Безпальчук В. М. Мультимасштабне моделювання фазоутворення в бінарних наносистемах із ГЦК структурою

Мета - розробка комп'ютерних моделей для основних етапів мультимасштабного моделювання нанесення, дифузійної взаємодії та впорядкування нанорозмірних плівок, та демонстрація їх застосування на прикладі технологічно важливих систем Ni-Al і Fe-Pt. Об'єкт - нанорозмірні плівки в мультишарових фоліях для СВС реакцій та нанорозмірні біметалеві плівки для магнітного запису інформації. Предмет - кінетика нанесення, атомної міграції, та фазових перетворень у нанорозмірних плівках. Методи - класичний метод молекулярної динаміки, звичайний та спеціально розроблений стохастичний середньопольовий кінетичний метод, кінетичний метод Монте-Карло. Наукова новизна отриманих результатів: 1. У тонкоплівковій системі Ni-Al порядок фазоутворення при відпалі напилених плівок визначається температурою підкладки в процесі напилення, послідовністю напилення та орієнтацією підкладки. 2. Метод KMF та його модифікація SKMF вперше застосовані до вакансійного механізму дифузії із використанням наближення квазістаціонарності вакансійної підсистеми. Додавання шуму частот в кінетичні рівняння середнього поля дозволяє коректно промоделювати фазові перетворення 1-роду в сплаві, що дозволяє передбачити і описати наступні нові явища: а) "квантова" коалесценція в 1D структурі на завершальній стадії спінодального розпаду в нанодротинці; б) розповсюдження фронту переорієнтації структури L10 із вільної поверхні в середину зразка; в) наявність порогового значення шуму, нижче якого розпад із виділенням упорядкованої фази у скінченному нанооб'ємі не відбувається. 3. Зменшення розмірів наночастинки суттєво зменшує величину параметру порядку в області упорядкування. 4. Вперше метод SKMF застосовано для одночасного визначення кінетики дифузії мічених атомів і впорядкування в структурах типу L12 і L10. Практичне значення отриманих результатів: 1.Отримані моделі і результати із впливу температури підкладки та її орієнтації на реакційну здатність отриманих мультишарів дозволяють оптимізувати технологію виготовлення мультишарових фолій для подальших застосувань з СВС реакціями. 2. Спрогнозована в роботі, переорієнтація порядку в при поверхневих шарах фази L10 може стати визначальним фактором в технології отримання та використання магнітних плівок запису інформації. 3. Розроблений у роботі спрощений метод SKMF може бути широко використаний у багатьох модельних розрахунках процесів реакції та фазових перетворень.