Научно-исследовательская работа кафедры

НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ КАФЕДРЫ

Отчет о научной деятельности кафедры "Физика".

Memorandum of understanding for scientific/technology cooperation between the scientific Research Center "Optics of tunnel-coupled nanostructures and the surface nanoengineering" (Penza State University of Russia, Physics Department) and company "Tokyo Instruments, Incorporation" (Tokyo, Japan).

ОТЧЕТ о научно - исследовательской работе в рамках базовой части Государственного задания в сфере научной деятельности по заданию № 2014/151 за 2014 г. по теме: "Квантовые механизмы управления упругими и оптическими свойствами мезоскопических систем с дефектами структуры и состава".

Патенты на изобретения, в разработке которых принимали участие сотрудники кафедры "Физика"

    

   

Туннельный транспорт и оптические свойства квазинульмерных и квазидвумерных структур в электрическом поле

Госзадание № З.6321.2017/БЧ

Руководитель проекта - Кревчик В.Д., декан факультета ФПИТЭ Политехнического института, директор научно-исследовательского центра «Оптика туннельно-связанных наноструктур и наноинженерия поверхности» при НИИФиПИ ПГУ.

Коллектив исполнителей: Семенов М.Б., Артамонов Д.В., Зайцев Р.В., Кревчик П.В., Мойко И.М., Сапунов Е.В., Данилова Е.А., Апакин Д.А., Денисова О.М.

Цель проекта - исследование особенностей оптических свойств квазинульмерных полупроводниковых структур, обусловленных примесными резонансными состояниями и диссипативным туннелированием во внешнем электрическом поле, а также туннельного транспорта в квантовых точках из коллоидного золота и в планарных квазидвумерных структурах, представляющих собой тонкую диэлектрическую пленку с синтезированными в ней Au-КТ.

Задачи проекта - в рамках науки о квантовом туннелировании с диссипацией в одноинстантонном приближении рассчитать вероятность 1D и 2D – туннелирования электрона в системе «игла кантилевера совмещенного атомного силового и сканирующего туннельного микроскопа – квантовая точка (квантовая молекула)» в различных режимах (осциллирующем, неосциллирующем, смешанном).
В дипольном приближении рассчитать вероятность фотолюминесценции D2(-)- центра в квантовой точке во внешнем электрическом поле в условиях диссипативного туннелирования.
Теоретически проанализировать характер спектров межзонного оптического поглощения в туннельно – связанных квантовых точках, а также зависимость вероятности межзонного оптического перехода от величины внешнего электрического поля при фиксированной частоте фотона.
Теоретически исследовать туннельный транспорт в квазидвумерных структурах из коллоидного золота. Провести качественное сравнение полученных теоретических результатов с имеющимся экспериментом.
Развить метод контролируемого роста квантовых точек из коллоидного золота для целей создания устройств наноэлектроники с управляемыми характеристиками и наномедицины.

Стадия разработки.
Развитие метода контролируемого роста квантовых точек из коллоидного золота с целью создания устройств наноэлектроники с управляемыми характеристиками и наномедицины (патент № 2533533 «Способ контролируемого роста квантовых точек из коллоидного золота», авторы: Кревчик В.Д., Семёнов М.Б., Артёмов И.И., Горшков О.Н., Филатов Д.О., Зайцев Р.В., Кревчик П.В., Арынгазин Аскар Канапьевич (Казахстан), Ямамото Кенджи (Япония)).

Область применения - разработка устройств наноэлектроники с управляемыми оптическими и транспортными свойствами на основе туннельных эффектов: туннельные диоды, фотоэлектрические преобразователи, химические и биосенсоры, лазеры на примесных переходах, фотоприемники ИК-диапазона с управляемыми характеристиками.

  

В издательстве ПГУ рекомендована к изданию Научно - техническим советом Пензенского государственного университета монография «Основы технологии наноструктурирования дислокаций и микротрещин в поверхностном слое материала». Авторы И.И. Артёмов и В.Д. Кревчик.

  

Монография посвящена актуальным вопросам технологии машиностроения. связанным с применением методов акустической эмиссии для диагностики развивающихся микротрещин в поверхностном слое деталей, с использованием наночастиц в технологических жидкостях при алмазном шлифовании поверхности и нанокомпозитного состава в условиях «скин-эффекта». Заметное место в монографии занимают физические модели процессов зарождения, развития и акустической эмиссии микротрещин в поверхностном слое металла. Содержится системный подход к описанию дислокационного механизма зарождения микротрещин в условиях вибрационного нагружения материала. Детально рассмотрен механизм звукокапиллярного эффекта образования нанокластеров в объеме микротрещин поверхностного слоя металла.
Приведены экспериментальные исследования акустической эмиссии, полученные результаты сопоставлены с теоретическими моделями. Результаты исследований составили основу технологии наноструктурирования дислокаций и микротрещин, что позволяет обеспечить необходимое качество поверхностного слоя материала.
Издание представляет интерес для специалистов в области машиностроения и материаловедения, будет также полезно студентам и аспирантам соответствующих специальностей и направлений подготовки.

