Наукова робота

Напрямки наукової роботи кафедри

Дослідження електричних і магнітних властивостей матеріалів із вузькими енергетичними зонами

Дослідження впливу лазерних ударних хвиль на фізичні властивості матеріалів з метою керування дефектною підсистемою цих матеріалів

Ефекти міжелектронних взаємодій в квазіодновимірних органічних надпровідниках

Вплив форми густини електронних станів на електричні та магнітні властивості вузькозонних матеріалів

Історія науки і техніки

 ЕЛЕКТРИЧНІ ТА МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ МАТЕРІАЛІВ З ВУЗЬКИМИ ЗОНАМИ ПРОВІДНОСТІ

Керівник – д-р ф.-м.н., проф. Л.Д.Дідух

Склад науково-дослідної групи на даний час:

к.ф.-м.н., доц. О.І. Крамар,  к.ф.-м.н., доц. Ю.Л. Скоренький, асистент Ю.М. Довгоп’ятий, к.ф.-м.н., ст. наук. співробітник Ю.В. Дрогобицький, наук. співробітник С.О. Дубик, наук. співробітник В.А. Стефанський.

Основні наукові результати:

Розроблена теорія міжелектронних взаємодій у кристалах з вузькими енергетичними зонами (прикладами таких матеріалів є дисульфіди перехідних металів, оксиди перехідних металів з високо­температурною надпровідністю, монокристали VO та оксид ванадію, легований хромом, фази Магнелі ванадію та титану, леговані халько­геніди перехідних металів). Теорія дозволяє інтерпретевати наявні експериментальні дані по вузькозонних матеріалах (електричні та магнітні властивості), прогнозувати зміну цих властивостей під дією зовнішніх впливів (температури, тиску, легування, електричног та магнітного полів, освітлення). Доведена можливість реалізації специфічних фізичних ефектів у вузькозонних матеріалах (аналогічних до ефектів Пельтьє та Зеебека, але в однорідних матеріалах).

Результати досліджень опубліковані в провідних фізичних журналах. Загальна кількість публікацій – понад 140 (з них – 2 монографії).

Науково-дослідні держбюджетні теми Міністерства освіти і науки України, які виконано науково-дослідною групою:

“Електричні та магнітні властивості наноструктурних низьковимірних електронних систем та вузькозонних сполук перехідних металів” № держреєстрації 0109U002292 (01.2009р.-12.2011р.)

“Магнітні та немагнітні електронні впорядкування у вузькозонних матеріалах та пов’язані з ними фазові переходи”, № держреєстрації 0106U000121 (01.2006р.-12.2008р.)

“Електронні кореляції у вузьких енергетичних зонах: магнетизм та термо-магніто-електричні властивості”  № держреєстрації 0103U003516 (01.2003р.-12.2005р.)

“Іонний та електронний транспорт в іонних провідниках та матеріалах з вузькими зонами провідності” № держреєстрації 0101U007172 (07.2001р.-12.2005р.)

“Дослідження  кореляційних ефектів в матеріалах з  вузькими зонами провідності та  прогнозування змін їх фізичних властивостей під дією зовнішніх впливів” № держреєстрації 0100U000787 (01.2000р.-12.2002р.)

“Дослідження  специфічних вузькозонних ефектів та створення на їх  основі фізико-математичних моделей електронних пристроїв” № держреєстрації 0198U005105 (01.1998р.-12.1999р.)

ДОСЛІДЖЕННЯ ВПЛИВУ ЛАЗЕРНИХ УДАРНИХ ХВИЛЬ НА МАТЕРІАЛИ З МЕТОЮ КЕРУВАННЯ ЇХ ВЛАСТИВОСТЯМИ

(к.т.н.,проф. Нікіфоров Ю.М., к.ф.-м.н., доц. Ковалюк Б.П., к.т.н., с.викл. Сіткар О.А., к.т.н. Мочарський В.С.)

Починаючи з 1981 року на кафедрі фізики започатковано проведення наукових дослід­жень по вивченню впливу лазерних ударних хвиль на електрофізичні властивості матеріалів.

В 1982 році створено “Лабораторію лазерного впливу на матеріали”. Основу матеріальної бази лабораторії складають лазерні установки: ГОС-1001 з Li-F затвором, Арзни-210, ОКГ-1, та вимірювальний комплекс на базі осцилографів з пам’яттю та спеціальних вимірювачів енергії та потужності.

В лабораторії проводяться дослідження умов генерації ударних хвиль в прозорих конденсованих середовищах при опроміненні з різною довжиною хвилі та їх вплив на електрофізичні властивості матеріалів в інтервалі температур 77-1200К.

Були виконані госпдоговірні роботи на замовлення науково-дослідних установ: КБ “Салют”, НВО “ТулаЧермет”, Інституту металургії імені А.А.Байкова АН СРСР.

Окремий етап в житті лабораторії – робота в рамках Всесоюзної програми “Дослідження матеріалів для першої стінки термоядерного реактора” у співпраці із Інститутом металофізики АН України. В 1990 році було організовано республіканський науково-практичний семінар: “Променева обробка композитних матеріалів в техніці”.

