Фізичний факультет

Кафедра фізики твердого тіла

Кафедра фізики твердого тіла відкрита в 1972 році. Першим завідувачем кафедрою був доктор фізико-математичних наук, професор О. С. Хлистов. У створенні навчальних і наукових лабораторій, структурних підрозділів кафедри активну участь приймали: професори Селезньов В. Н., Сергєєв М. О.; доценти Єфімов В. Г., Пухов І. К., Панкратов О. К., Стародубов В. І., Стругацький М. Б., Щербаков В. М., Яценко О. В.; асистенти Чуклов В. О., Новікова Т. А., Сапига О. В., Шиндель В. О., Ягупов С. В., Максимова О. М.; наукові співробітники Лактіонов В. Т., Мальнєв В. В., Прокопов О. Р., Руденко В. І.
З 1988 по 1989 рік завідувачем кафедри був доктор фізико-математичних наук, порфесор Пивоваров В. Г., з 1989 по 1993 рік - доктор фізико-математичних наук, професор Сєргєєв М. О. В 1993 році кафедрою завідував кандидат фізико-математичних наук, доцент Яценко О. В.
З 1993 р. по 1997 рік кафедру очолював доктор фізико-математичних наук, професор Селезньов В. Н.

Загальна інформація

До складу кафедри входять наступні лабораторії: лабораторія електрики та магнетизму; лабораторія рентгеноструктурного

аналізу; лабораторія росту кристалів; лабораторія радіоспектроскопії; лабораторія фізики кристалів. Найбільш важливі експериментальні установки, які використовувалися як у навчальній роботі, так і в наукових дослідженнях: ЯМР-спектрометр широких ліній, що дозволяє прецизійно вимірювати форму ліній ЯМР; імпульсний когерентний ЯМР-спектрометр; рентгенівські діфрактометри ДРОН-3 і ДРОН-3М; рентгенівська топографічна установка УРТ-1, що дозволяє вивчати дефектну структуру кристалів п'ятьма методами; металографічний мікроскоп МІМ-7; установка для виміру електричних властивостей піроелектриків; установка для виміру фотострумів короткого замикання у сегнетоелектриках; оптичний спектрофотометр ЛУЧ-1; ростовий комплекс для синтезу профільованих кристалів КРИСТАЛЛ-606; установки для синтезу кристалів з розчину в розплаві та з газової фази; апарат лазерного зварювання КВАНТ15, що дозволяє робити обробку кристалів; прецизійна установка диференційно-термічного аналізу; магнітооптичний магніто-анізомерт із приставкою для створення регульованого одноосьового тиску в зразках.

Співробітники

На кафедрі працюють висококваліфіковані фахівці:

• О. В. Яценко - професор, доктор ф.м. наук;

• М. І. Карпенко - доцент, кандидат ф.м. наук;

• О. В. Сапіга - доцент, кандидат ф.м. наук;

• О. М. Максимова - доцент, кандидат ф.м. наук;

• О. Я. Хренов - старший викладач;

  

• В. О. Чуклов - старший викладач;

• С. В. Ягупов - старший викладач;

• С. В. Євдокимов - молодший науковий співробітник;

навчально-допоміжний персонал:

• В. І. Андрієвський;

• Ю. О. Могиленець;

• І. А. Наухацький;

• Н. С. Постивей.

Дисципліни

• Кристалографія (Максимова О. М., доцент)

• Кристалофізика (Стругацький М. Б., доцент)

• Введення у ФТТ (Стругацький М. Б., доцент)

• Фізика металів (Яценко О. В., професор)

• Фізика напівпровідників і діелектриків (Стругацький М. Б., доцент, Хренов О. Я. старший викладач, Ягупов С. В., старший викладач)

• Ріст кристалів (Ягупов С. В., старший викладач)

• Сучасні методи синтезу кристалів. Основи керування процесом кристалізації (Ягупов С. В., старший викладач)

  

• Методи дослідження структурних недосконалостей кристалів (Хренов О. Я., старший викладач)

• Методи радіологічного контролю природних і синтетичних матеріалів (Хренов О. Я., старший викладач)

• ЯМР у твердих тілах (Яценко О. В., професор)

• Радіоспектроскопія твердих тіл (Яценко О. В., професор)

• Рентгеноструктурний аналіз (Максимова О. М., доцент)

• Прикладна магнітооптика (Карпенко М. І., доцент)

• Коливальна спектроскопія (Максимова О. М., доцент, Хренов О. Я., старший викладач)

• Магнітні властивості твердих тіл (Сапіга О. В., доцент, Стругацький М. Б., доцент)

• Поверхневий магнетизм (Стругацький М. Б., доцент)

• Комп'ютерна фізика (Чисельні методи у фізиці) (Максимова О. М., доцент)

• Програмне забезпечення фізичних досліджень (Сапіга О. В., доцент)

