Главная

Контакты

Карта сайта

Поиск

русский

english

Научные проекты

Мероприятия

Научные
проекты...

Проекты

Программы РАН
Программы отделений РАН
Интеграционные проекты
Инициативные проекты
ДВО РАН

Гранты РФФИ

Проекты
Минобрнауки РФ

Гранты Президента РФ

Участие Института в программах фундаментальных исследований отделений РАН

2008

Проект "Исследование процессов роста в системах кремний – силицид – кремний и их свойств методами оптической спектроскопии и комбинационного рассеяния ИАПУ."
Руководитель проекта - д.ф.-м.н. Галкин Н.Г.
Поддержка - д.ф.-м.н. Е.А. Виноградов.
Номер проекта - 06-02-ОФН-118.
Полученные результаты:

С помощью методов дифракции медленных электронов, спектроскопии характеристических потерь энергии электронами и дифференциальной отражательной спектроскопии исследованы начальные стадии роста пленки магния (до 0.2 нм) на Si(111) при комнатной температур. При малой толщине магния формируются кластеры силицида магния (Mg2Si), увеличение толщины приводит к формированию двумерных, а затем и трехмерных островков Mg2Si.
Методами ЭОС и ХПЭЭ исследованы начальные стадии формирования Mg2Si на Si(111) при комнатной и повышенной (100-200 оС) температурах. При различных температурах наблюдаются различные стадии формирования Mg2Si благодаря увеличению скорости десорбции магния и уменьшению реальной скорости конденсации магния. Оптические функции силицидов магния со структурами 1х1 и 2/3?3-R30 вычисляли с использованием метода динамического стандарта, разработанного ранее в рамках данного проекта. Двумерный силицид со структурой 2/3?3-R30 стабилен до 150 оС и начинает разрушаться при температуре 200 оС. По данным дифференциальной отражательной спектроскопии для системы Si(111)/Mg разработан метод расчетов параметров десорбции магния и определения энергии активации десорбции магния с поверхности кремния. Данный метод может быть использован для анализа десорбции других легкоплавких металлов на полупроводниковых подложках.
Исследованы начальные стадии роста кремния до толщины в 9 нм методами дифференциальной отражательной спектроскопии, Рамановской спектроскопии и методом ХПЭЭ. Установлено, что при комнатной температуре подложки происходит рост аморфного кремния, а при температурах 150-200 оС формируется пленка поликристаллического кремния, состоящая из зерен с размерами 150-200 нм.
Проект "Низкоразмерные атомные структуры на поверхности кремния." Руководитель проекта - чл.-корр. РАН Саранин А.А.
Поддержка - д.ф.-м.н Е.А. Виноградов.
Номер проекта - 06-02-ОФН-119.
Полученные результаты:

При напылении при комнатной температуре на поверхность Si(111)'5x5'-Cu в сверхвысоком вакууме, атомы Cu мигрируют на продолжительные расстояния, выстраиваясь вдоль краев ступеней, где они формируют нанопроволоки Cu. Образованные нанопроволоки имеют в ширину 20-80 нм, в высоту 1-3 нм и характеризуются сопротивлением ~8µ? см. Массив нанопроволок обладает анизотропной поверхностной проводимостью, причем проводимость вдоль нанопроволок примерно в три раза выше, чем в перпендикулярном направлении. Используя подобную методику роста, можно получить не только прямые нанопроволоки, но и другие типы структур на основе нанопроволок (например нанокольца). Подобное поведение демонстрируют и другие металлы (например, золото).
Проект "Исследование процессов взаимодействия когерентного излучения с объектами нанометровых размеров с использованием системы полупроводниковый лазер - волноводный оптический микрорезонатор."
Руководитель проекта - чл.-корр. РАН Кульчин Ю.Н.
Поддержка - академик О.Н.Крохин.
Номер проекта - 06-02-ОФН-120.
Полученные результаты:

