КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-21-00457

НазваниеЭволюция полей распределенных дефектов в электроупругих телах

Руководитель Лычев Сергей Александрович, Доктор физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского Российской академии наук , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 01 - Математика, информатика и науки о системах; 01-113 - Математическая физика

Ключевые слова Электродинамика сплошных деформируемых сред; конечные деформации; неевклидова механика континуума; распределенные дефекты как внутренние источники напряжений; кривизна, кручение, неметричность материальной связности; конфигурационные силы; эволюция распределенных полей дефектов; поверхностный рост; воздействие излучения на поверхность роста; оптимизация сценариев наращивания.

Код ГРНТИ30.03.19

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Проект направлен на развитие основ нелинейной механики и электродинамики деформируемого континуума. Целью проекта является построение замкнутого формализма моделирования процессов конечных деформаций, роста и эволюции структуры дефектов в рамках общей теории аффинных связностей. К настоящему моменту учеными, представляющими ряд ведущих зарубежных и отечественных школ, в том числе авторами проекта, развиты многочисленные элементы подобного геометрического подхода, однако о законченном построении этой теории пока говорить преждевременно. В общем описании проекта указаны открытые вопросы, требующие исследования. Авторы проекта намерены в ходе его выполнения получить существенное продвижение общей геометрической теории, разработав замкнутый формализм для одного из её важных направлений – моделирование связанных процессов роста, деформирования и эволюции дефектов. Этим определяется научная значимость предполагаемых результатов. Методология разрабатываемого подхода опирается на математический формализм анализа на гладких многообразиях и теории аффинной связности. Этот формализм оказался плодотворным в приложении к общетеоретическим проблемам, в частности, теории гравитации, общей теории относительности и теории дефектов в кристаллах. То, что модели и методы механики тел с распределенными дефектами, электродинамики и общей теории относительности оказываются методологически близкими, свидетельствует о значительной общности развиваемых представлений. Продвижение в их развитии определяет научную новизну проекта в целом. В частности, научная новизна предполагаемых результатов проекта заключается в общей постановке проблемы, которая может быть охарактеризована как синтез нелинейной задачи о динамике структуры дефектов и нелинейной задачи о поверхностном росте. Тело с распределенными дефектами испытывает специфическое напряженно-деформированное состояние, которое влияет на эволюционный процесс поверхностного роста. С другой стороны, присоединение материала в ходе роста изменяет структуру дефектов в теле и вносит новые дефекты на поверхности роста. Учет такого взаимного влияния осуществляется при решении эволюционной задачи. В вопросах, связанных с формулировкой и исследованием эволюционной задачи для поверхностного роста, авторы проекта имеют оригинальные результаты, отраженные в периодической печати и монографической литературе (см. основной текст заявки). Это позволяет прогнозировать выполнение условий конкурса в разделе ”научная новизна”. Помимо развития общетеоретических вопросов, проект предполагает решение модельных задач, иллюстрирующих специфические электромеханические эффекты в телах с дефектами, а также решение прикладных задач моделирования самонапряженных тел, образуемых при послойном нанесении гетерогенных многослойных тонкопленочных структур. В частности, будет осуществлено моделирование процессов создания многослойных покрытий на деформируемых подложках, применяемых при изготовлении микроэлектронных, фотоэлектронных и микроэлектромеханически устройств. Особое внимание будет уделено моделированию сценария создания многослойной структуры и управления деформированием подложки в технологическом процессе. Решение этой задачи позволит расчетным путем указать оптимальные режимы создания многослойных покрытий, а также разрабатывать стратегии создания покрытий с заданной структурной неоднородностью и анизотропией. Актуальность подобных прикладных задач обусловлена интенсивным развитием технологий многослойных покрытий, используемых при изготовлении микроэлектронных, фотоэлектронных и микроэлектромеханически устройств. К таким технологиям, в частности, относятся электронно-лучевое нанесение покрытий методом осаждения из паровой фазы (Physical Vapor Deposition, EB/PVD) и молекулярно-пучковая эпитаксия (Molecular Beam Epitaxy, MBE). На сегодняшний день развиты подходы, позволяющие создавать покрытия средней толщины (0.001-1 мкм). Открытыми вопросами, как в теоретическом, так и в технологическом плане, являются способы нанесения покрытий вне указанных пределов, т.е. ультратонких покрытий и толстых (многослойных) покрытий. Проблемы создания ультратонких покрытий связаны с возможной локальной неустойчивостью слоя и нерегулярной кинетикой его образования. Сложности, возникающие при нанесении толстых и многослойных покрытий, в основном, обуславливаются несовместными деформациями и значительными собственными (внутренними) напряжениями, которые приводят к разрушению структуры покрытия. Кроме того, перспективной представляется идея управления свойствами структуры за счет контролируемого деформирования подложки и создаваемых слоев в процессе их изготовления. Помимо иллюстрации приложений общих методов геометрической механики и электродинамики континуума, решение перечисленных задач обеспечит выполнение условий конкурса в разделе “практическая значимость”.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---