164. Шкода Наталія Григорівна. Розсіяння і поглинання електромагнітного випромінювання малими багатошаровими частинками та матричними дисперсними системами на їх основі: дис... канд. фіз.-мат. наук: 01.04.18 / НАН України; Інститут хімії поверхні. - К., 2005.
Анотація до роботи:
Шкода Н.Г. Розсіяння і поглинання електромагнітного випромінювання малими багатошаровими частинками та матричними дисперсними системами на їх основі. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. – Інститут хімії поверхні НАН України, Київ, 2005.
В дисертаційній роботі Шкоди Н.Г. проведено теоретичні дослідження процесів розсіяння та поглинання електромагнітного випромінювання (ЕМВ) як окремими багатошаровими частинками кульової та еліпсоїдальної форми, так і матричними дисперсними системами (МДС) на їх основі. Такі системи останнім часом викликають підвищений інтерес дослідників в різних галузях науки. Зумовлено це тим, що такі системи є основою при конструюванні композиційних матеріалів з наперед заданим рівнем поглинання або розсіяння ЕМВ у потрібному інтервалі довжин хвиль.
У роботі точно розв’язано задачу розсіяння ЕМВ (розв’язок Мі) на багатошаровій кулі та на кулі з анізотропною (за діелектричними властивостями) оболонкою та обчислено поляризовності таких куль і перерізи розсіяння і поглинання ними ЕМВ. На основі цих розв’язків проведено розрахунок коефіцієнта ослаблення електромагнітного випромінювання в системі частинок колоїдного срібла (5-20 нм) та показано, що в частотних спектрах (350-430 нм) таких МДС виникають смуги резонансного поглинання ЕМВ (відсутні в суцільних зразках срібла) на частотах поверхневих мод (поверхневі плазмони) малих частинок срібла, положення та висота піків яких добре узгоджуються з їх дослідними значеннями, одержаними для подібних МДС в Інституті хімії поверхні НАН України.
Розроблено теоретичні методи знаходження ефективної діелектричної функції МДС з багатошаровими включеннями кульової форми з урахуванням розподілу включень за розмірами та прямої мультипольної взаємодії між ними та розраховано частотні спектри поглинання ЕМВ на поверхневих плазмонах в подібних МДС.
Розв’язано обернену електродинамічну задачу діелектричної спектроскопії для МДС з багатошаровими еліпсоїдальними включеннями та розроблено методику знаходження електрофізичних параметрів включень за експериментально відомими частотними залежностями ефективної діелектричної проникності МДС та адекватною електродинамічною моделлю такої МДС. За розробленою чисельно-аналітичною схемою з урахуванням експериментальних кривих розраховано величини електрофізичних параметрів клітин бактерій E. Coli (у фізіологічному розчині), значення яких добре узгоджуються з їх значеннями, знайденими іншими методами.
Аналіз теоретичних методів розрахунку процесів розсіяння та поглинання електромагнітного випромінювання (ЕМВ) різними дисперсними системами показав актуальність таких досліджень для матричних дисперсних систем (МДС), перспективність яких зумовлена їх широким різновидом та практичним застосуванням (колоїди, біологічні системи, кермети, сонячні батареї, оптичні фільтри тощо).
Точно розв’язано задачу розсіяння ЕМВ на багатошаровій кулі з довільним числом шарів та двошаровій кулі з анізотропною (за діелектричними властивостями) оболонкою. Розв’язок проведено на основі повної системи рівнянь Максвелла з використанням потенціалів Дебая. Розраховано як поляризовності таких куль, так і перерізи розсіяння та поглинання ними ЕМВ.
Проведено розрахунок коефіцієнта ослаблення електромагнітного випромінювання в системі невзаємодіючих між собою частинок срібла в розчині з урахуванням особливостей їх частотних залежностей діелектричної проникності цих частинок. Показано, що в спектрах таких систем виникають смуги резонансного поглинання ЕМВ (відсутні в суцільних зразках срібла) на довжинах хвиль поверхневих мод ( нм) малих частинок срібла. Розраховані положення та висота піків поглинання ЕМВ добре узгоджуються з експериментальними значеннями, одержаними для подібних систем в Інституті хімії поверхні НАН України.
Розроблено теоретичні методи розрахунку ефективної діелектричної функції МДС з суцільними та двошаровими включеннями кульової форми з врахуванням їх розподілу за розмірами та прямої мультипольної взаємодії між ними. Розраховано частотні спектри поглинання ЕМВ на поверхневих модах в подібних МДС при врахуванні парної диполь-дипольної взаємодії між включеннями та проведено аналіз тонкої структури таких спектрів, яка зумовлена як багатошаровістю частинок, так і мультипольною взаємодією між ними.
Розв’язано пряму та обернену електродинамічну задачу (ОЕЗ) діелектричної спектроскопії для матричних дисперсних систем з багатошаровими еліпсоїдальними включеннями. Розроблено методику знаходження електрофізичних параметрів включень за експериментально відомими частотними залежностями ефективної діелектричної проникності таких МДС та адекватною електродинамічною моделлю МДС.
За розробленою вище схемою на основі експериментальних кривих для розчинів клітин бактерій E. Coli методом ОЕЗ розраховано електрофізичні параметри клітин, які моделювалися трьохшаровим еліпсоїдом. Значення знайдених електродинамічних параметрів (провідність, ємність, діелектрична проникність) добре узгоджуються з їх значеннями, знайденими для E. Coli іншими дослідниками.