Разработана технология изготовления планарных оптических волноводов методом ионообменной диффузии; материал подложки: натрий-силикатное стекло (n=1,52), ион-диффузант:Ag+. Изготовлена опытная партия планарных оптических волноводов методом ионообменной диффузии со следующими параметрами: покровный слой: воздух (n=1), глубина залегания волноводного слоя: 1-15 мкм, требуемое число мод: 1-4. Максимально допустимое значение коэффициента преломления (значения коэффициента преломления на поверхности): 1,6. Максимально допустимое затухание: 0,01 Дб/см. Проведен анализ полученных волноводных структур методом m-спектроскопии, восстановить профиль показателя преломления полученных волноводов методом решения интеграла Вентцеля - Крамера - Бриллюэна в варианте обратной задачи; допустимая погрешность определения максимального значения коэффициента преломления: 10%.
Показано, что при использовании в качестве компонент ГЖКН наночастиц из широкозонных диэлектриков и органической жидкой среды с более низким показателем преломления с явно выраженной зависимостью от температуры, наблюдается низкопороговая оптическая нелинейность, позволяющая управлять характеристиками пропускания ГЖКН. Найдено, что длительность переходных процессов релаксации интенсивности прошедшего через композит излучения может достигать 1.5 с, в зависимости от интенсивности излучения. В результате открывается перспектива создания устройств управления оптическим излучением, основанных как на использовании процессов самофокусировки и самодефокусировки излучения, так и посредством реализации коллинеарного нелинейно-оптического взаимодействия световых пучков с разными длинами волн в ГЖНК.
Проект "Векторное взаимодействие низкокогерентных волн малой мощности в полупроводниковых кристаллах теллурита кадмия."
Руководитель проекта - чл.-корр. РАН Кульчин Ю.Н.
Поддержка - чл.-корр. РАН А.М. Сергеев.
Номер проекта - 06-02-ОФН-121.
Полученные результаты:

Выполнено исследование формирования поля пространственного заряда в фоторефрактивном кристалле теллурида кадмия при различных ориентациях вектора голографической решетки относительно кристаллографических осей кристалла. Показано, что в пропускающей геометрии взаимодействие двух волн, распространяющихся в одном направлении под малым углом к друг к другу и формирующих интерференционное поле с волновым вектором вдоль одной из главных кристаллографических осей [001], [010] или [100], сопровождается формированием в этом направлении поля пространственного заряда и соответствующего профиля показателя преломления. Однако взаимодействия световых волн на сформированной таким образом фазовой структуре не происходит, что подтверждается отсутствием сигнала фазовой демодуляции на выходе из кристалла.
Выполнено исследование взаимного влияния полей пространственного заряда, формируемых в кристалле теллурида кадмия при мультиплексной записи нескольких динамических голограмм пропускающего типа, волновой вектор которых не совпадает с главными кристаллографическим осями {001}. Показано, что перекрытие двух пар световых полей, формирующих две основные голограммы, приводит к ослаблению поля пространственного заряда в области перекрытия на 5,5 %. Такое ослабление поля пространственного заряда влечет собой уменьшение дифракционной эффективности динамической голограммы на 1%, что находятся в соответствии с ранее полученными результатами по экспериментальному моделированию мультиплексной записи 20 голограмм.
Проект "Динамика микронеоднородностей материалов в условиях интенсивного их формоизменения."
Руководитель проекта - Буренин А.А.
Поддержка - академик Н.Ф. Морозов.
Номер проекта - 06-I-ЭММПУ-122.
Полученные результаты:

В рамках разработанной математической модели больших упруговязкопластических деформаций исследованы вискозиметрические и прямолинейные движения упруговязкопластических материалов в зазоре между жесткими коаксиальными цилиндрическими поверхностями.
На примерах одномерных и двумерной криволинейных ударных волн в несжимаемой нелинейно-упругой среде разработан алгоритм выделения поверхностей разрывов скоростей и интенсивности разрывов на них на каждом временном шаге расчетов динамики деформирования посредством включения в неявную конечно-разностную схему расчетов асимптотического (лучевого) разложения решения за этими фронтальными поверхностями. Указан метод построения лучевых разложений.
Представлены результаты исследований волновой картины, возникающей после отражения продольной ударной волны постоянной интенсивности от жесткой границы нелинейного упругого полупространства. Предложена схема последовательного численного решения краевых задач, основанная на применении конечных разностей, с одновременным уточнением в процессе счета возможных волновых картин в зависимости от граничных условий и параметров ударного воздействия на среду.
Проект "Разработка новых подходов и методов комплексного проектирования сложных динамических объектов (машин) с переменными параметрами."
Руководитель проекта - д.т.н. Филаретов В.Ф.
Поддержка - академик К.В. Фролов.
Номер проекта - 06-I-ЭММПУ-124.
Полученные результаты:

