Навукова-даследчая і інавацыйная дзейнасць

Напрамкі навукова-даследчай дзейнасці  кафедры фізікі

Першы напрамак (навуковы кіраўнік - Крук М.М.)

Другі напрамак (навуковы кіраўнік - Наркевіч І.І.)

Трэці напрамак (навуковы кіраўнік - Паплаўскі В.У.)

Чацверты напрамак (навуковы кіраўнік - Пачценны А.Я.)

Пяты напрамак (навуковы кіраўнік - Чаеўскі В.В.)

 

Першы напрамак

Малекулярная спектраскапія макрагетэрацыклічных злучэнняў і развіццё навуковых асноў стварэння новых высокаадчувальных метадаў аптычнай дыяагностыкі на іх аснове

 

Навуковы кіраўнік - Крук Мікалай Мікалаевіч,
загадчык кафедры фізікі, доктар фізіка-матэматычных навук

 

Асновы навукова напрамку па вывучэнні фотафізічных характарыстык і спектральна-люмінесцентных уласцівасцэй тэтрапірольных злучэнняў былі закладзены акадэмікам А.Н. Сеўчанкам і яго вучнямі акадэмікам Г.П. Гурыновічам і членам-карэспандэнтам К.М. Салаўёвым у канцы 50-х гадоў мінулага стагоддзя. У выніку працы некалькіх пакаленняў вучоных у нашай краіне была сфарміравана навуковая школа спецыялістаў ў галіне малекулярнай спектраскапіі і люмінесцэнцыі макрагетэрацыклічных злучэнняў, якая атрымала сусветнае прызнанне. У 1965 годзе была ўтворана лабараторыя фотахіміі (у 1992 г. пераўтворана ў лабараторыю фатонікі малекул), якую да 1994 г. узначальваў  акадэмік Г.П. Гурыновіч, а потым доктар фізіка-матэматычных навук, прафесар Б.М. Джагараў, асноўным напрамкам працы якой стала вывучэнне фотафізічных характарыстык і спектральна-люмінесцэнтных уласцівасцей тэтрапірольных злучэнняў. Доктар фізіка-матэматычных навук М.М. Крук працаваў ў гэтай лабараторыі з 1992 да 2013 года, дзе і абараніў дысертацыі на суісканне вучонай ступені кандыдата (1997 г.) і доктара фізіка-матэматычных навук (2012 г.).

Навуковы напрамак, які развіваецца М.М. Крукам, уключае як фундаментальныя даследаванні ўласцівасей ўзбуджаных станаў тэтрапірольных злучэнняў, узаемасувязі спектраскапічных характарыстык і кіслотна-асноўных раўнаваг  у ядры і на перыферыі тэтрапірольнага макрацыкла, спектральных і фотафізічных ўласцівасей скарочаных тэтрапірольных макрацыклаў, даследаванне аптычных характарыстык дэндрымераў з тэтрапірольным ядром. Акрамя гэтага, актыўна вядзецца праца ў прыкладным напрамку па вывучэнні магчымасцей выкарыстання тэтрапірольных злучэнняў для распрацоўкі аптычных шматфункцыянальных сэнсараў.

 

Навуковая група ўключае супрацоўнікаў кафедры фізікі дацэнтаў Кляніцкага Д.В.,  Крылова А.Б., ассістэнта Вершылоўскую І.В.

Навуковыя праекты. Даследаванні вядуцца ў рамках тэмы ДБ 26-11 кафедры фізікі, ДБ 14-181 - заданне 3.2.02 “Сінтэз новых супрамалекулярных сістэм, якія ўтрымліваюць тэтрапірольныя храмафоры, і даследаванне перспектывы іх выкарыстання для распрацоўкі люмінесцэнтных сэнсараў” ДПНД “Канвергенцыя”, а таксама сумесныя даследаванні з навуковымі партнёрамі ў ініцыятыўным парадку. На стадыі разгляду занходзіцца заяўка на праект БРФФД сумесна з Каталіцкім універсітэтам Лёвена і Універсітэтам Хасэльта (Бельгія).

Навуковыя публікацыі. Навуковы кіраунік напрамку Крук М.М. з’яўляецца аўтарам звыш 240 навуковых прац, у ліку якіх 130 артыкулаў і 3 Главы ў калектыўнай шматтомнай манаграфіі «Поспехі хіміі парфірынаў», якая выдаецца ў Расійскай Федэрацыі. За 2014 год групай апублікавана 13 навуковых артыкулаў.

