Проекти та теми

Держбюджетні теми:

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

  • Науковий керівник – проф. Стадник В.Й.
  • Номер держреєстрації – 0117U001231
  • Термін виконання – 01.01.2017-31.12.2019

Синтезовано та досліджено методом Х-променевої дифракції структуру кристалів K1,75(NH4)0,25SO4. Проведено аналіз структурних даних в рамках наближення другого координаційного оточення та встановлено особливості впливу часткового та повного катіонного заміщення на координаційне оточення аніонів.Досліджено вплив температури та тиску на двопроменезаломлення кристалів. Виявлено нові дві ІТ в K1,75(NH4)0,25SO4, які зміщені порівняно з відповідними для чистого сульфату калію в бік нижчих температур. Встановлено, що одновісні тиски призводять до різної за знаком зміни двопроменезаломлення. З використанням теорії функціонала густини проведено розрахунки зонно-енергетичної структури кристалівK1,75(NH4)0,25SO4 та визначено повну та парціальну густини електронних станів. Досліджено вплив катіонного заміщення на електронні параметри кристалів групи ABSO4.

ФФ-83Ф «Квантові ефекти у фізиці одно- і багаточастинкових систем у просторах зі складною структурою»

  • Науковий керівник – проф. Ткачук В. М.
  • Номер держреєстрації – 0119U002203
  • Термін виконання – 01.01.2019-31.12.2021

У проекті передбачається знаходження нових квантових ефектів у фізиці одно- та багаточастинкових систем, зумовлених особливостями структури простору. Зокрема, буде досліджено фізичні системи у квантованому просторі,  на складних мережах та в потенціалах зі складною просторовою структурою. Планується розвязання фундаментальних проблем теорії квантованого простору, а саме: проблеми порушення пуанкаре-коваріантності та часової оборотності, побудови точних рівнянь електродинаміки. Розвязання запланованих задач дозволить побудувати послідовну теорію частинок та їх взаємодій з урахуванням складної структури простору на планківських масштабах. Також буде вивчено термодинаміку системи частинок у просторі зі складною структурою та запропоновано новий спосіб експериментального спостереження нулів статистичної суми, які є надзвичайно важливими у статистичній фізиці. Буде отримано нові розв’язки для чорних дір у скалярно-тензорних теоріях зі складною структурою геометрії простору-часу, а також вивчено їх термодинаміку. Також планується дослідженння геометрії простору та заплутаності квантових станів фізичних систем, розміщених на графах, що є важливим у задачах квантової інформації та для знаходження умов оптимізації роботи квантових комп’ютерів.

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

  • Науковий керівник – с.н.с. Гнатенко Х. П.
  • Номер держреєстрації – 0117U007190
  • Термін виконання – 01.01.2017-31.12.2021

Розраховано набір параметрів темної енергії, для яких можливе існування статичних розвʼязків рівняння гідростатичної рівноваги як білих карликів, так і нейтронних зір. Знайдено набір критичних значень центральної густини компактних астрофізичних обʼєктів для відповідних значень ефективної швидкості звуку темної енергії. Зроблено порівняльний аналіз різних рівнянь стану речовини нейтронної зорі на отримані граничні значення ефективної швидкості звуку темної енергії. Досліджено вплив наявності складної бульбашкоподібної структури всередині високометалічних областей іонізованого гідрогену, що оточують спалахи зореутворення на відтворення спостережуваних потоків сильних емісійних ліній та отримано відносний хімічний вміст елементів. Отримано розв’язки польових рівнянь для системи статичної електрично зарядженої чорної діри з нелінійними електромагнітними полями (PMI (Power Maxwell invariant), Борна–Інфельда, логарифмічним, експоненціальним)  і космологічною постійною у тривимірному просторі-часі та досліджено термодинамічну поведінку такої чорної діри.  Досліджено рух системи Сонце-Земля-Місяць у квантованому просторі з деформованою алгеброю Кемпфа. Знайдено зміщення перигелію планети Меркурій з врахуванням особливостей опису руху макроскопічного тіла у некомутативному фазовому просторі канонічного типу. Отримано верхню межу для мінімального імпульсу, яка щонайменше на 10 порядків покращує результати, відомі у літературі. Вивчено космологічні моделі де Сіттера та анти-де Сіттера у загальному випадку деформованого простору з мінімальною довжиною. Отримано закон розширення Всесвіту для цих моделей з урахуванням ефектів квантування простору. Знайдено поправку до параметра Габбла, зумовлену мінімальною довжиною.

