Научная тема: «ЛОКАЛИЗАЦИЯ СВЕТА В НЕУПОРЯДОЧЕННЫХ ДИСПЕРСНЫХ СРЕДАХ»
Специальность: 01.04.07
Год: 2015
Основные научные положения, сформулированные автором на основании проведенных исследований:
  • Разработка нового подхода к описанию локализации света, основанного на непосредственном решении уравнения Бете-Солпитера без сведения последнего к транспортному уравнению.
  • Построение теории локализации фотона в плотной случайной упаковке рэлеевских частиц. Обнаружение сильной деформации индикатрисы рассеяния света отдельной частицей системы, выражающейся в аномальном увеличении рассеяния в заднюю полусферу. Обнаружение сильной чувствительности локализации к типу поляризации падающего света. Установление частотного и концентрационного диапазона локализации.
  • Создание нового подхода к описанию электродинамических свойств фрактального кластера (ФК), состоящего из непоглощающих твердых частиц. Исследование явления перенормировки (уменьшения) длины волны λ внешнего излучения по мере его проникновения в ФК. Вычислена эффективная диэлектрическая проницаемость ФК ε . Показано, что ФК характеризуется набором значений ε , каждое их которых соответствует своей степени перенормировки λ. Показано, что эффективная диэлектрическая проницаемость кластера является критической функцией фрактальной размерности кластера d, и при d, меньших некоторого критического значения, она может быть чрезвычайно высокой. Построена теория локализации света в ФК. Вычислено время жизни света, локализованного как в одиночном ФК, так и в агломерате фрактальных кластеров. Предложено использовать вынужденное излучение локализованного света для создания фрактального микролазера, не требующего инверсной заселенности уровней и способного работать в широком диапазоне длин волн (авторское свидетельство № 95115865/25 от 30.10.96). Обнаружено существование режима беспрепятственного прохождения излучения через фрактальную систему неоднородностей - аналога явлению электронной сверхпроводимости в металлах.
  • Предложена новая модель, описывающая жидкометаллический эффект Ребиндера, в основе которой лежит представление о возможности локализации электромагнитного поля в складках границы раздела фаз и компонентов жидкой эвтектической смеси, заполняющей трещины в поверхности твердого металла (типичный пример - жидкая эвтектика In и Ga на поверхности АI). Поскольку в каждой пространственной точке эвтектической смеси соседствуют три различных субстанции (однородный расплав In+Ga, твердый In и твердый Ga), система складок такого интерфейса моделируется известной в топологии структурой Вады-Брауэра - поверхностью, разделяющей три различных области в каждой своей точке. Локализованные фотоны способны "выключить" кулоновское притяжение флуктуаций заряда на противоположных "берегах" заполненной эвтектикой трещины, обеспечивающее ван-дер-ваальсовское притяжение берегов. Предсказано явление испускания локализованного света при жидкометаллическом эффекте Ребиндера и аналогичная эмиссия из казимировской щели с нарушенной симметрией.
  • Предложена новая модель, позволяющая понять причину гигантского комбинационного рассеяния (ГКР) света молекулами, адсорбированными на поверхности малых металлических частиц. В ее основе локализация излучения при многократном неупругом рассеянии света в ансамбле частиц. Двигаясь по замкнутой траектории, виртуальный фотон многократно обменивается энергией со средой распространения, возбуждая в ней флуктуации зарядовой плотности. Энергия этих флуктуаций может быть произвольной величиной, меньшей энергии фотона. Сильные локальные поля, связанные с этими флуктуациями и существующие во всем частот ном диапазоне от ИК до УФ, являются причиной ГКР. Особенности по ведения этих флуктуаций позволяют объяснить специфические черты фликкер-шума, а также объясняют каталитические свойства малых металлических частиц.
  • Доказана возможность локализации фотона при упругом рассеянии даже на паре резонансных рэлеевских частиц. Локализация в этом случае связана с особенностями фотонных траекторий, которые становятся изоморфными цепочечному множеству Антуана, имеющему нулевую топологическую размерность. Переплетение "жестких" антуановских звеньев (из-за сингулярности плотности энерги и) двух реальных фотонов, оказавшихся в системе рассеивателей, приводит к возникновению эффективного взаимодействия между ними.
Список опубликованных работ
1.V. V. Maksimenko, V. A. Zagaynov, I. E. Agranovski, Localization and Poincare catastrophe in the problem of a photon scattering on a pair of Rayleigh particles, Phys. Rev. A, 2013, v.88, p.053823-53837.

