Заключение совета (Уровневые полуэмпирические столкновительно - излучательные модели в оптической диагностике неравновесных газовых разрядов)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА Д 501.001.66 НА БАЗЕФГБОУ ВО «МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА» ПО ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕУЧЕНОЙ СТЕПЕНИ ДОКТОРА НАУКаттестационное дело № ______________________решение диссертационного совета от 7 апреля 2016 г., № 3О присуждении Шахатову Вячеславу Анатольевичу, гражданину РФ,ученой степени доктора физико-математических наук.Диссертация«Уровневыеполуэмпирическиестолкновительно-излучательные модели в оптической диагностике неравновесных газовыхразрядов» по специальности 01.04.08 – физика плазмы принята к защите 10декабря 2015 г., протокол № 3П, диссертационным советом Д 501.001.66 набазе Московского государственного университета имени М.В.

Ломоносова(119991, Москва, Ленинские горы, д.1), созданным 19.10.2007, приказ №2048-1287.СоискательШахатовдиссертациюматематическихнаВячеславсоисканиенаук«ОАнатольевич,ученойвозможностистепени1963годакандидаталокальнойрождения,физико-невозмущающейдиагностики электронного компонента в тлеющем разряде в азоте методомспектроскопии КАРС» защитил в 2001 году в диссертационном совете,созданном на базе Московского радиотехнического института. В настоящеевремя работает ведущим научным сотрудником в лаборатории № 14"Плазмохимии и физикохимии импульсных процессов" ФГБУН ОрденаТрудового Красного Знамени Института нефтехимического синтеза им. А.В.Топчиева РАН.Диссертация выполнена в лаборатории № 14 "Плазмохимии и физикохимииимпульсных процессов" ФГБУН Ордена Трудового Красного ЗнамениИнститута нефтехимического синтеза им.

А.В. Топчиева РАН.Официальные оппоненты:Акишев Юрий Семёнович, доктор физико-математических наук, профессор,начальниклаборатории"ГосударственныйкинетикинаучныйцентрслабоионизованнойРоссийскойплазмыФедерацииАОТроицкийинститут инновационных и термоядерных исследований",Александров Николай Леонидович, доктор физико-математических наук,профессор, руководитель лаборатории импульсных плазменных систем, зам.зав.кафедройприкладнойфизикиФедеральногогосударственногоавтономного образовательного учреждения высшего профессиональногообразования "Московский физико-технический институт (государственныйуниверситет)" факультета проблем физики и энергетики,Титов Валерий Александрович, доктор физико-математических наук,главныйнаучныйсотрудниклаборатории"Химиягибридныхнаноматериалов и супрамолекулярных систем" ФГБУН Института химиирастворов им.

Г.А. Крестова РАНдали положительные отзывы на диссертацию.Ведущая организация ФГБУН Институт общей физики им. А.М. ПрохороваРАН (г. Москва) в своем положительном заключении, подписанномзаведующим лабораторией газодинамических явлений в СВЧ разряде,доктором физико-математических наук, профессором, Коссым ИгоремАнтоновичем и кандидатом физико-математических наук ГрицининымСергеем Ивановичем и утвержденном директором, доктором физикоматематических наук, профессором, академиком Щербаковым ИваномАлександровичем,расчетныеуказала,методикичтомогутразработанныебытьэкспериментальноиспользованыдля–решенияфундаментальных и прикладных задач в физике газовых разрядов.Диссертация является законченным научным исследованием и удовлетворяеттребованиям, предъявляемым к диссертациям на соискание ученой степенидоктора физико-математических наук, а её соискатель Шахатов ВячеславАнатольевич заслуживает присуждения ученой степени доктора физикоматематических наук по специальности 01.04.08 - физика плазмы.Соискатель имеет более 50 опубликованных работ, в том числе по темедиссертации 36 работ, опубликованных в рецензируемых научных изданиях.Основные работы:Cicala G., De Tommaso E., Raino A.C., Lebedev Yu.

