Комплексные исследования взаимосвязи структуры и физических свойств
Научно-педагогическая школа кафедры сформировалась в 50-е годы, после прихода на ее заведование профессора, а впоследствии члена-корреспондента РАН и лауреата Государственной премии СССР П.В. Гельда. Ученик и соратник другого выдающегося ученого нашего университета, профессора О.А. Есина, он пришел на кафедру, будучи автором известных научному миру трудов, посвященных физико-химическим основам металлургических процессов. Это материаловедческое направление вместе с тем заделом по научной работе, который был на кафедре, и породило оригинальные физические задачи, которые кафедра продолжает успешно развивать в настоящее время.
Работа по развитию представлений об электронной структуре, атомном и магнитном упорядочении сплавов и соединений переходных металлов с элементами III и IV групп периодической системы, а также по созданию на этой основе новых резистивных и контактных материалов проводится под руководством проф. А.А. Повзнера. Проведенные комплексные исследования магнитных и теплофизических свойств силицидов железа, кобальта и марганца позволили существенно уточнить представления об их зонной структуре и, в частности сделать вывод о важной роли в рассматриваемом классе веществ расщепления электронных термов во флуктуирующих внутренних сверхсильных магнитных полях. Разработанные теоретические положения нашли подтверждение при экспериментальных исследованиях проводимостей и намагниченностей силицидов железа в сверхсильных магнитных полях, проведенных совместно с Российским Федеральным Ядерным Центром - ВНИИЭФ в рамках международной программы "Капица", и в настоящее время используются для разработки новых материалов электронной техники.
На сегодняшний день основным направлением на кафедре является исследование электронных, магнитных и тепловых свойств d, f-металлов, сплавов и наноструктур на их основе с целью разработки физических основ нового поколения элементной базы микроэлектроники, новых технологий и функциональных материалов для атомной металлургической промышленности.
Научно-исследовательская работа заключается в установлении фундаментальных взаимосвязей структуры и физических свойств данной группы материалов, разработка физических основ создания новых функциональных материалов и спинтронных устройств.
Изучается влияние атомной структуры, температуры, внешних полей на электронную и магнитную структуру, решеточные, электронные, магнитные свойства; фазовых переходов и аномалий физических свойств объемных и наноструктурированных материалов; проводится экспериментальное исследование и теоретический анализ решеточных, электронных, магнитных и тепловых свойств исследуемых систем, а также определение атомной, магнитной и электронной структуры, их взаимосвязи со служебными характеристиками.
Члены коллектива имеют большой опыт теоретического и экспериментального исследования переходных и редкоземельных металлов и материалов на основе их соединений, первопринципных расчетов электронной структуры переходных металлов и их соединений, модельных расчетов электронных свойств сильно-коррелированных систем в парамагнитном и ферримагнитном состояниях, термодинамическому моделированию и расчету температурных зависимостей теплофизических и упругих свойств нормальных металлов и диэлектриков, моделированию неравновесных фазовых переходов в полупроводниках, о чем свидетельствуют публикации в ведущих российских и зарубежных журналах.
Имеется экспериментальная база для исследования атомной структуры, магнитных и теплофизических измерений в широком диапазоне температур, включая их твердое и жидкое состояние. Ранее полученные результаты изучения структуры и теплофизических свойств использовались при разработке и внедрению промышленных технологий.
Особо важное место в научной деятельности кафедры начинают занимать исследования по физике трансурановых элементов и материалов на их основе. Эти материалы, с одной стороны, представляют большую практическую значимость и, с другой стороны, являются недостаточно исследованными, что обусловлено трудностями, возникающими при их экспериментальном и теоретическом изучении. На кафедре физики ведутся теоретические исследования электронной структуры и магнитных свойств актинидов с привлечением авторских методик, объединяющих расчеты из первых принципов (в рамках DFT – теории функционала плотности) с модельными представлениями о сильно-коррелированной природе актинидных металлов. Также в рамках разработанной на кафедре физики самосогласованной термодинамической модели, позволяющей корректно рассматривать эффекты, связанные с ангармоничностью решеточной подсистемы актинидов, проводится термодинамическое моделирование температурных зависимостей теплофизических и упругих свойств трансурановых металлов и сплавов на их основе. Проводимые исследования позволяют получить новые данные по физическим свойствам актинидов, которые не были измерены экспериментально, объяснить природу возникновения их аномальных свойств и выяснить характер влияния на эти свойства радиационных дефектов.