Определены особенности взаимосвязи между различными конструкциями (динамическими свойствами) подводных аппаратов (ПА), манипуляторов и показателями качества (эффективности) систем управления, необходимых для обеспечения требуемой динамической точности их скоростного перемещения с минимальными динамическими потерями. Разработана кинематическая схема, а также конструкция и алгоритм для точного управления высокоманевренным скоростным автономным ПА только с одним маршевым движителем, ось тяги которого точно ориентируется в пространстве относительно продольной оси ПА с помощью оригинального сферического механизма. Это обеспечивает высокую маневренность ПА и скорость его перемещения по сложным пространственным траекториям, а также большой ресурс автономной работы. На основе использования нейронной сети разработан подход к решению обратной задачи кинематики сферического параллельного манипулятора. Разработан метод планирования траектории, обеспечивающий указанному ПА повышенную маневренность в вертикальной плоскости за счет специального выбора целевой точки, а также введения дополнительных составляющих в законы формирования желаемых значений углов ориентации маршевого движителя и скорости движения ПА. Разработан новый метод формирования траектории движения ПА с одним поворотным движителем на основе использования адаптивной прогнозирующей нейронной сети. Этот метод позволяет прогнозировать направление дальнейшего движения ПА и на основе этого прогноза точно формировать траекторию его движения. Разработан метод формирования желаемых значений углов курса и дифферента, а также скорости движения ПА с одним поворотным движителем. Разработана система позиционного телеуправления подводным манипулятором, предназначенная для работы в режимах слежения и стабилизации. Данная система предоставляет оператору возможность выбора удобного для него положения рукоятки задающего устройства, а также позволяет автоматически учитывать пространственную ориентацию оптической оси телекамеры и в результате снизить психологическую нагрузку на оператора. Это значительно повышает производительность работы оператора. Разработан метод построения механических устройств динамической разгрузки легко деформируемых объектов при воздействии на эти объекты инерционных сил. Разработаны новые методы синтеза и законы управления централизованных иерархических самонастраивающихся систем с эталонными моделями, позволяющие обойтись без декомпозиции полной математической модели объекта. Для конкретных типов ПА разработаны теоретические основы построения многоканальных систем с переменной структурой и адаптивной настройкой коэффициентов многомерных регуляторов для обеспечения согласованного скольжения в каждом канале управления по пересечению гиперповерхностей скольжения при векторном управлении одновременно всеми пространственными координатами указанных многосвязных динамических объектов с переменными параметрами в условиях значительного взаимовлияния между всеми их степенями свободы. Разработан алгоритм адаптивной настройки коэффициентов управляющего устройства, позволяющий автоматически увеличивать быстродействие каждого канала управления и всей системы в целом без нарушения условий существования скользящего режима и при этом не требующий идентификации изменяющихся параметров объекта. Определено направление решения задач оперативного диагностирования элементов и узлов ПА с использованием нечеткой логики. Разработана уточненная математическая модель различных многостепенных ПА и модульная структура программного комплекса для визуального моделирования пространственного движения различных типов ПА, обеспечивающая возможность подключения сформированных и описанных ранее дополнительных программных модулей без изменения их структуры.
Проект "Разработка методов, алгоритмов и программных средств параметрического синтеза стохастических систем."
Руководитель проекта - д.т.н. Абрамов О.В.
Поддержка - академик А.Б. Куржанский.
Номер проекта - 06-I-ЭММПУ-054.
Полученные результаты:

Рассмотрена проблема проектирования аналоговых технических систем с учетом требований параметрической надежности при различных уровнях исходной информации о параметрических возмущениях. Предложены параллельные алгоритмы решения возникающих при этом задач многовариантного анализа и оптимизации.
Разработаны параллельные и распределенные алгоритмы вычисления вероятностных характеристик динамических стохастических систем при известных законах распределения случайных величин и случайных процессов дрейфа параметров. Для нахождения целевой функции в задаче оптимизации параметров устройств и систем в этом случае применяется метод статистического оценивания, являющийся (с учетом сложности моделирования работы исследуемого устройства) достаточно трудоемким. Естественным путем сокращения временных затрат в таком случае является использование параллельных вычислений, основанных на парадигме распределения вычислений между независимыми компонентами вычислительного комплекса и обмене сообщениями между ними. Примененный распределенный подход, использующий специальные библиотеки датчиков параллельных псевдослучайных чисел с минимизацией времени межпроцессорного обмена, обеспечивает ускорение времени счета, близкое к линейному.
При неполной информации о законах дрейфа параметров разработаны и исследованы алгоритмы решения задачи параметрического синтеза стохастических систем, основанные на нахождении некоторых "особых точек" внутри области работоспособности. Для этого предложен метод аппроксимации области работоспособности дискретной фигурой, представляющей собой объединение некоторых элементарных гиперпараллелепипедов, являющейся аналогом и дальнейшим развитием метода матричных испытаний. Сокращение временных затрат обеспечивают разработанные распределенные параллельные алгоритмы, реализованные на системах с распределенной памятью и базирующиеся на модели передачи сообщений.
При отсутствии информации о вероятностных свойствах отклонения параметров от расчетных значений предложено использование детерминированных показателей типа "запасов", которые могут быть рассмотрены как относительно внутренних (управляемых) параметров, так и относительно выходных параметров системы. Предложены алгоритмы замены стохастического критерия детерминированными аналогами, в частности критерий минимального запаса работоспособности.
Разработаны теоретические аспекты реализации параллельного алгоритма, обеспечивающего построение области работоспособности в распределенной на локальной сети вычислительной системе. Предложен алгоритм декомпозиции данных при параллельном построении области работоспособности на узлах распределенной вычислительной сети. разработанная на ЛВС вычислительная система. Разработана и протестирована распределенная вычислительная система построения области работоспособности на ЛВС.
Разработан метод нахождения максимума стохастической многоэкстремальной целевой функции, основанный на стратегии адаптивного диагонального разбиения параллелепипеда допусков внутренних параметров и использующий эффективный способ расположения выбираемых точек на каждом шаге адаптации. Предложенная процедура установления глобальных связей между точками из различных шагов разбиения исключает повторные вычисления значений целевой функции в выбранных точках.
Разработаны распределенные алгоритмы поисковой оптимизации нулевого порядка (дискретной оптимизации на множестве возможных значений типономиналов параметров и случайного поиска), ставшие основой при создании специализированного прикладного программного обеспечения задач поисковой оптимизации для вычислительных комплексов кластерного типа. При их создании рассмотрены вопросы их универсального применения, как для однородных, так и для неоднородных (несимметричных) кластеров, вопросы диспетчеризации вычислительных процессов, предложены специальные алгоритмы динамической балансировки вычислительного процесса, позволяющие эффективно использовать все компоненты вычислительного комплекса.
На основе предложенных алгоритмов разработана первая версия распределенной автоматизированной системы параметрического синтеза аналоговых схем РЭА.
Проект "Синтез интеллектуальных систем управления базами знаний и базами данных." Руководитель проекта - д.ф.-м.н., профессор Клещев А.С.
Поддержка - академик А.Б. Куржанский.
Номер проекта - 06-I-ЭММПУ-055.
Полученные результаты:

В 2008 г. были получены следующие результаты: разработана концепция банка математических знаний, включающая средства управления языком представления математических знаний, множеством правил вывода и методов доказательства, а также конструированием правильных интуитивных доказательств; разработаны методы реализации интерактивных систем управления конструированием интуитивных доказательств; метод проектирования модели интерфейса с учетом модели пользователя; методы исследования свойств совместной структуры предметно-специфичных и таксономических связей в онтологиях и моделях знаний; методы исследования структурных свойств онтологий, используемых в интеллектуальных системах управления базами знаний и базами данных предметной области "биоинформатика".

2007

Программа отделения физических наук "Оптическая спектроскопия и стандарты частоты", координатор программы - д.ф.-м.н. Е.А. Виноградов. В рамках этой программы Институт выполняет следующие проекты:

"Исследование процессов роста с системах кремний - силицид - кремний и их свойств методами оптической спектроскопии и комбинационного рассеяния", руководитель - д.ф.-м.н. Н.Г. Галкин.
"Низкоразмерные атомные структуры на поверхности кремния", руководитель - чл.-корр. РАН А.А. Саранин.

Программа отделения физических наук РАН "Когерентное оптическое излучение полупроводниковых соединений и структур", координатор программы - академик О.Н. Крохин. В рамках этой программы Институт выполняет следующий проект:

"Исследование процессов взаимодействия когерентного излучения с объектами нанометровых размеров с использованием системы полупроводниковый лазер - волноводный оптический микрорезонатор", руководитель - чл.-корр. РАН Ю.Н. Кульчин.

Программа отделения физических наук РАН "Нелинейная оптика уникальных оптических систем", координатор программы чл.-корр. РАН А.М. Сергеев. В рамках этой программы Институт выполняет следующий проект:

Векторное взаимодействие низкокогерентных волн малой мощности в полупроводниковых кристаллах теллурита кадмия", руководитель - чл.-корр. РАН Ю.Н. Кульчин.

