Дослідження

На фізичному факультеті проводяться дослідження за такими напрямками:

  • Випромінювальна релаксація електронних збуджень у діелектричних і напівпровідникових кристалах.
  • Високоенергетична спектросокпія складних матеріалів.
  • Високоточна поляриметрія.
  • Внутрішня структура компактних астрофізичних об’єктів (білих карликів та нейтронних зір).
  • Діагностика та моделювання світіння небулярних середовищ (планетарні туманності, зони HII, дифузний іонізований газ навколо областей з активним зореутворенням).
  • Зоряні атмосфери.
  • Квантова інформація.
  • Квантова статистична фізика.
  • Комп’ютеризація оптичного експерименту.
  • Модельні методи в теорії металів.
  • Нелінійно-оптичні та фотоелектричні властивості фоторефрактивних кристалів.
  • Нові речовини та матеріали (авіаційні та космічні; медико-біологічні; матеріали з програмованими властивостями для інтелектуальних систем).
  • Оптика нанорозмірних об’єктів.
  • Оптичні властивості і зонно-енергетична структура кристалів і нанорозмірних об’єктів.
  • Оптичні та електрофізичні властивості провідних полімерів.
  • Спектральна рефрактометрія сегнетоелектричних кристалів.
  • Спектроскопія конденсованого стану.
  • Створення нетрадиційних матеріалів шляхом керованого структуроутворення.
  • Структура та еволюція Всесвіту.
  • Структура та фізичні властивості тонких плівок.
  • Суперсиметрія в квантовій механіці.
  • Фазові перетворення у кристалічних діелектриках та фізика неспівмірних фаз.
  • Фізика і техніка низьких температур.
  • Фізика і технологія наноструктур.
  • Фізика рідин та нанокомпозитних рідинних систем.
  • Фізика фероїків.
  • Фізичні системи в квантованому просторі.

Наукові дослідження проводяться на сучасній експериментальній апаратурі не тільки в лабораторіях кафедр фізичного факультету, але і в міжфакультетській науково-навчальній лабораторії рентгеноструктурного аналізу у якій функціонує сучасних рентгенівський дифрактометр (STOE STADI MP), науково-навчальних центрах низькотемпературних досліджень та «Фрактал»

Держбюджетні теми:

ФЕ-07Ф «Взаємодія іонізуючого випромінювання із нанокомпозитами на основі наночастинок диспергованих у діелектричні матриці»

  • Наукові керівники – д-р фіз.-мат.наук, проф. Волошиновський А.С.
  • Номер держреєстрації 0115U003251
  • Термін виконання – 1.01.2015 – 31.12.2017

Отримано наночастинки фторидів та фосфатів, алюмінатів силікатів та ванадатів. Визначені розміри та дисперсія наночастинок, їх структура і морфологія. Визначено параметри взаємодії електромагнітного випромінювання з наночастинками. З’ясовано залежності інтенсивності рекомбінаційної люмінесценції та тривалості загасання від розмірів наночастинок у випадку збудження  рентгенівськими та оптичними квантами. Розраховано електронні енергетичні структури та густини електронних станів ряду кристалів фторидів (LaF3, CeF3, MeF2, Me=Ba, Ca, Sr) фосфатів (LnPO4, Ln=La, Lu) і ванадатів (YVO4, BiVO4). Оцінено ефективні маси електронів. Запропоновано метод моделювання сцинтиляційного процесу у наночастинках, на основі якого отримано залежності інтенсивності рекомбінаційної люмінесценції від розміру наночастинок. Оцінено середні довжини термалізації електронів у деяких наночастинках фторидів, фосфатів та ванадатів.

Синтезовано плівкові та об’ємні зразки полімерних нанокомпозитів із диспергованими наночастинками. Порівняно сцинтиляційні характеристики полімерних нанокомпозитів та полімерних наносцинтиляторів. З’ясовано механізм сцинтиляційних процесів у полімерних сцинтиляторах.

