Нелинейность радиационно-стимулированных атомных перестроек в твердых телах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Р Г Б ОД Академия наук Республики Узбекистан

ОТДЕЛ ТЕПЛОФИЗИКИ

; ¿ r-.-л m!i

На правах рукописи

ПАХАРУКОВ ЮРИЙ ВАВИЛОВИЧ

УДК 539.21:621.315.592

НЕЛИНЕЙНОСТЬ РАДИАЦИОННО- СТИМУЛИРОВАННЫХ АТОМНЫХ ПЕРЕСТРОЕК В ТВЕРДЫХ ТЕЛАХ

Специальность 01.04.07. - физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Ташкент 1994

Работа выполнена в Отделе теплофизики Академии наук Республики Узбекистан

Официальные оппоненты: доктор фазико - математических наук, профессор Бедилов Ы.Р. доктор {изшю - математических наук, профессор Пугачева Т.е. доктор физико - математических наук, Ддуыанов С.Д.

Ведущая организация: Тверской Политехнический Институт.

Защита диссертации состоится и в часов на

заседают специализированного совета Д К. 015.90.21 при Отделе теплофизика Дкадеыш наук Республики Узбекистан по адресу: 700135, Таккент, массив Чнланзар, квартал "Ц" ул. Катартал 28, Отдел теплофизики Академии наук Республики Узбекистан.

С диссертацией кокно ознакомиться в фундаментальной библиотеке АН Республика Узбекистан по адресу г. Ташкент 700170 ул.Мушнова 13.

Автореферат разослан __1994 г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор фязнко- математических >

наук ОД Г Игамбердиев Х.Т.

ОБЩАЯ зшадшагастикл И СОДЕРХШЙВ РАБОТЫ

Актуальность проблей* п направленна работа. Радиационная физика твердого тела, изучая результаты радиационного воздействия на вещество, открывает безграш)чше воэмогпюстн появления абсолютно новых свойств веществ в иэтастабильних состояниях. Такая ситуация наряду с богатством аффектов порождает фрагментарность в исследованиях. Поэтому теоретичешсий анализ цногообразня яв-тен&Р радаэцнсгаюго отгелака необходимо строить нз общих подходов фгкг-ка тЕсрдого тела. По накзцу инегспэ, тмим подходец иогет бить концепция иелпнеШюсти атсшмх перестроек, как результат шюгс-факторкости радиацяошюго воздействия. В этих условиях, из -са релаксации, зачастуи нельзя предсказать на сколь угодно бодькоз врем динашгчесзсие свойства даке слабо всзиуг'аегнх систеи /эффект «алых доз - когда относительно слвбоэ возбуя;;ек:е а атс:!нс!1 шш злзктрошсЯ подсистемах вызывает нзиенкаа накросксшзчесет"< свойств иатеризла/. В этой случае проблема радиационного де$ек-тообразоваиня по существу выступает отражение« пробле'ш устойчивости данэгаческоЯ снсте:,ад а универсального свойства налг!-нейзшх систеи - энтропии Колмогорова- Сипа л.

Танин образои, актуальность исследования в этой области оп редвляется созданием сзнзанного прйдставле1шя радаацзонко-стнгулировашшх атсшшх перестроек с унзЕерсалыпла понятаяш нелинейной динамики, что позволит разрешать ряд парадоксальны* результатов н дать трактовку новна. Кз вцгкизлогенного , над:-» исследовании молю сформулировать следуп^ш обрззои: на основе концепции нелинейности и разработанмх теоретических цетодсэ построить соответсвущне кодэда атогсшх перестроек, с поиск»:} которых кохно было бы провести теоретически.! анализ разлнчзт радиационных эффектов в тверд?« телах.

Дяя достизеная ^лр^лнровашюЯ цела реиались следугиде задача:

- в райках нелинейной данашка формулировались концепции и разрабатывались соответствующие теоретические иетоды;

- с использованием разработанных методов строились иоде г:; радиациотшх стимулирова!шых атошшх перестроек; - на базе разработанных моделей проводился анализ радиациотшх аффектов,

как результат нелинейной динамики.

Конкретно научная новизна сводится к следующим положениям: Концепции. Сформулирована концепция нелинейности радиациошш-стимулированных атомных перестроек:

- какш бы ни было иалым радиационное воздействие на систему, всегда найдутся условия, при которых эволюция параметров системы будет определяться предысторией всей системы в целом, так что общий аффект не будет равен сумме локальных аффектов.

Методы. I. Разработан метод расчета функции распределения энергии активации и энтальпий метастабилышх состояний для однотипных атодаых перестроек, в случайных полях обладающих свойствами локальной однородности. 2. Создан метод расчета вероятности преодоления активационных барьеров в случайном потенциальной рельефе, в рамках которого сформулированы теоремы о сходимости и пределе последовательности переходных вероятностей атомных скачков, составляющих элементарные атомные перестройки, вызванные влиянием различных факторов радиационного воздействия.

Модели. Разработан ряд моделей протекания радиационно- стимулированных перестроек в твердых телах с позиции нелинейности:

модель дефектообразования, в которой создание дефекта связывается со свойствами перемешивания, определяющими процесс выхода смещенного атома за зону неустойчивости, выделен масштаб саыоподобия траектории блуждающего атома от энергии налетающей частицы.

- Модель диффузии по механизму радиационной тряски в неупорядоченных образцах, эффективность которой существенно зависит от функции распределения активационных барьеров.

- Модели радиациошо-стимулированной диффузии, в которых нелинейность обусловлена интенсивностью радиации и функцией распределения активационных барьеров: автолокшшзационный механизм междоузельной диффузии в позиционно-ке упорядоченных средах и ионизационный.

- Модель ионизационно-стимулированного зародашеобразования, в которой ионизация снижает взаимодействие на границе фяуктуи-

рувдей области с окружающей средой. При этом граничные условия перестают доминировать и флуктуации не затухают.

- Модель ионизационной дестабилизации границы раздела двух

фаз .базирующаяся на модели кряудаона ©ренкеля-Конторовой с автолокализоваккой ка ней дыркой.

- Теоретическая модель широкополосной структурной люнинес-цэнции в волокошшх световодах, в которой генерированные излучением электронные возбуждения с хвостов плотностей состояний размывают энергетические уровга в запрещенной зоне, обеспечивая тем самым излучательну» рекомбинацию электронно - дирочнмх пар в пространственных областях перекрытия Гауссовской флуктуации хвостов плотностей электронных состояний с ГГуассоновском распределением размятых дефектных уровней.

Радиационные макроэффекты. С позиции стохастической модели разработана спектральная теория дефектообразования в неупорядоченных твердых телах, в ранках которой! получены выражения для энергии и сечения дефектообразования; проанализирована проблема радиационной стойкости и радиационной чувствительности материалов на стадии образования дефектов ;показа).о, что вследствие нелинейности по дозе облучения сечение дефектообразования не является постоянной величиной;исследована зависимость температуры отшга радиационных дефектов от степени разупорядочения материала.

Разработана новая теория радиационно-стимулированной шорфи-звцин, как результат нелинейности, обусловленной комбинированным воздействием упругих полей, генерированных налетающими ионами и локализацией электронных возбуждений.

Проанализирован ряд атермических эффектов лазерного отвита аморфных полупроводников:

- эффект выноса примеси на поверхность без расплава образцов,

- распад твердого раствора в условиях ионизирующего излучения, при этом степень пресыщения раствора, критический размер зародыша новйй фазы определяются интенсивностью ионизации;

- эффект порогового стимулирования твердофазной эпитаксии, когда критическое значение ионизации обеспечивает лавинообразное нарастзние рекомбинации локализованных центров /электронов и дарок/, стабилизирующих аморфную фазу;

- э54®кт ионизационного стимулирования тепловой неустойчивости взрывного типа, в котором, как и в предыдущем случае, реализуется причшшо-следственная связь шггенсивность-нелинеаность-порог.