Навуковыя партнёры. Інстытут фізікі імя Б.І. Сцяпанава НАН Беларусі, Каталіцкі ўніверсітэт Лёвена (Бельгія), Універсітэт Хасэльта (Бельгія), Інстытут хіміі раствораў імя Г.А. Крастова РАН (РФ), Іванаўскі хіміка-тэхналагічны ўніверсітэт (РФ), Універсітэт штата Мантана (ЗША), Йенскі ўніверсітэт імя Ф. Шылера (ФРГ), Тэхнічны універсітэт Ільменаў (ФРГ), Універсітэт Лунда (Швецыя).

 

Другі напрамак

Развіццё статыстычных метадаў даследавання структуры І раўнаважкіх характарыстык малекулярных кандэнсаваных макраскапічных сістэм І нанапамерных кластараў (наначасціц).

навуковы кіраўнік - Наркевіч Іван Іванавіч
доктар фізіка-математіческіх навук, прафесар

Статыстычнае вывучэнне праводзіцца ў рамках Дзяржаўных комплексных праграм, якія адпавядаюць прыярытэтным напрамкам фундаментальных і прыкладных навуковых даследаванняў Рэспублікі Беларусь на 2006-2010 гады (ДБ 26-136) і 2011-2015 гады (ДБ 11-140, ДБ 14-147):

ДБ 26-136 «Распрацоўка статыстычнай тэорыі пругкасці і фазавых пераходаў у крышталічных і аморфных сістэмах».

ДБ 11-140 «Распрацоўка статыстыка-механічных мадэляў малекулярных і іённых сістэм для даследавання раўнаважкіх уласцівасцяў, фазавых пераходаў і іённа-электроннага пераносу ў кандэнсаваных асяроддзях».

ДБ 14-147 «Разлік свабоднай энергіі і іншых тэрмадынамічных функцый малекулярных сістэм з дапамогай адзінай статыстычнай мадэлі крышталя, вадкасці і газу»

У бліжэйшай перспектыве з дапамогай двухузроўневай малекулярна-статыстычнага падыхода будуць даследавацца статыстычныя і тэрмадынамічныя характарыстыкі малых сістэм часці (наначасці), якія знаходзяцца ў вонкавым полі.

Мэты і задачы дзейнасці на бліжэйшую (3 гады) і доўгатэрміновую (10 гадоў) перспектывы

- На 2013-2015 гг. Мэта - удасканаленне адзінай статыстычнай мадэлі малекулярнай сістэмы ў кандэнсаваных і газападобных станах рэчыва.

Задача: 1. Пабудова ізатэрм свабоднай энергіі і ціску простых малекулярных сістэм (з цэнтральным узаемадзеянні) з улікам бінарных карэляцый.

2. Тэарэтычнае апісанне цеплаёмістасці ў крышталічным, вадкім і газападобным станах з улікам бінарных карэляцый.

- На доўгатэрміновую перспектыву (10 гадоў). Мэта - абагульніць двухузроўневы малекулярна-статыстычны падшыпнік для апісання ўласцівасцей дыэлектрычных і металічных малых кластараў (наначасці) у набліжэнні бінарных карэляцый, а таксама макраскапічных малекулярных сістэм з улікам трохчасткавых карэляцый у крышталічным і вадкім станах.

Задача: 1. Мадыфікацыя адзінай мадэлі апісання макраскапічных сістэм для статыстычнага вывучэння ўласцівасцяў сферычных наначасціц.

2. Развіццё методыкі вываду ўніверсальнага ўраўнення стану малекулярных сістэм в е улікам трехчастковых карэляцый паміж часціцамі.

Падставы для паспяховай дзейнасці

Другі навуковы напрамак адносіцца да навуковай школы Рота Л.А., якая праводзіць тэарэтычныя даследаванні на сусветным узроўні.

Асноўныя вынікі навуковых даследаванняў і распрацовак

1. У рамках распрацаванай раней адзінай методыкі пераўтварэння інтэгра-дыферэнцыяльных ураўненняў у інтэгральныя ўраўненні для патэнцыялаў сярэдніх сіл атрыманы агульны статыстычны выраз для свабоднай энергіі ўдасканаленай статыстычнай мадэлі кандэнсаванага малекулярнага асяроддзя.

2. У набліжэнні бінарных карэляцый атрымана сістэма інтэгральных ураўненняў для патэнцыялаў сярэдніх сіл кандэнсаванай малекулярнай сістэмы ў розных агрэгатных станах.

3. Складзена замкнёная сістэма інтэгральных і алгебраічных ураўненняў для патэнцыялаў сярэдніх сіл і двухячэйкавых лікаў запаўнення малой падсістэмы малекул макраскапічнай сістэмы, якія знаходзяцца ў полі астатніх малекул (у набліжэнні сярэдняга поля суцэльнага асяроддзя).

4. Пабудавана ізатэрма энергаэнтрапійнага параметру адзінага ўраўнення стану і свабоднай энергіі статыстычнай мадэлі макраскапічнага малекулярнага асяроддзя пры тэмпературы, якая ніжэй за крытычную тэмпературу і вышэй за тэмпературу патройнай кропкі.

Даследаванні выкананы на ўзроўні СНД, якія пацвярджаюцца публікацыямі ў часопісе «Весці НАН Б», у «Інжынерна-фізічным часопісе» і іншых выданнях.

Дзейнасць па развіцці навуковага напрамка

Ажыццяўляецца супрацоўніцтва з галаўной арганізацыяй па выкананні ДПНД «Функцыянальныя і машынабудаўнічыя матэрыялы, нанаматэрыялы», падпраграмы «Крышталічныя і малекулярныя структуры» ДНПА "Навукова-практычны цэнтр Нацыянальнай акадэміі навук Беларусі па матэрыялазнаўстве». Завершана выкананне дагавора аб творчым супрацоўніцтве з кафедрай статыстычнай фізікі фізічнага факультэта Санкт-Пецярбургскага дзяржаўнага ўніверсітэта (СПбДУ, Расія), падрыхтаваны і зацверджаны дагавор аб навукова-тэхнічным супрацоўніцтве з кафедрай фізікі цвёрдага цела БДУ на 2015 - 2020 гг., распрацавана заяўка на ўдзел у конкурсе сумесных навукова-тэхнічных праектаў з Аб'яднаным інстытутам ядзерных даследаванняў у г. Дубна (АІЯД, Расія)

Вынікі НДР ўкаранёны ў навучальны працэс.

 

Навуковыя сувязі за мяжой:

1. СПБГУ

Навуковыя сувязі ў Рэспубліцы Беларусь:

1. Беларускі дзяржаўны універсітэт. Кафедры тэарэтычнай фізікі, фізікі цвёрдага цела. www.theorphysics.bsu.by,    www.physics.bsu.by/ru/departments/solid-state-physics/main-page

2. ДНВА НПЦ НАН Беларусі па матэрыялазнаўстве    www.physics.by

3. Інстытут фізікі НАН Б ім. Б. І. Сцяпанава

 

Трэці напрамак

 

 

 

Чацверты напрамак

Распрацоўка метадаў атрымання, мадыфікавання і даследавання электронных матэрыялаў і структур на аснове арганічных паўправаднікоў

навуковы кіраўнік - Пачценны Арцём Яўгеньявіч
кандыдат фізіка-матэматычных навук, дацэнт

 

З прыходам у 1975 з БДУ дацэнта Э.В. Ратнікава, які загадваў кафедрай фізікі нашага ўніверсітэта з 1975 г. па 1986 г., пачаліся даследаванні па фізіцы іённа-прамянёвага мадыфікавання арганічных матэрыялаў. У цяперашні час гэтыя даследаванні развіліся ў даследаванні па напрамку «Распрацоўка метадаў атрымання, мадыфікавання і даследавання электронных матэрыялаў і структур на аснове арганічных паўправаднікоў».

 

Мэтай даследаванняў у гэтым напрамку з'яўляецца распрацоўка метадаў тэарэтычнага апісання і эксперыментальнага даследавання электраправоднасці арганічных паўправаднікоў і структур на іх аснове; распрацоўка метадаў атрымання кампазітных структур і гетэраструктур на аснове арганічных паўправаднікоў; распрацоўка метадаў мадыфікавання электрафізічных і сэнсарных уласцівасцяў арганічных паўправадніковых плёнак; распрацоўка новых элементаў арганічнай электронікі (газавых сэнсараў, сонечных батарэй, святловыпрамяняльных дыёдаў, высакавольтных палявых транзістараў).