ФФ-30Ф «Класичні і квантові системи з нестандартними комутаційними співвідношеннями і статистиками»

  • Наукові керівники – д-р фіз.-мат.наук, проф. Ткачук В. М.
  • Номер держреєстрації 0116U001539
  • Термін виконання – 1.01.2016 – 31.12.2018

Розраховано поправки до енерґетичного спектра атома водню у просторі з різними типами деформацій. Визначено верхню межу мінімальної довжини на основі нових експериментальних даних. Установлено зв’язок нелінійної деформованої алґебри з лінійною. Знайдено умови оптимальної еволюції спінових систем. Отримано геометрію многовидів квантових станів спінових систем з різними типами взаємодії. Для (1+1)-вимірної чорної діри Горжави–Ліфшица розраховано квазінормальні моди діраківських частинок. Отримано нові результати в задачах класифікації складних систем. Досліджено низько енергетичні властивості одно-та двокомпонентних надплинних систем з дипольною взаємодією в області скінченних температур. Показано, що критична температура бозе-газу розрахована за допомогою 1/N‑розкладу добре узгоджується з результатами Монте-Карло симуляцій. Ми також виявили загальну структуру одночастинкової функції Ґріна для одно- та тривимірного бозе-полярона.

Фе-43 Нр «Багатоколірні люмінесцентні наномаркери для біомедичних досліджень»

  • Наукові керівники – канд фіз.-мат.наук Малий Т.С.
  • Номер держреєстрації 0916U003251
  • Термін виконання – 01.09.2016 31.07.2018

Розробленно нові методики синтезу наночастинок боратів та ванадатів (ReBO3-Ce, Ln, Re = Y, Gd; Ln = Eu3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+) методом темплатного синтезу. Для цього було розроблено та проведено синтез полімерних поверхнево-активних речовин за допомогою радикальної кополімеризації, які в подальшому використовувалися як міцелоутворюючі комплекси при синтезі наночастинок. Використання темплатів дозволило отримати наночастинки боратів та ванадатів (ReBO3-Ce, Ln, Re = Y, Gd; Ln = Eu3+, Tb3+, Dy3+, Sm3+) із розмірами до 10 та 20 нм, відповідно.

Розроблені і досліджені теоретичні і експериментальні методи темплатного синтезу нанокомпозитів типу “ядро-оболонка”, що міститимуть в ядрі солі лантанідів, легованих рідкоземельними елементами, та функціональну реакційну оболонку із полімерних поверхнево-активних речовин, зокрема олігопероксидів як м’яких темплатів і модифікаторів поверхні водночас, матимуть практичне значення і для інших видів біомаркерів, таких як магнітні носії лікарських засобів та рентген-контрастні агенти.

ФЛ-29Ф «Механізми формування електронних властивостей у металевих, нвпівпровідникових та полімерних матрицях, модифікованих наночастинками»

  • Науковий керівник – старший н. сп., док. фіз.-мат. наук Плевачук Ю.О.
  • Номер держреєстрації 0116U001538
  • Термін виконання – 01.09.2016 31.07.2018

На базі отриманих результатів показано, що напівпровідникові сполуки Cu2ZnSnSe4, Cu2ZnSn(SхSe1-х) Cu2ZnSnS4 є перспективними для створення поглинаючих шарів тонкоплівкових сонячних елементів. Вони можуть замінити дефіцитні і дорогі тверді розчини Cu(In,Ga)Se2, CuIn(S,Se)2, CuGa(S,Se)2 для яких отримано коефіцієнт корисної дії близько 20,3% і виготовляють в промислових масштабах. Використовуючи встановлені механізми релаксації високоенергетичних збуджень, вдосконалити технологію створення композитних матеріалів для струмових детекторів високоенергетичних збуджень, які значно спростять апаратуру реєстрації джерел випромінювання.

Фл-52Ф «Взаємозвязок структурного стану, елементного складу та термодинамічних умов охолодження розплаву при формуванні властивостей високоентропійних металевих сплавів»

  • Наукові керівники – д-р фіз.-мат.наук, проф. Мудрий С. І.
  • Номер держреєстрації 0115U003252
  • Термін виконання – 1.01.2017 – 31.12.2019

Досліджено закономірності формування структури та властивостей металевих високоентропійних сплавів, отриманих відповідно до різних режимів, встановлено оптимальні технологічні режими, що забезпечують утворення матеріалів із заданими властивостями. Зокрема встановлено температурні межі існування метастабільної мікронеоднорідної структури високоентропійних розплавів залежно від вмісту та природи компонентів сплаву. Методом рентгеноструктурного аналізу досліджено основні структурні параметри, а також отримані температурні і концентраційні залежності густини, електропровідності, термо-е.р.с., в’язкості сплавів AlxCoCrCuyFeNiz,CoCrCuFeNi AlCoCuFeNi CrFeNi в рідкому стані залежно від вмісту та природи компонент сплаву.