Проанализированы некоторые эффекта радиационного упорядочения : эффективная температура отанга точечных дефектов в неупорядоченном материале,выравнивание граница раздала фаз р-п -пера-хода, показано,что радиация, вследствие нелинейности, нарушает Пуассоновспое распределение,при этом среднеквадратичная флуктуация и радиус корреляции оказываются зависящими от радаацди; получены критерии прохождения системой точки фазового перехода второго рода в условиях радиационного облучения,при которых система не разбивается на области с противоположила) фазами /эффект гомогенизации в ШСПЛ

На ээадату выносятся сдедуяжяе позиции;

I.Концепции. I.Концепция нелинейности радпэцаонно- стимула-ровашшх атомшх перестроек,которая обусловлена как факторами радиации,так и сашш материалом. 2.Концепция инвариантов в пространстве анергии, базирующаяся но сочетании методов нелинейной физики твердого тела с обадая свойствами неупорядоченных сред /нарушение трансляциошюй тшарааютюсти и неравновзсности/.

II.Методы. X.Метод расчета спектра эктпвацаошшх барьеров в спектра энтальпий ыетастябальных состояний в неупорядоченных твердых телах. 2.Метод расчета вероятности атеркячосках вгошшх перестроек в случайной среде, в рамках которого сформулированы теорема о существовании предела последовательности переходных вероятностей преодоления активационных барьеров.

III.Модели ал?ментарных радаахтонно-стимулированных атомных

перестроек.

- модель дефектообразовашя, включающая стохастическое смешение выбитого sroua за зону неустойчивости в результате "перевешивания";

- ыодель радиационно-стииулированной диффузии в неупорядоченных средах с различными значениями энергетических инвариантов по механизмам радиационной тряски,автолокэлизации и ионизационного стимулирования;

- модель дестабилизации границы раздела фаз в ус^отаях иошзи-рупцего излучения;

- модель ио1Шзацпошю-стинулпров8Ю1ого зародьгап.^.р-'зования, ко-

тсрая базируется на увеличении пространственной корраяшрз в условиях иокизирувдего излучения;

- модель пороговой зависиаоста радаацаошо-стикулированнш атошшх перестроек,обусловленная чувствительности нелинейности атомной подсистемы и ее критических параметров к интенсивности облучения;

- модель образования дявакансий в зависимости от интенсивности радиация при неизменной значенна концентрации неравновесные носителей.

IV.Радиационные цакрозффектн■

1.Спектральная теория надпорогового дефектообразования в неупорядоченных твердых телах, в которой нелинейность обусловлена знергетпческиш штараанташ, включающая в себя:

а/ расчет энергия дефентообразованил в зависимости от степени разупорядоченая; б/ расчет сечения дефектообразованвя от дози, интенсивности облучения и степени разупорядоченая; в/ анализ радиационной стойкости и радиационной чувствителыгостз неупорядоченных материалов; г/ температура отгига радпацаоншх дефектов от степени разупорядоченая иатерааяа.

2.Теория радиадаонно-стимулирозанноЗ ацорфазациа.бвзируЕцая-ся на комбинированной воздействии структурных наруиешй и электронного возбуждения.

3.Теория лазерного отгига малой мощности,в основе которой лешт проявление нелинейности атошшх перестроек в условиях сильного возбувдения электронной подсистемы .Теория содершт анализ следувдих эффектов: флуктуонной гипотеза перекристаллизации, зародашеобразования кристаллической фазы, ионизационного под-рогового дефектообразования, механизма дестабилизации границу раздела фаз, механизма появления тепловой неустойчивости, зави-ыости выноса имплантированной принеси на поверхность от степени предварительного разупорядоченая материала.

4.Теория эффекта малых доз в различных твердых телах, базирующаяся на зависимости радиуса корреляции а среднеквадратичной флуктуации от факторов облучения материала и вкяючапцая:

а/расчет энергии активации пары Френкеля от степени разупорядоченая; б/аффект влияния ультразвука в радиации на критическую температуру высокотемпературное сверхпроводимости! в/теоретические аспекты синтеза ВТСП в поле радиации, в .

частности, аффект гомогенизации; г/радаационко-стииударованное упорядочение границы раздала р-п -перегода.

5.Теоретический анализ широкополосной структурной люминесценции, в основе которой лежит рекомбинация электронно-дырочных пар, генерированных и злу чешем, в пространственных областях перекрытия Гауссовских хвостов плотностей электронных состояний с Пуассоновским распределением энергетических уровней.Анализ В2Ш»чает:теорему о плотности числа локализованных состояний в запрещенной зоне неупорядоченных в неоднородных тел,иодель излу-чательтах переходов с хвостов плотностей состояний на уровни в запрещенной зоне, компьютерное моделирование широкополосной структурной люминесценции.

Практическая ценность диссертационной работы обусловлена следующим:

1. Развитием методики расчета констант скоростей дефектооб-разованин, сечения и скорости миграции в неупорядоченных материалах при радиационном воздействии в зависимости от степени разупорядоченая материала.

2. Разработкой анализа проблемы радиационной стойкости аморфных полупроводников, позволяющего проанализировать вопросы повышения и понижения радиационной стойкости.

3. Результатами теоретического исследования эффекта малых доз. В частности, выравнивание макронеоднородностей из-за уменьшения среднеквадратичных флуктуаций в поле радиации открывает возможность направленной модификации приборных структур.

4. Возможностью построения спектроскопических методов анализа степени неупорядоченности вещества в оптически активных средах на основе результатов модели широкополосной структурной лишне сценции.

Апробация данной диссертации осуществлялась следующим образом:

I.Основные результаты докладывались: -на Выездной сессии совета радиационной физики твердого тела Фергана 1982; - на Всесоюзном семинаре по радиационной физике полупроводников - Новосибирск 1984}

- на Всесоюзной конференции "Радиационная ^зика полупроводников и родственных материалов" - Ташкент 1984;

-на двенадцатом Всесоюзном совещании по теории полупроводников -

Ташкент 1985;

-на Всесоюзном семинаре "Моделирование га ЭВМ кинетики дефектов в твердых телах" - Одесса 1986;

-на Всесоюзном совещании по теории полупроводников - Ереван 1986;

-на седьмой Всесоюзной конференции по радиационной физике и

химии неорганических материалов - Рига 1989;

-на Всесоюзной конференции "Волоконная оптика" - Москва 19Э0;

-на II Всесоюзной конференции "Проблема оптической связи и

обработки материалов" - Севастополь 1991 г.

-на международном семинаре по моделировании дефектов в твердых

телах - Одесса 1992.

2.Публикации автора.Основные результата, изложенные в диссертации, опубликованы в , следующих изданиях: в I монографии, 24 статьях, 9 тезисах и 2 препринтах. Общий список публикаций составляет 35 работы и приведен в общем списке литературы.

Используемые в диссертации результаты теоретических работ выполнены в соавторстве с коллегами, получе::ы при саном непосредственном участии автора на всех этапах исследования или выполнены под его руководством. Общая постановка проблемы,выдвинутые концепции,развитые теоретические метода и результаты,а также

выводы диссертации, выносимые на защиту принадлежат лично автору.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения,семи глав,заключения и приложения, в котором содержатся некоторые прикладные аспекты нелинейности радиационно- стимулированных атомных перестроек. Объем работы составляет 232 страниц машинописного текста, 26 рисунков 156 ссылок на литературные источники.