Программа отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН "Развитие механики многомасштабного (от нано- к макромасштабам) деформирования и разрушения как основы проектирования новых материалов с повышенными эксплутационными характеристиками", координатор программы - академик Н.Ф. Морозов. В рамках этой программы Институт выполняет следующий проект:

"Динамика микронеоднородностей материалов в условиях их формоизменения", руководитель - д.ф.м.н. А.А. Буренин.

Программа отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН "Разработка фундаментальных основ машин динамического принципа действия", координатор программы - академик К.В. Фролов. В рамках этой программы Институт выполняет следующий проект:

"Разработка новых подходов и методов комплексного проектирования сложных динамических объектов (машин) с переменными параметрами", руководитель - д.т.н. В.Ф. Филаретов.

Программа отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН "Проблемы анализа и синтеза интегрированных технических и социальных систем управления", координатор программы - академик А.Б. Куржанский. В рамках этой программы Институт выполняет следующие проекты:

"Разработка методов, алгоритмов и программных средств параметрического синтеза стохастических систем", руководитель, д.т.н. О.В. Абрамов.
"Синтез интеллектуальных систем управления базами знаний и базами данных", руководитель - д.ф.-м.н. А.С. Клещев.

2006

"Исследование процессов роста с системах кремний - силицид - кремний и их свойств методами оптической спектроскопии и комбинационного рассеяния", руководитель - д.ф.-м.н. Н.Г. Галкин.
"Низкоразмерные атомные структуры на поверхности кремния", руководитель - чл.-корр. РАН А.А. Саранин.

"Исследование процессов взаимодействия когерентного излучения с объектами нанометровых размеров с использованием системы полупроводниковый лазер - волноводный оптический микрорезонатор", руководитель - чл.-корр. РАН Ю.Н. Кульчин.

Векторное взаимодействие низкокогерентных волн малой мощности в полупроводниковых кристаллах теллурита кадмия", руководитель - чл.-корр. РАН Ю.Н. Кульчин.

"Динамика микронеоднородностей материалов в условиях их формоизменения", руководитель - д.ф.м.н. А.А. Буренин.

"Разработка новых подходов и методов комплексного проектирования сложных динамических объектов (машин) с переменными параметрами", руководитель - д.т.н. В.Ф. Филаретов.

2005

"Оптическая отражательная спектроскопия двумерных и нульмерных объектов на поверхности кремния в сверхвысоком вакууме", руководитель - д.ф.-м.н. Н.Г. Галкин.
"Низкоразмерные атомные структуры на поверхности кремния", руководитель - д.ф.-м.н. А.А. Саранин.

Программа отделения физических наук РАН "Нелинейная оптика уникальных лазерных систем", координатор программы - чл.-корр. РАН А.М. Сергеев. В рамках этой программы Институт выполняет следующий проект:

"Исследование фундаментальных процессов нелинейно-оптических взаимодействий пространственно-некогерентных световых волн в фоторефрактивных кристаллах", руководитель - чл.-корр. РАН Ю.Н. Кульчин.

Программа отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН "Проблемы анализа и синтеза интегрированных технических, социальных и медико-биологических систем управления", координатор - академик А.Б. Куржанский. В рамках этой программы Институт выполняет следующий проект:

"Разработка методов и алгоритмов параметрического синтеза стохастических систем", руководитель - д.т.н. О.В. Абрамов.
"Формирование баз знаний и баз данных на основе онтологии медицины и интеллектуальная поддержка этого процесса", руководитель - д.ф.-м.н. А.С. Клещев.

Программа отделения энергетики, машиностроения, механики и процессов управления РАН "Структурная механика материалов и элементов конструкций. Взаимодействие нано-, микро-, мезо- и макромасштабов при деформировании и разрушении", координатор - академик Н.Ф. Морозов. В рамках этой программы Институт выполняет следующий проект:

"Остаточные напряжения в упругопластических материалах, подвергающихся термомеханическим воздействиям, как следствие присутствия в них дефектов сплошности и структуры", руководитель - д.ф.м.н. А.А. Буренин.

"Определение зависимости между динамическими свойствами многосвязных нелинейных объектов (машин) с переменными параметрами и синтезируемыми системами управления с целью повышения эффективности и качества их работы", руководитель - д.т.н. В.Ф. Филаретов.

Участие Института в программах фундаментальных исследований отделений РАН

Полученные результаты:

Полученные результаты:

Полученные результаты:

Полученные результаты:

Полученные результаты:

Полученные результаты:

Полученные результаты:

Полученные результаты: