Физико-химические основы полупроводникового материаловедения

С целью воссоздания крупномасштабного производства кремния в России проведено изучение реальной структуры монокристаллов, выращенных различными способами, для оптимизации процессов получения и усовершенствования технологии. Методами оптической и просвечивающей микроскопии изучены закономерности дефектообразования в бездислокационных пластинах кремния диаметром 150 мм с разным содержанием кислорода в процессах многоступечатых термообработок, в режиме создания внутреннего геттера. Выявлено влияние легирования азотом на особенности дефектообразования, обусловленного распадом пересыщенного твердого раствора кислорода. (ГНЦ Гиредмет)

Исследование монокристаллов кремния диаметром 160 мм, выращенныхметодом Чохральского с ориентацией (100) показало, что примесные неоднородсти, проявляющиеся в виде фигур травления с геометрией ориентации шайбы (001) являются источником дислокаций. Микронеоднородности представляют собой частицы As₂О₅. После термообработки появлялись дефекты, обусловленные распадом пересыщенного твердого раствора кислорода в кремнии (SiO₂). Ближе к периферии шайб концентрация дефектов существенно уменьшается, что следует учитывать при создании приборных структур. (ФТИ РАН)

Эксперименты по безтигельной зонной плавке монокристалла антимонида индия, легированного теллуром, в условиях полета искусственного спутника земли типа «Фотон» показали, что процессы тепло- и массопереноса в расплавах при выращивании монокристаллов методами направленной кристаллизации и соответственно микро- и макронеоднородности состава чувствительны к воздействию на расплав постоянных и квазипостоянных сил малой величины, гравитационной или инерциальной природы. Результаты дают основание для постановки работ по изучению влияния малых сил указанной природы на процессы выращивания монокристалов в земных условиях. ( ИМЕТ РАН)

Исследована диаграмма квазибинарного разреза ZnTe - CdTe при изменении состава по металлу. Показано, что граница максимальной растворимости металлов с увеличением содержания цинка сдвигается в сторону теллура. Экспериментально построены р-Т;Т-х;р-х проекции солидуса твердого раствора в области температур 1100 - 1350 К для процесса квазикопгруентной сублимации металл : теллур = 1:1; оценен состав пара. Показано, отсутствие азеотропов в данной системе. Полученные данные дают возможность управлять составом монокристаллов данных твердых растворов, представляющих практический интерес для медицинской томографии. (ИОНХ РАН)

Теоретические основы химической технологии

Неравновесная плазма пониженного давления использована для модифицирования поверхности различных полимерных материалов и изделий. Показано, что гетерогенные реакции, обеспечивающие модифицирование, влияют на состав газовой фазы и возникает обратная связь между химическим составом плазмы и ее физическими свойствами. Исследована динамика процессов установления тока разряда и светимости плазмы в процессах десорбции газа с граничной поверхности. Установлено, что динамическое поведение плазменной системы можно описать с использованием зависимости ее параметров от площади обрабатываемого материала. (ИХР РАН)

Выполнен цикл исследований по математическому моделированию и оптимизации процессов газоразделения методом короткоцикловой адсорбции с периодическим изменением давления. Метод имеет значительные перспективы промышленного использования, в частности, для получения чистого кислорода разделением воздуха или чистого водорода из продуктов каталитической конверсии природного газа. (МГУ)

Разработан метод управления кинетическими и макрокинетическими характеристиками процессов газофазного горения, взрыва и детонации, включая их интенсивность и критические условия возбуждения, с помощью высокоэффективных, коррозионно-безопасных и недорогих ингибиторов и промоторов. Их эффективность регулируется подбором соответствующей функциональной группы в молекуле. Метод апробирован во всех режимах горения и взрыва водородо-воздушных смесей, в том числе в условиях кумуляции. (ИСМАН)

Разработаны научные основы новой технологии ванадиевых катализаторов конверсии сернистого газа на основе экспериментальных данных об элементарных актах образования наноформ поливанадатов щелочных металлов. Исследование процессов зарождения, созревания и роста частиц поливанадатов и их топохимических превращений при термообработке позволили выбрать условия получения катализатора с активностью, намного превышающей современные аналоги того же состава. Это обеспечило повышение конверсии сернистого газа до 70 % при 420^оС против 45% у лучших аналогов. (МГУ)

Химические технологии природных и сточных вод

Разработаны новые технологии биологической очистки сточных вод и типы очистных сооружений, способные помимо основных, легкоокисляемых видов загрязнений, эффективно удалять соединения азота и фосфора, нефтепродукты, синтетические ПАВ, хлорорганические, фосфорорганические и другие трудноокисляемые и даже токсичные вещества.

Разработаны методы очистки поверхностного стока, вносящего до 80% в общий баланс загрязнений водоисточников, от органических веществ и соединений азота биосорбцией. Обоснованы приоритетные показатели загрязнений и метод расчета концентраций загрязняющих веществ при определении поверхностного стока на очистку и в водоемы. (ГНЦ РФ НИИ ВОДГЕО)

БИОЛОГИЧЕСКИЕ НАУКИ

Академик-секретарь Отделения академик А.И.Григорьев

ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ

Проблемы экологии биологических систем.

Проведена комплексная оценка биологического разнообразия Курильского архипелага. Показано, что курильской островной биоте свойственно очень высокое таксономическое разнообразие при невысоком уровне эндемизма, что свидетельствует об относительно недолгом периоде изоляции. (БПИ ДВО РАН, Университет штата Вашингтон, США, Хоккайдский университет, Япония). Создание системы экспертно-прогнозных карт (динамика растительности, параметры биологического круговорота, почвенного покрова) позволило разработать основные положения концепции охраны и рационального использования природных комплексов северо-восточного региона России. (ИБПС ДВО РАН)

На примере крупного региона – Волжского бассейна и его окружения - разработана региональная прогнозная концепция, позволяющая оценить экологические последствия глобального антропогенного потепления. Рассмотрены прогнозные ландшафтно-экологические сценарии ближайшего будущего биосферы, На модельной территории выявлены механизмы предполагаемых изменений в мозаике растительности, почв и самих ландшафтов при различных сценариях климатических изменений за период до середины ХХ1 века. (ИЭВБ РАН)

Установлены закономерности антропогенной трансформации биотических компонентов географических ландшафтов запада таежной зоны России и разработаны основы минимизации ее негативных экологических последствий. (ИЛ КарНЦ РАН)

Для Полярного Урала определены скорости смещения верхней границы леса и изменения площадей различных типов лесотундровых экосистем в связи с изменениями климата за последние 1150 лет.

В монографии «Реализация морфологического разнообразия» изложены итоги многолетних исследований проблемы устойчивого воспроизводства биоразнообразия на популяционном уровне. (ИЭРиЖ УрО РАН)

Для территории Сибири установлена зависимость влагооборота от структуры лесного покрова, его снегоаккумулирующей способности. С учетом зонально-климатических особенностей определены количественные параметры трансформации водного баланса лесных территорий, в том числе динамики стока рек в результате нарушения пространственной структуры лесного покрова. (ИЛ СО РАН)

Прослежена динамика состояния бентосных сообществ Карского, Баренцова и Белого морей на протяжении ХХ столетия. Полученная информация интерпретируется как естественное состояние природной среды, существующее до начала добычи и транспортировки нефти на арктическом шельфе, что в дальнейшем позволит оценить негативные экологические последствия этой деятельности в Арктике. (ММБИ КНЦ РАН)

Проведен анализ изменений в экосистеме Каспийского моря, происходящих в результате усиления антропогенной нагрузки, включая активизацию эксплуатации

морских и прибрежных месторождений углеводородов и появление новых транспортных коридоров. (ПИБР ДагНЦ РАН)

Подведены итоги 10-летнего мониторинга восстановления растительного покрова и почв на нарушенных территориях Усинского месторождения нефти (бассейн нижнего течения р. Колва). Экспериментально установлено положительное значение внесения торфа, который улучшает свойства песчаного субстрата и привносит зачатки растений, впоследствии закрепляющих субстрат. Эффективен посев многолетних трав. (ИБ КомиНЦ УрО РАН).

Изучено влияние ионов тяжелых металлов (меди, кадмия, свинца) на рост, морфогенез и биохимический состав водных растений в диапазоне концентраций 1-1000 мкМ. Выявлено наличие многоуровневой защиты в клетках от токсического воздействия металлов, что имеет большое значение для выживания водных растений при загрязнении водоемов. (ИЭВБ РАН)

В горных тундрах Кольской Субарктики проведено комплексное изучение роли видового состава и структуры растительных сообществ на продукционно-деструкционные и почвообразовательные процессы; разработана схема круговорота углерода во внутригодичных и годичных циклах. (ПАБСИ КНЦ РАН)

Проведен скрининг микрофлоры образцов почвы и стоков промышленных предприятий, загрязненных продуктами химического синтеза. Исследовано разнообразие бактерий, конвертирующих нитрилы карбоновых кислот. В результате селекции получены новые штаммы бактерий – процуцентов нитрилгидратазы и нитрилазы. (ИЭГМ УрО РАН)

Подготовлена и опубликована «Красная книга Мурманской области». (ИППЭС КНЦ РАН)