Сімченко С. В. Нерівноважені електричні і магнітоелектричні ефекти в реакційних атомних зіткненнях на поверхні твердих тіл

Об'єкт - хемомагнітоелектричний ефект; хемовентильний ефект; генерація "гарячих" електронів у діодах Шотткі. Мета та завдання - 1. Пошук нових систем газ - тверде тіло в яких ефективно генеруються електронно-діркові пари в реакційних атомних зіткненнях, у тому числі з участю молекул Н2, О2, СО та ін. 2. Експериментальне дослідження електричних і магнітоелектричних фізичних явищ у твердому тілі, що є наслідком колективного електронного збудження твердого тіла в атомних зіткненнях. 3. Отримання якісних і кількісних даних про електронні і атомно-молекулярні процеси на поверхні твердих тіл при взаємодії з поверхнею атомних або молекулярних частинок. 4. Визначення виходу електронно-діркових пар в реакційних атомних зіткненнях. Методи досліджень - експериментальне дослідження, як кінетики, так і стаціонарних характеристик зазначених вище ефектів при варійованих температурах зразків (в інтервалі 243 - 600 К) та контрольованих умовах в газовій фазі і на поверхні. Наукова новизна результатів: 1. Виявлена генерація e-h пар за рахунок енергії, що звільняється в реакційних атомних зіткненнях з участю атомів Н на ряді твердих тіл: InP, Se, SiC, CdTe, Si. Досліджена також генерація "гарячих" e-h пар в металах: Pd і Pt. 2. Вперше нерівноважні хемоефекти на поверхні ряду твердих тіл спостерігалися із застосуванням реакційно-активних сумішей газів Н2 + О2, CO + O2. 3. Виміряні основні фізичні характеристики спостережуваних електронних хемоефектів, а саме початкові стадії кінетики, залежність стаціонарних величин ефектів від температури, парціального тиску атомів або тиску і складу реагуючих сумішей. 4. Виявлені електрофізичні прояви нелінійної динаміки при протіканні хімічної реакції окиснення водню киснем до води на плівках паладію, що входять до складу нанорозмірного діода Шотткі. 5. Запропоновані кінетичні моделі процесів на поверхні досліджених твердих тіл і визначені стадії атомних процесів, що ведуть до електронного збудження твердого тіла при взаємодії з атомарним воднем. Дана оцінка енергетичних параметрів стадій. Зроблені чисельні оцінки виходу e-h пар в розрахунку на одне реакційне атомне зіткнення. Практичне значення отриманих результатів: в роботі виконані фізичні дослідження для оцінки можливості побудови паливних елементів, робота яких, заснована на принципово нових підходах; запропоновано та вивчено конкретні системи "атомна частинка - тверде тіло", які можуть бути рекомендовані для подальшої розробки; досліджені нерівноважні фізичні ефекти служать джерелом інформації про стан поверхні твердого тіла і процесів енергообміну та дисипації енергії при взаємодіях газова частинка - тверде тіло.