2.V.V. Maksimenko, L.Yu. Kupriyanov, V.A. Zagaynov, A.A. Khasanov, I.E. Agranovski , Interference Related Corrections to Classical Gas Diffusion in a System of Small Heterogeneities, Eur. Phys. J. B, 2013, v. 36, p. 555-565.

3.V.V. Maksimenko, L.Yu. Kupriyanov, V.A. Zagaynov, I.E. Agranovski, SERS from Light Localization Positions, J. Raman spectroscopy, 2013, v.44, p.382-392.

4.V.V. Maksimenko, V.A. Zagaynov, I.E. Agranovski, Electrodynamic properties of fractal clusters,Waves in Random and Complex Media, DOI:10.1080/17455030.2014.917776, 2014.

5.В.В. Максименко, Л.Ю. Куприянов, Загайнов В.А., А.А.Хасанов, Элементы самоорганизации при диффузии газа в системе нанонеоднородностей, Труды МФТИ, 2011, т. 3, c. 81-87.

6.Максименко В.В., Куприянов Л.Ю., Загайнов В.А., Замедленная диффузия полярных молекул в ансамбле проводящих наночастиц и ее влияние на чувствительность полупроводниковых сенсоров, Российские нанотехнологии, 2009, т.4, c.134-139.

7.Максименко В.В., Куприянов Л.Ю., Загайнов В.А., Эффективная диэлектрическая проницаемость фрактального кластера, Российские нано-технологии, 2009, т.4., c. 46-50.

8.Максименко В.В., Особенности линейного электромагнитного отклика коллектива наночастиц, Нанотехника, 2004, №1, c.84.

9.Максименко В.В., Крикунов В.А., Лушников А.А., Сильная локализация света в плотноупакованной гранулированной среде, ЖЭТФ, 1992, т. 102, c.1571-1586 .

10.Лушников А.А., Максименко В.В., Квантовая оптика металлической частицы, ЖЭТФ, 1993, т. 103, c.1010-1044.

11.Максименко В.В., Лушников А.А., Фазовый переход видимость-невидимость в фрактальном кластере, Письма в ЖЭТФ, 1993, т. 54, № 4,c. 204-209.

12.Maksimenko V.V., Andreev G.B., Absence of Diffusion Through Fractal Interface, Physica A, 2001, v. 300, No 3-4, p.339-349.

13.Андре ев Г.Б., Максименко В.В., Отсутствие диффузии через фрактальн ую границ у двух сред, Теоретическая и математическая физика, 2001, т. 128, № 2, c.309-319.

14.Lushnikov A.A., Maksimenko V.V., Simonov A.J., Electromagnetic surface modes in small metallic particles, in Electromagnetic surface modes ed. by Boardman A.D., 1982, J. Wiley, Chichester, 305-344.

15.Lushnikov A.A., Maksimenko V.V., Simonov A.J., Surface plasmons in small layer metal particles, Solid state Comm., 1976, v. 20, 545-547.

16.Lushnikov A.A., Maksimenko V.V., Simonov A.J., Surface plasma oscillations in layer metal particles, Z.Phyzik B, 1977, v. 27, p.321-324.

17.Maksimenko V.V., Simonov A.J., Lushnikov A.A., Surface plasmons in thin metal films, circular cylinders, and spherical voids, Phys. Stat. Sol. B, 1977, v. 82, p.685-693.

18.Maksimenko V.V., Simonov A.J., Lushnikov A.A., Far-infrared absorption in small metallic particles, Phys. Stat. Sol. B, 1977, v. 83, p.377-382.

19.Лушников А.А., Максименко В.В., Симонов А.Я., Диэлектрическая проницаемость дисперсных систем, ДАН СССР, 1984, т. 282, № 6, 1348- 1352.