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 – 01.01.2017 – 31.12.2019

Методами рентгенівської дифрактометрії, мікроструктурного аналізу та вимірювання мікротвердості досліджено фазові утворення в еквіатомних високоентропійних сплавах системи AlCoCuFeNiCr з різним хімічним складом. Для прогнозування фазового складу сплавів розглядалися різні термодинамічні та структурні критерії. Показано, що в AlCoCuFe, AlCoCuFeNi та AlCoCuFeNiCr утворюються двофазні суміші твердих розчинів із гратами ОЦК та ГЦК. Зі зменшенням фракції атомів Al спостерігається тенденція до порушення твердого розчину фази ОЦК. Ці сплави характеризуються дендритною структурою, при якій фаза ГЦК, збагачена Cu, вивільняється в інтервалах між дендритами основної фази ОЦК. Виявлено співвідношення мікротвердості сплавів з об’ємними частками фазових компонентів та їх термодинамічними характеристиками.

Досліджено вплив термодинамічного та структурного станів розплаву,  швидкості його охолодження та оптимальної кількості та природи компонент на структурний та фазовий стан багатокомпонентних високоентропійних сплавів. Встановлено температурні інтервали існування мікронеоднорідної будови високоентропійних сплавів на основі систем AlxCoCrCuyFeNiz та CuxSnyPbBizGa. Отримано основні структурні параметри, температурні і концентраційні залежності густини, електропровідності, термо-е.р.с., в’язкості сплавів AlxCoCrCuyFeNiz та CuxSnyPbBizGa в рідкому стані залежно від вмісту та природи компонент сплаву.

Для встановлення найбільш оптимальних режимів отримання високоентропійних сплавів  вивчено кінетику структурних змін та формування фізичних властивостей сплавів.

ФА-71Ф «Астрофізичні процеси на різних просторово-часових масштабах: порівняння моделей з даними спостережень»

  • Науковий керівник – ст. наук. сп. Мелех Б.Я.
  • Номер держреєстрації – 0118U003607
  • Термін виконання – 01.01.2018-31.12.2020

Розроблено алгоритм врахування функції охолодження з мультикомпонентного фотоіонізаційного моделювання світіння (ФМС) в області супервітру у хемодинамічних симуляціях еволюції карликових галактик (КГ) з активним зореутворенням.  Розраховано сітку мультикомпонентних ФМС високометалічних небулярних середовищ КГ з  з активним зореутворенням з детальних врахуванням поля дифузного іонізуючого випромінювання в них. Розраховано сітку ФМС оболонок планетарних туманностей (ПТ) з урахуванням еволюції різних типів розподілу густини, проведено діагностику її спектрів та  перевірено наявні методи визначення хімічного вмісту в них. Зроблено оцінку важливості застосування методу детального врахування дифузного іонізуючого випромінювання під час ФМС ПТ.  У всіх вищезгаданих ФМС здійснено порівняння результатів моделювання з даними спостережень. Досліджено 3D перенесення нерівноважного випромінювання в астрофізичній плазмі та еволюцію її структур на різних просторово-часових масштабах. Вивчено еволюції збурень концентрацій перших молекул в епохи Темних віків і Космічного світанку в космологічних моделях з різними типами темної енергії та темної матерії. Дослідженовпливмолекулярногоохолодженнянаколапсзбуреньгустиниматерії.

ФЕ-70Ф «Релаксація та міграція електронних збуджень у нанокомпозитних сцинтиляційних полімерних матеріалах»

  • Науковий керівник – проф. Волошиновський А.С.
  • Номер держреєстрації – 0118U003606
  • Термін виконання – 1.01.2018-31.12.2020

Отримано спектри люмінесценції, спектри збудження люмінесценції, часові параметри люмінес­ценції, спектри пропускання композитів, що містять наночастинки LaF3, LaF3-Gd, SrF2-Ce, GdF3, YVO4:Eu. Виміряно світлові виходи нанокомпозитів за умови збудження X-променями з енергією 40 кеВ. Показано, що композитах із вкрапленими наночастинками великих розмірів збудження люмінесценції полістиролу відбувається, в основному, через перепоглинання люмінесценції наночастинок, яка перекривається зі смугами поглинання активатора полістиролу. У випадку наночастинок малих розмірів за умови, що довжина вільного пробігу електрона більша за розміри наночастинки, сцинтиляційний імпульс нанокомпозитів відтворює спектр випромінювання полістиролу з максимумами при 350 та 420 нм та константою загасання порядку наносекунд.

ФЕ-85 Нр «Електронні та екситонні стани в новітніх іонних напівпровідниках типу органічно-неорганічних перовськитів»

  • Науковий керівник – с.н.с. Малий Т.С.
  • Номер держреєстрації – 0119U002205
  • Термін виконання – 1.01.2019 – 31.12.2021

Розроблено та вдосконалено методики синтезу колоїдних наночастинок CsPbX3 (X = Cl, Br) різного розміру низькотемпературними хімічними методами. Отримано наночастинки в вкраплені у кристалічні матриці KBr та CsBr, полімерні кристалічні матриці та полімерні щіткоподібні структури, розміри пор яких обмежують розмір частинок. Вирощено монокристали перовськитів із розчину методом інверсійного розчинення. Визначено розміри, морфологію та дисперсію за розмірами отриманих наночастинок.

ФЛ-84П «Нові сплави з аморфними та нанокристалічними фазами для припоїв з широким температурним інтервалом використання»

  • Науковий керівник – с.н.с. Плевачук Ю.О.
  • Номер держреєстрації – 0119U002204
  • Термін виконання – 01.01.2019 – 31.12.2021

Досліджено поведінку електрофізичних властивостей нанокомпозитів на основі сплавів на основі Sn з металевими домішками та домішками  вуглецевих нанотрубок (від 0,005 до 0,03 мас.%) в області плавлення-кристалізації за допомогою чотириточкового методу. Зразки були виготовлені у вигляді тонких стрічок методом швидкого загартування. Температурна залежність електричного опору виявляє гістерезис між кривими нагрівання та охолодження в діапазоні температур плавлення-затвердіння внаслідок нерівноважної кристалізації. Проаналізовано вплив вмісту вуглецевих нанотрубок на значення електричного опору.

Вплив незначних домішок вуглецевих нанотрубок на електричний опір потрійного сплаву Sn96.5Ag3Cu0.5, який є одним з основних матеріалів для виробництва безсвинцевих припоїв, досліджено в широкому температурному діапазоні між кімнатною температурою і температурами плавлення. Зразки були виготовлені у вигляді тонких стрічок методом швидкого загартування. Температурна залежність електричного опору виявляє гістерезис між кривими нагрівання та охолодження в діапазоні температур плавлення-кристалізації внаслідок нерівноважної кристалізації, коли плавлення і кристалізацію не можна вважати повністю оборотними процесами.

Ґрант Президента України для підтримки наукових досліджень молодих вчених у 2019 році

Ф82/214-2019 «Фундаментальні проблеми теорії квантованого простору»

  • Науковий керівник – с.н.с. Гнатенко Х. П.
  • Номер держреєстрації – 0119U103196
  • Термін виконання – 01.10.2019-31.12.2019

Запропоновано спосіб збереження симетрії відносно інверсії часу та закону збереження енергії у квантованому просторі. Побудовано теорію квантованого простору зі збереженими сферичною симетрією, симетрією відносно інверсії часу, властивостями кінетичної енергії та слабким принципом еквівалентності. Розв’язано проблему опису системи багатьох частинок та проблему порушення принципу еквівалентності у квантованому просторі з координатно залежною некомутативністю.

Ф82/205-2019 «Заплутаність і геометрія квантових станів спінових систем з різними типами взаємодії»

  • Науковий керівник – с.н.с. Кузьмак А.Р.
  • Номер держреєстрації – 0119U103191
  • Термін виконання – 01.10.2019-31.12.2019

У проекті передбачено дослідження простору квантових станів спінових систем з різними типами взаємодії. Буде пораховано метрики многовидів, які містять стани, що досягаються під час еволюції таких систем. Це дозволить отримати повну картину про еволюцію цих систем, а також знайти умови для досягнення різних станів. Також буде вивчена величина заплутаності системи і знайдено умови, при яких досягаються максимально заплутані стани. За допомогою отриманих результатів будуть запропоновані методи для побудови квантових логічних елементів на реальних фізичних системах.

Теми, які виконуються в межах робочого часу викладачів:

Тема  – «Електронна структура, електричні, магнітні та Х-променеві спектральні властивості нових потрійних сполук на основі  d-  і  f -металів»

  • Науковий керівник – проф. Щерба І.Д.
  • Номер держреєстрації – № 0118U000614
  • Термін виконання – 01.01.2018 – 31.12.2020

Методами високоенергетичної (Х – променева емісійна, абсорбційна та фотоелектронна) спектроскопії встановлена структура валентної зони та зони провідності сполук ScCeSi та ScCe2Si2. У напіврелятивістському наближенні методом LМТО розраховано для сполуки HfFe2Si2 зонну структуру та теоретичні емісійні Х- променеві спектри для атомів, що знаходяться в не еквівалентних кристалографічних положеннях. Досліджено методом Месбауерівської спектроскопії магнітні властивості заліза у сполуці HfFe2Si2. Методом Месбауерівської спектроскопії для ряду сполук R5Fe6Sn18(R = Er, Tm, Lu) встановлена природа їх магнетизму та досліджено кінетичні властивості.