ФизФак

Кафедра физики твердого тела и наноструктур сегодня

Кафедра была основана в 1936г. профессором М.А. Левитской и носила название Кафедры электромагнитных колебаний. В 1961г. после отделения кафедры Оптики и кафедры Ядерной физики стала носить название кафедры физики твердого тела.

Истоки кафедры

Кафедру электромагнитных колебаний основала в 1936 Профессор Мария Афанасьевна Левитская (1883 - 1963) - одна из первых русских женщин-ученых, открывшая субмиллиметровые волны в шкале электромагнитных колебаний.

Кафедра электромагнитных колебаний в 1961 году стала называться кафедрой физики твердого тела после отделения от нее кафедры Оптики и кафедры Ядерной Физики.

Славные страницы в историю кафедры вписали ветераны Великой Отечественно войны доцент В.С. Кавецкий и доцент Н.А. Игнатьев, а также доцент Р.Л. Фогельсон.

В декабре 2006 года по инициативе профессора Э.П. Домашевской приказом ректора ВГУ кафедра получила название “кафедра физики твердого тела и наноструктур”.

Зарождение физики твердого тела

Зарождение физики твердого тела в Воронежском государственном университете связано с именем Марии Афанасьевны Левитской, соратницей и коллегой знаменитого академика А. Ф. Иоффе, первой женщины-профессора ВГУ, приглашенной в 1935 году заведовать кафедрой теоретической физики, а затем кафедрой электромагнитных колебаний. В 1961 году последняя стала называться кафедрой физики твердого тела, после того, как от нее отделилось несколько других кафедр, зародившихся в ее недрах, в том числе кафедры оптики и ядерной физики. Почему базовая кафедра стала называться именно кафедрой физики твердого тела? Да потому, что М. А. Левитская вместе А. Ф. Иоффе в 20е – 30е годы стояли у истоков зарождавшейся тогда физики твердого тела, исследуя электромеханические и деформационные свойства классических твердых тел – монокристаллов каменной соли и кварца рентгеновскими методами, которые они освоили в Германии у самого великого В. К. Рентгена. Таким образом, на кафедре физики твердого тела с самого ее основания утвердились и развивались в качестве основных методов исследования твердых тел и материалов именно рентгеновские методы - рентгеноструктурные и рентгеноспектральные, позволяющие получать данные об атомном строении и электронно-энергетическом спектре вещества соответственно. Рентгеноструктурными исследованиями металлов и сплавов, а затем полупроводников занимались доценты Н. А. Игнатьев, Р. Л. Фогельсон, Н. А. Водопьянова, К. Б. Алейникова. Рентгеноспектральные методы исследования полупроводниковых соединений, начиная с конца 50-х годов прошлого столетия, использовали в своих исследованиях доцент В. С. Кавецкий, ассистент И. И. Капшуков и аспирантка М. А. Левитской – Э. П. Домашевская.

Стимулом для роста Воронежской школы исследования электронного строения твердого тела послужило бурное развитие физики полупроводников. С середины прошлого века в связи с открытиями Шоттки выпрямляющих свойств гетероконтакта металл-полупроводник произошел настоящий бум в области синтеза новых полупроводниковых соединений и материалов, пригодных к использованию в различных областях техники, и прежде всего, в электронике и оптоэлектронике. Этого бума не избежал академик А. Ф. Иоффе, возглавлявший несколько десятилетий физико-технический институт АН СССР в Ленинграде.

В ФТИ были синтезированы и исследованы монокристаллы многочисленных полупроводниковых соединений различных типов AIIIBV, AIIBVI, AIIBIVCVII и других. Большая заслуга в этих исследованиях принадлежит Нине Александровне Горюновой, заразившей своим энтузиазмом молодого доцента ВГУ Я.А. Угая, который организовал в Воронеже работу по синтезу и исследованиям нового класса полупроводниковых соединений AIIBV, образующихся в результате химического взаимодействия металлов IIой группы (цинк, кадмий) и неметаллов Vой группы (фосфор, мышьяк, сурьма). В Воронеже впервые методами рентгеноструктурного анализа были исследованы диаграммы состояния цинк-фосфор, кадмий-фосфор, цинк-сурьма, цинк-мышьяк, кадмий-сурьма, кадмий-мышьяк, определены структуры образующихся многочисленных соединений и обнаружено неизвестное ранее соединение Cd6P7 (А.В. Арсенов, К.Б. Алейникова, А.Н. Лукин).

Также впервые аспирантка Э. П. Домашевская получила экспериментальные доказательства переноса заряда от металлов второй и третьей группы к неметаллам пятой группы при образовании ими полупроводниковых соединений типов AIIIBV и AIIBVI, измерив сдвиги Ka - линий характеристического рентгеновского спектра элементов в этих соединениях. Полученные результаты были доложены на IIой всесоюзной конференции по физике полупроводников в январе 1962 года в Ленинграде, и позднее на международной конференции по химической связи в полупроводниках в Минске, на которой присутствовали такие корифеи полупроводниковой науки, как американцы Гудинаф и Музер, француз Сюше и другие. Эти же результаты были опубликованы в докладах Академии наук СССР, а также в материалах международных конференций, переведенных впоследствии в США. Дело в том, что полученные данные о положительных химсдвигах металлической компоненты и отрицательных химсдвигах на неметаллических ставили точку в споре о механизмах образования химической связи в полупроводниках и неопровержимо обосновывали новую донорно-акцепторную модель за счет неподеленной электронной пары валентных электронов у элементов Vой группы вместо старой умозрительной sp3 - гибридной модели Музера и Пирсона, при которой на металлической компоненте должен был появляться отрицательный заряд. С этих работ на кафедре физики твердого тела начинается полупроводниковый «период».

Актуальные научные направления

  • Электронное и атомное строение материалов в конденсированном состоянии, нанокомпозитов и наноструктур, включая квантовые ямы, квантовые нити и квантовые точки.

  • Синхротронные исследования электронно-энергетических спектров наноструктур.

  • Моделирование зонной структуры, плотности состояний, рентгеновских, фотоэлектронных и оптических спектров наноразмерных структур.

  • Исследования оптических, электрофизических и магнитных свойств полупроводниковых гетероструктур с квантовыми точками и сверхрешетками.

  • Cенсорные свойства нанослоев широкозонных полупроводниковых оксидов.

  • Влияние сверхкоротких импульсов электромагнитного излучения на приборы, интегральные схемы и устройства электронной техники.-

Научные и образовательные связи

  • ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН: совместные научные исследования, публикации, подготовка аспирантов.

  • МГУ им. М.В. Ломоносова: совместные научные исследования, подготовка аспирантов, участие в учебно-методическом объединении (УМО).

  • Нижегородский государственный университет: совместные научные исследования, публикации.

  • Новосибирский государственный университет: совместные научные исследования, публикации.

  • Санкт-Петербургский технический университет (ЛЭТИ): участие в учебно-методическом объединении (УМО).

  • Белорусский государственный университет: совместные научные исследования.

  • Киевский государственный университет: совместные научные исследования.

  • Синхротронный центр BESSY II, Берлин, Германия: совместные научные исследования, публикации, подготовка аспирантов.

  • Синхротронный центр SRC университета Висконсин - Мэдисон, Стоутон, США: совместные научные исследования, публикации, подготовка аспирантов.

Почитать ещё

Кафедра физики твердого тела и наноструктур сегодня

Кафедра была основана в 1936г. профессором М.А. Левитской...