1. Наукова школа: «Фізичне матеріалознавство неоднорідних систем»

2. Дійсний науковий керівник школи: Макара  Володимир  Арсенійович, доктор  фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент Національної академії наук України, академік Міжнародної академії наук вищої школи, заслужений діяч науки і техніки України, лауреат Державної премії України, завідувач кафедри фізики металів.

3. Заснована в 50-х рр. на базі фізичного факультету Київського національного університету імені Тараса Шевченка.

4. Засновники наукової школи з фізичного матеріалознавства − Герцрікен Соломон Давидович, доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри фізики металів (1933 - 1960 рр.) та Жмудський Олександр Захарович, доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри загальної фізики (1946 – 1982) рр. На базі уже існуючої наукової школи «Фізичне матеріалознавство» в 80- х роках була заснована нова наукова школа «Фізичне матеріалознавство неоднорідних  систем» професором Макарою В.А.

5. Науковий потенціал * 12 докторів наук, 23 кандидата наук.

 

№ п/п	Прізвище, ім‘я по батькові	Наукова ступінь	Вчене звання	Посада
1.	Макара Володимир Арсенійович	д.ф.-м.н	професор, член-кореспондент Національної академії наук України	завідувач кафедри фізики металів
2.	Захаренко Микола Іванович	д.ф.-м.н.	професор	професор
3.	Семенько Михайло Петрович	д.ф.-м.н	доцент	професор
4.	Рево Сергій Лукич	д.ф.-м.н	професор	завідувач НДЛ «Фізика металів та кераміки»
5.	Копань Василь Степанович	д.ф.-м.н	професор	професор
6.	Єжов Станіслав Миколайович	д.ф.-м.н	професор	професор
7.	Стебленко Людмила Петрівна	д.ф.-м.н	старший науковий співробітник	старший науковий співробітник
8.	Шірінян Арам Сергійович	д.ф.-м.н	доцент	старший науковий співробітник
9.	Боровий Микола Олександрович	д.ф.-м.н.	доцент	завідувач кафедри загальної фізики
10.	Мацуй Людмила Юріївна	д.ф.-м.н.	старший науковий співробітник	Завідувач лабораторії
11.	Коротченков Олег Олександрович	д.ф.-м.н.	професор	професор
12.	Бурбело Роман Михайлович	д.ф.-м.н	старший науковий співробітник	провідний науковий співробітник
13.	Оліх Олег Ярославович	к.ф.-м.н.	доцент	доцент
14.	Вовченко Людмила Леонтіївна	к.ф.-м.н.	старший науковий співробітник	старший науковий співробітник
15.	Овсієнко Ірина Володимирівна	к.ф.-м.н.		доцент
16.	Цареградська Тетяна Леонідівна	к.ф.-м.н.	доцент	доцент
17.	Плющай Інна Вячеславівна	к.ф.-м.н	доцент	доцент
18.	Попов Олексій Юрійович	к.ф.-м.н		доцент
19.	Оглобля Володимир Іванович	к.ф.-м.н	доцент	доцент
20.	Кудін Володимир Григорович	к.ф.-м.н		доцент
21.	Кузьмич Андрій Григорович	к.ф.-м.н		старший науковий співробітник
22.	Курилюк Василь Васильович	к.ф.-м.н		асистент
23.	Шевченко Вікторія Богданівна	к.ф.-м.н		асистент
24.	Лозовий Федір Володимирович	к.ф.-м.н		асистент
25.	Мельниченко Микола Миколайович	к.ф.-м.н	старший науковий співробітник	старший науковий співробітник
26.	Когутюк Павло Петрович	к.ф.-м.н		старший науковий співробітник
27.	Білявина Надія Миколаївна	к.ф.-м.н	старший науковий співробітник	старший науковий співробітник
28.	Наконечна Олеся Іванівна	к.ф.-м.н	старший науковий співробітник	старший науковий співробітник
29.	Руденко Ольга Василівна	к.ф.-м.н		старший науковий співробітник
30.	Весна Галина Володимирівна	к.ф.-м.н		старший науковий співробітник
31.	Іваненко Катерина Олексіївна	к.ф.-м.н		старший науковий співробітник
32.	Чорнобук Сергій Володимирович	к.ф.-м.н		науковий співробітник
33.	Теселько Петро Олексійович	к.ф.-м.н		науковий співробітник
34.	Кріт Олексій Миколайович	к.ф.-м.н		молодший науковий співробітник
35.	Кобзар Юлія Леонідівна	к.ф.-м.н		молодший науковий співробітник

 

6. Сучасний стан наукової школи. Популярність наукової школи.