Получаемые научные результаты дополняют теоретические и экспериментальные исследования, проводимые институтами РАН, Лос-Аламосской национальной лаборатории США и других научных центров.
Публикации
Ежегодно сотрудниками кафедры издается более 30 научных статей, учебных и учебно-методических пособий, полный список можно посмотреть на научно-исследовательском портале УрФУ
Ниже приведен список научных работ за 2023 год:
1. Babanova, O., Skoryunov, R., Soloninin, A. & Skripov, A., Anion and cation dynamics in a carbon-substituted cesium closo-hydroborate CsCB11H12: 1H and 133Cs NMR studies: Solid State Ionics. 401, 116354 (2023).
2. Filanovich, A., Lukoyanov, A. & Povzner, A. Electronic structure and elastic properties of double half-Heusler thermoelectric materials MgXY2Z2 (X=Zr/Hf, Y=Pd/Pt, Z=Bi/Sb): Physica B: Condensed Matter. 669, 415280 (2023).
3. Povzner, A., Volkov, A., Chernikova, M. & Nogovitsyna, T. Phase transitions in chiral ferromagnets with topological features of electronic structure (on the example of MnSi): Solid State Communications. 371, 115279 (2023).
4. Feshchenko, A. A., Moskalev, M. E., Severova, S. V., Gor’kovenko, A. N., Lepalovskii, V. N., Selezneva, N. V., Kravtsov, E. A. & Vas’kovskiy, V. O. Influence of Structural and Compositional Factors on the Realization of the Exchange-Bias Effect in (Cr–Mn)/Fe20Ni80 Films: Physics of Metals and Metallography. 124, 9, стр. 894-900 (2023).
5. Shreder, E. I., Filanovich, A. N., Chernov, E. D., Lukoyanov, A. V., Marchenkov, V. V. & Stashkova, L. A. The Electronic Structure, Thermoelectric, and Optical Properties of Heusler Alloys Mn2MeAl (Me = Ti, V, Cr): Physics of Metals and Metallography. 124, 7, стр. 684-691 (2023).
6. Вьюхин, В. В., Поводатор, А. М., Синицин, Н. И., Цепелев, В. С. & Чикова, О. А. Способ определения микронеоднородности расплава образца многокомпонентного металлического сплава: патент на изобретение, 2 мая 2023, IPC № G01N 11/00, G01N 27/14, G01N 25/02, Федеральный институт промышленной собственности, Патент № 2795262, 1 сент. 2022, Дата приоритета 1 сент. 2022, № заявки 2022123364
7. Ботов, М. А., Резник, П. Л. & Хлебников, Н. А. Онтология физико-математической компоненты инженерного ядра бакалавриата: регистрация базы данных, 20 февр. 2023, Федеральный институт промышленной собственности, Патент № 2023620627, 27 дек. 2022, Дата приоритета 27 дек. 2022, № заявки 2022623938
8. Filanovich, A. N. & Povzner, A. A. Grüneisen parameters of Weyl semimetal CoSi: Materials Science and Engineering B: Solid-State Materials for Advanced Technology. 287, 116133 (2023).
9. Lobanov, M. L., Zorina, M. A., Reznik, P. L., Redikultsev, A. A., Pastukhov, V. I. & Karabanalov, M. S. Crystallography of Recrystallization in Al and Cu with Fiber Texture: Metals. 13, 10, 1639 (2023).
10. Babanova, O. A., Skoryunov, R. V., Soloninin, A. V., Golub, I. Е., Heere, M., Skripov, A. V. & Filinchuk, Y. Dynamical properties of the magnesium borohydride – ethylenediamine compound Mg(en)1.2(BH4)2: A nuclear magnetic resonance study: Solid State Ionics. 397, 116232 (2023).
11. Filanovich, A. N., Povzner, A. A. & Lukoyanov, A. V. Machine learning prediction of thermal and elastic properties of double half-Heusler alloys: Materials Chemistry and Physics. 306, 128030 (2023).
