украина; Четвертая межрегиональная молодежная научная школа "Материалы нано-, микро- и оптоэлектроники: физические свойства и применение", октябрь 5-7, 2005, Саранск, Россия; Научная школа-конференция "Нелинейные дни в Саратове для молодых" (октябрь 16-24, 2007, 25 октября - 2 ноября, 2006, ноябрь 1-8, Саратов, Россия); 12-ая Международная конференция "Математика. Компьютер. Образование", январь 17-22, 2005, Пушино, Россия; VI International Congress on Mathematical Modeling, September 20-26, 2004, Nizhny Novgorod, Russia; 2-ая Российская школа-конференция "Молекулярное моделирование в химии, биологии и медицине", 13-16 октября 2002, Саратов, Россия; International Vacuum Electron Sources Conference - IVESC (July 15-19, 2002, Saratov, Russia, July 10-13, 2000, Orlando, Florida, USA); International Vacuum Microelectronics Conference - IVMC (August 14-17, 2000, Guangzhou, China, July, 1999, Durmstadt, Germany, July 19-24,1998, Asheville, North Carolina, USA, August 17-21, 1997, Kyongin, Korea, July 7-12, 1996, St.Petersburg, Russia); Международная научно-техническая конференция "Актуальные проблемы электронного приборостроения - АПЭП" (сентябрь 7-9, 1998, сентябрь 10-12, 1996, октябрь 4-7, 1994); Всероссийская межвузовская конференция "Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ", сентябрь 4-8, 1997, Саратов, Россия; Воронежская зимняя математическая школа-95 "Современные методы теории функций и смежные проблемы прикладной математики и механики", 25 января - 1 февраля, 1995, Воронеж, Россия.
Результаты, изложенные в диссертационной работе, докладывались в Объединенном институте ядерных исследований (ОИЯИ, г. Дубна), в Волгоградском государственном университете (ВолГУ, Волгоград), в Московском институте электроники и математики (МИЭМ, Москва), в Институте физики твердого тела РАН (ИФТТ РАН, Черноголовка), в Белгородском государственном университете (БГУ, Белгород), в Саратовском филиале Института радиотехники и электроники РАН (СФ ИРЭ РАН). Результаты также неоднократно обсуждались на научных семинарах кафедры электроники, колебаний и волн, кафедры прикладной физики, кафедры радиотехники и электродинамики Саратовского государственного университета им. Н.Г.Чернышевского (СГУ, Саратов), лаборатории микро- и наноэлектроники СФ ИРЭ РАН.
По материалам диссертации опубликовано 69 научных статей; 28 статей в журналах (отечественных и зарубежных), рекомендованных ВАК для опубликования результатов диссертаций на соискание ученой степени доктора наук, 22 в трудах российских и международных научных конференций и школ и 19 статей в других реферируемых журналах и сборниках.
Исследования, результаты которых составили основной материал диссертации, выполнялись в рамках программы Президиума РАН П-03 «Кван-
товая Макрофизика» (подпрограмма № 2, проект 2.23) и госбюджетной темы "Синдикат-2", были поддержаны грантами РФФИ (№ 98-02-17970а, № 07-02-00852а). Часть' результатов вошла также в отчеты по грантам РФФИ (№95-02-06445а, № 04-02-17484-а) и МНТЦ (№ 1024Р-99, № 1024.2).
Личный вклад автора. В большинстве работ, выполненных п соавторстве [3, 5-8, 12 -20, 22, 25,27-31, 34-39, 50, 51, 52-55, 57-65], соискателю принадлежат постановка задачи, разработка или модификация программно-вычислительного комплекса, участие в проведении теоретических расчетов, анализе полученных результатов. Из всех работ, выполненных в соавторстве, в диссертацию включены положения и результаты, принадлежащие лично соискателю, либо полученные при его непосредственном участии.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех частей (десяти глав), заключения и трех приложений, списка цитируемой литературы; содержит 435 страниц текста (включая 56 таблиц и 116 рисунков), список литературы из 374 наименований и 3 приложения.
