В мае 2021 г. на базе Новгородского государственного университета им. Ярослава Мудрого состоялась Одиннадцатая международная конференция «Химическая термодинамика и кинетика», посвященная памяти замечательного ученого-теоретика в области физической химии, профессора, доктора химических наук Юрия Борисовича Высоцкого (15.05.1944 — 24.10.2020) — одного из со-организаторов и идеологов данной конференции. В работе кратко описаны жизненный путь, сфера интересов и результаты научной деятельности Ю.Б.Высоцкого.

Статья посвящена обсуждению некоторых проблем, возникающих при взаимодействии нейротехнологий и виртуальной реальности при использовании наиболее  применяемых в настоящее время межплатформенных сред разработки компьютерных игр (Unreal Engine 4, Unity). На сегодняшний день нейротехнологии достигли значительного развития, получив признание и применение во многих областях сферы общества. Они оказывают значительное влияние на окружающий нас мир, в связи с чем возможность их комбинированного с виртуальной реальностью применения является весьма ожидаемым явлением. Приводятся основные сведения о принципах разработки виртуальной реальности и совместимости с нейротехнологиями. Необходимо учитывать, что программирование виртуальной реальности в разных средах, имея общие основы, обладает индивидуальными особенностями реализации — от различной последовательности действий до полной замены некоторых шагов.

Исследовано влияние концентрации примеси в подложке и типа легирующей примеси поликремниевого затвора на пороговое напряжение кремниевых ДМОП-транзисторов с индуцированным n-каналом. Показано, что увеличение средней концентрации примеси в подложке на 50% позволило повысить пороговое напряжение транзистора более чем на 30%. Однако при этом наблюдался рост сопротивления канала транзистора, что повлекло за собой уменьшение тока стока примерно на 25%. Установлено влияние типа проводимости поликремниевого затвора на величину порогового напряжения транзистора. Показано, что замена фосфора на бор при легировании поликремниевого затвора позволяет увеличить пороговое напряжение примерно на 25%. При этом ток стока транзисторов не изменялся, что может представлять практический интерес при разработке помехозащищенных ключей на полевых транзисторах.

Рассчитаны индексы реакционной способности (электронный химический потенциал, химическая жесткость, индекс электрофильности, изменение заряда в системе «пероксид бензоила — мономер (растворитель)») таких мономеров, как N-винилпирролидон, метилметакрилат, малеиновый ангидрид, акрилонитрил, стирол и растворителей — N-метилпирролидона, ацетонитрила, толуола. Проведено сопоставление величин индексов с расчетными (B3LYP/6-31+G(d)) активационными и термодинамическими параметрами реакции скрамблинга пероксида бензоила и его взаимодействия с некоторыми мономерами (растворителями). Обнаружено, что участие молекул рассмотренных мономеров или растворителей в реакции скрамблинга повышает барьер ∆G^≠ (понижает скорость) рекомбинации бензоатных радикалов в клетке, что должно увеличить долю свободных радикалов в стадии инициирования. Найдено, что величина энтальпии активации скрамблинга линейно снижается с ростом химической жесткости среды, тогда как энтальпии активации и реакции присоединения бензоатного радикала к молекуле мономера (растворителя) коррелируют со всеми индексами, за исключением   жесткости. Не наблюдается соответствия константы скорости распада пероксида (ln k_d) в среде мономеров (растворителей) расчетным параметрам ∆G^≠ (или ∆G), как и химической жесткости этих соединений, тогда как для остальных индексов отмечается наличие корреляции с ln k_d. Показано различие в корреляционных зависимостях для соединений, содержащих лактамный цикл (N-винилпирролидон, N-метилпирролидон), и других мономеров и растворителей. Сделано предположение о различных механизмах распада пероксида бензоила в рассмотренных средах.