Приборы, разработанные на кафедре

Ультразвуковой прибор «УЗИ-ММ» для диагностики моторных масел методом акустического интерферометра.

  

Портативный прибор ранней диагностики развития микротрещин в металлических конструкциях методом акустической эмиссии.

Портативный двухканальный прибор для обнаружения и локализации микродефектов в деталях машин и конструкциях методом акустической эмиссии.

Прибор «Модуль-Е» для определения модуля Юнга методом возбуждения собственных колебаний тонких пластин и стержней, образующих колебательную систему с присоединенной массой.

Научно-исследовательская работа кафедры "Физика"

1. Гос. задание:
- тема «Фотолюминесцентные свойства полупроводниковых квантовых ям и квантовых точек с примесными комплексами акцепторного типа» (Кревчик В.Д.),
- номер государственной регистрации НИР: 01201257169. 433 т. руб.

2. Гос. задание:
- тема «Нелинейные свойства квантовых молекул в условиях диссипативного туннелирования» (Семенов М.Б.), - номер государственной регистрации НИР: 01201257171. 400 т. руб.

3. Федеральная целевая программа «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России»:
- тема «Особенности эффекта фотонного увлечения электронов в нанотрубке со спиральным дефектом и в двумерной ленте, свернутой в спираль, во внешнем магнитном поле» (Губина С.А.),
- номер соглашения 14.В37.21.1165. 1 мил. 177 т. руб.

4. Грант РФФИ 12-02-97002-р, Поволжье, «Исследование особенностей 1D и 2D – диссипативного туннелирования в квантовых точках из коллоидного золота» (Кревчик В.Д.).
1 мил. руб.

Научно - исследовательская работа на кафедре «Физика» ведется по следующим фундаментальным и прикладным направлениям:

«Электронные процессы в низкоразмерных системах с примесными центрами» (научный руководитель д.ф.–м.н., профессор Кревчик В.Д.);
«Физика диссипативного туннелирования» (научный руководитель – д.ф.–м.н., профессор Семенов М.Б.);
«Физика взаимодействия атомных частиц с поверхностью твердого тела» (научный руководитель – д.ф.–м.н., профессор Евстифеев В.В.);
«Применение датчиков Холла для исследования структуры электромагнитного поля СВЧ – диапазона» (научный руководитель – д.ф.–м.н., профессор Антропов В.А.);
«Исследование и разработка методов и средств аналого – цифрового преобразования параметров переменных электрических сигналов, аналого – цифрового преобразования неэлектрических величин» (научный руководитель – к.т.н., доцент Першенков П.П.);
Ежегодно результаты научных исследований представляются кафедрой на международные конференции и симпозиумы, а спектр публикаций охватывает ведущие российские и зарубежные научные издания.

  

В издательстве «Физматлит» по издательскому гранту РФФИ подписана к печати коллективная монография «Управляемое диссипативное туннелирование. Процессы переноса в низкоразмерных системах», памяти академика РАН А.И. Ларкина, под редакцией Нобелевского лауреата по физике 2003 года профессора Э.Дж. Леггета, при редакционном участии В.Д. Кревчика, Ю.Н. Овчинникова, М.Б. Семенова, К.Ямамото и др.

Кафедра «Физика» сотрудничает с ведущими российскими научными центрами:

- Кафедра теоретической физики и кафедра физики полупроводников физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова;
- Объединенный институт химической физики РАН;
- Кафедра теоретической физики МФТИ;
- Ульяновский гос. университет;
- Мордовский гос. университет им. Н.П. Огарева.
- Научно - производственная компания AMT&C (Москва).

Коллектив кафедры «Физика» осуществляет международное научное сотрудничество с такими широко известными научными центрами, как:

- Laboratoire de Spectrometrie Physique Universite Joseph Fourier (Гренобль, Франция),
- Institute of Basic Research (Палм Харбор, США),

- University of Wyoming (Вайоминг, США),

   

- Research Institute of the International Medical Centre (Токио, Япония),
- Centre for Advanced Nanotechnology (Торонто, Канада),
- Institute for Theoretical Physics (Амстердам, Нидерланды),
- Universidade de Satiagode Compostela (Сантьяго, Испания),
- Universit statale di Bergamo (Бергамо, Италия),
- Weizmann Institute of Science (Израиль),
- Department of Physics, UNISA (Претория, Южная Африка).

   

С 2004 года укрепляются связи кафедры “Физика” с исследовательским институтом при Международном медицинском центре в Токио, а также с фирмой “Tokyo Instruments Corporation”, с руководством которых в 2006 году Кревчиком В.Д. и Семеновым М.Б. были подписаны договора о научном сотрудничестве в рамках грантов “Iryokikicentre” и “Nano Medicine Supporting Program”, что во многом способствует повышению уровня подготовки студентов кафедры по выпускающей специальности 010701 “Физика”.

   

   

Дата создания: 25.03.2013 09:45
Дата обновления: 12.02.2020 11:28