Публікації автора:
Grechko L.G., Davidova O.A., Ogenko V.M., Shkoda N.G. Non-linear bistability of a small metallic particle in alternating electric field // Radiophysics and Radioastronomy. – 2001. – V. 6 – № 4. – P. 143-151.
Здобувачем розраховано умови виникнення та границі існування оптичної бістабільності в малій еліпсоїдальній металевій частинці з нелінійною по полю діелектричною проникністю. Розраховано поляризовність такої частинки.
Гречко Л.Г., Шкода Н.Г., Шостак С.В. Ефективна діелектрична проникність матричних дисперсних систем з двошаровими кульовими включеннями // Український фізичний журнал. – 2002. – Т. 47, № 7. – С. 694-698.
Здобувачем отримано формулу для розрахунку ефективної діелектричної проникності матричної дисперсної системи з двошаровими кульовими включеннями з урахуванням розподілу їх за розмірами та парної мультипольної взаємодії між ними.
Гречко Л.Г., Пустовит В.Н., Шкода Н.Г., Шостак С.В. Влияние распределения включений по размерам в дисперсных системах на их оптические свойства // Химия, физика и технология поверхности / Межведомственный сборник научных трудов, Ин-т химии поверхности НАН Украины; гл. ред. А.А. Чуйко. – 2002. – Вып. 3. – С. 79-85.
Здобувачем проведено теоретичне дослідження структури оптичних спектрів поглинання випромінювання поверхневими модами малих частинок МДС з урахуванням розподілу частинок за розмірами.
Гречко Л.Г., Лерман Л.Б., Шкода Н.Г. Багатошаровий еліпсоїд в електричному полі // Вісник Київського університету. – 2004. – Вип. 1. – С. 386-396.
В електростатичному наближенні здобувачем розраховано поляризовність багатошарового еліпсоїда в електричному полі.
Шкода Н.Г., Покотило О.Я. Діелектрична спектроскопія суспензій бактерій E. Coli: пряма і обернена задача // Хімія, фізика та технологія поверхні / Ін-т хімії поверхні НАН України; гол. ред. О.О. Чуйко. – К.: Вид. дім «КМ Академія», 2004. – Вип. 10. – С. 18-22.
Здобувачем з використанням методу оберненої електродинамічної задачі знайдено електрофізичні параметри суспензій бактерій E. Coli.
Гречко Л.Г., Лерман Л.Б., Шкода Н.Г. Ефективна діелектрична проникність матричних дисперсних систем з багатошаровими включеннями: пряма та обернена задачі // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2004. – Вип. 2. – С. 474-481.
Здобувачем розвинено теоретичний метод розв’язку оберненої електродинамічної задачі діелектричної спектроскопії для матричних дисперсних систем з багатошаровими еліпсоїдальними включеннями в області частот Гц.
Гречко Л.Г, Лерман Л. Б., Шкода Н.Г. Розсіяння електромагнітного випромінювання на багатошаровій кулі // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2004. – Вип. 3. – С. 376-386.
Здобувачем розвинено точний метод розв’язку задачі розсіяння електромагнітного випромінювання на багатошаровій кулі.
Гречко Л.Г., Єременко А.М., Крилова Г.В., Лерман Л.Б., Смірнова Н.П., Шкода Н.Г. Оптичні властивості малих частинок срібла в колоїдних розчинах // Вісник Київського університету. Серія: фізико-математичні науки. – 2004. – Вип. 4. – С. 450-458.
Здобувачем проведено чисельні розрахунки спектрів поглинання ЕМВ колоїдними розчинами малих частинок срібла (розмір частинок 5…30 нм) в діапазоні довжин хвиль 380…430 нм.
Grechko L.G., Malnev V.M., Shkoda N.G., Whites K.W. Electrodynamics properties of matrix disperse systems (MDS) with two-layer inclusions // 7th International Conference on Nanometer-scale Science and Technology. - 21st European Conference on Surface Science. – Malm. – Sweden. – June, 24-28. - 2002. – P. 49.
Здобувачем отримано формулу для розрахунку ефективної діелектричної проникності матричної дисперсної системи з двошаровими кульовими включеннями з урахуванням мультипольної взаємодії між ними.
Шкода Н.Г., Покотило О.Я. Діелектрична спектроскопія суспензій бактерій E.coli: пряма і обернена задача // Всеукраїнська конференція молодих вчених з актуальних питань хімії, 26-30 травня, 2003 р./ Тези доповідей. – Київ. – 2003. – С. 136.
Методом оберненої електродинамічної задачі здобувачем знайдено електрофізичні параметри бактерій Е. Coli.
Шкода Н.Г. Діелектрична спектроскопія матричних дисперсних систем з багатошаровими еліпсоїдальними включеннями: пряма і обернена задачі // Международная школа-семинар для молодых ученых «Наноматериалы в химии и биологии», Май, 18-21, 2004 г. / Авторефераты докладов. – Киев. – 2004. – С. 113.
Здобувачем розроблено метод розв’язку оберненої електродинамічної задачі діелектричної спектроскопії для матричних дисперсних систем.
Shkoda N.G., Lerman L.B. Calculation of Electrophysical Parameters of Escherihia Coli by Solving Inverse Electrodynamical Problems of Dielectric Spectroscopy // The 5th International Conference on Biological Physics. – Gteborg. – Sweden. August, 23-27. – 2004. – P. 84.
Методом оберненої задачі здобувачем розраховано провідність та дійсну частину діелектричної проникності шарів бактерій Е. Coli в моделі трьохшарового еліпсоїда.
