БП_отзыв оппонента Александрова (1097938)
Текст из файла
В диссертационный совет Д 501.001.66на базе Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова.119991, Москва, Ленинские горы, д.1, стр.2, Физический факультет МГУ.ОТЗЫВофициального оппонента Александрова Николая Леонидовичана диссертацию Шахатова Вячеслава Анатольевича “Уровневые полуэмпирическиестолкновительно-излучательные модели в оптической диагностике неравновесныхгазовых разрядов”, представленную на соискание ученой степени доктора физикоматематических наукпо специальности 01.04.08 - “ физика плазмы”Актуальность темыИнтерес к исследованию свойств неравновесной низкотемпературной плазмы неослабевает не только из-за большого числа не теряющих своей актуальноститрадиционных направлений ее применения (плазмохимия, источники света, лазеры,нанесение покрытий и т.д.), но и благодаря появлению новых интенсивно развивающихсянаправлений. К числу последних следует, в частности, отнести плазменную аэродинамикуи плазменную медицину.
Одним из главных диагностических подходов в изучениисвойств такой плазмы являются оптические методы, развитие которых сдерживается взначительной степени необходимостью при анализе результатов оптических измеренийприменять достаточно сложные расчетно-теоретические модели плазмы. Диссертационнаяработа В.А. Шахатова призвана существенно облегчить преодоление этих трудностей,поскольку она одной из главных своих целей имеет развитие детальных (в том числе,уровневых) кинетических моделей для спектроскопической диагностики неравновеснойнизкотемпературнойплазмы.Особоевниманиездесьуделеноспектроскопиикогерентного антистоксова рассеяния света (КАРС), оптической интерферометрии иэмиссионной спектроскопии.Структура и содержание диссертацииДиссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы.Во введении обоснована актуальность темы диссертации, изложены основныеположения, выносимые на защиту, научная новизна и практическая значимостьполученных результатов, и дано краткое изложение содержания диссертационной работы.В первой главе приводятся результаты развития методов лазерной спектроскопии, втом числе – КАРС и эмиссионной спектроскопии применительно к изучениюколебательно-поступательной неравновесности в газоразрядной плазме в молекулярномазоте.
При этом предложен новый подход для обработки спектров КАРС, полученныхширокополосным методом. Показано, что этот подход позволяет в десятки раз сократитьвремя определения поступательной, вращательной и колебательной температур молекулазота в основном электронном состоянии. Измерения выполнены на специальносозданных экспериментальных установках для изучения безэлектродного ВЧ разрядаиндуктивно-емкостного типа, импульсного тлеющего разряда и тлеющего разрядапостоянного тока. В первом случае методом КАРС впервые измерены распределения повращательным и колебательным уровням азота. В тлеющем разряде постоянного тока спомощью оптической интерферометрии измерена газовая температура при различныхдавлениях азота и показано, что эти результаты согласуются с измерениями методамиспектроскопии КАРС и эмиссионной спектроскопии.
Развита самосогласованнаякинетическая модель для одновременного вычисления энергетического распределенияэлектронов и интегральных электронных характеристик, распределения молекул азота поколебательнымуровнямдляосновногоивозбужденногосостояниймолекулы,компонентного состава плазмы и газовой температуры применительно к оптическойдиагностике газовых разрядов в азотной плазме. При этом существенно увеличеноучитываемое в модели число квантовых состояний молекулы и иона по сравнению симеющимися в литературе моделями. Это относится, прежде всего, к описаниювозбуждения состояний, важных для эмиссионной и абсорбционной спектроскопииразрядной азотной плазмы.Во второй главе описываются развитые в работе экспериметально-расчетныеметодики для анализа спектрального состава излучения и определения распределениймолекул азота по поступательным и внутренним степеням свободы и плотностивозбужденных частиц в неоднородной разрядной плазме.
Отличительной особенностьюэтих методик является то, что они заранее не требуют задания предварительныхпредположений о характере распределения частиц по возбужденным состояниям. Спомощью этих методик выполнены исследования на специально созданных установках сразрядами постоянного тока и беэлектродным ВЧ разрядом индукционно-емкостноготипа, а также на созданных ранее установках с СВЧ разрядами.
При этом определеныгазовая температура и распределения молекул азота по вращательным и колебательнымуровням, как в основном электронном состоянии, так и в возбужденных состояниях.Исследования обобщены на практически важные смеси азота с гелием и показано, чтоинтенсивность полос азота может расти с уменьшением его процентного содержания всмеси.