В первой главе рассматривается историческая ретроспектива радиационной физики твердого тела, в которой путь этой науки сочетал временные перлода накопления материаловедческих данных с открытиями принципиально новых явлений, не имеющих аналогов в радиационной: физике монокристаллов.Таким образом, весь период развития РОТТ можно разбить на последовательные участки в условной шкале ьремени, где со второй половины восьмидесятых годов отра-

кон интерес исследователей к атомный перестройкам с точка зрения нелинейности. Понимание свойств нелинейных систем базируется на теории нелинейной динамики,методология которой строится следу идаа образом: выделяется переменные системы,отвечащие за исследуемые радаацаонно-стЕМулированные атомные перестройки, скорость изменения этих величин зависит от состояния системы; составляются соответствующие тпатичасше уравнения в проводится анализ. Как известно, в линейном приближении коэффициенты кинетических уравнений являются постоянными величинами.В случае нелинейности зтп коэффициенты оказываются зависящими от условий облучения, вследствие чего уравнение для переменных приобретает нелинейный характер.

Исходя из этого, представляется следующая классификация нелинейности:

1.Нелинейность,обусловленная дозой радиационного воздействия.

2.Нелинейность,обусловленная шгтенсивностью облучения.

3.Нелинейность.обусловленная свойствама материала.

4.Нелинейность,обусловленная комбинированным воздействием факторов радиации.

Таким образом, произведенной концептуальный анализ позволил с достаточной степенью аргушнтацаи сформулировать задачу исследований.

Вторая глава содержит введение в нелинейность радиационного отклика. При этом, дефэктообразоваиие рассматривается как нарушение локальной неустойчивости. Идея здесь состоит в том, что траектория случайных блужданий зависит как от энергии налетающей частида.так и от скорости релаксации энергии возбуждения. Ясно, что при какой-то энергии Е траектория случайных блужданий будет саноподобной с характерным пространственным размером (?), который определяется из условия к(й) I есЕ) ~ 1 (где ¡кю-скорость

передачи возбуждения, ъсе>- время остывания горячего атома)

? КЕ-У0)/в1 " где о -геодезическая размерность блужданий, е- энергия, передаваемая при столкновении. С течением Бремени граница блуждающего атома принимает сложную форму, заполняя фазовое пространство,при этом расстояние между тргогторяма растет экспоненциально.

га)=г(0)ехр(Ьо1:> Известно,что дефект состоится,если выбитый атом не вернется в область зоны неустойчивости (й0). В случая локальной неустойчивости, определяемой скорость» перемешивания ), малое возмущение может вернуть траектории в область В0.Следовательно, если локальная неустойчивость будет нарушена,выбитый атом не вернется в область по и дефект состоится. Величииа скорости перемешивания определяется,в том числе,и активациошшми барьерами. В 2.2 анализируются вел-гчины, сохраняющиеся с большой точностью пуд медленпом изменении параметров системы. В процессе дефекто-образования происходит нарушение потенциального рельефа, вследствие чего нарушаются параметры систем.В атом случав можно говорить о существовании инвариантов в пространства энергий, которые остаются неизменными с допустимой точностью при медленном возмущении систем«.В то же время такие инварианты должни определять протекание атомных перестроек. В §2.3 рассматривается отсутствие трансляционной инвариантности в атомной подсистеме, которое приводит к формированию спектра активациопных барьеров е<Я). Расчет г с гг > в §¿.4 производится па осиоио функции парной корреляции Рг<Е1 имеющей смысл вероятности найти в точке К2 частицу с энергией Е2,если в точке и(она имела энергии Е1. Из всего многообразия случайных полей,выбрав суммарное значение энергий частиц,отстоящих на расстоянии

[;2 I • равном половине межатомного расстояшя (а/2), можно , получить выражение для спектра активациошшх энергий г ( (! ) :

Поскольку в данном случав нас интересует разность энергий, то интегрировашге должно выбираться так, чтобы разность бы лз расположена в интервале от в до Е1г+аЕ12.

Существует

и иной подход получения спектра барьеров.Не останавливаясь на деталях вычисления отметим,что, исходя из требований локальной однородности случайного поля и того,что для атомных перестроек особенно существенны малые активационньга барьеры,можно получить методом математического моделирование выражение для функции распределения, удобное для последующих вычислений

м*-1/«»: прие < °0 0 а > а0 ,

а > а.

где ао- аа&ртая активации для монокристалла.

В §2.5 рассматривается метастабильное состояние в разупоря-доченных средах,как следствие их неравновесности.Степень мета-стабилыюсги |,в конечном итоге, определяет эффек-

тивность атомных перестроек. При этом, из-за наличия случайного вклада в потенциальную анергию атома, знтвлышя состояния <р "размывается". Поскольку црирода случайного поля, определяющего вид г(»>)та же, что и в случае г со). то процедура вычисления

функции распределения энтальпии состояния аналогична изложенной

в предыдущем параграфе:

В случав гетерофазной системы степень метастабильности определяется энергетическим состоянием переходной области,именуемой границей раздела фаз, отдаляющей стабильное состояиние от мета-стабильного. При атом энергетическое поле манфазной области периодически повторяется при смещении границы на период решетки вдоль направления по нормали,испытывая флуктуации. Следовательно, для вычисления функции распределения энтальпии в плоскости необходимо просуммировать все энергии в этой плоскости, чтобы расстояние мезду двумя точками было равно межатомному.

Третья глава посвящена проявлению нелинейности радиационного отклика, обусловленного средой в мелкомасштабных атомных перестройках.

Рассматриваются концептуальные эксперименты, в которых особенно четко проявляется нелинейность атомных перестроек при различных типах радиации в неупорядоченных твердых телах.

Механизм надпорогового дефвктообразования базируется на представлении о коллективном возбуждении некоторой области кристалла. При атом радаацаошю-стимулировашше атомные перестройки определяются переходными вероятностями преодоления активационнцх барьеров в цепи случайных блужданий. В неупорядоченном веществе, из-за наличия спектра барьеров, выход горя .его атома за пределы зоны неустойчивости будет определяться суммой соответствующих

2

переходам вероятностей рк(й,т> сделать к-шагов

р'к><а.Е)Ро(д,Е)

Для этого последовательность р<к'должна бить конечной. Теорема I. Если в случайных полях с функцией распределения

а.

активацонных барьеров г (д), шах -г ^ (<3)ас! = с >0, то предел

°

*п=Нт Рч (9,Б) существует при всех и нэ зависит от д.

к -*со

Следствие I. В случае выполнения теоремы I,вероятность реализации атомных перестроек в случайном поле определяется выражением

со

Р = У * Р(Я +Щ5,Е) Теорема 2. Если процесс скачков задается вероятностной плотностью / для уд, то предел скачков случайных блужданий в

о

структурно-неупорядоченной среде /с точностью до постояшого множителя/ определяется формулой:

П а.

*п= П /

1 = 1 о

Таким образом, при переходе к неупорядоченным материалам размер зоны неустойчивости является вероятностной величиной. Спектральная теория радиационной стойкости базируется на рассмотрении механизма дефектообразования в позиционно-неупорядо-чепвнх материалах, проявляющегося на стадии образования дефектов, предшествующей их быстрой релаксации. Показано, что разжтие спектра барьеров в сторону их уменьшения увеличивает сечение дефектообразования (рисЛ). В §3.4 содержится анализ энергии дефектообразования (Е^,) в аморфных полупроводниках. Важнейшим моментом является то, что радиус зоны неустойчивости и энергия дефектообразования оказываются зависящими от степени разупорядочения.