Наукова школа «Фізичне матеріалознавство неоднорідних систем» є школою фундаментально-наукового спрямування.

У діяльності школи беруть участь 18 викладачів та 17 наукових співробітників.

Наукові засади школи складають фундаментальні дослідження, спрямовані на встановлення взаємозв’язку між атомною та електронною структурою і фізичними властивостями мікрокристалічних, нанокристалічних та аморфних неоднорідних матеріалів.

Значний інтерес науковців і технологів привертають металічні системи з композиційною та топологічною невпорядкованістю, зокрема аморфні сплави та композити з нанокристалічною компонентою, а особливе місце у цьому плані займає дослідження фазових перетворень та пов’язаних з ними змін властивостей таких систем. Це стосується як перетворень у багатокомпонентних невпорядкованих системах, так і фазових перетворень у електронній підсистемі, що відбуваються без суттєвої зміни їх атомної будови. Ідеться, зокрема, про магнітні фазові переходи, переходи метал-напівпровідник, ефекти локалізації електронів та зумовлені ними зміни електронно-чутливих параметрів, важливих для практичного використання цих матеріалів як функціональних (насамперед, магнітних та електричних властивостей).

Експериментально та теоретично досліджено процеси кратної іонізації внутрішніх електронних оболонок атомів при фотопоглинанні та електронному ударі. Представлено теоретичні моделі біляпорогової кратної іонізації атомів фотонами та електронами. З’ясовано механізми фазових перетворень, що супроводжуються виникненням довгоперіодичних модульованих структур у шаруватих напівпровідниках.

Серед великої кількості створюваних наноструктурованих матеріалів особливо слід виділити композиційні матеріали на основі борвмісних сполук і різних форм вуглецю. Розвиток методів синтезу нанорозмірних структурних елементів та їх консолідації у поєднанні з ефективними методами керування їх складом та розмірами дозволили б створити нові типи наноструктур і нанокомпозитів, яким притаманні особливі фізико-хімічні характеристики та унікальне поєднання властивостей. Тому для науковців школи представляє окремий інтерес дослідження можливості реакційного гарячого пресування дибориду титану та залежності структури і властивостей одержаних керамічних матеріалів від умов пресування.

В останні роки науковцями школи ведуться пошуки нових композиційних матеріалів, які можуть бути рекомендованими для використання в атомній енергетиці, в якості нейтронопоглинаючих елементів регулюючих органів ядерних реакторів. Використання цих матеріалів у конструкціях органів регулювання ядерних реакторів дозволить підвищити термін неперервної роботи реакторів.

Для нанокомпозитних матеріалів із вуглецем у вигляді термічно розширеного графіту та багатостінних вуглецевих нанотрубок встановлені оптимальні умови змішування з полімерним компонентом та компактування, проаналізовані процеси перколяції та структурної релаксації після дії зовнішніх чинників і запропоновано їх використовувати для виготовлення електровимикачів і тензодатчиків, які здатні працювати в агресивних середовищах.

В сучасній фізиці значна увага приділяється дослідженню матеріалів, що складаються з компонентів нанометрового розміру і проявляють властивості не характерні об’ємному напівпровідниковому кристалу. Нанопористий кремній, що формується під час електрохімічного травлення, можна використовувати як модельний об’єкт для дослідження широкого спектра властивостей наноструктурних матеріалів, а також для вивчення поверхневих процесів та явищ. Тому однією із задач науковців школи є дослідження структурно-хімічних перетворень в ПК та змін фізичних властивостей матеріалу під впливом різноманітних обробок, що дозволяють суттєво змінювати характеристики матеріалу. Комплексні дослідження хімічного складу та ФЛ властивостей ПК представляють значний теоретичний інтерес, тому що дозволяють оцінити роль поверхні в процесах ФЛ ПК. Перспективним напрямком в роботі є також вивчення змін властивостей ПК при контакті з речовинами, що до теперішнього часу не досліджувалися або були вивчені недостатньо.