ФФ-63Нр «Астрофізичні системи на різних енергетичних і просторово-часових масштабах та ефекти квантування простору»

  • Науковий керівник – канд. фіз.-мат.наук Гнатенко Х. П.
  • Номер держреєстрації 0117U007190
  • Термін виконання – 1.01.2017 – 31.12.2020

Розраховано характеристики пробної темної енергії в середині білого карлика та нейтронної зорі.  На основі порівнянь зі спостережними даними відселектовано результати фотоіонізаційного моделювання світіння зон іонізованого водню. Описано особливості руху макроскопічних тіл у квантованому просторі з некомутативністю координат та некомутативністю імпульсів. Знайдено вплив ефектів квантованості простору на рух астрофізичних систем.

Тема ФЗ-53 Ф «Нові матеріали функціональної електроніки на основі напівпровідникових та діелектричних кристалів груп А4ВХ6 та А2ВХ4»

  • Науковий керівник – Стадник Василь Йосифович, доктор фізико-математичних наук, професор, завідувач кафедри загальної фізики.
  • Номер держреєстрації – № 0117U001231.
  • Термін виконання – 1.01.2017 – 31.12.2019

Синтезовано матеріали групи А2ВХ4 (Rb2ZnCl4, K1,75NH0,25SO4) та  А4ВХ6 (ІnxTl1–хI). Досліджено вплив одновісних напружень на спектральні і температурні зміни показників заломлення ni кристалів Rb2ZnCl4 (ТХЦP). Установлено, що в досліджуваному спектральному і температурному діапазонах дисперсія ni(l) механічно вільних і затиснутих кристалів нормальна і з наближенням до краю поглинання різко зростає. Одновісні тиски не змінюють характеру кривих ni(l) і ni(Т), а лише величини dni/dl  і dni/. Вивчено баричні зміни ni, розраховані електронна поляризовність aі, рефракції R, параметри ультрафіолетових осциляторів (l, В1і) механічно деформованих кристалів ТХЦP.

Проведено квантово-механічне моделювання електронної структури та адсорбційних властивостей тонких плівок ZnO на основі найбільш активних неполярної та полярної поверхонь та встановлено структурні параметри та зміни енергетичного спектру при адсорбції молекул низки газів, актуальних із фундаментальної та практичної точок зору. Встановлено вплив домішок на електронну структуру тонких плівок залежно від концентрації домішок.

Тема, яка в межах робочого часу викладачів – «Параметричні оптичні ефекти та структура складних оксидів родини лангаситу»

  • Науковий керівник – канд. фіз.-мат. наук, доц. Фтомин Н.Є.
  • Номер держреєстрації – № 0115U003552
  • Термін виконання – 01.01.2015 – 31.12.2017

На основі поляризаційної моделі оптичної активності розраховано залежності питомого повертання площини поляризації та показників заломлення кристалів родини лангаситу, від параметрів розупорядкованості їхньої структури. Результати розрахунків узгоджуються з поляриметричними вимірюваннями здійсненими для z-зрізу кристалу La3Ga5SiO14.

На мові програмування LabVIEW реалізовано підпрограми (SubVi) для зв’язку цифрових мультиметрів UT70C, UT60E та персонального комп’ютера. Використовуючи ці програми, суттєво удосконалено поляриметричні установки для кристалооптичних вимірювань.

Використовуючи математичний апарат матриць Джонса розраховано коноскопічні фігури для негіротропних та гіротропних двозаломлюючих кристалів. Методику розрахунку апробовано на прикладі кристалів LiNbO3, SiO2. Для оптично активних кристалів кварцу обчислено фігури Ейрі.

Розраховано дисперсію електрооптичних коефіцієнтів r11, r41 та компоненти тензора лінійної електрогірації ρ11 для кристалів La3Ga5SiO14 в діапазоні зміни довжини хвилі 300-600 нм.

Співробітники факультету мають тісні контакти з такими навчальними та науковими установами України:

  • Головна астрономічна обсерваторія НАН України (Київ);
  • Інститут фізики конденсованих систем НАН України (Львів);
  • Київський національний університет імені Тараса Шевченка (Київ);
  • Одеський національний університет імені І.Мечникова (Одеса);
  • Національний університет «Львівська політехніка» (Львів);
  • Фізико-механічний інститут НАН України (Львів)

Звіти про наукову роботу: