Специализация: 011200 Физика
Программа: Физическая оптика и лазеры
Кафедра оптики
Научный руководитель: проф. В.С. Сухомлинов
Рецензент: проф. В.М. Немец

Выход малой примеси из массивной пробы в условиях эрозии и протекания химических реакций
М.Р. Першин

Исследования изменения состава многокомпонентных материалов под действием различных процессов, вызывающих селективный уход атомов с поверхности, в последнее время ведутся особенно интенсивно. Дело в том, что результаты таких исследований имеют важное значение во многих областях науки и техники. Примером могут служить плазменные технологии нанесения упрочняющих и защитных покрытий, оптимизация состава конструкционных материалов элементов термоядерных реакторов, оптимизация работы мощных плазмотронов в динамических режимах. Вместе с тем, исследования процессов селективного выхода примесных атомов из конденсированной фазы представляют интерес и для такой, сравнительно давно развивающейся области науки, как эмиссионный спектральный анализ.
Поставленная в первой части работы задача – разработка аналитической теории выхода малой примеси из конденсированной фазы в самом общем случае – когда константы скоростей процессов ухода атомов с поверхности и коэффициента диффузии примесных атомов в основе зависят от времени по произвольному закону.
С практической точки зрения (в том числе, и для интерпретации экспериментальных данных) большое значение так же имеет случай, когда на границе твердого тела или жидкости с газом происходят химические реакции с участием атомов примеси. Кроме того, при повышении температуры пробы до известного уровня возможно интенсивное растворение газа в поверхностных слоях  твердого тела и диффузия этого газа внутрь пробы. В этом случае химические реакции начинают протекать уже в ее объеме. Это также влияет на процессы выхода малой примеси из образца. Другая интересная проблема, связанная с вышеупомянутыми  физическими явлениями – рост пленок, образованных при взаимодействии газов с поверхностями расплавленных материалов и, в частности, металлов и полупроводников.
Вторая часть работы посвящена разработке физической модели и математической теории для описания временной динамики пространственных распределений и потоков атомов с поверхности массивного образца с учетом движения его плоской границы при условии протекания химических реакций вещества пробы с газом на границе газ - конденсированная фаза и в его объеме.

Список публикаций
1. М.Р. Першин, В.С. Сухомлинов. Формирование распределения примесных атомов по глубине с учётом движения границы образца в условиях одновременной эрозии и конденсации атомов на поверхности // Вестник СПбГУ, Том 1(59), Выпуск 3, 2014 год. Стр. 357-370.