к

V | *П Г^О / т{- -зг)*5' | КР<Н.п>М«г/<ИШ

В §3.5 обсуждается механизм радиационной тряска в неупорядоченных материалах.Неустойчивые пары Френкеля,рождаясь и схлапы-ваясь, испускают упругие волны,способные вызвать надбврьерные перемещения диф^узанта.Поскольку радиус "сноса" диффузанта йс

обратно пропорционален энергии миграции Qm,R==(K/6nQm)V/ca, где к -модуль всестороннего сжатия, а-межатомное расстояние, о-скорость продольной волны.Появление барьеров 0<воизменяет условие превышения силы упругой волны над силой барьера.Превышение йс в неупорядоченной среде над соответствующей характеристикой в монокристалле будет осуществляться в меру вероятности *п.Таким образом,для D имеем

CD

<D> = 0о £ *n(l+n<S/R°)S

В §3.6 рассматривается ионизационный механизм миграции примесей в аморфном полупроводнике, основанный на представлении,что заряженные ионы да|фузанта, чувствуя кулоновешв взаимодействие с генерированными зарядами в области R=a(Ze2/¿aQ)1/'z, теряют барьер миграции. Если а-барьер миграции в отсутствии зарядов, то коэффициент диффузии определяется выражением о = r2»¿j ехр(-тут). Здесь е.- сечение ионизации т+= const f)lxz. В работе рассматривается два случая: I- характерный для высокоинтенсивного облучения, когда в энергетическом спектре энергия превышает

qo, 2-когда преодоление барьеров происходит в меру вероятности

В первом случае коэффициент диффузии усредняется по da, <d>=

Jb(Q)f(E))dQ. Во втором случае <D> = п a'o-.J и0 Е ехрС-т^/т) п3*^

В §3.7 излагается автолокализациошю-стимулированная миграция, которая базируется на следующей идее: электронное возбуждение, генерированное излучением, при андорсоновской локализации деформирует кристалл, при этом расширяются все междоузлия, что увеличивает проходимость ионов. Следовательно,ионизация снижает барьер В аморфном материале, также как в радиэционно- раз-упорядоченном, случайное отклонение атомов из позиций, соответствующих монокристэллическим, приводит к изменению межатомного расстояния, при этом последнее оказывается распределенным по функции f(R) = 4nR*Ro ехр(-R2/2n5?>/nгде 5- относительное изменение межатомного расстояния по дашшм радиальной функции распределения. Вследствие этого необходимо усреднять по f(Q)

<gS = |JüUBf(R)dR - ütj"|,/9S. Здесь ли" и компоненты барьеров до локализации. В случае

ли° < дин уровень инверсии барьера определяется выражением:

В** Ee- [Ç-42AU°/AU -В четвертой глава исследована природа возникновения нелинейности засчет нарушения локальности атомных перестроек при облучении. Вследствие чего наблюдается отклонение от пуассоновского распределения дефектов', что приводит к появлению добавки в уравнении для скорости их накопления, зависящей от дозы и интенсивности облучения. Таким образом,в линейном приближении выполняется равенство < бнг> = <н>, которое в случае нелинейности нарушается <sa2> * <ц>; н - концентрация дефектов. Рассмотрел механизм разрушения кристалла, учитывавший изменение свойств материала в процессе облучения. Структурные разрушения приводит к размытию спектра активационных барьеров,что изменяет сечение дефектообразованшя /см.Гл.З/. В дальнейшем, с ростом дозы облучения, могут появиться ловушки дяя выбитых атомов внутри ЗОЕУ неустойчивости. Это, в свою очередь, увеличивает сечение дефек-тообразования/см.Гл.З/. Следовательно, общая вероятность образования дефектов р(Е) будет складываться из двух слагаемых

Р(Е) = PCE, R > + Cl - P(E,R )>H(n_,R )

Л n Jl Г»

где и-вероятность захвата ловушкой, пл~концентрация ловушек, зависящая от интенсивности облучения. Таким образом, сечение до-фектобразования становится двухпараметрической функцией »(у,пл), уменьшающейся с ростом разупорядрчения /первое слагаемое/ и увеличивающейся с ростом концентрации ловушек.

В §4.1.2 содержится анализ температуры отжига радиационная дефектов в неупорядоченных твердых телах. Физической основой изменения температуры отжига дефектов на ловушках может служить еа зависимость от радиуса захвата ловушек и энергия активации. Анч-лиз показывает,что для спектра f(e)=yay"*/Q* с ростом разупорядочения СуП температура изохронного отжата дефектов уменьшается.

В §4.1.3 рассматривается роль вторичных радиационных дефектов в формировании нелинейного радиационного отклика, вследствие вытеснения примесных атомов из положения замещения в мезвдоузлие. После чего эти атомы,взаимодействуя с другим^ примесями,образуют пары,эффективно влияющие на электрофизический свойства материалов. Таким образом, в данном случав радиация.

не только формирует нелинейность атомных перестроек, но и открывает возможность влияния на электрофизические параметры материала. Например,создав облучением на определенной глубина необходимое количество дефектов, можно получить слой с иными электрофизическими свойствами.

Нелинейность атомных перестроек, вызванная интенсивностью радиационного облучения проявляется в исследовании связи между согласованность» в атомной система, вызванной бифуркацией и радаационно-стимулированным усилением флуктуаций. По-существу, это выражается в конкуренции между силами, стремящимися упорядочить систему засчет радиационно-стимулированнои корреляции и случайными перестройками в атомной подсистеме /радиационный шум/, оказывающими противоположное воздействие. Выделены критические условия, зависящие от интенсивности радиации (.1*), выше значения которого ,ъ,г* в система диффузионное перемешивание оказывается действенным. В результате чего будут существовать крупномаштабные пространственные корреляции.

Таким образом, выделено причинно-следственная связь между пороговой зависимостью атомных перестроек, часто встречающихся в экспериментах, и интенсивностью радиации в следующей последовательности: интенсивность-нелинейность-порог.

Нелинейность радиационного отклика, сформированная комбинированием факторов радиационного воздействия. Здесь проанализированы некоторые результаты комбинированного воздействия факторов радиации на примере ионизациошо-стимулироватюго распада твердого раствора и аморфизации полупроводников при ионном облучении. В первом случае рассмотрено сопряжение термодинамической и радиационной движущих сил. Так, влияние ионизации на процесс зародншеобразования построено на изменении поверхностного натяжения и энтальпии перехода от степени возбуждения электронной подсистемы. В частности, скорость роста зародышей, а также степень пересыщения оказываются зависящими от интенсивности ионизации и температуры облучения.

Флуктуонная гипотеза аморфизации основана на представлении, что локальные области разупорядочения ОР, образованные при рассеянии ионов, неустойчивы и рассасываю-. а их стабилизация возможна лишь при автолокализации на ОР электронных возбуждений. Такие флуктуоны И предполагаются элементарными зародашами аморф-

йой фазы АФ. очевидно, что в зависимости от степени локализации ЭВ, энергия системы будет различной. Мезвду состояниями такого акситонного полярояа в рязупорядочшшой среде и его рекомбинацией имеется барьер 96,который и удерживает этот флуктуон (рис.3).

Теоретический анализ покезываат, что характерными величинами процесса амортизации являются: минимальный размер ОР, способный локализовать 3B~Rm, равновесный размерч?о,т-время рассасывания ОР до равновесной величины, энергетический порог разбитой области из условия (-dE/dx)e<R> где Еп-пороговая энергия

для образования (e-h) пары имеет г КэВ.

