Офіційний веб сайт

Цикл наукових праць "Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу"

М45

 

Автор:Маркович Б. М., к.ф.-м.н.

 

Представлений Національним університетом "Львівська політехніка"

 

Автором розроблено послідовну кван­то­во-ста­­тистичну теорію рів­новажних термо­ди­на­міч­них та структурних характеристик і дифузійних процесів у системі “метал–газ” на основі методів нерівноважного статис­тичного оператора Зуба­рєва та функ­ціо­наль­ного інтегрування, що включає побудову послідовного квантово-статистичного опису рівноважних та нерівноважних про­це­сів у сис­те­мі “метал–ва­ку­ум” та розроблення квантово-статистичної теорії структурних, термо­ди­на­мічних і не­рів­но­важ­­них характеристик електронної підсистеми металів з по­верх­нею поділу “метал–ва­­куум” із врахуванням дифузійних, в’язко-теп­ло­вих та елек­тро­магнітних процесів.

Запропоновано новий підхід до розрахунку термодинамічного по­тенціалу напів­об­меженого металу з ре­аль­­ною структурою гратки, враховуючи поправки на локальне поле та ефекти нелокальності електрон-іонної взаємодії.

Запропоновано узагальнену модель “желе” для металу з поверхнею по­ді­лу “ме­тал–вакуум” та засто­со­вано її до опису не­рівноважних елек­тро­­­дифузійних процесів у на­­пів­обмеженому металі на основі поєд­нан­ня метода нерівноважного статистичного оператора Зубарєва та ме­то­да функціонального інтегрування.

Результати досліджень мають загальне теоретичне значення, узгоджуються з да­ни­ми експерименту, можуть використовуватися для інтерпретації результатів екс­пе­­ри­­мен­таль­­них досліджень явищ, які мають місце на по­верхнях поділу типу “метал–газ”.

 

Кількість публікацій:  14  наукових  публікацій,в т.ч. 1  монографія, 10 статей у реферованих журналах.   Загальний індекс цитування робіт (згідно баз даних Scopus)складає 1,9.

Надіслати коментар

Коментарі

Dr. Oleksandr Batsevych

The studies of B. Markovych presented in current papers are extremely interesting personally for me as they are related to my own PhD studies within Nonequilibrium statistical operator theory. I must state that in all respects his work may be regarded as the one having paramount scientific value.
On the first place author manages to develop consistent quantum-statistical theory of metal systems with interface which accounts for many-particle correlations, description of which is very problematic within modern Density functional theory.
Secondly author successfully applies Nonequilibrium statistical operator theory to describe visco-elastic and electromagnetic processes in electron subsystem. Obtained in this way transport equations cover well-known equations of Time-dependent density functional theory as a partial case of the weak nonequilibrium. Thirdly, but not lastly, the results of calculations are in well agreement with experimental data, which indicates the high value and applicability of the developed theory.
High level of journals and conferences where results are published should be mentioned as well.
Taking into account the all aforementioned, the series of publications by B.Markovych, as well as B.Markovych himself as a prominent young scientist, undoubtedly deserve the highest grade which is the Premium of the President of Ukraine for young scientists.

Dr. Oleksandr Batsevych,
Software engineer,
Kongsberg Maritime,
Norway.

Голод Петро Іванович

У циклі наукових праць "Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу" Марковича Богдана розвинуто послідовний квантово-статистичний підхід до опису рівноважних та нерівноважних властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу. Цей підхід базується на методі функціонального інтегрування, який дозволяє на мікроскопічному рівні враховувати колективні багаточастинкові ефекти в просторово сильно неоднорідних системах. Розв'язання цієї проблеми в інших підходах, зокрема, методі функціоналу густини, наштовхується на непереборні труднощі. Для опису нерівноважних властивостей використано метод нерівноважного статистичного оператора Зубарєва, за допомогою якого отримано узагальнене рівняння електродифузії для неоднорідного електронного газу, розраховано квазірівноважну статистичну суму та знайдено зв'язок квазірівноважних функцій розподілу електронів із електрохімічним потенціалом. В роботах Богдана Марковича показано, що в частковому випадку лінійного наближення запропонований підхід збігається з дуже популярним на сьогоднішній день часовозалежним методом функціоналу густини, який, однак, описує тільки слабконерівноважні дифузійні процеси.

Враховуючи високий науковий рівень проведених досліджень (які підтверджені публікаціями в провідних виданнях), їх актуальність та новизну рекомендую відзначити наукову діяльність Марковича Богдана присудженням премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач кафедри фізико-математичних наук Національного університету "Києво-Могилянська академія", доктор фізико-математичних наук професор ГОЛОД Петро Іванович

Каім Сергій Данилович

Цикл праць “Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних
металів з поверхнею поділу” присвячений розвиткові методів
теоретичного опису сильно неоднорідних металічних систем
в рамках концепції псевдопотенціалів. Актуальність цієї
тематики пов'язана з бурхливим розвитком нанотехнологій. Однією з
важливих невирішених проблем в мікроскопічній теорії сильно
неоднорідних металічних систем є врахування ефектів нелокальності
електрон-іонної взаємодії та прояв їх в різних властивостях
металічної поверхні.
Застосована автором методика побудови функціоналів енергії
напівобмежених металів базується на температурній техніці і
дозволяє послідовно враховувати ефекти нелокальності
електрон-іонної взаємодії в довільних порядках теорії збурень
за псевдопотенціалом електрон-іонної взаємодії.
Така техніка виходить за рамки широко
вживаного методу функціоналу густини, в рамках якого відсутня
систематична процедура побудови функціоналів енергії.
Застосований автором багаточастинковий підхід дозволяє отримати
ключові для аналізу неоднорідних металічних систем довільних
геометрій величини з урахуванням мікроскопічної структури іонної підсистеми
та ефектів обміну та кореляцій в неоднорідному електронному газі.
Отримані результати узагальнюють всі раніше відомі функціонали
енергії неоднорідних металічних систем.
Розвинутий підхід до опису ріноважних властивостей металів з
поверхнею поділу слугує як базис для дослідження нерівноважних
властивостей таких систем в другій частині циклу праць. Зокрема,
отримано узагальнене рівняння електродифузії для металу з поверхнею
поділу та проведено розрахунок квазірівноважної статистичної суми за
допомогою методу функціонального інтегрування; розвинуто пiдхід до
опису в'язко-теплових та електромагнiтних процесiв для нерiвноважної
електронної пiдсистеми напiвобмеженого металу; отримано узагальненi
рiвняння переносу, якi можуть описувати як сильно, так i слабко
нерiвноважнi процеси переносу маси (заряду), iмпульсу (струму) та
енергiї для електронів цієї системи. Як правило, для опису нерівноважних
властивостей використовуються підходи, які враховують одночастинкові,
дифузійні процеси без узгодженого врахування підсистем. Опис електронної
підсистеми у межах цих підходів здійснюється в основному через середнє
значення густини (метод функціонала густини та часовозалежний метод
функціонала густини без врахування ефектів екранування та електромагнітних процесів.
У циклі праць Марковича Б. ці ефекти послідовно враховуються.

Вважаю, що цей цикл праць представляє значний науковий інтерес
в області фізики сильно неоднорідних металічних систем, а його
автор заслуговує на Премію Президента України для молодих вчених.

Каім Сергій Данилович, доктор фізико-математичних наук,
професор кафедри комп’ютерних та інформаційних технологій
Одеського національного університету імені І. І. Мечникова

Dr. Orest Pizio

To whom it may concern:

Dear Sirs,

I would like to express my opinion about series of recently published papers
by B. Markovych on the "Quantum statistical description of the properties
of transition metals with interfaces". In general these high_quality works
deal with the development of the quantum statistical methods for the
description of equilibrium properties and non-equlibrium processes
in the spatially restricted metal systems.

These methods are valuable because they make possible to account for
many-body effects more adequately in comparison to othe approaches,
e.g. the density functional approaches. The results obtained in
these works are physically sound and appealing, moreover they
are in reasonably good agreement with experimental data.
In addition, it seems to me that the fundamental methods proposed
can be extended to yield novel findings of much importance
for the basic science and several applications.

The works are of high quality, they were published in leading
ukrainian journals and international journals in the area of
research. I do not doubt that this is just the beginning of
the fruitful studies and future prestigious publications.

Taking into account the novelty of the topic and methods, their
scientific importance, their relevance to the progress of fundamental
and applied research on the basis of the results already obtained,
the level of publications, I do not hesitate to recommend this series
of works for obtaining the distinction or premium of the President
of Ukraine for young scientists.

Sincerely yours.

Dr. Orest Pizio
Leading researcher,
Department of Physical Chemistry,
Institute of Chemistry of the National Autonomous University of Mexico

Coyoacan 04510, Mexico, D.F.
fax: (52) 55-5616-2217
phone: (52) 55-5622-4511
email: oapizio@gmail.com

Тарнавчик Ігор Тарасович

До циклу наукових праць Марковича Б.М. «Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу» увійшли: одна монографія та 19 публікацій, опублікованих у фахових наукових журналах, зокрема, Укр. фіз. журн., Ultramicroscopy, Condens. Matter Phys. та Solid State Phenomena. Дана робота належить до фундаментальних робіт в області фізики поверхні твердого тіла і узагальнює результати досліджень спрямованих на квантово-статистичний опис рівноважних та нерівноважних властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу.
Хочу підкреслити вагомість результатів роботи з огляду на стрімкий розвиток нанотехнологій. В більшості випадків, особливості конструювання і властивості нанорозмірних систем обумовлюються процесами, які відбуваються на поверхнях поділу газ-тверде тіло або рідина-тверде тіло. Так, адсорбція органічних речовин та полімерних молекул на поверхнях металів широко використовується при розробленні наноструктур для медичного призначення (нановектори, функціоналізовані магнітні наночастинки, рентген-контрастні засоби), мікроелектроніки (нанокомпозити, нанопокриття), текстилю (провідні нановолокна) та багатьох інших наносистем. Окрім того, активні поверхні металів широко використовуються при гетерогенному каталізі хімічних реакцій. Враховуючи наявність багатьох різних засобів для дослідження дифузійних процесів та структурних перетворень на поверхнях металів (скануюча тунельна мікроскопія, скануюча тунельна спектроскопія, польова іонна мікроскопія та ін), однозначно можна говорити про необхідність адекватного опису властивостей систем із сильною неоднорідністю електронної густини у приповерхневій області (в тому числі нанорозмірних структур), а також необхідність розроблення теорії таких процесів. Тому, питання статистичного моделювання властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу має актуальність і велике практичне значення.
Серед багатьох важливих наукових результатів, представлених в циклі праць, отримані аналітичні вирази для ефективних потенціалів та функцій розподілу електронів, які можуть бути використані у теоретичному та експериментальному вивченні взаємодії заряджених частинок біля поверхні металу. Окрім важливих теоретичних результатів, автором встановлено можливість коректного врахування впливу зовнішних електричних полів, що є важливим для практичних застосувань, зокрема, для польової іонної мікроскопії та детекторів інертних газів.
Слід відмітити, що частина наукових досліджень, виконувались Б. Марковичем в межах міжнародного гранту INTAS, а результати цих досліджень неодноразово доповідались та пройшли апробацію на багатьох міжнародних наукових конференціях, що свідчить про неабияку зацікавленість міжнародної спільноти до поставленої проблеми та представлених автором результатів.
Підтримую роботу Марковича Богдана Михайловича «Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу» і вважаю, що представлений цикл праць є вагомим внеском в світову науку, а його автор гідний присудження Премії Президента України для молодих вчених 2011 року.

Тарнавчик Ігор Тарасович,
кандидат хім. наук,
каф. органічної хімії, Інститут хімії та хімічних технологій
Національного університету «Львівська політехніка»

Головко Мирослав Федорович

Цикл наукових праць "Квантово-статистичний опис властивостей
неперехідних металів з поверхнею поділу" є результатом
десятирічної наукової праці молодого вченого Марковича Б.,
який належить до львівської школи академіка
Юхновського Ігоря Рафаїловича. Роботи, які ввійшли у цей
цикл, містять нові результати в області квантової статистичної
теорії металевих систем з поверхнею поділу. Перша частина праць
присвячена побудові рівноважної квантово-статистичної теорії,
зокрема, запропонована схема розрахунку термодинамічного потенціалу
напівобмеженого металу за допомогою теорії збурень за
псевдопотенціалом, досліджено вплив поверхні та зовнішнього поля
на різні ефективні міжчастинкові потенціали та ін. Друга частина
присвячена опису нерівноважних процесів у таких системах,
зокрема, отримано узагальнене рівняння електродифузії, розвинуто
пiдхід до опису в'язко-теплових та електромагнiтних процесiв для
нерiвноважної електронної пiдсистеми напiвобмеженого металу.
Наукова кваліфікація Марковича Богдана не викликає сумнівів,
результати опубліковані у відомих вітчизняних та закордонних
журналахз, у монографії, а також доповідалися на багатьох
міжнародних конференціях.

Вважаю, що у циклі праць "Квантово-статистичний опис властивостей
неперехідних металів з поверхнею поділу" викладені нові важливі
результати, а його автор Маркович Богдан заслуговує на
присудження Премії Президента України для молодих вчених.

Завідувач відділу теорії розчинів Інституту фізики конденсованих
систем НАН України, чл.-кор. НАН України Мирослав Федорович Головко

Воробйов Олег Анатолійович

Цикл робіт "Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу" являє собою результат наукової праці Б.Марковича у 2006-2009 рр. Я мав нагоду спостерігати за автором ще у період його формування як науковця, та завжди відзначав для себе особливу ретельність та наполегливість, що допомагали йому досягати високих наукових результатів. Саме ці якості дозволили йому достатньо глибоко просунутися в дослідженні складних фізичних процесів, що відбуваються на поверхні металу. Використовуючи складний математичний апарат, що базується на методі нерівноважного статистичного оператора Зубарєва та функціональному інтегруванні, Б.Маркович будує послідовний теоретичний підхід для опису як рівноважних (термодинамічних та структурних), так і нерівноважних характеристик у системі “метал–газ”. Серед багатьох важливих результататів хочеться відзначити отримані аналітичні вирази для ефективних потенціалів парної міжелектронної взаємодії, що надзвичайно важливі для розуміння процесів адсорбції та десорбції на поверхні металу. Високий рівень цього циклу робіт підтвердженний публікаціями, що включають статті у відомих вітчізняних та міжнародних фахових жураналх та монографію, де Б.Маркович є співавтором. Вважаю, що цикл робіт Б.Марковича є значним посутпом у фізиці металів та заслуговує на присудження премії Президента України для молодих вчених.

Воробйов Олег Анатолійович,
кандидат фіз.-мат. наук,
молодший науковий співробітник Інституту фізики конденсованих систем НАН України

Проф. Якібчук Петро Миколайович

В циклі праць представлено результати теоретичних досліджень з квантово-статистичного опису рівноважних та нерівноважних характеристик неперехідних металів при наявності поверхні поділу «метал-вакуум». Цей напрям теоретичних досліджень є новим та надзвичайно актуальним в зв'язку з необхідністю пояснення нових фізичних явищ та процесів, відкритих в результаті експериментальних досліджень систем металевих наночасток на поверхнях напівпровідників та каталітичних процесів на поверхнях металевих каталізаторів. Необхідно відзначити, що автору вдалось з використанням методу функціонального інтегрування побудувати функціонал енергії металу з поверхнею поділу «метал-вакуум» з коректним врахуванням ефектів нелокальності електрон-іонної взаємодії та просторової неоднорідності електронної підсистеми. В той же час існуючі на сьогодні функціонали енергії, побудовані в методі функціоналу густини для неоднорідних металевих систем, такими властивостями не володіють. Запропонований підхід для опису металевих систем з поверхнею поділу дозволив автору коректно врахувати впливи зовнішніх електричних полів на характеристики таких систем, що має важливе значення для пояснення та опису явищ біля поверхні металу, які експериментально спостерігаються за допомогою тунельної та іонної мікроскопії. Ці результати досліджень без сумніву представляють науковий та практичний інтерес. Практична цінність отриманих автором результатів полягає і в можливості застосування їх при поясненні процесів, які відбуваються при каталізі з використанням металевих каталізаторів (зокрема, процеси каталітичного окислення чадного газу). Велике практичне значення мають результати теоретичного
розрахунку впливу поверхні поділу на поведінку парного потенціалу міжіонної взаємодії. Про високий науковий рівень отриманих результатів свщчить іх публікація в авторитетних наукових журналах в Україні та за кордоном.
Враховуючи актуальність та новизну наведених результатів, їхню практичну цінність рекомендую відзначити наукову діяльність Марковича Богдана Михайловича присудженням йому премії Президента України для молодих вчених.

Доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри "Фізика металів" Львівського національного університету імені Івана Франка П. М. ЯКІБЧУК

проф. Григорчак Іван Іванович

Цикл наукових праць "Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу" Марковича Б. присвячений теоретичному дослідженню поверхні неперехідних металів за допомогою квантово-статистичних методів. Автору вдалося розробити нові підходи до розрахунку важливих характеристик металів із врахування багаточастинкових кореляційних ефектів та зовнішнього статичного поля. Це особливо актуально у зв'язку з широким використанням експериментальних досліджень (скануюча тунельна мікроскопія, скануюча тунельна спектроскопія, польова іонна мікроскопія), в яких електричне поле біля поверхні відіграє ключову роль. Це дозволило, зокрема, отримати значно краще узгодження розрахованих автором значень площі поперечного перерізу розсіяння атомів гелію з експериментальними даними.
Вважаю, що такі дослідження необхідно всіляко підтримувати та рекомендую відзначити цикл праць Марковича Б. наданням йому премії Президента України для молодих вчених.

Григорчак Іван Іванович, доктор технічних наук, професор, завідувач кафедри інженерного матеріалознавста та прикладної фізики Національного університету "Львівська політехніка"

Гість

Представлений цикл циклу наукових праць
"Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу",
які пройшли апробацію в монографії, в провідних фахових українських та міжнародних виданнях і конференціях,
не викликають жодних сумнівів з приводу їх актуальності, наукової та практичної цінності.
Адже, запропоновані автором нові підходи до розрахунку термодинамічного потенціалу та
дослідження узагальненої моделі "желе" дають змогу відтворити картину дифузійних процесів, які є
відповідальними за формування структури та механічних властивостей металу при контакті його з газовим
середовищем і в кінцевому результаті спрогнозувати працездатність та довговічність металевих конструкцій
в заданих умовах експлуатації.
Знаючи Марковича Б. М. як молодого талановитого науковця, який постійно наполегливо працює над удосконаленням
своїх знань та підвищенням фахового, рівня вважаю, що він заслуговує на всіляку підтримку та визнання з боку держави
- тобто на присудження премії Президента України для молодих вчених.
Впевнена, це додасть йому натхнення й далі працювати на розвиток української науки.

Сліпченко Тамара Володимирівна, кандидат технічних наук,
бувший ст.н.с. Фізико-механічного інституту НАН України

Cлюсаренко Юрій Вікторович

У циклі праць наведено результати теоретичних досліджень властивостей неперехідних металів із поверхнею поділу “метал–вакуум”. Такі дослідження є надзвичайно актуальними з точки зору значного успіху експериментальних досліджень просторово обмежених систем та з огляду на важливість процесів, які відбуваються на поверхнях, зокрема, металів. Автором будується систематичний підхід до опису таких систем із поверхнею поділу в межах концепції псевдопотенціалу з врахуванням його нелокальності. Цей підхід дає змогу отримати важливі для аналізу просторово обмежених металевих систем величини з урахуванням мікроскопічної структури іонної під¬системи та колективних ефектів у неоднорідному електронному газі. А також він дозволяє враховувати наявність зовнішнього електричного поля, яке прикладене до металу. Крім рівноважного опису властивостей неперехідних металів із поверхнею поділу розроблено нерівноважний: побудовано квантово-статистичну теорію електродифузійних та в’язко-теплових процесів електронної підсистеми напів¬об¬ме¬же¬ного металу.
Ураховуючи важливість отриманих результатів, їхню цінність, рекомендую від¬значити цикл праць Марковича Богдана Михайловича присудженням йому премії Президента України для молодих вчених.

Слюсаренко Юрій Вікторович,
Член-кореспондент НАН України,
доктор фіз.-мат. наук, професор,
начальник відділу статистичної фізики
та квантової теорії поля Інституту
теоретичної фізики ім. О.І.Ахієзера ННЦ ХФТІ

Дудка Максим Леонідович

Я знаю автора циклу праць “Квантово-статистичний опис властивостей неперехідних металів з поверхнею поділу” як невтомного, наполегливого і дуже акуратного дослідника. Тому у мене не викликає жодного сумніву наукова цінність його досліджень. Результати отримані у представленому циклі праць привносять значний вклад у фізику поверхневих явищ, зокрема, сприяють розумінню фізичних процесів, які відбуваються на поверхні металів. Окремо слід відзначити впровадження нового підходу для отримання термодинамічного потенціалу напівобмежених систем. Результати представлених досліджень витримали апробацію на міжнародних конференціях і були опубліковані у провідних українських та міжнародних фахових виданнях. Отримані результати є істотним науковим досягненням і сприяють розвитку української науки. Вважаю, що цикл наукових Марковича Б. М. заслуговує на присудження премії Президента України для молодих вчених. Хочу побажати автору успіху і плідного продовження досліджень у даному напрямку.

Дудка Максим Леонідович,
кандидат фіз.-мат. наук,
старший науковий співробітник Інституту фізики конденсованих систем НАН України,
Лауреат Премії Президента України для молодих вчених