Защита диссертации Шаяхметханқызы Айтолқын Омархан на соискание степени доктора философии (PhD) по образовательной программе «8D05323 - Техническая физика»

В Евразийском национальном университете имени Л.Н. Гумилева состоится защита диссертации на соискание степени доктора философии (PhD) Шаяхметханқызы Айтолқын Омархан на тему Квантово-химическое исследование стабильных боридов и нитридов марганца и их механических свойств при экстремальных давлениях по образовательной программе «8D05323 – Техническая физика».

Диссертация выполнена на кафедре «Кафедра Технической физики» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева.

Язык защиты - на русском

Официальные рецензенты:

Сергеев Даулет Максатович – к.ф.-м.н., ассоциированный профессор, подполковник, начальник кафедры конструкции и эксплуатации радиоэлектронного оборудования РГУ «Военный институт Сил воздушной обороны имени дважды Героя Советского Союза Т.Я. Бегельдинова» МО РК, г. Актобе, Республика Казахстан;

Каптагай Гулбану Алибековна – PhD, ассоциированный профессор кафедры физики Казахского национального женского педагогического университета, г. Алматы, Республика Казахстан.

Временные члены Диссертационного совета:

Алдонгаров Ануар Акылханович – доктор философии (PhD), доцент кафедры «Техническая физика» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева, г. Астана, Республика Казахстан;

Жантурина Нургул Нигметовна – к.ф.-м.н., ассоциированный профессор, Актюбинский региональный государственный университет им. К.Жубанова, г. Актобе, Республика Казахстан;

Калытка Валерий Александрович - кандидат физико – математических наук, доктор философии PhD, ассоциированный профессор, и. о. Профессора кафедры «Энергетические системы», НАО "Карагандинский технический университет имени Абылкаса Сагинова", г. Караганда,  Республика Казахстан.

Научные консультанты:

Акилбеков Абдираш Тасанович – к.ф.-м.н., профессор кафедры «Техническая физика» ЕНУ имени Л.Н. Гумилева, г. Астана, Республика Казахстан

– Беккер Татьяна Борисовна – доктор геолого-минералогических наук, профессор Российская академия наук, ведущий научный сотрудник Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, г. Новосибирск, Российская Федерация

Защита состоится: 2 мая 2026 года 14:00 часов в Диссертационном совете по направлению подготовки кадров «8D053 – Физические и химические науки» по специальности «8D05323 – Техническая физика» Евразийского национального университета имени Л.Н. Гумилева. Заседание диссертационного совета будет проходить в офлайн и онлайн форматах.