Вероятность стабилизации АО определяется выражением:

£

m ах

Я * n„R Г 0(E)(do-/dE) dE =г a<0,4 E/EJt'"nZ О < 1

О *» e do

£ . mi r>

где (do/dE)e-сечение передачи энергии от иона на ЭВ,«-вероятность того,что электрон,получив энергию,не выйдет за пределы,определяеляемые радиусом Онзагера rc= е2/^кт. Кинетика накопления АО имеет вид т [i - exp(~t/r)}. Полная

амортизация материала определяется условием перекрытия АО n*nR|aconst; J^(E)<do'/<jE)dE -сечешю флуктуона, J -иошшй

ток,т-время отжига флуктуона. В атом случае условие const порядка единицы - величина, характерная для теории протекания.

Критическая доза определяется выражением /•*> (рис.4).

В пятой главе предложен ряд ионизациояно-стимулировашшх механизмов лазерного отжига при тешературах, далеких от томно-ратуры плавления. Полученные результаты с позиции нелинейности позволяют объяснить некоторые закономерности, наблюдаемые в экспериментах.

Рассматривается флуктуонная гипотеза перекристаллизации,в рамках которой активация процесса лазерного отжига ЛО представляется весьма своеобразной: электроны и дырки,генерируемые лазерным возбуждением,рекомбинирует с автолокализованными на зародышах АО электронами и даркада. АО, лишившись электронно-дырочннх стопоров, становятся нестабильными и рассасываются,т. е. кристаллизуются. Для случая, если процесс рекомбинации подобен вспышке, можно получить энергетический порог взрывной неустойчивости, выше которого будет лавинное нарастание рекомбина-

ций. Удается'подсчитать критическое значение лазерного импульса

^ Г23,2(«т Л

* ЕтТотгг 1п —гг— * 0-5+1 I n0R Ф )

где к И 10<+10эСМ"1, vTVt0sCM/C, т \ 10"Е>С, nQ\ 10*®см"3

R^v 10"7см, а -V. 10'", с X; 10г,см*.

Эффект перекристаллизации анализируется в двух аспектах: проблемы превращения метастабильной фазы в стабильную, это заро-дышеобразование (§5.2) и движение границы раздела двух фаз.

В § 5.4 анализируется электронный механизм движения ГРДФ в рамках модели краудиона $ревкеля-Конторовой. Движение ГРДФ определяется неравенством - р(Т-то)/то * nog/a, где т - температура процесса, g = (fr/a)3exp(-n&/a); ^-ширина ГРДФ. Ионизация, однотипно влияя на с и (о, может, однако, изменить характер неравенства за счет увеличивания т.к. из-за кулоновского отталкивания локализованных дырок на ГРДО. ее полная энергия уменьшается. Минимизация полной анергии, расчитанная в адиабатическом приближении, дает зависимость й" от степени ионизации (<*): fr » 1 + const «). Увеличение й" экспоненциально сильно понижает критическую термодинамическую силу -р(т-то)/то= nog/a . При этом тангенциальный механизм роста, соответсвующий гетерогенному появлению зародыша, переходит к нормальному, когда ГРДФ движется как единое целое.

Обсуждается влияние ионизации на условия появления тепловой неустойчивости фронта фазового превращения, когда после дестабилизации ГРДФ в режиме нормального роста,в условиях медленного теплоотвода, возможно появление тепловой неустойчивости "взрывного типа". Поскольку,с одной стороны,ионизация за счет изменения тепловых характеристик вещества уменьшает скорость теплоотвода vTen?: vo(i-за), что может привести к перегреву фронта ГРДФ относительно температуры термостата. При этом параметр начала неустойчивости существенно снижается

Г = ?0(1-Зст)ехр(-2с</(1-с<о)).

Это обстоятельство позволяет понять снижение порога перекристаллизации от предварительного разогрева подложки. Рассматривается зависимость количества оттесношшх к поверхности инодретшх ионов от первоначальной дозы импла.чтлции при лазерном отжиге. Показано, что эффокт зависит от степени разупор-

ядочения иошю-имплантировэнного материала и интенсивности лазерного импульса.

В шестой главе исследуются механизмы радиационного упорядочения неупорядоченных твердых тел.Показано, что существование эффекта связано с природой неупорядоченности, а его эффективность зависит от степени метастабильности материала. Процесс упорядочения связан с вероятностью перестройки дефекта в состояние с меньшей энтальпией *>, О,- Рг) > 0, а отжиг -с вероятностью того, что дефект не может оказаться в конфигурации с потенциальной энергией, ниже энергии монокристалла.

Рассмотрено проявление этого аффекта на примере топологически неупорядоченного высокотемпературного сверхпроводника. Показано, что значение критической температуры сверхпроводимости ' определяется упорядочением в кислородной подрешетке, стимулированном радиацией и ультразвуком.

Содержится анализ проблемы синтеза ВТСП в поле радиации, показано, что генерация дефектов в кислородной подрешетке и их диффузионно контролируемые реакции рекомбинации с вакансиями могут изменить пуассояовское распределение, а, следовательно, и радиус корреляции. Последнее может сыграть решающую роль В процесса гомогенизации образцов ВТСП по кислороду на стадии их синтеза в поле радиации.

В процессе синтеза ВТСП разность в скоростях заселения позиций о^я о5 определяет знак параметра порядка. В исходных образцах теагСиэое1 позиции о4и отпусти (н4=нв=0).Случайно возгштсшяе центры с концентрацией (к) заселения этих позиций, расширяясь, формируют негомогенность образцов по кислороду. Если в процессе установления равновесия разность скоростей заселения позиций будет расти, то может произойти бифуркация и система путем фазового перехода II рода перейдет в состояние с одним знаком параметра порядка 5 = р > 0, или э<0;

(у ,«-скорости заселения и выхода кислорода позиций оди 05).

Увеличение среднеквадратичных флуктуация может изменить условия прохождения через точку фазового перехода II рода.В процессе прохождения критической точки радиация расширяет неадиабвтическую область, тем самим при выходе из нее система может сразу оказаться в области приближения среднего поля, где рождения засчот флуктуащ'й областей с противоположным знаком

параметра порядка, с размером больше корреляционного радиуса, маловероятно. Так, если бифуркационный коэффициент (а) меняется по линейному закону a=ct, то даадиабатичность захватит всю флуктуациошгую область при условии, что скорость нарастания бифуркационного параметра будет удовлетворять критерию

., f .1 k4*..v''S

где т -температура, D-коэффициент диффузии, п.-средняя концентрация кислорода, вытесненная в междоузлие радиацией, то-время отжига, оо=и/у.

В процессе облучения внешнее поле (h) может перевести всю среду в состояние с навязанным им знаком параметра порядка. Однако» при выходе из неадиабатической области флуктуации в выделенном объеме должны быть меньше параметра порядка, навязанного полем. Среднее значение параметра порядка растет со временем s = ~(Н<-Н5) % ht. Следовательно.при выходе из неадиабатической области должно выполняться условие <<ssz> << h2tz.Откуда можно получить выражение, для минимальной величины внешнего поля, зависящего от дозы облучения

h - f Т 1 min LS/"! ISX, , , 1/2 |

«Р то (По°'#)

Таким образом, радиация в процессе синтеза ВТСП несет следующую нагрузку: I -эффективно выступает в роли внешнего поля, навязывая определенный параметр порядка, 2 - расширяет область яеадиабатичности, 3 - ограничивает скорость прохождения критической точки.