Рассмотрены вопросы синтеза углеродных наноструктур при микроволновой обработке смесей ферроцена с твёрдыми углеродными материалами — микроволновыми рецепторами, способствующими максимальному преобразованию энергии сверхвысокочастотного электромагнитного излучения в тепловой фактор реакционного процесса. В качестве эффективных микроволновых рецепторов изучены графит, оксид графита и терморасширенный графит. Показано, что микроволновая обработка смеси графита с ферроценом сопровождается образованием многостенных углеродных нанотрубок «спичечной» морфологии диаметром 60‒70 нм в виде переплетенных жгутов. При использовании в процессе оксида графита или терморасширенного графита образуются в основном трёхмерные наноструктуры графен / углеродные нанотрубки и малослойные пакеты графеновых плоскостей микронных размеров. В случае терморасширенного графита среди синтезированных продуктов зафиксированы также наноструктуры тороидальной морфологии. Приведены данные электронной микроскопии (ПЭМ, СЭМ) полученных нанообъектов.

На основе обобщенной решеточной модели теоретически описаны моно- и нонвариантные фазовые равновесия в бинарных растворах эвтектического типа Ga-Al и Ga-Sn. Найдены параметры обобщенной решеточной модели для указанных систем, выполнен расчет концентрационных зависимостей кривых ликвидуса, солидуса и сольвуса данных бинарных растворов с учетом ограниченной растворимости одного из компонентов в твердом состоянии. Проведено согласованное моделирование диаграмм состояния бинарных растворов Ga-Al и Ga-Sn во всей области концентраций. Выполнено сравнение построенных диаграмм состояния с имеющимися экспериментальными данными, установлено их хорошее качественное соответствие. Развитый термодинамический подход позволяет строить практически любые бинарные диаграммы состояния эвтектического типа с учетом ограниченной растворимости одного из компонентов в твердом состоянии.

Глобальный энергетический  кризис и загрязнение  окружающей среды, вызванные главным образом увеличением потребления невозобновляемых источников энергии, побудили исследователей изучить альтернативные энергетические технологии, которые могут использовать энергию, доступную в окружающей среде. Механическая энергия — это наиболее распространенная энергия окружающей среды, которую можно уловить и преобразовать в полезную электрическую энергию. Пьезоэлектрическое, магнитострикционное и магнитоэлектрическое преобразования являются наиболее распространенными механизмами сбора энергии. В результате ожидается, что в ближайшем будущем многие электронные устройства будут питаться от пьезоэлектрических, магнитострикционных и магнитоэлектрических генераторов. В данной статье представлен обзор современного состояния твердотельных устройств сбора энергии, в частности пьезоэлектрических, магнитострикционных и магнитоэлектрических. Изложены принципы преобразования энергии, разъяснены механизмы работы. 

Рассмотрены три фазовых перехода в твердом метане: низкотемпературный (под давлением), ориентационный фазовый и высокотемпературный квантово-классический. Показано, что последний из них по степени влияния на различные характеристики твердого метана превышает фазовый переход II рода, хотя и не является фазовым переходом. Температурная зависимость теплоемкости твердого метана по литературным данным носит фрагментарный характер и имеет пропуск как раз в области высокотемпературного перехода.

Представлена возможность применения метаматериалов на основе сплит-кольцевых резонаторов в качестве микрополоскового полосового фильтра. Приведена конструкция метаструктуры на основе четырех сплит-кольцевых резонаторов для разных частот и эквивалентная схема подключения резонаторов. Проведено компьютерное моделирование первоначального варианта метаструктуры, полученные амплитудно-частотные характеристики позволили подобрать оптимальные параметры и размеры метаструктуры для проведения дальнейшего моделирования с целью сведения резонансных характеристик всех резонаторов к общей резонансной характеристике. Моделирование проводилось с помощью инструмента для трехмерного моделирования ВЧ/СВЧ полей HFSS Ansoft. Полученные амплитудно-частотные характеристики для конечного варианта конструкции метаструктуры подтверждают возможность использования ее для разработки микрополоскового фильтра, а также для дальнейшего изучения данной метаструктуры с включением ферритовых элементов для электронной перестройки устройства.

Рассматривается серия порошков гидроксиапатита, полученных методом химического осаждения с использованием микроволнового излучения. В качестве источников кальция и фосфора выбраны нитрат кальция и ортофосфорная кислота. Обсуждается возможность применения сорбционного метода для экспресс-анализа размеров частиц формируемого гидроксиапатита. Показано, что сорбционный анализ размеров наночастиц в случае исследования наностержней гидроксиапатита позволяет приблизительно оценивать диаметр формирующихся частиц на различных этапах синтеза на основе данных о плотности и удельной поверхности. Анализ удельной поверхности производится с привлечением метода тепловой десорбции инертных газов. Определение аспектного отношения наностержней гидроксиапатита осуществляется на основе анализа данных сканирующей электронной микроскопии. Разница в результатах расчетов размеров нанострежней сорбционным методом и на основе данных сканирующей электронной микроскопии в максимальном случае составляет 70 нм. 