• Електрика та магнетизм (Карпенко М. І., доцент, Сапіга О. В., доцент, Стругацький М. Б., доцент, Чуклов В. О., старший викладач, Яценко О. В., професор)

• Оптика (Карпенко М. І., доцент, Сапіга О. В., доцент, Стругацький М. Б., доцент, Чуклов В. О., старший викладач)

Спеціалізація

Дослідники в області структури та фізичних властивостей твердого тіла, знайомі з теорією та володіючи експериментальними методами вивчення твердого тіла, такими як рентгеноструктурний аналіз, радіо- і оптична спектроскопія, магнітооптика, магніто- і електрометрія та ін. Випускники володіють сучасними методами синтезу кристалів. Вони працюють у наукових, навчальних установах, у виробничій сфері, у дослідницьких структурах правоохоронних органів.

Навчальна робота

Кафедра готує бакалаврів (3 і 4 курси), спеціалістів і магістрів (5 курс). При кафедрі є ефективно працююча аспірантура й докторантура.

Наукова робота

Основні напрямки робіт:

• Дослідження структури й фізичних властивостей магнітовпорядкованих кристалів;

• Поверхневий магнетизм;

• Магнітоакустика антіферромагнетиків;

• Дослідження структури й фізичних властивостей сегнетоелектричних матеріалів;

• Розробка апаратур для експериментальних досліджень (ЯМР, електрометрія, магнітометрія, вирощування кристалів);

• Дослідження структури й фізичних властивостей пористих алюмосилікатів (цеолітів);

• Розробка технології вирощування монокристалів магнітних ферродіелектриків;

• Вирощування профільованих монокристалів лейкосапфіра;

• Прикладна магнітооптика (розробка приладів і пристроїв оптичної обробки інформації й зв'язки на основі магнітооптичних систем).

Основні результати:

• Розроблені технології розчино-розплавного синтезу кристалохімічних рядів магнітновпорядкованих кристалів на основі літієвої шпінелі, гематиту й бороферитів, що охоплюють кристалічні класи кубічної, ромбоендричної і ромбічної систем;

• З розчину в розплаві синтезовані високодоскональні кристали бората заліза, FeBO3, у тому числі й збагачені до 90% мессбауеровським ізотопом 57Fe, що сприяло розвитку нового методу досліджень

  

  - магнітної мессбауерографії;

• З використанням малих навішень вихідних реактивів проведені прецизійні ДТА-дослідженнь умов синтезу монокристалів FeBO3 і Fe3BO6;

• Розроблено технологію газотранспортного синтезу ізометричних монокристалів бората заліза;

• На небазисних гранях ізометричних монокристалів бората заліза; виявлений і досліджений поверхневий магнетизм, розвинена теорія;

• Досліджені магнітоакустичні ефекти в кристалах бората залоза, побудована теорія магнітного двузломлення звуку в цьому кристалі, що враховує експериментальні граничні умови й структурні особливості кристалів бората заліза;

• На основі подань про магнітне двузломлення звуку побудована теорія, що дозволяє інтерпретувати експериментальні особливості акустичного резонансу в антіферромагнетиці FeBO3;

• Досліджено процеси намагнічування монокристалів бората заліза, підданих аксіальному тиску;

• Освоєні технології синтезу профільованих монокристалів лейкосапфіра у вигляді пластин, труб і більше складних перетинів, виготовлені зразки різних деталей з них;

• Розроблено методику аналізу недосконалості сенетоелектричних кристалів, заснована на зіставленні експериментальних даних ЯМР і результатів комп'ютерного моделювання спектрів ЯМР;

• Розроблено нові методи розрахунку локального електричного поля в довільних кристалічних структурах;

• Запропоновано нові методи розрахунку електронної поляризованості й ефективності зарядів іонів у сегнетоелектричних кристалах;

• Отримано результати, що дозволяють уточнити структуру кристалів ниобата літію конгруентного складу;

• Досліджено ряд особливостей ефекту довгострокової оптичної пам'яті в кристалах ниобата літію;

• Проведено експериментальні й теоретичні дослідження впливу повільних рухів на форму сигналів ЯМР;

• Методом ЯМР із залученням інших фізичних методів проведене дослідження регулярної дифузії молекул води в нанопористих каналах цеоліту натроліта;

  

• За даними ЯМР на квадрупольних ядрах досліджена динаміка цеолітного каркаса й катіонів у натроліті в широкому діапазоні температур;

• Методами ЯМР і термогравиметрії досліджений вплив слабкої дегідратації на структуру й динаміку каркаса волокнистого цеоліту натроліта;

• Розроблений та виготовлений макет мініЯМР-релаксометра з робочою частотою 20МГц, призначений для експресаналіза, що й дозволяє вимірювати часи релаксації на ядрах 1H, 19F і деяких квадрупольних ядрах;

• На основі ферріт-гранатових плівок розроблений новий клас магнітооптичних приладів для систем оптичної обробки інформації й зв'язки;

• Розроблено нові магнітооптичні методи виміру параметрів ферріт-гранатових плівок.