Співробітниками наукової школи було виконано комплекс досліджень фізичних властивостей вуглецевих наноматеріалів та композитів на їх основі. Зокрема, з’ясовано   електротранспортні властивості інтеркальованих сполук на основі структурно різних графітових матеріалів з перехідними металами  та встановлено ряд нових ефектів, зумовлених проявом електрон-електронної взаємодії і слабкої локалізації носіїв заряду. Запропоновано методики створення вуглецевих композитних матеріалів на основі полімерних матриць з заданими електрофізичними характеристиками. Побудовано фізичні моделі електропереносу та магнітоопору в таких системах.

Експериментально та теоретично досліджено процеси перенесення заряду в бар’єрних напівпровідникових структурах в умовах ультразвукового навантаження.  З’ясовано поведінку енергетичних рівнів та точкових дефектів у кремнієвих структурах за цих умов. Виявлено ряд нових ефектів, індукованих ультразвуком, зокрема, виявлено, що при фотогенерації носіїв у глибині р-області сонячного елементу збільшення струму короткого замикання неопроміненого сонячного елементу може бути зумовлене акустостимульованим зростанням довжини дифузії неосновних носіїв заряду. Показано, що обробка ультразвуком здатна покращити люмінесцентні властивості поруватого кремнію завдяки генерації центрів люмінесценції в оточенні Si-наночастинок.

Експериментально та теоретично досліджено процеси фазоутворення в аморфних сплавах. Отримано рівняння, що описують процес гомогенної нуклеації в бінарних і багатокомпонентних системах; запропоновано рівняння для опису процесів фазового розшарування в аморфних сплавах. Визначено вплив різних чинників на температурно-часову стабільність аморфних сплавів та запропоновано методи керованого наноструктурування з аморфного стану.

Виконано комплекс експериментальних та теоретичних досліджень процесів фотоакустичного та фототермічного енергопертворення в неоднорідних напівпровідникових матеріалах з різною структурою та мірністю, а також в напівпровідникових структурах з модифікованими властивостями приповерхневого шару та поруватих напівпровідниках. З’ясовано особливості процесу фотоакустичного збудження пружних хвиль в низькорозмірних системах у випадку гармонічної модуляції електромагнітного випромінення та при імпульсному опроміненні.

Співробітники постійно беруть участь в міжнародних конференціях тематикою, яких є теплофізичні явища та фізичне матеріалознавство.

За час існування наукової школи було одержано понад 10 наукових премій державного та міжнародного рівня. (наприклад, за роботи по дифузії та електропереносу у металевих розплавах, що радикально змінили уявлення про їх будову, професор Кузьменко П.П. разом із професором Харьковим Є.Й. в складі авторського колективу, отримали Державну премію України в галузі науки і техніки в 1984 році; в 1987 році за дослідження в галузі напівпровідникових структур Державною премією України в галузі науки і техніки були нагороджені професори Макара В.А. та Новиков М.М.; в 2012 році Державну премію України в галузі науки і техніки отримав професор Захаренко М.І.; в 2004 році Почесну Грамоту Верховної Ради України “За особливі заслуги перед українським народом” отримав професор Макара В.А.; в 2010 році Почесну грамоту Верховної Ради України: За особливі заслуги перед Українським народом одержав професор Рево С. Л.; та ін.).

 

Основні монографії, підручники, навчальні посібники наукової школи

1.      Жмудский А.З. Высокодисперсионное рентгенографирование большой светосилы и структурности спектральных линий. – Киев, 1958.

2.      Жмудский А.З. Природа рентгеновских сателлитов и структуры диаграмных линий. – Ки-ев, 1958.

3.      Герцрикен С.Д., Дехтяр И.Я. Диффузия в металлах и сплавах в твердой фазе. – М., 1960.

4.      Кузьменко П.П. Электроперенос, термоперенос и диффузия в металлах. – Киев, 1983.

5.      Новиков Н.Н. Структура и структурочувствительные свойства реальных кристаллов. – Киев, 1983.