Рассмотрена методика формирования компактной (SPICE) модели интегрального резистора, изготовленного с помощью биполярной технологии на базовом слое транзистора. В отличие от дискретного аналога интегральный резистор характеризуется большим числом параметров, что связано с нелинейной температурной зависимостью его номинала и наличием паразитных элементов в виде барьерной емкости. Процесс формирования макромодели интегрального резистора предполагает экстракцию пяти параметров: линейного и квадратичного температурных коэффициентов и трех параметров, необходимых для описания барьерной емкости. На базе полученной модели выполнен расчет температурной и амплитудно- частотной характеристик интегрального резистора. Предложенная процедура синтеза модели интегрального резистора может быть использована для формирования макромоделей других типов интегральных резисторов: низкоомных, выполненных на эмиттерном слое, и высокоомных — пинч-резисторов.

Представлены результаты рассмотрения магнитоэлектрического эффекта в феррит-пьезоэлектрических слоистых структурах в области ферромагнитного резонанса. Приложенное к пьезоэлектрическому слою электрическое поле приводит к деформации ферритового слоя, в результате чего в ферритовой компоненте появляется магнитная анизотропия, которая является неоднородной по толщине. В работе исследована теоретическая модель влияния внешнего электрического поля на высокочастотную магнитную восприимчивость. Рассмотрение проведено с учетом изгибных деформаций образца. Результаты моделирования изучены на примере трехслойных структур на основе феррита никеля и титаната-цирконата свинца. Показано, что внешнее электрическое поле приводит к уширению линии магнитного резонанса, величина которого определяется отношением толщин слоев структуры. Результаты работы представляют интерес с точки зрения использования в феррит- пьезоэлектрических микроволновых устройствах.

Рассматривается технологический цикл формирования межприборной изоляции на гетероэпитаксиальной структуре AlGaN/AlN/GaN, выращенной на подложке кремния с применением технологии ионной имплантации и травления мезы. Проведен расчет профиля Ar++ в гетероэпитаксиальной структуре AlGaN/AlN/GaN, а также с помощью программы TRIM получено распределение дефектов в гетероэпитаксиальной структуре. Представлено распределение аргона в гетероэпитаксиальных слоях AlGaN/AlN/GaN после проведения ионной имплантации. Было определено, что для обеспечения надежной изоляции ионной имплантацией необходимо использовать дважды ионизированный аргон с энергией 125 кэВ. Проведены измерения сопротивления межприборной изоляции, сформированной методом ионной имплантации и травлением мезы. Получена зависимость сопротивления межприборной изоляции от дозы внедренной примеси аргона. Показана перспективность использования технологии ионной имплантации для создания межприборной изоляции на AlGaN/AlN/GaN. 

Методом механохимического твердофазного синтеза в вибрационном аппарате получены этоксилированные производные галогензамещенных бензойных кислот. Продукты реакции охарактеризованы методами ИК-спектроскопии и кислотно-основного потенциометрического титрования. Показано, что в результате реакций этоксилирования происходят изменения в ИК-спектрах продуктов реакции по сравнению с исходными реагентами. Полосы поглощения колебаний карбонильной группы кислот при образовании продуктов реакции смещаются в высокочастотную область. Методом потенциометрического титрования растворов галогенсодержащих бензойных кислот и продуктов их взаимодействия с полиэтиленгликолем установлено уменьшение количества карбоксильных групп в этоксилированном образце. Согласно данным ИК-спектроскопии и потенциометрического титрования взаимодействие бензойных кислот с полиэтиленгликолем протекает по карбоксильной группе.