Отриманий співробітниками лабораторії досвід роботи  використаний при конструюванні та виготовленні лабораторних медичних лазерних  установок для санаторію “Медобори” та в I і II міських лікарень Тернополя.

Результати досліджень проведених в лабораторії опубліковані в міжнародних, всесоюзних, вседержавних та республіканських наукових журналах, вісниках та матеріалах конференцій.

В даний час ведеться розробка науково-дослідної теми “Розроблення методу підвищення ударної в’язкості теплостійких сталей наносекундними лазерними імпульсами” спільно з науковцями кафедр будівельної механіки та автоматизації технологічних процесів і виробництв.

 ЕФЕКТИ МІЖЕЛЕКТРОННИХ ВЗАЄМОДІЙ В КВАЗІОДНОВИМІРНИХ ОРГАНІЧНИХ НАДПРОВІДНИКАХ

(к.ф.-м.н., доц. Скоренький Ю.Л.., к.ф.-м.н., доц. Крамар О.І.)

Побудовано теоретичні моделі електронної підсистеми квазіодновимірних органічних надпровідників (TMTSF)2X (TMTSF – тетраметил-тетраселенфулвален, X – аніон), (TMTTF)2X (TMTТF – тетраметил – тетратіафулвален,  X -аніон) та квазідвовимірних провідників (BEDT-TTF)2X (BEDT-TTF – біс-етиленедітіо-тетратіафулвален,  X – аніон), які враховують сильні міжелектронні взаємодії. На основі побудованих теоретичних моделей отримано квазічастинковий енергетичний спектр, енергію основного стану, розраховано енергетичну щілину в спектрі, спектральні ваги, температури Нееля та Кюрі,  досліджено залежність спектру від хвильового вектора. З використанням цих результатів досліджено процеси стабілізації експериментально спостережуваних фаз і переходи між ними, індуковані зовнішніми впливами (зміни температури чи прикладання зовнішнього тиску) та пояснено експериментальні фазові діаграми квазіодновимірних органічних надпровідників. Отримані результати дають змогу спрогнозувати фізичні властивості нових органічних матеріалів з анізотропними електронними властивостями.

У 2004 році авторами було отримано грант Президента для підтримки досліджень молодих вчених і у 2004-2005 роках дослідження виконувалися в рамках науково-дослідної держбюджетної теми, номер держреєстрації 0104U010600.

 ВПЛИВ ФОРМИ ГУСТИНИ ЕЛЕКТРОННИХ СТАНІВ НА ЕЛЕКТРИЧНІ ТА МАГНІТНІ ВЛАСТИВОСТІ ВУЗЬКОЗОННИХ МАТЕРІАЛІВ

(к.ф.-м.н., доц. Крамар О.І., к.ф.-м.н., доц. Скоренький Ю.Л.)

Досліджено вплив форми густини електронних станів на феромагнітні (намагніченість, температуру Кюрі) та транспортні (електронну провідність, ефективні маси носіїв струму, термо-е.р.с.) характеристики вузькозонних матеріалів з урахуванням зовнішніх впливів (зміни температури, тиску, магнітного поля). З цією метою використано модель електронної підсистеми вузькозонних матеріалів, що враховує сильну внутрішньоатомну кулонівську взаємодію, корельований перенос та обмінну взаємодію електронів. З використанням квазічастинкових енергетичних спектрів, отриманих на основі  розвиненої виконавцями проекту нової процедури розчеплення ланцюжка рівнянь для функцій Гріна, встановлені умови переходів парамагнетик-феромагнетик, індукованих зовнішніми впливами, розраховані (при ненульових температурах) залежності намагніченості, температури Кюрі, статичної електропровідності системи від параметрів моделі, концентрації електронів, зовнішнього тиску та магнітного поля. Отримані результати дозволяють пояснити експериментально спостережувані особливості феромагнітних та провідних властивостей реальних вузькозонних сполук та прогнозувати фізичні властивості нових матеріалів.

В 2007 році авторами отримано грант Президента для підтримки досліджень молодих вчених, дослідження виконувалися в рамках науково-дослідної держбюджетної теми, номер держреєстрації 0107U004212.

ІСТОРІЯ НАУКИ І ТЕХНІКИ

Від 1994 року на кафедрі фізики проводяться дослідження з історії розвитку української фізичної науки (к.і.н., доц. Рокіцький О.М.). У співпраці з Міжнародним енциклопедичним бюро з фізики (проф. Шендеровський В.А.) та Інститутом конденсованих систем (проф. Ґайда Р.Т.) зібрано, перекладено українською мовою та видано наукові праці Івана Пулюя, його найважливіші публіцистичні статті, молитовник. За активної участі членів кафедри зорганізовано і проведено Міжнародну наукову конференцію, присвячену 150-річчю від дня народження Івана Пулюя, ІІ-й міжнародний Смакуловий симпозіум „Фундаментальні і прикладні проблеми сучасної фізики”, наукову конференцію „Сучасні проблеми квантової теорії”, присвячену 100-річчю від дня народження Зіновія Храпливого, перекладено і відредаговано двохтомник наукових праць Олександра Смакули. У 2002 р. захищено кандидатську дисертацію за спеціальністю Історія науки і техніки.