6.      Кузьменко П.П., Макара В.А. Зв’язок між електронною структурою атомів, кристалічною структурою і магнітними властивостями в металах. - Київ: Наукова думка, 1995. - 128 c.

7.      Макара В.А. Пористый кремний – новый функциональный нанокристаллический материал. В зб. ”Прогресивні матеріали і технології”. - Київ, Видавничий дім “Академперіодика”, 2003. - Т.2.– С.470-500.

8.      Шпак А., Куницький Ю., Захаренко М., Волощенко А.. Магнетизм аморфних та нанокристалiчних систем. К.: Академперiодика, 2003. – 232 с

9.      Шпак А.П., Куницький Ю.А., Коротченков О.О., Смик С.Ю. Квантові низькорозмірні системи. “Академперіодика”, м. Київ, 2003.  – 360 с.

10.  O.A. Korotchenkov, A. Cantarero, H. G. Grimmeiss. Acoustically Engineered Luminescent Semiconductors, розділ колективної монографії: Recent Res. Devel. Sci. Techn. Semiconductors, “Transworld Research Network”, м. Kerala, India. − 2004, 2 друк. арк.

11.  Н.В.Новиков, С.Б.Полотняк, В.И.Левитас, В.С.Копань, С.Л.Рево и др.; Сверхтвердые материалы. Получение и применение: В 6 т, Под общей ред. H.В.Новикова /нженерно-производств.центр “АЛКОН” НАН Украины. – К, 2004. – Т.2: Структура и свойства СТМ, методы исследования. – 288 с.

12.  Копань В.С Композицiйнi матерiали. – К: Унiвep. вид. “Пульсари”, 2004. – 196 с

13.  Макара В.А., Судавцова В.С., Галинич В.І. Термодинаміка металургійних і зварювальних розплавів. - Київ, 2005.- 189 с.

14.  Новіков М.М., Погорілий А.М., Наконечна О.І., Плющай І.В. Основи загальної фізики. Ч.1. – К.: Логос, 2005. -176с.

15.  Новиков М.М., Погорілий А.М., Оглобля В.І., Наконечна О.І.. Основи загальної фізики. Частина II. Для студентів нефізичних спеціальностей ВНЗ.- К.: Вид-во „Логос”, 2006. – 145 с.

16.  А.П. Шпак, В.Ю Первак, Ю.А. Куницький , Ю.О. Первак. Фотонні кристали. Фізика та застосування. –  Наукове видання – Київ. Академперіодика, 2006, 120 с.

17.  Л.А. Булавін, В.І. Лисов, С.Л. Рево, В.І. Оглобля, Цареградська Т.Л. Фізика іонно-електронних рідин. Монографія. Київ, Видавничо-поліграфічний центр „Київський університет”,  2008, 384 с.

18.  Семенько М.П., Захаренко М.І., Куницький Ю.А., Шпак А.П. Тензорезистивні ефекти в аморфних металевих сплавах. – К.: ІМФ НАНУ, 2009 . – 96 с.

19.  І.В. Овсієнко,  Л.Л. Вовченко, Л.Ю. Мацуй. Вуглецеві матеріали та інтеркальовані сполуки на їх основі. – Наукове видання. НВП “Видавництво “Наукова думка” НАН України”, 2009. 129с.

20.  О.В. Соболь, Ю.А. Куницький, Л.Г. Хоменко. Процеси розпаду пересичених твердих розчинів. – Наукове видання. – Київ, ІМФ НАГУ, 2010. − 206с.

21.  Макара В.А., Судавцова В.С., Кудін В.Г. Фазові рівноваги в сплавах. Київ: Видавництво „Логос”. 2010. – 243 с.

22.  Коротченков О.О. Вступ до фізики низькорозмірних напівпровідникових систем. Властивості гетеропереходів. Київ, Бавок, 2011. – 20 с.

23.  О.В. Ляшенко,  О.І. Власенко, М.П. Киселюк, В.П. Велещук Акустико-емісійні методи дослідження у фізиці твердого тіла К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2012. – 192 с.

24.  М.О.Боровий, Ю.А. Куницький, В.В.Курилюк. Вступ до наноелектроніки. Київ. "Кафедра", 2013 − 252 с.