В § 6.5 рассматривается роль электронной подсистемы в радиа-ционно-стимулированном упорядочении,которое наиболее эффективно проявляется в приграничных областях: граница раздела фаз, граница р-п -переходов и т.д. Ионизирующее излучение создает поле случайно распределенных ионизированных центров, кулоновское взаимодействие которых с дефектными центрами определяет энергию корреляции засчет самосогласованного поля

где (R)« (. 1- е2ехр (-*R )/kTR); *-константа экранирования, <? -

заряд электрона, са-диэлектрическая проницаемость. Вследствие этого уменьшается среднеквадратичная флуктуация концентрации

примесей <<<sn>2> = н /(!+& Ф Хп(То/Т));#-дозв облучения, тп-температура,при которой БКОр=°- Откуда для ассимптотики плотности состояний й( î) с учетом корреляции дефектов легко получить выражение

i/2 \

const £ а Ф Т

ln(e<O/g(0>) = - --—

То(1 + г Ф)

Видно,что с ростом дозы облучения эффект имеет тенденцию к насыщению, что как раз и наблюдается в экспериментах.

Седьмая глава посвящена введению в теорию широкополосной структурной люминесценции. В начале главы содержится анализ экспериментальных результатов,где отражены общие свойства широкополосной структурной люминесценции ШСЛ, среди которых необходимо отметить следующие: малые времена люминесценции <т в io'^+ib"7) и размытие спектра /порядка I эв./, чувствительность к внешним воздействиям и структурным изменениям материала.

В § 7.2 сформулирована и доказана теорема о хвостах плотностей электронных состояний в неупорядоченных и неоднородных образцах.Применение этого результата позволяет утверждать,что в волоконных световодах глубина залегания превышает аналогичную величину для массивных образцов,которые являются только неупорядоченными. Это дает возможность привлечения представлений о хвостах плотностей электронных состояний в разработке механизма ШСЛ.

Предложена модель излучательных переходов для ШСЛ в a-sio^, которая основана на быстром спадании "хвостов"плотностей электронных состояний и сильном влиянии поляронного эффекта. Такая энергетическая зависимость в а-зю2 вблизи валентной зоны определяется гауссовской флуктуацией короткодействующих потенциальных ям,связанных с флуктуациями валентных углов и длин связей. Кроме того,вклад в разупорядочение структуры вносят валентно-альте.рнативные пары,обладающие акцепторными свойствами, пуассоновская флуктуация которых создает потенциальные ямы для дырок. Область перекрытия крупномасштабного гауссовского потенциала для электронов с пуассоновскими ямами для дырок и является в данной модели основным источником ШСЛ.

В § 7.5 рассматривается компьютерная модель ШСЛ.В используе.

мой модели генерированные электрон и дырка первоначально близко расположены в пространстве /полагаем,что лишь электрон совершает скачок/,затем в процессе релаксации по локальным состояниям ЛС электрон,либо излучательно рекомбинирует за время т^ю.либо совершает безызлучательный переход за время тр.Моделирование процесса люминесценции проводилось по алгоритму, в основе которого была положена упрощенная схема поведения релаксирующих электронов. Из начального состояния с энергией электрон совершает скачок на ближайшее ЛС. Если на расстоянии,определяемом из условия т <тр не существует ЛС ниже по энергии,чем то,в котором находится электрон,то данный электрон рекомбинирует. Если же такие ЛС существуют,то электрон переходит на ближайшее из них, вблизи которого снова генерируется случайное распределение ЛС. Зная,на каком расстоянии от начала координат и с какой анергией рекомОинировал электрон, можно для достаточного числа частиц построить спектральную зависимость интенсивности люминесценции КМ (рис.2).

В восьмой главе рассматриваются некоторые прикладные аспекты нелшшйвдости радиациошшо-стимулированных атомных перестроек.

В §8.1 содержится анализ формирования р-п- перехода в процессе радиационного облучении, когда само формирование определяется порогом протекания. В атом случае с существованием фрактальной природы диффузионного фронта, связана возможность торможения диффузии, а следовательно и создание резких р-п- переходов (квантово размерных диффузгоншшх профилей).

Показано, что радиационное облучение может выступать в качестве технологического параметра позволяющего управлят доминированием диффузии той или иной мигрирующей примеси, т.е. фрактальной размерностью границы р-п- перехода.

В §8.2 решается задачи уменьшения пространственных флуктуация при спинодальном распаде твердого раствора стимулированном !радиацией. При этом, разделено влияние ионизации и радиационного перемешивания. Вклад последнего моделируется в чистом виде на примере спинодального распада смеси слвборастворимых жидкостей вызванного механическим перемешиванием.

В §8.3 рассматривается возможное реше: лв экологической зада-чи-частичного использования радиацаонно - загрязненных почв в растеневодстве. Путем создание защитных, водорастворимых поли-

мерных покрытий семян растений, вносимых в зараженную почву. Показано, что в условиях радиационного облучения, процесс водообмена биополимера (семени) + полимер(покрытие) изменяется, вследствии радиационпо - стимулированной полимеризация. Увеличении влаги в полимере при радиации может быть особенно эффективно в случае ее недостатка в почве.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Концепция рассмотрения радиационных явлений, как последовательности радиационно-стимуларованянх атомных перестроен с позиции нелинейности,обусловленной,как самой радиацией,так и структурой твердого тела,оказывается адекватна для очень широкого спектра ситуаций,возникающих в.радиационной физике твердого тела. Своеобразна атомных перестроек определяется совокупностью энергетических инвариантов системы с факторами радиационного воздействия, вследствие чего в система макроскопический подход становится несправедливым. Поскольку, из-за нелинейности, марковское описание, базирующееся на том,что каждый отдельный переход между состояниями системы относится засчет элементарной флуктуации,становится немарковским.

Конкретно, по материалам исследований, отраженных в данной диссертации, можно сделать следуюдле выводы:

1.Выдвинута концепция нелинейности радивционно-стимулирован-шх атомных перестроек.

2.Показано, что элементарные атомные перестройки определяются энергетическими инвариантами.

3.Разработан формализм, позволяющий вычислить энергетические инварианты на основе функции парных корреляций.

4.На основе концепции и формализма разработаны модели элементарных атомных перестроек.

5.В рамках моделей проведен анализ макроэффектов: -спектральная теория дефектообразования в неупорядоченных материалах ,

-зависимость температуры отжига дефектов от степени разупорядо-чения,

-реализация вторичных радиационных процессов от дозы и интенсивности облучения,

-модель квазихимических реакций дефектов, объясняющая зависимость порога реализации от интенсивности облучения, -радиационно - стимулированные фазовые перехода, -теория лазерного отжига малой мощности, -радиационно - стимулированное упорядочение, -теоретическая модель широкополосной структурной лиминесцен-ции.

Основные результаты опубликованы в следующих работах.

1. Махмудов А.Ш., Шусов М.С., Оксенгеадлер Б.Л., Пахаруков Ю.В. Аскаров В., Хакимов З.М. "Элементарные атомные процессы и электронная структура дефектов в полупроводниках"(Монография). Ташкент: Фан - 1986.- 174 с.

2. Оксенгендлер Б.Л.,Пахаруков Ю.В., Будревич А.Г., Лапина Н., Усанова Г. К вопросу о радиационной физике неупорядоченных сред./Препринт ИЯФ АН УзССР-№Р9- 244. Ташкент. 1986.-14 с.

3. Махкамов Ш., Пахаруков Ю.В., Шусов М.С. Влияние процесса радиационного дефектообразования на диффузионный профиль распределения AI в кремнии при электронном облучении// ФГП -1989. Т.23-В.9-С.I686-1689.

4. Лапина H.A..Оксенгендлер Б.Л., Пахаруков Ю.В., Тураева H.H. Радиационное дефектообразование в средах с аномально большой величиной параметра Дв- Бура//Письма в ЮФ.-1993.-т.19.-

В.II.С.59- 64.