 

На бягучы момант у рамках названага напрамку вырашаны наступныя задачы:

 

  • распрацавана тэорыя ўласнай і прымеснай скачковай праводнасці на пастаянным току ў неўпарадкаваных матэрыялах, якая служыць тэарэтычнай асновай для апісання і прагназавання функцыянавання элементаў арганічнай электронікі;
  • распрацаваны эксперыментальныя метады (метад цыклічнай тэрмадэсорбцыі, фотаасіставаная сканавальная зондавая мікраскапія Кельвіна, фотаасіставаная сканавальная тунэльная мікраскапія), якія дазваляюць даследаваць уплыў дамешкаў, уключаючы адсарбаваныя, на электрафізічныя ўласцівасці арганічных паўправаднікоў і эксперыментальна вызначаць лікавыя значэнні мікраскапічных параметраў электрапераносу (радыўсаў лакалізацыі электронаў ва ўласных і прымесных станах, канцэнтрацыі цэнтраў лакалізацыі) і знак асноўных носьбітаў зараду ў названых матэрыялах;
  • праведзены эксперыментальныя даследаванні арганічных паўправаднікоў на аснове шэрагу палімераў, а таксама вытворных фталацыянiну і перылену, вынікі якіх былі супастаўлены з разлікамі на аснове распрацаванай тэарэтычнай мадэлі і паказалі адэкватнасць прапанаванай тэарэтычнай мадэлі рэальным электрафізічным уласцівасцям арганічных паўправаднікоў;
  • распрацавана методыка фарміравання нанакампазітаў арганічны паўправаднік-палімерная матрыца шляхам лазернага распылення зыходных кампанентаў у вакууме з наступным асаджэннем газафазных прадуктаў распылення на падкладку; праведзены эксперыментальныя даследаванні газаадчувальных уласцівасцей нанакампазітных плёнак арганічны паўправаднік-палімерная матрыца;
  • на аснове праведзеных даследаванняў устаноўлена, што дыспергiраванне наначасці арганічнага паўправадніка ў палімерную матрыцу дазваляе павялічваць адчувальнасць і хуткадзейнасць хімічных сэнсараў за кошт мадыфікавання як мікраскапічных, так і надмалекулярных уласцівасцей нанакампазітнага матэрыялу, у выніку чаго распрацаваны нанаструктурныя датчыкi канцэнтрацыі дыяксіду азоту ў паветры, якія валодаюць падвышанай адчувальнасцю, што дазваляе вымяраць канцэнтрацыі дыяксіду азоту ў паветры на ўзроўні не горш 1 ppm;
  • распрацаваны метады іённа-прамянёвага мадыфікавання арганічных матэрыялаў як для мэт даследавання ўласцівасцей, так і для мэт павышэння адчувальнасці, стабільнасці і даўгавечнасці газавых сэнсараў на аснове арганічных паўправаднікоў;
  • сканструявана і створана абсталяванне для атрымання арганічных кампазітных плёнак метадам лазернага распылення ў вакууме, атрымання арганічных гетэраструктур ў адзіным вакуумным цыкле, іённа-прамянёвага мадыфікавання плёнак і паверхні, даследавання электрафізічных і сэнсарных уласцівасцей высакаомных матэрыялаў.

 

Даследаванні праводзіліся ў межах Дзяржаўных праграм навуковых даследаванняў «Нiзкапамерныя сістэмы», «Паверхня», «Электроніка», «Нанаструктурныя матэрыялы», у цяперашні час вядзецца праца ў межах Дзяржаўнай праграмы навуковых даследаванняў «Канвергенцыя».

 

Устаноўка для атрымання арганічных плёнак, уключаючы кампазітныя, і шматслойных плёначных структур метадамі лазернага і тэрмічнага распылення ў вакууме

 

Устаноўка для эксперыментальнага даследавання электрафізічных і сэнсарных уласцівасцей высакаомных матэрыялаў

 

Па выніках даследаванняў абаранілі кандыдацкія дысертацыі А.Я. Пачценны (1988), І.П. Ільюшонак (1998), А.В. Місевіч (2001), О.М. Стукалаў (2003), В.К. Доўгі (2013), падрыхтавала і прадставіла да абароны кандыдацкую дысертацыю А.М. Лапо, абараніла магістарскую дысертацыю А.О. Кавалёнак (2014).

 

Па выніках даследаванняў апублікавана звыш 150-ці навуковых прац.

 

У рамках дадзенага напрамка падтрымліваюцца навуковыя сувязі з Інстытутам фізікі мікраструктур РАН (г. Ніжні Ноўгарад, Расія), Патздамскiм універсітэтам (г. Патздам, Германія), Інстытутам тэарэтычнай і фізічнай хіміі (г. Афіны, Грэцыя), Інстытутам фізікі ім. Б.І. Сцяпанава НАН Беларусі (г. Мінск, Беларусь), Інстытутам хіміі новых матэрыялаў НАН Беларусі (г. Мінск, Беларусь), Інстытутам механікі металапалімерных сістэм імя. В.А. Белага НАН Беларусі (г. Гомель, Беларусь), Мінскім НДІ радыёматэрыялаў (г. Мінск, Беларусь), Інстытутам ядзерных праблем БДУ (г. Мінск, Беларусь).

 

 

Пяты напрамак

 

Мадыфікацыя пры дапамозе канцэнтраваных патокаў энергіі паверхні цвёрдых целаў; распрацоўка тэхналагічных асноў стварэння зноса- і каразійна-ўстойлівых, умацаваных пакрыццяў і слаёў на канструкцыйных матэрыялах, метала- і дрэваапрацоўчым інструменце

Навуковы  кіраўнік – Чаеўскі Вадзім Вітальевіч
дацэнт кафедры фізікі, дацэнт,
кандыдат фізіка-матэматычных навук

 

Навуковы напрамак, які абраны В.В.Чаеўскім, з,яўляецца працягам ідэй заслужанага дзеяча навукі і тэхнікі Рэспублікі Беларусь, доктара фіз.-мат. навук, прафесара, акадэміка НАН Б Гольцава У.П., які ўзначальваў з 1980 па 1990 г. кафедру фізікі цвёрдага цела фізічнага факультэта БДУ, - аднаго з заснавальнікаў навуковай школы ў галіне ўзаемадзеяння выпраменьванняў з цвёрдым целам, што ўключае наступныя пытанні: працэсы ўзаемадзеяння выпраменьванняў з цвёрдым целам, радыяцыйныя эфекты ў цвёрдым целе, узаемадзеянне плазмы з паверхняй, мадыфікацыя ўласцівасцей матэрыялаў, фарміраванне, структура і ўласцівасці пакрыццяў. Поспехі спецыялістаў у гэтых даследаваннях прызнаныя ў краіне і за яе межамі, што пацвярджаецца рэгулярным, праз год, правядзеннем на базе кафедры фізікі цвёрдага цела БДУ Міжнародных навуковых канферэнцый «Узаемадзеянне выпраменьванняў з цвёрдым целам». У 1992 годзе на базе кафедры фізікі цвёрдага цела  БДУ была ўтворана лабараторыя «Фізікі іонна-плазменнай мадыфікацыі цвёрдых цел», якую да 2012 г. узначальваў доктар фіз.-мат. навук, прафесар У.В. Углоў. Прапрацаваўшы ў гэтай лабараторыі пасля аспірантуры БДУ, у 1993 г. Чаеўскі В.В. абараніў кандыдацкую дысертацыю.

Навуковы напрамак, развіваемы В.В. Чаеўскім, уключае: фундаментальныя даследаванні ўздзеяння патокаў паскораных іонаў і плазмы на структуру і ўласцівасці паверхневых слаёў паўправадніковых і металічных матэрыялаў; мадыфікацыю інструментальных матэрыялаў і сплаваў іоннымі і плазменнымі патокамі; фарміраванне мадыфікаваных слаёў матэрыялаў, кампазітных высокатрывалых пакрыццяў з нанаразмернай структурай; вывучэнне фазавага стану, элементнага складу і механічных уласцівасцей ствараемых слаёў і пакрыццяў. Акрамя таго, распрацоўваюцца метады ўмацавання, павышэння каразійнай стойкасці матэрыялаў, іх  зносастойкасці пры трэнні.

 

Навуковая група ўключае заг. кафедры ДАСіІ, дацэнта Грышкевіча А.А., дацэнта кафедры ДАСіІ Гараніна В.М., ст. выкладчыка кафедры Х,ТЭХВіМЭТ Жылінскага В.В.

Навуковыя праекты. Даследаванні вядуцца ў рамках тэмы ДБ 26-11 кафедры фізікі, ДБ 14-161 – заданне 5.2.07, ДБ 14-158 – заданне 5.1.03 ДПНД  «Функцыянальныя і кампазіцыйныя матэрыялы, нанаматэрыялы» (падпраграма ВЭТ).

Навуковыя публікацыі.  Чаеўскі В.В. з,яўляецца аўтарам больш 100 публікацый: больш за 80 навуковых прац, у ліку якіх 30 артыкулаў: больш за 25 публікацый па вучэбна- і навукова-метадычнай рабоце. Акрамя таго, Чаеўскі В.В. актыўна ўдзельнічае ў распрацоўцы інавацыйных тэхналогій навучання і, з,яўляючыся сааўтарам ЭВМК па раздзелу фізікі «Механіка», зараз працуе ў галіне ўкаранення розных навучальных і кантралюючых тэстаў новага тыпу.

Навуковыя партнёры. БДУ, БарДУ, ФТІ НАН Б, ДАУ «Уральскі дзяржаўны лесатэхнічны ўніверсітэт» (РФ).

Тут можна дадаць Тэксты ...