 

Результати наукових досліджень співробітників школи видаються у фахових міжнародних наукових виданнях, що входять до науково-метричних баз даних (Scopus та інші), зокрема, Physical Review B, Applіed Physics Letters, Journal of Applied Physics, Solar Energy Materials and Solar Cells, Reports on Progress in Physics, Physics Reports.

Кожний рік науковці школи публікують 35-40 наукових статей та 25-35 тез доповідей, відповідно беруть участь в роботі вказаної кількості міжнародних та республіканських конференцій. Щороку виходять із друку 3-6 навчальних посібників, монографій.

За участю науковців школи в 2007 – 2013 рр. були організовані та проведені три міжнародні конференції «Сучасні проблеми фізики твердого тіла» -2007 р.; «Сучасні проблеми фізики конденсованого стану» - 2010 р.; «Сучасні проблеми фізики конденсованого стану» - 2012 р. (за участі провідних фахівців Євроспільноти)

 

 

Кількість захищених дисертацій: кандидатських - понад 60, докторських - 30.

 

Щорічно школа випускає: студентів – 20;  3-6 аспірантів та по шукачів.

 

Видатні вчені школи: професори Герцрікен С.Д.; Жмудський О.З.; Кузьменко П.П.; Макара В.А.; Копань В.С; Новиков М.М.; Рево С.Л.; Захаренко М.І; Єжов С.М.; Семенько М.П.; Коротченков О.О.; доктор фіз.-мат. наук, доцент Боровий М.О.; доктор фіз.-мат. наук, доцент Шірінян А. С.; доктор фіз.-мат. наук, ст. н. с. Мацуй Л. Ю.; доктор фіз.-мат. наук, ст. н. с. Бурбело Р. М.; доктор фіз.-мат. наук, ст. н. с. Стебленко Л.П.; доценти Оліх О. Я.; Попов О.Ю.; Цареградська Т.Л.; Плющай І.В.; Овсієнко І. В.; кандидати фіз.-мат. наук Курилюк В.В.; Білявина Н.М.; Кузьмич А.Г.; Вовченко Л.Л.; Чорнобук С.В.; Руденко О.В.

 

7. Місце у світовій науці. Міжнародні зв‘язки.

Вчені наукової школи активно співпрацюють з колегами університету Ціньхуа (м. Пекін, КНР); налагоджені зв‘язки із Політехнічним інститутом Лозанни (Швейцарія), Інститутом Макса-Планка (Німеччина). Науковці співпрацюють з вченими з Технологічного інституту (м. Ле-Крезо) Бургундського університету (Франція), політехнічним університетом м. Будапешта та інститутом фізики твердого тіла Угорської академії наук. Починаючи з 2005 р. наукова школа співпрацює в рамках спільного науково-дослідницького проекту з кафедрою фізики напівпровідників і наноелектроніки Білоруського державного університету (проф. Макара В.А.). Школа підтримує індивідуальні наукові контакти з рядом провідних науковців світу (наприклад, з доцентом Перовим Н.С.(кафедра магнетизму МДУ імені М.В. Ломоносова), з проф. Пітером Шарфом (Technical University of Ilmenau), з проф. Р. Хасегавою (Metglass Imc, Conway, USA). Двоє науковців прийняті до міжнародного союзу матеріалознавців, ще двоє – до міжнародного союзу кристалографів.

Налагоджено зв’язки з університетом Страсбурга (Франція), з Санкт-Петербурзьким державним університетом (Росія), з Інститутом фізики металів УрО РАН, Єкатеринбург (Росія). Дослідження виконуються у міжнародній співпраці із університетами Австрії, Іспанії, Швеції, Японії.

На даний момент за цим напрямком ведеться активна співпраця з такими міжнародними навчальними та науковими закладами, як Ліонський інститут прикладних досліджень (м. Ліон, Франція), Коледж Вільяма і Марії (м. Вільянбург, США), Гомельський державний університет імені Франциска Скорини (м. Гомель, Білорусь)та ін.

На протязі останніх кількох років відбувається плідне співробітництво з Алжирським університетом (University Mentouri-Constantine, Алжир) по вивченню властивостей неоднорідних систем.

Затверджено Вченою радою фізичного факультету «__16__»____вересня________2013 р.

Факультет:  Фізичний факультет