![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Разработка новых алгоритмов решения обратных задач контроля процессов напыления оптических нанопокрытий, основанных на оценке отклонений положений экстремумов измеренных спектральных коэффициентов отражения и пропускания слоистой среды от их теоретически предсказанных положений. Суперкомпьютерное моделирование процессов напыления оптических нанопокрытий, направленное на выяснение зависимости таких фундаментальных параметров как плотность, шероховатость, напряжение в напыленных пленках от параметров процесса напыления. Исследование роли случайных флуктуаций в формировании и эволюции заведомо крупномасштабного феномена - цикла магнитной активности Солнца. Разработка моделей и алгоритмов обработки данных спектроскопического анализа. Квантовохимические расчеты параметров нежестких молекул, обладающих внутренним вращением.
Elaboration of new algorithms aimed at monitoring of optical coating deposition processes. Algorithms are based on the estimations of variations of positions of measured spectral characteristics extrema from the theoretically predicted positions of these extrema. High-performance modeling of optical coating deposition processes aimed at investigating of the dependencies of deposited film densities, surface microroughness, internal stresses on main deposition processes parameters. Investigation if the importance of random fluctuations in formation and evelution of such large-scale phenomenon as solar magnetic cycle. Development of the molecular models and data processing algorithms for the joint treatment of the spectroscopic and electron diffraction experimental data. Quantum-chemical calculations of the nonrigid molecules possessing internal rotation.
Научная группа под руководством А.В. Тихонравова планирует продолжение разработки новых алгоритмов решения обратных задач контроля процессов напыления оптических нанопокрытий в реальном режиме времени для современных процессов напыления. Планируется также продолжить суперкомпьютерное моделирование процессов напыления оптических нанопокрытий с целью предсказательного моделирования зависимости фундаментальных параметров напыляемых пленок от параметров процесса напыления. Научная группа под руководством Д.Д. Соколова планирует построить модель изменения со временем амплитуды циклов солнечной активности за счет случайных флуктуаций параметров солнечного динамо. Научная группа под руководством И.В.Кочикова планирует заниматься разработкой математических моделей и методов расчета, применимых к анализу молекул, обладающих движениями большой амплитуды (в том числе внутренним вращением). Подобные модели должны содержать как стандартное описание “жестких колебаний”, так и не основанное на предположении малости колебаний описание нежестких степеней свободы молекулы.
Научная группа под руководством А.В. Тихонравова имеет большой опыт в разработке методов решения обратных задач контроля процессов напыления оптических нанопокрытий. В то же время специфика конкретной области применения требует разработки специализированных методов решения, учитывающих особенности наиболее актуальных прикладных задач (большое число определяемых параметров, специфика методов получения входных экспериментальных данных). Научная группа под руководством Д.Д. Соколова использовала в качестве научного задела ранее развитые группой асимптотические модели солнечного динамо. В свою очередь, полученные результаты служат научным заделом для начала работ по предсказанию амплитуд будущих солнечных циклов. Научной группой под руководством И.В.Кочикова проведены теоретические исследования, позволяющие существенно расширить область применения алгоритмов, используемых в структурном и спектральном анализе сравнительно больших молекул, обладающих нежесткими степенями свободы. Создан комплекс программ, позволяющий совместно обрабатывать экспериментальные данные с учетом квантовохимических расчетов высокого уровня.
Научная группа под руководством А.В. Тихонравова начала разработку нового класса алгоритмов решения обратных задач контроля процессов напыления оптических нанопокрытий, основанных на оценке отклонений положений экстремумов измеренных спектральных коэффициентов отражения и пропускания слоистой среды от их теоретически предсказанных положений. По этой тематике опубликовано и подготовлено к печати несколько работ. В результате суперкомпьютерных вычислительных экспериментов исследованы причины возникновения напряжения в напыленных пленках. Научная группа под руководством Д.Д. Соколова построила модель изменения со временем амплитуды циклов солнечной активности за счет случайных флуктуаций параметров солнечного динамо. Эта модель опубликована в ведущих международных журналах по данной тематике. В настоящее время она принята (с учетом ее развития другими группами) международным сообществом в качестве наиболее плодотворной модели для объяснения этого явления. Работы широко цитируются. Научной группой под руководством И.В.Кочикова разработан общий подход и создано программное обеспечение, позволяющее анализировать экспериментальные проявления нежестких молекул (спектры, электронная дифракция, термодинамика) в рамках единой модели молекулы. Проведено исследование ряда молекул, обладающих указанными свойствами (главным образом, нитросоединений).
госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Математическиe модели и эксперимент в электродинамике и магнитной гидродинамике |
Результаты этапа: Продолжены работы по совершенствованию методики определения параметров слоев сложных многослойных зеркал для инновационных лазерных приложений на основе 1) on-line данных широкополосного мониторинга; 2) спектрофотометрических данных и 3) измерений групповой задержки и дисперсии групповой задержки. Эффективность методики доказана на широком спектре экспериментальных данных, полученных в сотрудничестве с фирмой Agilent Technologies (Австралия), Институтом Квантовой оптики им. Макса Планка (Германия) и Лазерного центра Ганновера (ЛЦХ). Разработка высокоэффективных алгоритмов проектирования различных оптических нанопокрытий, в том числе покрытий для применения в области ЭУФ. Разработка методов решения обратных задач распознавания слоистых покрытий по данным широкополосного оптического мониторинга в режиме on-line. Моделирование процессов напыления оксидных слоев. Был создан прототип прибора широкополосного мониторинга на образце в режиме on-line, позволяющий контролировать процесс нанесения тонкослойных покрытий на установке ионного распыления фирмы Veeco. Данный прототип предназначен для дальнейшего контроля напылительных процессов и регистрации данных для исследований. Продолжались работы по улучшению программного комплекса для мониторинга и автоматизации напылительной установки, а так же перевод его в более автономный режим для большей автоматизации процессов. Созданный в рамках этого проекта программный комплекс используется повседневно в производстве, позволяя наносить сложные покрытия. Производится установка программного комплекса на новые напылительные установки, в том числе и с рабочим внутреннем диаметром более двух метров. Проведены работы по созданию модуля, определяющего толщину напыленного материала по его спектру. Данный модель используется для повышения контраста при контроле напыления очень тонких слоев с малым показателем преломления. Продолжались работы по исследованию и проектированию металло-диэлектрических оптических покрытий. Исследовались оптические свойства различных металлических плёнок в зависимости от способа нанесения покрытия и конструктивных особенностей. Развито представление о роли крупномасштабных флуктуаций магнитного поля в формировании цикла солнечной активности. Разработаны методы, позволяющие анализировать динамику свободных молекул при наличии нескольких степеней свободы большой амплитуды. Разработана программа моделирования оптических свойств тонких пленок, основывающаяся на результатах молекулярного моделирования. Рассчитаны оптические свойства пленок, полученных в результате молекулярного моделирования. Разработаны алгоритмы, позволяющие осуществлять молекулярно-динамическое моделирование процесса напыления тонких пленок с использованием технологий параллельного программирования на масштабах, превышающих 10 нм. Проведено МД-моделирование процесса образования аморфных пленок оксидов титана и кремния на масштабах, превышающих 10 нм. Разработана программа расчета оптических свойств (коэффициентов преломления и экстинкции) тонких пленок. Исследованы возможности квантовохимических программ (пакет VASP) для вычисления комплексной диэлектрической проницаемости напыляемых тонких слоев. Рассчитаны оптические свойства (показатель преломления и коэффициент экстинкции) и электронные свойства покрытий (зонная структура и ширина запрещенной зоны). Исследована возможность применения альтернативных методов расчета оптических свойств получаемых структур, обеспечивающих соответствие рассчитанных оптических свойств экспериментальным характеристикам. | ||
2 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Математическиe модели и эксперимент в электродинамике и магнитной гидродинамике |
Результаты этапа: В течение 2015 года сотрудниками лаборатории ЛВЭМ проводилась работа над следующими темами: Были продолжены работы по разработке высокоэффективных алгоритмов проектирования различных оптических нанопокрытий. Большое внимание было уделено созданию новых методов решения обратных задач распознавания слоистых покрытий по данным широкополосного оптического мониторинга в режиме on-line. Проводились работы по созданию системы фотометрического контроля толщины покрытий. Создаваемая система предназначена для использования в вакуумных установках с целью обеспечения контроля толщин слоев тонкослойных оптических покрытий в процессе их изготовления на основе измерения спектрального коэффициента отражения или пропускания при напылении на крупногабаритные изделия. Были продолжены работы по молекулярно-динамическому моделированию процессов образования тонких пленок (в том числе оксида кремния) с использованием технологий параллельного программирования. Проводились работы по исследованию основных структурных параметров напыляемых покрытий в зависимости от угла падения и энергии напыляемых атомов.Была изучена динамика изменений структурных характеристик пленок (плотность, радиальная функция распределения, концентрация дефектов) в зависимости от параметров отжига и релаксации (скорость изменения температуры, длительность). Разрабатывались алгоритмы, позволяющие осуществлять молекулярно-динамическое моделирование процесса напыления тонких пленок с использованием технологий параллельного программирования на масштабах, превышающих 10 нм. Продолжено исследование солнечного динамо и высших инвариантов спиральности. Продолжены работы по разработке квантово-механических алгоритмов для вычисления оптических и электронных параметров атомных структур, полученных с помощью молекулярного моделирования. | ||
3 | 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. | Математическиe модели и эксперимент в электродинамике и магнитной гидродинамике |
Результаты этапа: Научная группа под руководством А.В. Тихонравова начала разработку нового класса алгоритмов решения обратных задач контроля процессов напыления оптических нанопокрытий, основанных на оценке отклонений положений экстремумов измеренных спектральных коэффициентов отражения и пропускания слоистой среды от их теоретически предсказанных положений. По этой тематике опубликовано и подготовлено к печати несколько работ. В результате суперкомпьютерных вычислительных экспериментов исследованы причины возникновения напряжения в напыленных пленках. Проводятся работы по молекулярному моделированию современных высокоэнергетических процессов напыления оптических нанопокрытий диоксида кремния на подложку и его реализация с использованием суперкомпьютера «Ломоносов» и программных пакетов для решения задач молекулярной динамики LAMMPS и GROMACS. Научная группа под руководством Д.Д. Соколова построила модель изменения со временем амплитуды циклов солнечной активности за счет случайных флуктуаций параметров солнечного динамо. Эта модель опубликована в ведущих международных журналах по данной тематике. В настоящее время она принята (с учетом ее развития другими группами) международным сообществом в качестве наиболее плодотворной модели для объяснения этого явления. Работы широко цитируются. Научной группой под руководством И.В.Кочикова разработан общий подход и создано программное обеспечение, позволяющее анализировать экспериментальные проявления нежестких молекул (спектры, электронная дифракция, термодинамика) в рамках единой модели молекулы. Проведено исследование ряда молекул, обладающих указанными свойствами (главным образом, нитросоединений). Разработка алгоритмов контроля технологических процессов напыления оптических покрытий. Суперкомпьютерное моделирование процессов напыления оптических нанопокрытий, направленное на выяснение их фундаментальных свойств и структурных особенностей на наноразмерных уровнях. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".