Изучены электрические и люминесцентные характеристики светодиодных структур (СД), излучающих в ближней ультрафиолетовой (УФ) области и выращенных методом хлорид−гидридной эпитаксии. Обнаружены различия в характеристиках УФ СД, выращенных в номинально одинаковых условиях, которые приписывают различиям в структурном совершенстве (плотности дислокаций и дислокационных агломератов) в активных слоях GaN, разнице в степени релаксации напряжений, достигаемой с помощью сверхрешеток AlGaN/AlGaN, а также существованию каналов токовых утечек в слоях AlGaN, ограничивающих заряд в двойной гетероструктуре. 

Проведен теоретический и экспериментальный анализ фазовых равновесий в тройной системе Zn—Se—Fe с применением рентгенофазового анализа и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Получены данные о моновариантных равновесиях в изотермических сечениях при температуре 730, 814 и 1073 К, а также сведения о растворимости железа в условиях би- и моновариантных равновесий при 1073 К. Определен фазовый состав образцов системы Zn—Se—Fe, синтезированных при различных температурах и разном валовом составе. Подтверждена достоверность теоретически построенных изотермических сечений Т—Х—Y-проекции P—T— Х—Y-диаграммы тройной системы Zn—Se—Fe.

Бидоменные монокристаллы ниобата лития (LiNbO₃) и танталата лития (LiTaO₃) являются перспективным материалом для создания на их основе актюаторов, механоэлектрических преобразователей и сенсоров, способных работать в широком диапазоне температур. При изготовлении таких устройств необходимо учитывать анизотропию свойств используемого материала. Исследованы деформации бидоменных пластин ниобата лития Y + 128°-среза круглой формы под действием внешнего электрического поля. Рассчитаны угловые зависимости пьезоэлектрических модулей кристаллов ниобата и танталата лития и построены их графики для срезов, используемых при изготовлении пластин с бидоменной сегнетоэлектрической структурой. Стационарным внешним нагревом и длительным отжигом с аутдиффузией лития сформированы бидоменные структурыв круглых пластинах ниобата лития. Методом оптической микроскопии получены зависимости перемещения краев бидоменных кристаллов от угла поворота вокруг нормалей пластин при центральном точечном закреплении и приложении внешнего электрического поля. Проведено моделирование формы деформированной пластины в предположении квадратичной зависимости перемещения краев от радиального расстояния до точки закрепления. Сделан вывод о седлообразном характере деформации бидоменной пластины Y + 128°-среза при приложении постоянной разности потенциалов.

В случае медленного изменения коэффициента преломления на расстояниях порядка длины волны для решения волнового уравнения можно использовать известное эйкональное приближение. Рассмотрена противоположная ситуация, когда коэффициент преломления резко меняется на протяжении одной длины волны, и имеет место так называемый антиэйкональный предел. Антиэйкональный предел оказывается удобным инструментом для моделирования и проектирования новых оптических сред. Кроме того, он позволяет описывать базовое универсальное поведение независимо от реальных значений коэффициента преломления и, следовательно, от параметров самой среды, в случае волновых компонентов с длиной волны, значительно превышающей характерную длину изменения коэффициента преломления.

Представлен новый подход, позволяющий решать задачи оптимизации наноразмерных полупроводниковых гетероструктур. Поставлена и решена задача, связанная с определением оптимального легирования барьерного слоя, состоящего из ряда подслоев, который обеспечивает заданную концентрацию электронов в канале проводимости в полупроводниковых гетероструктурах. Для решения поставленной задачи построены эффективные алгоритмы оптимизации, основанные на градиентных методах. В качестве примера рассмотрена гетероструктура Al0,25GaN/GaN с суммарной толщиной барьерного слоя 30 нм. Полученные в ходе вычислительного эксперимента результаты согласуются с современной тенденцией к переходу от однородного профиля легирования к планарному d-легированию в технологиях изготовления полевых транзисторов. Разработанные средства математического моделирования и оптимизации могут применяться в технологиях изготовления полевых транзисторов. Представленные в работе подходы создают условия для автоматизированного проектирования таких структур.