Определена способность солей меди, никеля, кобальта, кадмия и марганца к образованию нерастворимых в воде комплексов с модифицированными гуматами натрия. Модификацию гуминовых кислот проводили методом твердофазного механохимического синтеза с полиэтиленгликолем или гидроперитом в вибрационном аппарате. Строение и физико- химические свойства их макромолекул изучены методами ИК-спектроскопии и кислотно-основного потенциометрического титрования. Показано, что модификация гидроперитом приводит к увеличению карбоксильных групп, а модификация полиэтиленгликолем приводит к внедрению этоксигрупп в структуру макромолекулы гуминовой кислоты. Обращается внимание на то, что для модифицированных образцов гуминовых кислот увеличивается концентрация солей металлов, участвующих в образовании комплексов.

Основываясь на принципах термодинамики устойчивости состояния однородной равновесной системы, в работе продемонстрирована фундаментальная связь между ангармонизмом конденсированного состояния вещества и его физическими свойствами. В данной работе развиты представления, основанные на термодинамике устойчивости однородного состояния системы, с точки зрения ангармонизма. Получены различные формы детерминанта устойчивости в зависимости от коэффициентов устойчивости и параметров, характеризующих ангармонические свойства системы. Определена связь всех калориметрических коэффициентов с комплексным ангармонизмом конденсированного состояния. Получены зависимости детерминанта устойчивости фазового состояния системы от калориметрических коэффициентов.

Показано, что экзобелок (далее биологический коагулянт, БК), который микромицет продуцирует в среду культивирования, способен взаимодействовать с гуматом калия (ГК) и в дальнейшем коагулировать и осаждаться в виде комплексов. Скорость и время взаимодействия ГК с БК зависит от их соотношения в растворе. Установлено, что при соотношении 2,37:1 (ГК÷БК) или 0,00141 г/мл ГК÷12,73 мкг/мл БК происходит полное осаждение ГК. Проанализирована взаимосвязь между соотношением ГК÷БК в растворе и эффективностью осаждения ГК. Определена скорость осаждения, время и изменение рН-среды от количества БК в растворе. Проанализированы пути взаимодействия ГК c БК с использованием метода ИК-спектроскопии.

Изучено изменение поглощения хлорамфеникола в присутствии добавок поли(винилпиридинов) и/или сополимера малеинового ангидрида с винилацетатом в водно-этанольных растворах. Найдено, что сополимер малеинового ангидрида не оказывает влияния на поглощение хлорамфеникола, в то время как эквимолярная добавка поли-4-винилпиридина приводит к его росту. Показано изменение спектров тройных смесей хлорамфеникол сополимер : поли(винилпиридин), анализ которых с помощью разностных спектров выявил взаимодействие всех компонентов системы. Установлено связывание сополимера малеинового ангидрида с поли(винилпиридинами), максимум которого наблюдается при соотношении сополимер : поли(2-винилпиридин) = 1 : 1 и сополимер : поли(4-винилпиридин) = 2 : 1. Структура комплексов между полимерами была изучена методом PM3, показано образование кооперативных водородных связей.

Приведен обзор теплорассеивающих полимерных композитов и их основных характеристик. Рассматриваются причины использования современных материалов в производстве пассивных систем обеспечения тепловых режимов. Особенностью полимерных композитов является схожесть с таким распространённым материалом для производства тепловых труб, как алюминий. Показан график влияния теплопроводности материала пластины на неравномерность ее температурного поля при точечном нагреве. Приведены преимущества полимеров перед алюминием, а также возможные положительные итоги использования таких полимеров в производстве для криогенных и низкотемпературных тепловых труб.

Рассматриваются вопросы поддержания качественных показателей навигационного поля системы ГЛОНАСС в условиях ограниченного функционирования наземного комплекса управления и возможности применения космических аппаратов на геостационарной орбите для уточнения параметров движения навигационных космических аппаратов посредством межспутниковых радиолиний и расчета эфемеридно-временных поправок. Анализируется возможность формирования на борту геостационарного космического аппарата независимой шкалы времени на основе хронометрирования излучения группы нейтронных звезд (пульсаров). Предлагается модель формирования высокоточной эфемеридно-временной информации в системе ГЛОНАСС на основе бортовых измерений при включении в состав орбитального космического аппарата на геостационарной орбите. Представлен вариант формирования реперных значений частоты и времени на борту геостационарного космического аппарата на основе разработки технологии приема и обработки излучения пульсаров с компенсацией доплеровского сдвига частоты, возникающего при движении геостационарного космического аппарата относительно точки пульсарного радиоизлучения, а также синтезирования групповой пульсарной шкалы времени.