5. Пахаруков Ю.В. Ионизация как управляющий параметр диффузион-нокотггролируемых реакций в плазме// В сб. ¡Взаимодействие электромагнитных излучений с плазмой.Тез.докл. У-коиф. Ташкент 1989. -C.III.

6. Оксенгендлер В.Л.,Пахаруков Ю.В.и др. Моделирование радиационных дефектов в системах с композиционным беспорядком// В сб.: Седьмвя Всесозная конф. по радиационной физика и химии неорг. матер.Рига.-1989.-С.27-28.

7. Пахаруков Ю.В., Махкамов Ш. О влиянии интенсивности ионизирующего излучения на образование радиационных дефектов в кремнии.//В'сб.Седьмая Всесозная конф. по радиационной физике и химии неорг. матер.Рига.-1989.-С.172-173.

8. Хабибуллаев П.К., Саидов A.A., Пахаруков В.В., Маматкулов Ш.И. Электронно-стимулированное процесс мицоллообразования. //ДАН России, Т.332. #5. 1993г. стр.178-180.

9. Оксенгендлер Б.Л..Пахаруков Ю.В.Дсанова Г. Роль и-отрицательной корреляции в ионизационно-стимулированных перестройках.//Тез. докл. XIII-Всесоюзного совещания по теории полупр. Ереван-19в6. -Киев.-1986.-С.237.

10.Оксенгендлер Б.Л..Пахаруков Ю.В., Лапина Н., Усанова Г., Будревич А.Г. Теоретические аспекты радиационной физики неупорядоченных сред.//В кн.: Радиационные аффекты в гетерогенных многокомпонентных системах. Ташкент.: ФАН-1986.-С.3-56.

11.Budrevich A.G., Okaengendler B.L., Pharukov Yu.V., Khabibul-laev P.K. The electronic theory of ion-induced amorphisation. /fiecrystallization process in senicondactors// 7-Intern.conf. of Ion-Beam modification of materials. Knoxville, Tennessee -1890.

12.Тураев H.Ю. .Оксенгендлер Б.Л..Пахаруков Ю.В., Тураева Н.Н. 0 природе эффекта малых доз при надоороговом излучении.// ДАН УзССР. -1989. -Ю-С. 22-23.

13.Оксенгендлер Б.Л..Пахаруков Ю.В.и др. Оже-дефектообразование в неупорядоченных твердых телах.//Препринт АН УзССР.-1989. -Р-Э- 403.-C.I-I5.

14.Оксенгендлер Б.Л..Пахаруков Ю.В.,Тураева Н.Н. Дефектообра-зование в квантовых кристаллах;//УзФЖ.-1993.-Ж-С.

15.Махкамов Ш..Пахаруков В.В..Турсунов Н..Мананова М. Об особенностях отжига радиационных дефектов в нейтронно- легированном кремнии.//Письма в ЖТФ.-1993.-^24.-0.

16.Хабибуллаев П.К..Оксенгендлер Б.Л..Пахаруков Ю.В. 0 возможном эффекте влияния ультразвука на критическую температуру высокотемпературной сверхпроводимости.//ДАН РУз.-1992.-Ш-С.22- 24

17.Ачилов М.Ф..Пахаруков Ю.В. Трунилина О.В. Радиационно-опти-ческое просветление в спектрах фотолюминесценции кварц-полимерных волоконных световодах. //Сб.Тез.докл.Всесоюз.конф. Волоконная оптика.-М.:-1990.-С.395.

18.Ачилов М.Ф. .Пахаруков Ю.В., Червошй В.В., Трунилина О.Ц, Близнецовая рекомбинация электронно- дырочных пар как механизм сверккшрокополосной люминесценции волоконных свотоводов//Тез. II Всесоюз.конф. "Проблемы 31 оптической связи и обработка материалов". -Севастополь.-1991. -С.24-25.

19.АЧШЮВ М.Ф. .Пахаруков Ю.В. и др.Математическое моделирование

сверхширокополосной люминесценции волокошшх световодов//Тез. II Всесоюзлсонф. "Проблемы оптической связи и обработка материалов". -Севастополь.-1991. -С.26.

20.АЧШ1ОВ М.Ф..Пахаруков Ю.В..Хабабуллаев П.К., Червоный В.В., Трушшша О.В. Спектроскопическое проявление близнецовой рекомбинации ьлектронно-дырочных пар в волокошшх световодах из чистого кварцевого стек- ла//УзФЖ.-1991 .-Ш.-С.28-33.

21.Achilov П., Pakharukov Vu.V..Trunilina О.V.,Khabibu1laev P.K. Superbroad bond luminescence in Pure Silica Optical fibers (ReviewV/УзФЖ. -1991. -M.-C. 5-13.

22.Aohilc.v И . , Pakharukov Yu .V. , Trunilina O.V..Khabibullaev P.K. Drawinß condition and external effect dependence on Superbroad band Lumenescence in Pure Silica Optical fibers//,!, of Non-Cr ist. Sol. < 1992 ).-V.l-JS3.-p. 246-251.

23.Хабибуллаев П.К., Пахаруков C.B., Червоный B.B. .Трушшша O.B. Сверхширокополосная юминесценция волоконных световодов: численный эксперимет//ДШ. СССР.-1991.-Т.320.-С.1355-1357.

24.Пахаруков Ю.В. Адиабатическая теория радиационной физики неупорядоченных сред:проблеш иерархии времен релаксаций//Радоа-циоппая физика твердого тела./Тез.докл.I регион.конф.респуб. Средней Азии и Казахстана.-Самарканд.-I99I.-4.2-C.176-177.

25.0ксенгендлер Б.Л., Пахаруков Ю.В. Фдуктуонная гипотеза амор-физации//Подпороговое дефектообразование. Ташкент.:Фан. -1989. C.II5-I2I.

26.ХабиСуллаев П.К., Оксенгендлер Б.Л., Пахаруков В.В., Акимова Д. 0 плотности электронных состояний в неупорядоченных системах при условии пространственной неоднорости// ДАН РУз -1993.-М. -с.28-32.

27.Пахаруков Ю.В., Рубан И.Н., Варапаева Н.В., Рашидова С.Ш. Колебательный характер поступления вода в семя//Докл. ВАСХНЙЛ. -1992.-JHI-I2.-С.21-23.

28.Хабибуллаев П.К.,Пахаруков 10.В.,Саидов A.A.,- Бутабаев Ы.Ш. Сингулярность теплоемкости при вынужденном спинодальном распаде//ДАН. CCCP.-I99I.-T.320.-JÎG.-C.I372-I374.

29.Хабибуллаев П.К..Пахаруков Ю.В.,Сзидо£ A.A. Бутабаев М.ш". О расшире)ши области абсолютной неустойчивости при слабом воз-_ мущешш //Док. РАН.--1992.-т.324. -Ä6.-С.

ЗО.Кариж® З.й. .Оксенгендлер Б.Л. .Пахаруков Ю.В. Юсупов А. ЛЗоделиро-вание упорядоченной структура и ее влияние на температуру сверхпроводящего перехода в YBaCuo.// Письма в НТФ.-1993.-Т.19 -B.I.

ЗГ.Будревич А.Г..Оксенгендлер Б.Л., Пахаруков D.B Радиационно-стимулнрованная дестабилизация граница раздела фаз (ГРДФ) в полевой модели. Топологический аспект.//В сб. моделирование ЭВМ структурночувствительннх свойств кристаллических материалов. Ленинград. -1986. -с.79-81.