Проведен комплекс исследований частотных зависимостей вольт- фарадных характеристик гетероструктур AlGaN/GaN, а также барьеров Шотки областей затвор—исток и затвор—сток кристаллов AlGaN/GaN/ SiC НЕМТ-транзисторов с целью выяснения причин появления в ряде случаев нестабильности емкости.

Исследованы кристаллы мощных AlGaN/GaN/SiC СВЧ-транзисторов Х-диапазона с длиной затвора 0,25 мкм и гетероструктуры, выращенные МОСVD-эпитаксией. Для уточнения распределения эпитаксиальных слоев по глубине гетероструктур проведен послойный элементный анализ (Al, Ga и Si) методом масс-спектрометрии вторичных ионов. По явление пика возрастания емкости на С—V-характеристиках гетероструктур AlGaN/GaN при низкочастотных измерениях зафиксировано на структурах с частично легированным кремнием барьерным слоем AlGaN и на гетероструктурах с «толстым» верхним слоем i-GaN. Появление аналогичного характерного пика на низких частотах наблюдалось и на С—V-кривых барьеров Шотки систем затвор—сток и затвор— исток ряда НЕМТ-транзисторов.

Проведен анализ изменения сопротивления Rs при измерении на разных частотах и разном напряжении смещения с построением годографа импеданса последовательной RC- цепи. Анализ годографов для ряда исследованных транзисторов показал, что в большинстве случаев появление пика нестабильности на частотах 20—500 кГц связано в большей степени со сквозными токами утечки в барьерном слое, а на частотах 1—20 кГц с генерационно-рекомбинационными центрами в барьерном слое или на границе AlGaN—GaN.

Протестированы возможности создания на основе мономолекулярных слоев бактериородопсина (БР) высокочувствительных и высокоселективных биосенсоров, основанных на генерации второй гармоники и возбуждении поверхностных плазмон-поляритонных волн. Для этой цели использованы различные оптические и нелинейно-оптические методы исследования пленок Ленгмюра—Блоджетт с тем, чтобы сохранить все специфические свойства, присущие молекулам БР, при переносе их с водной поверхности на твердую подложку. Показано, что метод генерации второй гармоники может быть эффективно использован для анализа ориентации молекул БР и качества пленок Ленгмюра—Блоджетт. Измеренное значение нелинейной оптической восприимчивости второго порядка молекул БР составило 3,4 · 10^-11 м/В. Относительное изменение резонансного значения волнового вектора — (3,6 ± 0,1) · 10^-2 при длине волны возбуждающего света 630 нм. Получен спектр БР, вызванный возбуждением поверхностных плазмон- поляритонных волн падающим излучением. По результатам проведенных исследований предложены оригинальные схемы биосенсоров, использующих генерацию второй гармоники и поверхностно-плазмонный резонанс при отражении сигнала основной частоты от монослоев БР. Схема апробирована на макете прибора. Показана возможность получения чувствительности порядка 10¹¹ мол/см³.

На основе анализа многочисленных экспериментальных данных показано, что общепринятая сегодня температура стеклования Tg таковой не является. Она возникла в результате заимствования у Г. Таммана обозначения Tg, соответствующего температуре превращения вязкотекучей жидкостив твердое хрупкое стеклообразное состояние, и использования его вместо обозначения Tw. Последнее соответствовало у Г. Таммана температуре изгиба на зависимости «свойство— температура» для стеклообразующего вещества, расположенной выше TgТаммана. На основании применения полимерно-полиморфоидных представлений о строении стеклообразующего вещества раскрыта физико-химическая сущность температуры изгиба Tw (общепринятой сегодня Tg), являющейся температурой реверса направления взаимопревращения нанофрагментов структуры (полиморфоидов) высоко- и низкотемпературной полиморфных модификаций, сосуществующих в стеклообразующем веществе. Открытие в последние десятилетия предэндотермического эффекта, расположенного, как и Tg Таммана, ниже общепринятой Tg, подтверждает истинность Tg Таммана, характеризуемой увеличением удельной теплоемкости нагреваемого стекла.