Ссылка: https://share.kz/gVk8 

Адрес: г. Астана, ул. Кажымукана, 13, аудитория №310 

Аннотация (рус.):Цель диссертационного исследования Целью диссертационного исследования является выявление стабильных структур боридов и нитридов марганца, а также оценка механических свойств стабильных структур. Задачи исследования 1. Провести теоретический поиску стабильных кристаллических структур в системах Mn–B и Mn–N в диапазоне давлений 0–200 ГПа. 2. Определить интервалы устойчивости обнаруженных структур боридов и нитридов марганца с учетом спин-поляризации. 3. Рассчитать фононные дисперсионные кривые и определить динамическую устойчивость найденных структур. 4. Рассчитать фазовые P–T диаграммы найденных боридов и нитридов марганца. 5. Рассчитать упругие постоянные Cij и с помощью них оценить механические свойства боридов и нитридов марганца. Методы исследования В настоящем исследовании расчет по поиску стабильных кристаллических структур проводился с помощью эволюционных алгоритмов реализованных в программном пакете USPEX. Все расчеты проводились в рамках теории функционала плотности с использованием программного пакета VASP. Фононные дисперисонные кривые рассчитывались с помощью метода сверхячейки и метода конечных сдвигов реализованных в программе Phonopy. Упругие постоянные Cij рассчитывались с помощью соотношения «деформация–напряжение» и далее упругие модули рассчитывались с помощью усреднения Фойгта-Рейсса-Хилла. Твердость по Виккерсу оценивалась с помощью эмпирических моделей Чена и Тиана. Основные положения (доказанные научные гипотезы и другие выводы, являющиеся новыми знаниями), выносимые на защиту 1. В системе Mn–B в интервале давлений 0–200 ГПа присутствуют восемь стабильных промежуточных соединений: Mn2B, MnB, Mn3B4, Mn2B3, MnB2, MnB3, MnB4 и MnB6. Шесть из этих соединений классифицируются как твёрдые материалы. 2. Учёт влияния температуры на фазовые равновесия в системе MnN снимает противоречия между ранее опубликованными теоретическими и экспериментальными результатами. Таким образом, в интервале давлений 0–200 ГПа существует четыре термодинамически стабильные модификации MnN: F4 ̅3m, I4/mmm, P63/mmc и Pnma. 3. В системе Mn–N в интервале давлений 0–200 ГПа присутствуют шесть стабильных промежуточных соединений: Mn3N, Mn5N2, Mn2N, MnN, MnN2 и MnN4. Четыре из этих соединений классифицируются как твёрдые материалы. Описание основных результатов исследования В диссертационной работе впервые была предсказана новая структура в системе Mn-N, и для систем Mn-B, Mn-N была установлена динамическая стабильность с помощью расчета фононных спектров. Определены поля устойчивости найденных MnxBy и MnxNy структур, где указывается какие стехиометрий являются стабильными во всем диапазоне давлений 0–200 ГПа и какие стехиометрий распадаются на изохимические смеси, являясь нестабильной при определенных давлениях. Обоснование новизны и важности полученных результатов Основные результаты, полученные автором, являются новыми: 1. Впервые были рассчитаны все фазовые взаимоотношения промежуточных соединений в системах Mn–B и Mn–N и построены соответствующие P–T диаграммы. 2. Предсказан один новый нитрид марганца Mn5N2, который стабилизируется выше 180 ГПа и имеет структуру C2/m. 3. Было установлено, что недавно экспериментально синтезированная выше ~55 ГПа новая высокобарическая фаза MnN должна иметь искаженную структуру типа NiAs ромбической симметрии (Pnma). 4. Впервые были оценены механические свойства всех промежуточных соединений в системах Mn–B и Mn–N. Соответствие направлениям развития науки или государственным программам Диссертационная работа соответствует приоритетным направлениям развития науки, которые реализуются в Республике Казахстан и содержит новые научно обоснованные теоретические результаты, совокупность которых имеет важное значение для развития исследуемых научных направлений. Описание вклада соискателя в подготовку каждой публикации Все теоретические расчеты диссертационного исследования проводились лично автором при участии сотрудников лаборатории экспериментальной геохимии и петрологии мантии Земли Новосибирского государственного университета и лаборатории фазовых превращений и диаграмм состояния вещества Земли при высоких давлениях Института геологии и минералогии имени В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наук. Обработка и анализ результатов были выполнены совместно с научными консультантами. По материалам диссертационного исследования опубликованы 3 статьи в рецензируемых научных журналах, индексируемых в международных базах данных Web of Science и Scopus 1. Sagatov N., Bazarbek A., Omarkhan S., Akilbekov A., Sagatova D. Structure searching and phase relationships in MnN up to 50 GPa: a DFT study. Physical Chemistry Chemical Physics, 2024, volume 26, pp. 28947. (квартиль Q2) 2. Bazarbek A., Sagatov N., Omarkhan S., Sagatova D., Akilbekov A. High-pressure stability and mechanical properties of manganese nitrides: A DFT study. Computational Materials Science, 2025, volume 14 (8), 730, pp. 1-13. (квартиль Q2) 3. Bazarbek A., Sagatov N., Omarkhan S., Sagatova D., Bekker T., Akilbekov. A. DFT investigation of Mn–B compounds under high pressures: Thermodynamic stability and mechanical properties. Vacuum, 2026, volume 243, pp. 11843. (квартиль Q2) Апробация работы Результаты диссертационной работы были представлены в 2 тезисах и докладах, опубликованных в трудах международных научных конференций. – международной научной конференции студентов и молодых ученых «Наука и образование – 2023» (Астана, 2023); – международной научной конференции студентов и молодых ученых «Фараби әлемі - 2023» (Алматы, 2023); Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения и списка используемых источников. Объем диссертации составляет 132 машинописную страницу, включает 50 рисунков, 24 таблицы и 236 использованных источников источника.

Диссертация

Список научных трудов

Отзыв научного консультанта

Отзыв зарубежного консультанта

Заключение комиссии по этической оценке исследований

Отзыв официального рецензента

Отзыв официального рецензента