12. Makarova, M. V., Kravtsov, E. A., Proglyado, V. V., Subbotin, I. A., Pashaev, E. M., Kholin, D. & Khaydukov, Y. N. Magnetic Structure of Dy–Co Superlattices near the Compensation Temperature: Journal of Surface Investigation. 17, 2, стр. 450-454 (2023).
13. Antropov, N. & Kravtsov, E. Neutron Reflectometry in Superlattices with Strongly Absorbing Rare-Earth Metals (Gd, Dy): Journal of Surface Investigation. 17, 4, стр. 855-858 (2023).
14. Zhidkov, I. S., Kukharenko, A. I., Milyaev, M. A., Kravtsov, E. A., Makarova, M. V., Gapontsev, V. V., Streltsov, S. V., Cholakh, S. O. & Kurmaev, E. Z. Protection of Cu from Oxidation by Ta Capping Layer: Coatings. 13, 5, 926. (2023).
15. Nikova, E., Salamatov, Y. & Kravtsov, E. Resonant Neutron Reflectometry on a Compact Neutron Source: Journal of Surface Investigation. 17, 4, стр. 826-831 (2023).
16. Васьковский, В. О., Фещенко, А. А., Москалев, М. Е., Лепаловский, В. Н., Кравцов, Е. А. & Горьковенко, А. Н., ВЛИЯНИЕ БУФЕРНЫХ ПОКРЫТИЙ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ПЛЕНОК (CR-MN)/FE: Журнал технической физики. 93, 5, стр. 679-686 (2023).
17. Окулов, Р. А., Семенова, Н. В., Плетнева, Е. Д. & Ахметшин, С. М. ВЛИЯНИЕ НАПРАВЛЕНИЯ КАНАЛОВ ГАЗОВЫХ ЗАВИХРИТЕЛЕЙ НА ПАРАМЕТРЫ ПЛАЗМЕННОГО ПОТОКА: Инженерный вестник Дона. 2 (98), стр. 124-137 (2023).
18. Фещенко, А. А., Москалев, М. Е., Северова, С. В., Горьковенко, А. Н., Лепаловский, В. Н., Селезнева, Н. В., Кравцов, Е. А. & Васьковский, В. О. ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНО-КОМПОЗИЦИОННЫХ ФАКТОРОВ НА РЕАЛИЗАЦИЮ ЭФФЕКТА ОБМЕННОГО СМЕЩЕНИЯ В ПЛЕНКАХ (CR–MN)/FE20NI80: Физика металлов и металловедение. 124, 9, стр. 830-837 (2023).
19. Чикова, О. А. Когнитивное моделирование как инструмент отбора массовых открытых онлайн-курсов для самостоятельной работы студентов общеинженерных направлений подготовки по курсу физики: Профессиональное образование в современном мире. 13, 2, стр. 255-266 (2023).
20. Макарова, М. В., Кравцов, Е. А., Проглядо, В. В., Субботин, И. А., Пашаев, Э. М., Холин, Д. & Хайдуков, Ю. Н. МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА СВЕРХРЕШЕТОК DY–CO ВБЛИЗИ ТЕМПЕРАТУРЫ КОМПЕНСАЦИИ: Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 4, стр. 50-54 (2023).
21. Лихачёв, И. А., Субботин, И. А., Чесноков, Ю. М., Девятериков, Д. И., Кондратьев, О. А., Рыжова, А. А., Саламатов, Ю. А., Миляев, М. А., Васильев, А. Л., Кравцов, Е. А. & Пашаев, Э. М. МОДИФИКАЦИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ СВЕРХРЕШЕТОК FE/GD В РЕЗУЛЬТАТЕ ГИДРИРОВАНИЯ: Физика металлов и металловедение. 124, 12, стр. 1186-1195 (2023).
22. Антропов, Н. О. & Кравцов, Е. А. Нейтронная рефлектометрия в сверхрешетках с сильно поглощающими редкоземельными металлами (Gd, Dy): Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 8, стр. 11-15 (2023).
23. Фещенко, А. А., Москалев, М. Е., Горьковенко, А. Н., Лепаловский, В. Н., Степанова, Е. А., Кравцов, Е. А. & Васьковский, В. О. ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ АНТИФЕРРОМАГНЕТИЗМА СПЛАВА CR-MN В СОСТАВЕ ПЛЕНОЧНЫХ КОМПОЗИТОВ ТИПА (CR-MN)/FE: Физика твердого тела. 65, 6, стр. 961-966 (2023).