A., Shakhatov V.A., Study ofpositive column of glow discharge in nitrogen by optical emission spectroscopyand numerical simulation, Plasma Sources Sci. Technol., 2009, v.18, 025032(соискателемвыполненыисследованиякинетикивозбужденияколебательных уровней молекул азота методами спектроскопии КАРС,оптической интерферометрии, эмиссионной спектроскопии).Bonifaci N., Li Z.-L., Denat A., Atrazhev V.M., Shakhatov V.A., Spectroscopicinvestigations of corona discharge in high pressure helium at 300 K, TheEuropean Physical Journal Applied Physics, 2011, v.55, p.13809 (авторомдиссертации развиты модели расчета и обработки спектров испускания иКАРС, записанные в плазме с использованием спектрометров средней инизкой дисперсий)Лебедев Ю.А., Соломахин П.В., Шахатов В.А., Электродный СВЧ - разряд вазоте: структура и свойства приэлектродной области, Физика Плазмы,2008, т.34, №7, с.1 (автором диссертации исследовано распределениеэнергии по внешним и внутренним степеням свободы возбужденных частиц,концентрация электронов, напряженность электрического поля в СВЧразрядах, возбуждаемых вблизи электрода-антенны, в прямоугольномволноводе и резонаторе)Шахатов В.А., Лебедев Ю.А., Столкновительно – излучательная модельводородной низкотемпературной плазы.

Процессы и сечения столкновенийэлектронов с молекулами, ТВТ, 2010, т.49, №3, с.265 (выполненотеоретическое описание колебательной кинетики молекул водорода с явнымучетом в кинетической схеме процессов с участием молекулы водорода ввозбужденных синглетных электронных состояниях)Шахатов В.А., Гордеев О.А., Осаждение тонких пленок методом испарениямишени из оксидов титана под действием лазерного излучения в плазмеэлектродного ВЧ–разряда в кислороде, ХВЭ, 2008, т.42, №2, с.173(соискателем реализован метод выращивания тонких оптических пленок изоксидов титана посредством испарения материала мишени под действиемлазерного излучения в ВЧ разряде в кислороде)Cicala G., Shakhatov V.A., De Pascale O., Capezzuto P., Bruno G., Experimentalinvestigation of powder formation in SiF4-H2 and SiH4-H2 R.F.

discharges, PlasmaSources Sci. Technol. 1999, v.8, p.279 (автором диссертации, оптическимиметодами исследовано образование наночастиц кремния в ВЧ разрядеемкостного типа в смесях тетрафторида кремния с водородом)Все результаты диссертации получены автором лично или при егоопределяющем участии.На диссертацию и автореферат поступили отзывы:1. от Сухинина Геннадия Ивановича, д.ф.-м.н., профессора кафедры «Физиканеравновесныхпроцессов»ФизическогофакультетаНовосибирскогогосударственного университета, главного научного сотрудника лабораторииразреженных газов Института теплофизики им.

С.С. Кутателадзе СО РАН. Вотзыве замечаний по оформлению и содержанию автореферата нет.2. от Рыбкина Владимира Владимировича, д.х.н., проф., главного научногосотрудника кафедры технологии, приборов и материалов электроннойтехникиИвановскогогосударственногохимико-технологическогоуниверситета. В отзыве на автореферат приведено десять замечаний, восновном по оформлению текста. Отзыв прилагается.3. от Голубовского Юрия Борисовича, д.ф.-м.н., профессора, заведующеголабораториейфизикифизическогоуниверситетанизкотемпературнойфакультетаиИонихаплазмыСанкт-ПетербургскогоЮрияЗиновьевича,кафедрыоптикигосударственногод.ф.-м.н.,профессора,заведующего лабораторией радиационных и столкновительных процессовтой же кафедры.

В отзыве содержится одно замечание следующегосодержания: «В качестве замечания отметим обилие сокращений в текстеавтореферата, что замедляет чтение и затрудняет восприятия содержания.Например, на с.13, абз.2, читаем: «Параграфы….посвященные исследованиюФРКУ и ФРВУ…методами спектроскопии КАРС, ОИ и ЭС: в ПС ТРПТ вазоте….»Все отзывы являются положительными. В отзывах указывается, чтоэкспериментальная часть работы выполнена на современном уровне сиспользованием как традиционных, так и модифицированных авторомметодов, основанных на современном применении спектроскопии КАРС,эмиссионной спектроскопии и оптической интерферометрии. Экспериментыдополняются самосогласованным моделированием кинетики электронов,газофазной и гетерогенной кинетики молекул азота, водорода и атомовтитана.Выбор официальных оппонентов и ведущей организации обосновываетсятем, что оппоненты являются специалистами в области физики и химиинизкотемпературной плазмы, имеют публикации по указанной тематике, аведущая организация широко известна своими достижениями в областифизики газовых разрядов и плазменных технологий.Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненныхсоискателем исследований впервые:- Разработаны уровневые полуэмпирические столкновительно-излучательныемоделидляоптическойдиагностикиазотнойиводороднойнизкотемпературной плазмы.

Показано, что эти модели в сочетании сметодами спектроскопии КАРС, зондовой диагностики и эмиссионнойспектроскопии позволяют получать сведения о параметрах разрядовпостоянного тока и СВЧ разрядов, недостижимые экспериментальными итеоретическими методами в отдельности.- Установлено, что индуктивный ВЧ разряд при средних давленияххарактеризуетсяпространственно-неоднороднымраспределениемпоступательной, вращательной и колебательной температур молекул азота восновном состоянии по сечению разрядной кюветы. В пристеночной областиразряднойкюветыколебательнаятемпературазаметновыше,чемпоступательная и вращательные температуры.- Предложен новый подход к моделированию и обработке спектров КАРСмолекул азота и водорода, записанных широкополосным способом.Поскольку распределения по колебательным уровням молекул в основномсостоянии могут заметно отличаться от распределений Больцмана, Тринора иГордиеца-Тринора,томодель,развитаявдиссертации,допускаетопределение распределения по колебательным уровням молекул в основномсостоянии с привлечением уровневой полуэмпирической столкновительноизлучательной модели азотной и водородной плазмы.- Установлено, что непосредственный учет самосогласованного наборауровневых сечений неупругих столкновений электронов с молекулами азотавкинетическомуравненииБольцманадляэлектроновпозволяетколичественно описать результаты измерений нагрева газа, функциираспределения электронов по энергиям и функции распределения поколебательным уровням молекул азота в основном и возбужденныхсостояниях.- Для описания теплопроводности, процессов гетерогенной дезактивацииколебательнойэнергиимолекулирекомбинацииатомовазотанаповерхности предложен новый полуэмпирический подход, который являетсядальнейшим развитием метода равнодоступной поверхности.

Показано, чтотакой подход позволяет количественно согласовать результаты расчетов иизмерений кинетики колебательно-возбужденных молекул азота в основномсостоянии и нагрева газа при низких давлениях.- Разработана столкновительно-излучательная модель импульсного тлеющегоразряда и послесвечения при средних давлениях в азоте. Установлено, что наранней стадии послесвечения разряда изменение заселенностей происходит врезультатенеупругихстолкновенийэлектроновсколебательно-возбужденными молекулами; на поздней стадии послесвечения разрядапреобладающим процессом в перераспределении молекул по нижнимуровнямявляетсямолекуламиазота.измереннымимолекулыколебательно-колебательныйНаилучшеефункциямиазотасогласиераспределениядостигаетсяколебательно-колебательногодляэнергообменмеждумеждувычисленнымиипоколебательнымуровнямвеличиныкоэффициентаскоростиэнергообмена,предсказаннойквантово-классической модели Биллинга-Фишера.-Предложенаазотосодержащеймодельрасчетаплазмыдляиобработкиопределенияспектровфункциииспусканияраспределениядвухатомных молекул по вращательным и колебательным уровням ввозбужденных состояниях, в которой, в отличие от представленных влитературе, не требуются предварительные предположения о характерераспределения заселенностей по вращательным и колебательным уровняммолекул.- Разработана уровневые полуэмпирические столкновительно-излучательныемодели газовых разрядов при низких давлениях в азоте и водороде, вкоторых описание кинетики электронов, нейтральных и ионизованныхмолекул, проводится с детализацией по колебательным уровням основного ивозбужденных состояний, представляющих интерес для спектроскопиииспускания и КАРС азотной плазмы.