Рассматриваются вопросы компьютерного моделирования методов селекции изображений объектов на неоднородном фоне. Анализируется возможность использования вариантов видеопоследовательностей, содержащих реальный видеосюжет, видеосюжет с реальным фоном и синтезированным объектом и видеосюжет с синтезированным фоном и объектом. Подробно рассматривается тестовая видеопоследовательность с заданными параметрами фона и объекта. Обсуждаются вопросы компьютерного моделирования процесса формирования такой видеопоследовательности. Приводятся примеры тестовых изображений объекта и фона. Рассматриваются результаты сравнения точности корреляционно-экстремального и компенсационного метода селекции малоразмерного объекта на неоднородном фоне, полученные путем компьютерного моделирования при использовании тестовой видеопоследовательности. Обсуждаются вопросы комбинированного применения указанных выше методов селекции для условий увеличения размера изображения объекта в процессе видеонаблюдения на неоднородном малоподвижном фоне.

Для разработанного автокорреляционного приемника (АКП) радиотехнического мониторинга (РТМ) выполнена оценка отношения сигнал-шум (ОСШ), необходимого для идентификации фазоманипулированных сигналов (ФМС) с заданным качеством. Исследованы ФМС с законами чередования фаз по кодам Баркера и Фрэнка. Изучена разница между величиной ОСШ, необходимой для идентификации реальных ФМС, и величиной, используемой для идентификации имитационных сигналов, полученных в среде MATLAB. Показано, что идентификация ФМС с законом чередования фаз по коду Фрэнка требует большего на 0,2…1 дБ ОСШ по сравнению с кодом Баркера. Идентификация сигнала при приеме смеси ЛЧМ-сигналов и ФМС требует обеспечения ОСШ на 0,7…1,1 дБ больше, чем при приеме только ФМС. Для идентификации записанных ФМС требуется ОСШ на 1,6…2,5 дБ больше, чем для обнаружения имитационных сигналов. Полученные результаты могут использоваться для оценки чувствительности приемной аппаратуры комплекса РТМ и, соответственно, дальности действия комплекса.

Сформулированы задачи анализа телекоммуникационных сетей в условиях неидеальной надежности системы контроля ее работоспособности. Разработан ряд математических моделей функционирования сетевого элемента с учетом процессов отказа и восстановлений сетевых элементов. Математические модели разделены на два типа. Модели первого типа включают состояния сетевого элемента, фиксируемые в процессе восстановления. Модели второго типа отражают внутрисистемные функции в процессе эксплуатации. Получены формулы для расчета коэффициента простоя и среднего времени недоступности пропуска трафика по выделенной линии связи. Исходные параметры систематизированы и классифицированы по признаку принадлежности к расчетным или эксплуатационным показателям. Предложен вариант решения сформулированных задач, основу которого составляет совместное рассмотрение расчетных показателей и статистических данных системы сетевого мониторинга. Предложена программная реализация выполненных теоретических выкладок. Выявлены зависимости значений показателей надежности от вероятности ошибок системы контроля. Построены графики зависимости для разных значений исходных и эксплуатационных параметров.

В статье показано, что независимо от кинематики динамической группой задачи Кеплера является конформная группа SL2(C).

В статье приведен обзор существующих конструкций тепловых насосов. Рассматриваются процессы передачи теплоты от горячего тела к холодному и обратные процессы, осуществляемые с помощью тепловых насосов. Показано, что тепловые насосы можно использовать как для подготовки горячей воды с заданными параметрами для систем отопления и горячего водоснабжения, так и для получения холода. Рассмотрена работа парового компрессионного теплового насоса и энергетической установки ТНУ-3 для охлаждения молока с одновременным нагревом воды на молочных фермах. Также приведена схема теплонасосной установки ТХУ-14. Для представленных теплонасосных установок был выполнен расчет отопительного коэффициента. Также произведен оценочный расчет коэффициентов преобразования.

В развитие идеи проф. т’Хофта в качестве группы симметрии Чёрной Дыры предлагается конформная группа SL(2,C) и рассмотрены как её связи с другими свойствами Чёрной Дыры, так и некоторые её следствия.