Зв'язку, контакти

Науково-дослідна робота кафедри ведеться в співробітництві з дослідницькими установами України й інших країн: Донецький фізико-технічний інститут, Інститут радіотехніки й електроніки (м. Харків), НТК "Інститут монокристалів" (м. Харків), Інститут фізики (м. Київ) (всі НАН України), Інститут загальної фізики РАН (м. Москва), Інститут фізпроблем РАН (м. Москва), Інститут кристалографії РАН (м. Москва), Інститут фізики СОРАН (м.Красноярськ), Московський державний університет, РНЦ "Курчатовський інститут" (м.Москва), Санкт-Петербурзьий державний університет, Інститут хімії силікатів РАН, НПО "ВНИИФТРИ" (Московська область), Вища педагогічна школа (Польща), Щецинський університет (м.Щецин, Польща), Інститут мікроелектроніки (м.Лілль, Франція), Інститут неорганічної хімії СОРАН (м.Новосибірськ), Університет м. Сассари (Італія).

Публікації

1. Sapiga A.V., Sergeev N.A. NMR Investigation of Natrolite Structure. Cryst. Res. Technol. 2001, v. 36, N 8-10, p. 875-883.

2. Яценко А.В. Оптимизация расчетов локального электрического поля в кристаллах методом переходной области. Кристаллография. т.46. N 3. 2001 с. 411 - 414, 0,5 п.л.

3. Yatsenko A.V. Calculation of the electronic polarizability of an O2- ion in stoichiometric LiNbO3. Physica B: Condensed Matter, 305, Issues 3-4, November 2001, p. 287-292.

4. Strugatsky M.B., Skibinsky K.M., Tarakanov V.V., Khizhnyi V.I. Fine structure of Gakel'-Turov oscillations in Iron Borate. //JMMM 2002. Vol. 241, p. 330-334.

5. Mitsay Yu. N., Strugatsky M.B., Skibinsky K.M., Korolyuk A.P., Tarakanov V.V., Khizhnyi V.I. Gakel'-Turov oscillations in Iron Borate. //JMMM 2000. Vol. 219, p. 340-348.

6. Strugatsky M.B., Skibinsky K.M., Tarakanov V.V., Khizhnyi V.I., Korolyuk A.P. Gakel'-Turov oscillations in Iron Borate. The Physics of Metals and Metallography 2001. Vol. 92, N 1, p. 127-129.

7. Strugatsky M.B., Yagupov S.V. Effect of pressure on magnetic state of Iron Borate. Functional Materials 2002. Vol. 9, N 1, p. 72.

8. Яценко А.В., Евдокимов С.В. Датчик сигналов ЯМР для исследования веществ с большим значением Т1. //ПТЭ, 2003, N 1, с. 64- 66.

   

9. Яценко А.В. Расчет эффективных зарядов ионов в сегнетоэлектриках типа смещения. //Кристаллография, 2003, Т. 48, N 3, с. 545 - 548.

10. Яценко А.А., Яценко А.В. Расчет квадрупольной поляризуемости ионов О2- в ионных кристаллах на примере сегнетоэлектрика LiNbO3. //Физика и химия стекла. - 2003. - Т. 29, N 4. - с. 562-566.

11. Евдокимов С.В., Яценко А.В. Исследование локализации ионов Н+ в стехиометрическом LiNbO3. //Кристаллография. - 2003. - Т. 48, N 4. - с. 594-597.

12. Olszewfki M., Sergeev N.A., Sapiga A.V. Nonmarcovian dynamic NMR spectra in solid //Z. Naturforch ,V. 59, p. 501-504, 2004

13. Яценко А.В. Электростатическая модель пироэлектрика ·-LiIO3 //Кристаллография. - 2005. - т. 50, N 6. - с. 1047-1052.

14. Евдокимов С.В., Яценко А.В. Особенности темновой проводимости кристаллов ниобата лития конгруэнтного состава //ФТТ. - 2006. - т. 48, N 2. - с. 317-320.

15. Карпенко Н.І., Ушакова Т.С., Мойсеєнко О.В. Спосiб визначення кута виходу вектора намагнiченостi в тонких плiвках. Патент Украины N 32698А, 15.02.01

16. Карпенко Н.И., Прокопов А.Р. Дубинко С.В. Способ определения угла выхода вектора намагниченности в магнетиках. Патент Украины N 67419, 15.06.04

17. Strugatsky M.B., Skibinsky K.M. Acoustic resonances in antiferromagnet FeBO3. //JMMM. In press.

18. Полулях С.Н., Сапига А.В. Использование случайных чисел при компьютерном моделировании сигналов магнитного резонанса //Журнал технической физики 2006. - т. 76, вып. 4.