Зависимость этой интенсивности от состава газовой смеси в некоторых случаяхможет быть немонотонной. Дано объяснение наблюдаемым закономерностям.Третья глава посвящена развитию полуэмпирической уровневой модели азотнойнизкотемпературной плазмы с учетом кинетики молекул и ионов в электронновозбужденных состояниях. Этот подход, позволяет разрешать процессы по колебательнымуровням, что особенно важно для спектральной диагностики разрядов в молекулярномазоте. Развитая модель позволила описать измерения распределений молекул поколебательным состояниям для электронных состояний X, A, B и С в положительномстолбе тлеющего разряда постоянного тока и СВЧ разрядах.
На основе предложенноймодели были развиты методики определения концентрации электронов, электрическогополя и степени колебательно-поступательной неравновесности в разрядной плазме. С ихпомощью определены параметры СВЧ разрядов, зажигаемых в резонаторе и открытомволноводе, а также вблизи электрода-антенны. Полученные данные согласуются сизмерениями на основе других методов.В четвертой главе приведены результаты обобщения уровневой модели на случайоптической диагностики низкотемпературной плазмы в молекулярном водороде. При этомосновное внимание уделено спектроскопии КАРС и эмиссионной спектроскопии, а такжечисленномумоделированиювэтойобласти.Впервыевыполненыизмеренияраспределений по вращательным и колебательным уровням для молекул водорода восновном электронном состоянии в плазме безэлектродного ВЧ разряда индуктивноемкостного типа.
Результаты получены с помощью КАРС спектроскопии. В плазмедиполярного разряда в условиях электрон-циклотронного резонанса с помощьюэмиссионной спектроскопии выполнены исследования распределений по вращательным иколебательным состояниям для молекулы водорода в триплетном состоянии d3Пu.Показано, что разряд при низких давлениях позволяет эффективно нарабатыватьколебательно-возбужденные молекулы водорода. Экспериментальные исследованиясопровождались численным моделированием с учетом молекул водорода в возбужденныхсостояниях, важных для эмиссионной спектроскопии разрядной плазмы.
Выполненосравнение результатов расчета с экспериментальными данными и дана рекомендация поплохо известным константам скорости ряда процессов колебательной релаксации вводороде. Показано, что синглетные возбужденные состояния молекулы водорода даютсущественныйвкладвформированиеколебательногораспределениямолекул,находящихся в основном электронном состоянии.В пятой главе излагаются результаты экспериментального и теоретическогоисследования лазерно-индуцированной атомарной плазмы. Измерения в титансодержащейплазме выполнены с помощью эмиссионной спектроскопии.
Развитая уровневаястолкновительно-излучательнаямодельпозволилапровестисравнениетеориисэкспериментом и получить удовлетворительное согласие между ними. Также впервыепредложен и реализован способ выращивания пленок в лазерно-индуцированной плазме,позволяющий избежать образования частиц с размерами до десятков микрон. Последнееважно для улучшения оптических свойств осаждаемых тонких пленок. Изученообразование наночастиц кремния в ВЧ разряде в смесях SiF4 и SiH4 с молекулярнымводородом. Показано, что этот процесс чувствителен к давлению газовых смесей.Последнее свидетельствует о доминирующей роли процессов в газовой фазе приобразовании наночастиц.Взаключенииприведеныосновныерезультаты,полученныевданнойдиссертационной работе, и положения, выносимые на защиту.Степень обоснованности научных положений, рекомендаций и выводов,полученных соискателем достаточная.Достоверность и новизна научных результатов.Новизна и обоснованность выводов не вызывает сомнений.
Достоверностьполученных результатов подтверждается использованием надежных экспериментальных ирасчетно-теоретическихметодов,верифицированныхвычислительныхметодикихорошим согласием эксперимента с расчетами.Результаты диссертационной работы достаточно полно опубликованы в журналахиз перечня ВАК РФ.Теоретическая значимость работыТеоретическаязначимостьработысостоитвразработкеуровневыхполуэмпирических столкновительно-излучательных моделей для оптической диагностикиазотной,водороднойититановойнизкотемпературнойплазмывнульмерномприближении.
Они являются важным этапом построения моделей газовых разрядов болеевысокой размерности. Базы данных, которые являются составляющими моделей,позволяют определить источники погрешностей экспериментальных данных и оценить ихвлияние на результаты численного моделирования неравновесной плазмохимии.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