32.Хабибуллаев П.К., Бутабаев М.Ш., Пахаруков В.В., Саидов A.A. О релаксационном состоянии вблизи граница абсолютной пвустой-чивости при слабом возмущении.// ДАН России.- 1993.-Т.ЗЗС).-IS.

33.Вутабаев М.Ш., Кэрабаев М.К., Пахаруков D.B., Саидов A.A., Хабибуллаев П.К. Шкроскопяческая шдель неустойчивого состояния расслаивающихся жидкостей// ДАН России -1993.- т.-332. Л2-С.

34-Ачилов М.Ф., Пахаруков Ю.В., Трунштна О.В., Хабибуллаев П.К. Лшинесцентные проявления беспорядка в неупорядоченных системах// Уз. <11-1993.-'A3.-С.

35.Khabibullayev Р.К., Pakharukov Yu.V.,Saidov A.A, Hamatkulov Sh.I. The Electronically Stioulated micell-forming process. //2nd Liquid Hatter Conference (Firenze,Italy),1993,170,P232.

ЯС.ГТлхпрукоп Я. В. Вероятность бдуядагшй выбитого лтомп в случайном ПОТПТГЦИПЛМЮМ pnj!!.r:.-fr,. //,тдff ГУг, Т993. Т7 ПП.

е*

Рис.1 Зависимость от степени разупорадочения (у) для различных значений зоны неустойчивости 1-а = 15; 2-а = 1и; Э-а = 5.

Рис.2 Спектральное распределение интенсивности I ШСЛ в СВС из кварцевого стекла. Точки- экспериментальные значения.

*

,15

10

<0«

Р •1

0-2.

_* £Г I-

10 М00(тст) 10'*

-(О

75

Ф

Рио". , а) Температурная зависимость критической дозы

амортизации: I - данные стохастической модели аморфизации

/76/; 2 - результаты фдуктуонной модели.

б) Зависимость вероятности аморфизации ( Р ) от дозы

облучения: I - однократное попадшше иона; 2 - результаты

флуктуонной модели(Р= ((-«хр(~Фб".?^

Сплошной линией обозначены данные эксперимента /31,69/.

Таблица

Зависимость критической дозы аморфизации от температуры облучения

ИОН (200 Кев) ! Т (К) : Фс(см~2) ; /76/, : Фс(см~2

100 2-Ю14 2.ю14

Р+ 200 2.Ю14 з.ю14

300 6-1014 7.Ю14

350 2'1015 ю15

NONLINEARITY OF ATOMIC RECONSTRUCTIONS STIMULATED BY RADIATION. YU. V. PARHARUKOV. SYNOPSIS.

Atonic reconstructions stimulated by radiation are considered in the paper from the viewpoint of nonlinear dynamics. It has been shown, that nonlinearity can be conditioned both by radiation itself (dose, intensity, etc.) and by a structure of a solid body. At this, originality of atonic reconstructions is determined by a set of energetic invariants of the system with factors of radiation effects. Due to this, a macroscopic approach based on the Markov description becomes unjustifiable. Since locality of atonic reconstructions is broken due to nonlinearity, in this case each separate transition between the system states can not be already referred at the expense of elementary fluctuations.

Specifically, the following results liave been obtained in the paper:

1. Conception of nonlinearity of atomic reconstructions stimulated by radiation has been brought up.

2. Formalism enabling to calculate energetic invariants in the atomic system has been worked out.

3. Models of elementary atomic reconstructions have been worked out on the base of the conception and formalism.

4. Within the frair.es of the models analysis of spme nacroeffects has been made. For example, t'ose of:

- spectral theory of defects formation;

- phase transitions stimulated by radiation;

- laser annealing of small power;

- radiation ordering;

- theoretical model of broad structural luminescence. Dissertation consists of an introduction, seven chapters, an

end and conclusions. The introduction contains a review of modern ideas of the radiation physics of solid body. Chapters 1,2 include discussion of important experiments and energetic invariants. Chapters 3, 4 describe nonlineariry caused by medium and radiation. Chapters 5-7 contain analysis of itsacroeffects.

"КАЛИК ЮСМЛАРДА АТОМЛАРНИ РАДИАЦИОН-КУЗГАТИЛГАН КАЙТА ТАРТИБЛАНИШНИНГ НОЧИЗИКЛИЛИГИ" Ю.В.Пахаруков К И С К А Ч А МАЗМУНИ

Диссертацияда атомларни радиацион-кузгатилган кайта тартиб-ланишни ночизикли динамика нуктаи назаридан куриб чикилган. Кочизиклилик нафакат радиация (интенсивлик дозаси ва х.к.), балки каттих кием структура си сабабли вужудга келиш иумкинлиги кур-сатилган. Бунда атомларни кайта тартибланишнинг узига хослиги энергетик инвариантлари туплаии оркали системанинг радиацион таъсир факторлари билан белгиланади. Шундан келиб чиккан холда састеыздэ Марков тавсифага асосланган макроскопик евдошш нотугри булиб кола да. Атомларни кайта тартибланишнинг локаллиги ночизик-лик туфайли бузилишни зьтиборга олган холда системанинг холат-ри орасидаги хар бир алохида утишни энди элементар флуктуациялар гисобига кушиш мумкин змас.

Хусусан, швда куйидаги натииалар олинган:

1. Атомларни радиацион-кузгатилган кайта тартибланишини ночизик-лшшгининг концепцияси илгари сурилган.

2. Атом снстенасида энергетик инвариантларни хисоблаб чикишга им-кон берувчи формализм ишлаО чикилган.

3. Концепция ва формализм асоси да атомларни элементар кайта тартибланишнинг моделлари ишлаб чикилган:

- дефект хосил булиш модели, унда дефектнинг яратилиши, силжиган атомнинг нотургунлик зонасидан чикиш жврвенини белгиловчи зраляштиришнинг хусусиятларига богликлиги зътироф этияган;

- Ночизнхлнлик радиация интенсивлнги ва активащозг тусинларлинг таксимот функцияси билан белгиланадиган радиацион-кузгатилган

диффузия моделлари;

- Радаацион-кузгатилган муртак хосил булиш модели, бу холда ионизация флуктуация килувчи соха билан ташки мухит орасидаги узаро таъсирии камайтирада;

- Краудаон иоделига асосланган икки фаза ажралиш чегарасининг ионизацион котургунлик модели;

- нур утказгичлардаги кенг полосали структуравий люминесценция-нинг назарий модели, кайсики нурлании тугдирган электрон уйго-нишлар, холатлар зичликларининг ва такикланган зонвдаги энергетгк сатхлар устма-уст тушш фазовий сохаларида рекомбинацияланади.

4. Моделлар асосида айрим макроэффектлар тахлил килинган!

- дефект хосил булишшнг спектрал назарияси,

- радиацион-кузгатилган фазавий утишлар,

- кичик кувватли лазер тоблаш,

- радиацион тартиблаш,

- кенг полосали структуравий люминесценциянинг назарий модели.

Диссертация Кириш, етти боб, Хотима ва Хулосалардан ташкил топган. Кириш кисми каттик жисм радиацион физикасидаги замонавпй карашларни еритишга багишланган. 1,2 Бобларда концептуал такрибз-лар ва энергетик инвариантлар, 3,4 Бобларда мухит ва нурланиш бз-лан белгиланадаган ночизиклилик, 5-7 Бобларда макроэффектлар таг-лил килинган.

Подписано к печати 6,06.94 Заказ'? 134 Т^рак 63 зкз. обьам 1,3 п/л. Отпечатано нч ротапринте ФБАН Республика Узбекистан г.Таакент ул.Муминова 13