Математическиe модели и эксперимент в электродинамике и магнитной гидродинамикеНИР

Mathematical models and experiment in electrodynamics and magnetic hydrodynamics

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. Математическиe модели и эксперимент в электродинамике и магнитной гидродинамике
Результаты этапа: Продолжены работы по совершенствованию методики определения параметров слоев сложных многослойных зеркал для инновационных лазерных приложений на основе 1) on-line данных широкополосного мониторинга; 2) спектрофотометрических данных и 3) измерений групповой задержки и дисперсии групповой задержки. Эффективность методики доказана на широком спектре экспериментальных данных, полученных в сотрудничестве с фирмой Agilent Technologies (Австралия), Институтом Квантовой оптики им. Макса Планка (Германия) и Лазерного центра Ганновера (ЛЦХ). Разработка высокоэффективных алгоритмов проектирования различных оптических нанопокрытий, в том числе покрытий для применения в области ЭУФ. Разработка методов решения обратных задач распознавания слоистых покрытий по данным широкополосного оптического мониторинга в режиме on-line. Моделирование процессов напыления оксидных слоев. Был создан прототип прибора широкополосного мониторинга на образце в режиме on-line, позволяющий контролировать процесс нанесения тонкослойных покрытий на установке ионного распыления фирмы Veeco. Данный прототип предназначен для дальнейшего контроля напылительных процессов и регистрации данных для исследований. Продолжались работы по улучшению программного комплекса для мониторинга и автоматизации напылительной установки, а так же перевод его в более автономный режим для большей автоматизации процессов. Созданный в рамках этого проекта программный комплекс используется повседневно в производстве, позволяя наносить сложные покрытия. Производится установка программного комплекса на новые напылительные установки, в том числе и с рабочим внутреннем диаметром более двух метров. Проведены работы по созданию модуля, определяющего толщину напыленного материала по его спектру. Данный модель используется для повышения контраста при контроле напыления очень тонких слоев с малым показателем преломления. Продолжались работы по исследованию и проектированию металло-диэлектрических оптических покрытий. Исследовались оптические свойства различных металлических плёнок в зависимости от способа нанесения покрытия и конструктивных особенностей. Развито представление о роли крупномасштабных флуктуаций магнитного поля в формировании цикла солнечной активности. Разработаны методы, позволяющие анализировать динамику свободных молекул при наличии нескольких степеней свободы большой амплитуды. Разработана программа моделирования оптических свойств тонких пленок, основывающаяся на результатах молекулярного моделирования. Рассчитаны оптические свойства пленок, полученных в результате молекулярного моделирования. Разработаны алгоритмы, позволяющие осуществлять молекулярно-динамическое моделирование процесса напыления тонких пленок с использованием технологий параллельного программирования на масштабах, превышающих 10 нм. Проведено МД-моделирование процесса образования аморфных пленок оксидов титана и кремния на масштабах, превышающих 10 нм. Разработана программа расчета оптических свойств (коэффициентов преломления и экстинкции) тонких пленок. Исследованы возможности квантовохимических программ (пакет VASP) для вычисления комплексной диэлектрической проницаемости напыляемых тонких слоев. Рассчитаны оптические свойства (показатель преломления и коэффициент экстинкции) и электронные свойства покрытий (зонная структура и ширина запрещенной зоны). Исследована возможность применения альтернативных методов расчета оптических свойств получаемых структур, обеспечивающих соответствие рассчитанных оптических свойств экспериментальным характеристикам.
2 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Математическиe модели и эксперимент в электродинамике и магнитной гидродинамике
Результаты этапа: В течение 2015 года сотрудниками лаборатории ЛВЭМ проводилась работа над следующими темами: Были продолжены работы по разработке высокоэффективных алгоритмов проектирования различных оптических нанопокрытий. Большое внимание было уделено созданию новых методов решения обратных задач распознавания слоистых покрытий по данным широкополосного оптического мониторинга в режиме on-line. Проводились работы по созданию системы фотометрического контроля толщины покрытий. Создаваемая система предназначена для использования в вакуумных установках с целью обеспечения контроля толщин слоев тонкослойных оптических покрытий в процессе их изготовления на основе измерения спектрального коэффициента отражения или пропускания при напылении на крупногабаритные изделия. Были продолжены работы по молекулярно-динамическому моделированию процессов образования тонких пленок (в том числе оксида кремния) с использованием технологий параллельного программирования. Проводились работы по исследованию основных структурных параметров напыляемых покрытий в зависимости от угла падения и энергии напыляемых атомов.Была изучена динамика изменений структурных характеристик пленок (плотность, радиальная функция распределения, концентрация дефектов) в зависимости от параметров отжига и релаксации (скорость изменения температуры, длительность). Разрабатывались алгоритмы, позволяющие осуществлять молекулярно-динамическое моделирование процесса напыления тонких пленок с использованием технологий параллельного программирования на масштабах, превышающих 10 нм. Продолжено исследование солнечного динамо и высших инвариантов спиральности. Продолжены работы по разработке квантово-механических алгоритмов для вычисления оптических и электронных параметров атомных структур, полученных с помощью молекулярного моделирования.
3 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Математическиe модели и эксперимент в электродинамике и магнитной гидродинамике
Результаты этапа: Научная группа под руководством А.В. Тихонравова начала разработку нового класса алгоритмов решения обратных задач контроля процессов напыления оптических нанопокрытий, основанных на оценке отклонений положений экстремумов измеренных спектральных коэффициентов отражения и пропускания слоистой среды от их теоретически предсказанных положений. По этой тематике опубликовано и подготовлено к печати несколько работ. В результате суперкомпьютерных вычислительных экспериментов исследованы причины возникновения напряжения в напыленных пленках. Проводятся работы по молекулярному моделированию современных высокоэнергетических процессов напыления оптических нанопокрытий диоксида кремния на подложку и его реализация с использованием суперкомпьютера «Ломоносов» и программных пакетов для решения задач молекулярной динамики LAMMPS и GROMACS. Научная группа под руководством Д.Д. Соколова построила модель изменения со временем амплитуды циклов солнечной активности за счет случайных флуктуаций параметров солнечного динамо. Эта модель опубликована в ведущих международных журналах по данной тематике. В настоящее время она принята (с учетом ее развития другими группами) международным сообществом в качестве наиболее плодотворной модели для объяснения этого явления. Работы широко цитируются. Научной группой под руководством И.В.Кочикова разработан общий подход и создано программное обеспечение, позволяющее анализировать экспериментальные проявления нежестких молекул (спектры, электронная дифракция, термодинамика) в рамках единой модели молекулы. Проведено исследование ряда молекул, обладающих указанными свойствами (главным образом, нитросоединений). Разработка алгоритмов контроля технологических процессов напыления оптических покрытий. Суперкомпьютерное моделирование процессов напыления оптических нанопокрытий, направленное на выяснение их фундаментальных свойств и структурных особенностей на наноразмерных уровнях.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".