20.Лушников А.А., Максименко В.В., Симонов А.Я., Поглощение низкочастотного электромагнитного излучения мелкими металлическими частицами, ФТТ, 1978, т. 20, № 2, c.505-509.

21.Лушников А.А., Максименко В.В., Симонов А.Я., Сутугин А.Г., Рассеяние электромагнитных волн заряженными частицами, Известия Вузов. Радиофизика, 1984, т. XXVII, № 6, c.726-733.

22.Максименко В.В., Крикунов В.А., Лушников А.А., Потапов В.К., Поверхностные плазмон-поляритоны в островковой металлической пленке, Поверхность. Физика, химия, механика, 1988, № 10, c.21-28.

23.Максименко В.В., Особенности пог лощения свет а фрактальным кластером, Оптика атмосферы и океана, 1997, т. 10, № 10 c.21-28.

24.Максименко В.В., Галямов Б.Ш., Мальцев П.П., Фрактальные кластеры и микросистемная техника - I. Локализация и остановка света в системе непоглощающих наноча-стиц, Нано- и микросистемная техника, 2001, № 7, c. 29-35.

25.Максименко В.В., Галямов Б.Ш., Мальцев П.П., Фрактальные кластеры и микросистемная техника - II. Диэлектрическая проницаемость фрактального кластера, Нано- и микросистемная техника, 2001, № 8, с. 25-30.

26.Максимен ко В.В ., Галямо в Б.Ш., Мальц ев П.П., Фр акталь ные кластеры и микро системная техника - III. Локализация света, индуцированное излучение, "сверхпроводимость" света, "телепортация", Нано- и микросистемная техника, 2001, № 9, с. 13-19.

27.Максименко В.В., Коробко А.П., Андреев Г.Б., Индуцированный светом эффект Ре-биндера в системах с эвтектикой, Журнал Физической Химии, 1998, т. 72, c.1723.

28.Максименко В.В., Коробко А.П., Андреев Г.Б., Жидкометаллическо е охрупчивание фрактальной поверхности металла, Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2001, № 4, c.40- 50.

29.Maksimenko V.V., Localization of light in fractal cluster, J. of Aerosol Science, 1999, v. 30, S1, p.291-292.

30.Lushnikov A.A., Maximenko V.V. Light Absorption by Fractal Cluster. J.Aerosol.Sci., 1991, v.22, p.S395.

31.Maksimenko V.V., Krikunov V.A., Lushnikov A.A., Optics of aerosol deposit, J.Aerosol Sci., 1993, v. 21, S. 1, p.S555-S558.

32.Lushnikov A.A., Maksimenko V.V., Electrodynamics of a charged spherical particle, J.Aerosol Sci., 1993, v. 24, S. 1, p.S53-S54.

33.Galyamov B.Sh., A.A. Lushnikov A.A., V.V. Maximenko V.V., Negin A.E., Yablokov M.Yu., Interaction of Long Wavelength Photons with Fractal Aggregates, J. of Aerosol Sci., 1996, v.27, p.551.

34.Maksimenko V.V., Localization of Photon between Pair of Particles-1. Elastic Scattering, J.of Aerosol Science, 1999, v. 30, p.287-288.

35.Maksimenko V.V., Diffusion of polar molecules in dense system of small conductive particles. A new mechanism of physical adsorption, J. Aerosol science, 2001, v.32, No 1, p.585-586.

36.Maksimenko V.V., Localization of Photon between Pair of Particles-2. Inelastic Scattering, J.of Aerosol Science, 1999, v. 30, S1, p.289-290.

37.Galyamov B.S., Lushnikov A.A., Maximenko V.V. et al, Interaction of long wavelength photons with fractal aggregates, J.Aerosol Sci., 1996, Suppl. 1, p.551-552.

38.V. A. Zagainov, S. F. Timashev, Yu. G. Biryukov, D. V. Vodyanik, I. E. Agranovskii, A. A. Lushnikov, E. V. Zhukova, V. V. Maksimenko, N. S. Malyshev Dynamic State of the Atmosphere in Aerosol Components Russian Journal of Physical Chemistry B, 2012, Vol. 6, No. 1, p. 89-99.

39.И.Е. Аграновский, А.Е. Алоян, Ю.Г. Бирюков, В.А. Загайнов, Н.П.Калашников, А.А.Лушников, В.В. Максименко, Мониторинг атмосферных аэрозольных радиоактивных загрязнений: аппаратное обеспечение и модельное сопровождение, Вестник НИЯУ МИФИ, 2013,т.2, c.5-14.

40.Горбачев Л.П., Максименко В.В., Никитин Н.В., О влиянии эффекта Холла на вращательное движение плазмы в скрещенных электрическом и магнитном полях, ЖТФ, 1975, т.45, c.1030-1035.

41.Галямов Б.Ш., Максименко В.В., Мальцев П.П., Способ преобразования излучения в когерентный свет устройствами микронного размера, Авторское свидетельство № 95115865/25 от 30.10.96.

Публикации, не входящие в список ВАК

1.Максименко В.В., Андреев Г.Б., Влияние формы проводящей аэрозольной частицы на ее светорассеивающие характеристики, сб. Естественные и антропогенные аэрозоли, Санкт-Петербург, 1998, с. 189-215.

2.Лушников А.А., Максименко В.В., Симонов А.Я., Электромагнитные свойства малых металлических частиц, сб. Диспергированные металлические пленки, 1976, изд. АН УССР, Киев, c.72-78.

3.Sutugin A.G., Osipov V.P., Maksimenko V.V., The resonance scattering of the electromagnetic radiation by charged particles in the atmosphere, Proceedings 8 th international conference on atmospheric electricity, 1988, Uppsala, Sweden, c.1988-1997.

4.Maksimenko V.V., Liquid Metal Embrittlement of Materials (Rehbinder Effect) as Means of Effecting Military Equipment. Physics of Phenomenon, Non-Letal Weapons. New Options facing the Future. Ettlingen. Germany, 2001, p. 39-1 - 39-12.

5.Максименко В.В., Загайнов В.А., Андреев Г.Б., Диффузия молекул в фрактальных кластерах атмосферы, сб. Физика атмосферного аэрозоля, Москва, 1999, c.245-256.

6.Максименко В.В., Андреев Г.Б., Особенности диффузии газа через фрактальную границу двух сред, Труды международной аэрозольной конференции, Москва, 2000, c.77-86.

7.Максименко В.В., Локализация полярных молекул в коллективе проводящих частиц (новый механизм физической адсорбции), Материалы третьих Петряновских чтений, Москва, 2001, c.43-52.

8.Maksimenko V.V., Light Localization in Fractal Systems, in Biophotonics and Coherent Systems, Moscow University Press, 2000, Moscow, c.151- 171.

9.Maksimenko V.V., Antoine´s Localization of Photon inside Fractal Cluster, Fractal in Engineering, Delft, Netherlands, 1999, c.355-358.

10.Лушников А.А., Максименко В.В., Симонов А.Я., и др., Оптические свойства малых металлических частиц, препр. ИТФ СО АН СССР, 1985, т. 133, c.1-62.

Доклады на конференциях

1.Galyamov B.Sh., Kupriyanov L.Yu., Maximenko V.V.et al, Light Localization in Fractal Systems of Quantum Dots, Всероссийская научно-техническая конференция "Микро- и наноэлектроника -98" т.2, 1998, Р3-43.

2.Galyamov B.Sh., Lushnikov A.A., Maximenko V.V. et al, Optical Properties of Fractal Clusters, Proceedings of International Conference "Nanomeeting-97", 1998, c.136.

3.V.V.Maksimenko, A.P.Korobko, Multiple inelastic light scattering in collective of nano-particles: applications to heterogeneous catalysis, 1-th Intern. Conference "Highly-Organized Catalytic Systems", Russia, Chernogolovka, 2002, p.76.

4.В.В.Максименко, Линейный электромагнитный отклик фрактального кластера, Труды первого Всероссийского семинара "Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении", Москва, 1997.

5.V.V. Maksimenko, Influence of electric dipole moment on the diffusion of molecules in agglomerate of aerosol particles, European Aerosol Conference, Ghent, Belgium, 2005, p. 680.

6.V.V. Maksimenko, G.B.Andreev, European Aerosol Conference, Ghent, Belgium, 2005, p. 681.

7.V.V.Maksimenko, A.P.Korobko, Multiple inelastic light scattering in collective of nano-particles: applications to heterogeneous catalysis, 1-th Intern. Conference "Highly-Organized Catalytic Systems", Russia, Chernogolovka, 2002, p.76.

8.V.V. Maksimenko, B.Sh. Galymov, L.Yu. Kupriynov, Diffusion of ideal gas in fractal system of heterogeneities. 1. Stopping of diffusion inside fractal cluster, European Aerosol Conference, EAC-2003, Madrid, Spain, 2003, p.23-24.

9.V.V. Maksimenko, B.Sh. Galymov, L.Yu. Kupriynov, Diffusion of ideal gas in fractal system of heterogeneities. 2. Time oscillations of molecule concentration inside fractal cluster, European Aerosol Conference, EAC-2003, Madrid, Spain, 2003, p.25-26.

10.А.А.Лушников, В.В.Максименко, А.Я.Симонов, А.Г.Сутугин, Рассеяние электромагнитных волн заряженными частицами, Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции по аэрозолям, Ереван, 1982, p.23.

11.В.В.Максименко, Диффузия полярных молекул в агломерате аэрозольных частиц, Аэрозоли и безопасность, Обнинск, окт. 2005.

12.В.В.Максименко, Г.В.Андреев, Элементы самоорганизации при диффузии газа в системе малых неоднородностей, Аэрозоли и безопасность, Обнинск, окт. 2005.

13.Лушников А.А., Пахомов А.В., Максименко В.В., Андронова А.В., Оптические свойства фрактальных агрегатов Ag частиц, Тезисы докладов IV Всесоюзного совещания по распространению лазерного излучения в дисперсной среде, Барнаул, 1988, c.25-27.

14.Лушников А.А., Максименко В.В., Симонов А.Я., Диэлектрическая проницаемость дисперсных систем, Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции по аэрозолям, Ереван, 1982, c.23.

15.Лушников А.А., Максименко В.В., Симонов А.Я., О диэлектрической проницаемости дисперсных систем, Материалы Ш Всесоюзного симпозиума " Свойства малых частиц и островковых металлических пленок", Львов, 1980, c.72.

16.Симонов А.Я., Максименко В.В., Лушников А.А., Электродинамические свойства высокодисперсных металлических аэрозолей, Материалы физико-химической, промышленной и приборной секций III Всесоюзной конференции по аэрозолям, Ереван, 1977, c.30-31.

17.В.В. Максименко, Локализация фотона на паре частиц. 1. Упругое рассеяние, сб. Физика атмосферного аэрозоля, Москва, 1999, с. 216-217.

18.В.В. Максименко, Г.Б. Андреев, Отс утствие диффузии через фрактальн ую границ у двух сред, сб. Естественные и антропогенные аэрозоли, Санкт-Петербург, 1999, с. 48.

19.В.В.Максименко, Особенности локализации света в фрактальном кластере, сб. Естественные и антропогенные аэрозоли, Санкт-Петербург, 1999, с. 49.

20.В.В.Максименко, Эффективная остановка диффузии и возникновение осцилляций концентрации газа в системе нанонеоднородностей, международная конф. Математические методы в технике и технологиях ММТТ-21, 2008.

21.В.В.Максименко, Куприянов Л.Ю, Локализация света в фрактальных кластерах и ее технологические применения, Межд. конф. Фотоника органических и гибридных структур, Черноголовка, сентябрь, 2011.

22.В.В. Максимен ко , То поло гические о со бенно сти жи дкометаллического о хр упчи ван ия поверхности твердых тел, Межд. конф. Деформация и разрушение материалов и на-номатериалов, Москва, октябрь, 2011.

23.V.V. Maksimenko, V.N. Ignatov, Optical cloaking and agglomerated fractal clusters, European Aerosol Conference, 2011, Manchester.

24.V.V. Maksimenko, Effective dielectric permeability of a fractal cluster, European Aerosol Conference, 2009, Karlsruhe, Abstract T076A05.