24. Девятериков, Д. И., Кравцов, Е. А., Проглядо, В. В., Жакетов, В. Д., Никитенко, Ю. В. & Khaydukov, Y. N.ПЕРСПЕКТИВА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕТОДА РЕФЛЕКТОМЕТРИИ ПОЛЯРИЗОВАННЫХ НЕЙТРОНОВ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГЕЛИМАГНЕТИЗМА В РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ТОНКИХ ПЛЕНКАХ И НАНОСТРУКТУРАХ НА КОМПАКТНОМ ИСТОЧНИКЕ НЕЙТРОНОВ DARIA: Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 7, стр. 108-112 (2023).
25. Никова, Е. С., Саламатов, Ю. А. & Кравцов, Е. А., РЕЗОНАНСНАЯ НЕЙТРОННАЯ РЕФЛЕКТОМЕТРИЯ НА КОМПАКТНОМ ИСТОЧНИКЕ НЕЙТРОНОВ: Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 7, стр. 102-107 (2023).
26. Кокшаров, В. А., Неволина, А. Л., Ткачук, Г. А. & Чикова, О. А.СПЕЦИФИКА МОТИВАЦИИ КИТАЙСКИХ СТУДЕНТОВ К ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ТЕХНОЛОГИИ ДИСТАНЦИОННОГО ОБУЧЕНИЯ РУССКОМУ ЯЗЫКУ: Перспективы науки и образования. 1 (61), стр. 235- (2023).
27. Koksharov, V., Nevolina, A., Tkachuk, G. & Chikova, O. Специфика познавательных ориентаций китайских студентов при освоении технических дисциплин: Перспективы науки и образования. 65, 5, стр. 163-181 (2023).
28. Жакетов, В. Д., Девятериков, Д. И., Авдеев, М. М., Норов, Д. А., Колупаев, Е. Д., Кузьменко, М. О., Пугач, Н. Г., Хайдуков, Ю. Н., Кравцов, Е. А., Никитенко, Ю. В. & Аксенов, В. Л. Структурные свойства сверхрешеток Nb/Dy и Nb/Ho: Физика твердого тела. 65, 7, стр. 1123-1128 (2023).
29. Повзнер, А. А., Волков, А. Г. & Черникова, М. А. ТОПОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРЫ И ФАЗОВАЯ ДИАГРАММА КИРАЛЬНОГО ФЕРРОМАГНЕТИКА MNSI: Физика твердого тела. 65, 12, стр. 2243-2249 (2023).
30. Повзнер, А. А., Волков, А. Г., Лопатко, Э. И. & Зайцева, Н. А. Фазовый переход первого рода в ферромагнитных полупроводниках во внешних электрическом и магнитном полях (на примере LA1-XCAXMNO3): Физика твердого тела. 65, 4, стр. 545-550 (2023).
31. Бородин, И. Д., Попова, А. В. & Сидоренко, Ф. А. ШАРИК НА МАГНИТОСТРИКЦИОННОМ ВИБРАТОРЕ: Учебная физика. 2, стр. 11-13 (2023).
32. Шредер, Е. И., Лукоянов, А. В., Мухачев, Р. Д., Филанович, А. Н., Даш, Ш., Патра, А. К. & Васундхара, М.ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ ГЕЙСЛЕРА MN2 –XFE1 +XAL (X = –0.5, 0, 0.5, 1): Физика металлов и металловедение. 124, 3, стр. 257-263 (2023).
33. Шредер, Е. И., Филанович, А. Н., Чернов, Е. Д., Лукоянов, А. В., Марченков, В. В. & Сташкова, Л. ЭЛЕКТРОННАЯ СТРУКТУРА, ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПЛАВОВ ГЕЙСЛЕРА MN2MEAL (ME = TI, V, CR): Физика металлов и металловедение. 124, 7, стр. 608-615 (2023).
Создано / Изменено: 22 декабря 2015 / 16 февраля 2024
© ФГАОУ ВО «УрФУ имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»
Увидели ошибку?
выделите фрагмент и нажмите:
Ctrl + Enter
Дизайн портала: Artsofte