Научно-исследовательская и инновационная деятельность

Направления научно-исследовательской деятельности на кафедре физики

Первое направление (науч. рук. - Крук Н.Н.)

Второе направление (науч. рук. - Наркевич И.И.)

Третье направление (науч. рук. - Поплавский В.В.)

Четвертое направление (науч. рук. - Почтенный А.Е.)

Пятое направление (науч. рук. - Чаевский В.В.)

 

Первое направление

Молекулярная спектроскопия макрогетероциклических соединений и развитие научных основ создания новых высокочувствительных методов оптической диагностики на их основе

Научный руководитель - Крук Николай Николаевич,

заведующий кафедрой физики,

доктор физико-математических наук

Основы научного направления по изучению фотофизических характеристик и спектрально-люминесцентных свойств тетрапиррольных соединений были заложены академиком А.Н. Севченко и его учениками академиком Г.П. Гуриновичем и членом-корреспондентом К.Н. Соловьевым в конце 50-х годов прошлого столетия. В результате работы нескольких поколений ученых в нашей     стране сформировалась научная школа специалистов в области молекулярной спектроскопии и люминесценции макрогетероциклических соединений, получившая признание во всем мире. В 1965 году была образована лаборатория фотохимии (в 1992 г. преобразованная в лабораторию фотоники молекул), которую до 1994 г. возглавлял академик Г.П. Гуринович, а затем доктор физико-математических наук, профессор Б.М. Джагаров, основным направлением работы которой стало изучение фотофизических характеристик и спектрально-люминесцентных свойств тетрапиррольных соединений. Доктор физико-математических наук Н.Н. Крук проработал в этой лаборатории с 1992 по 2013 год, где защитил диссертации на соискание ученой степени кандидата (1997 г.) и доктора физико-математических наук (2012 г.).

Научное направление, развиваемое Н.Н. Круком, включает  фундаментальные исследования свойств возбужденных состояний тетрапиррольных соединений, взаимосвязи спектроскопических характеристик и кислотно-основных равновесий в ядре и на периферии тетрапиррольного макроцикла, спектральных и фотофизических свойств сокращенных тетрапиррольных макроциклов, исследование оптических характеристик дендримеров с тетрапиррольным ядром. Кроме этого, активно ведутся работы в прикладном направлении по изучению возможностей применения тетрапиррольных соединений для создания оптических мультифункциональных сенсоров.

Научная группа включает доцента кафедры физики Кленицкого Д.В., доцента кафедры физики Крылова А.Б., ассистента кафедры физики Вершиловскую И.В.

Научные проекты. Исследования ведутся в рамках темы ГБ26-16 кафедры физики, ГБ 16-195 «Тетрапиррольные соединения как платформа для создания молекулярных логических устройств», ГБ 16-119 «Разработка научных основ создания люминесцентных сенсоров на платформе молекулярных систем, содержащих тетрапиррольные хромофоры», ФФ 16-411 "Синтез и физико-химические принципы создания новых высокочувствительных люминесцентных сенсоров на основе депротонированных тетрапиррольных макроциклов", а также совместные исследования с научными партнерами в инициативном порядке. На стадии рассмотрения находтся заявка на проект БРФФИ совместно с Католическим университетом Лёвена и Университетом Хассельта (Бельгия).

Научные публикации. Крук Н.Н. явялется автором более 240 научных работ, в числе которых 130 статей и 3 Главы в коллективной многотомной монографии «Успехи химии порфиринов», издающейся в РФ. За 2014 год группой опубликовано 13 научных статей.

Научные партнеры. Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси, Католический университет Лёвена (Бельгия), Университет Хассельта (Бельгия), Институт химии растворов им. Г.А. Крестова РАН (РФ), Ивановский химико-технологический университет (РФ), Университет штата Монтана (США), Йенский университет им. Ф. Шиллера (ФРГ), Технический университет Ильменау (ФРГ), Университет Лунда (Швеция).

 

Второе направление

Развитие статистических методов исследования структуры и равновесных характеристик молекулярных конденсированных макроскопических систем и наноразмерных кластеров (наночастиц)

Научный руководитель - Наркевич Иван Иванович
доктор физико-математических наук, профессор

Статистическое изучение проводится в рамках Государственных комплексных программ, которые соответствуют приоритетным направлениям фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2011–2015 годы (ГБ 11–140, ГБ 14–147) и на 2016–2020 годы (ГБ 16-151):

ГБ 11-140 «Разработка статистико-механических моделей молекулярных и ионных систем для исследования равновесных свойств, фазовых переходов и ионно-электронного переноса в конденсированных средах».

ГБ 14-147 «Расчет свободной энергии и других термодинамических функций молекулярных систем с помощью единой статистической модели кристалла, жидкости и газа»

ГБ 16-151 «Разработка физических основ для описания зарождения и последующего роста наночастиц с применением модифицированного двухуровневого молекулярно-статистического метода».

Цели и задачи деятельности на ближайшую (3 года) и долгосрочную (10 лет) перспективу

На 2013–2015 гг. Цель – совершенствование единой статистической модели молекулярной системы в конденсированном и газообразном состояниях вещества.

Задачи: 1. Построение изотерм свободной энергии и давления простых молекулярных систем (с центральным взаимодействием) с учетом бинарных корреляций.

2. Теоретическое описание теплоемкости в кристаллическом, жидком и газообразном состояниях с учетом бинарных корреляций.

‑ На долгосрочную перспективу (10 лет). Цель – обобщить двухуровневый молекулярно-статистический подход для описания свойств диэлектрических и металлических малых кластеров (наночастиц) в приближении бинарных корреляций, а также макроскопических молекулярных систем с учетом трехчастичных корреляций в кристаллическом и жидком состояниях..

Задачи: 1. Модификация единой модели описания макроскопических систем для статистического изучения свойств сферических наночастиц.

2. Развитие методики вывода универсального уравнения состояния молекулярных систем с учетом трехчастичных корреляций между частицами.

Второе научное направление относится к научной школе Ротта Л.А., участники которой проводят теоретические исследования на мировом уровне.

Основные результаты научных исследований

1. В рамках разработанной ранее единой методики преобразования интегро-дифференциальных уравнений в интегральные уравнения для потенциалов средних сил получено общее статистическое выражение для свободной энергии усовершенствованной статистической модели конденсированной молекулярной среды.

2. В приближении бинарных корреляций получена система интегральных уравнений для потенциалов средних сил конденсированной молекулярной системы в различных агрегатных состояниях.

3. Составлена замкнутая система интегральных и алгебраических уравнений для потенциалов средних сил и двухячеечных чисел заполнения малой подсистемы молекул макроскопической системы, находящихся в поле остальных молекул (в приближении среднего поля сплошной среды).

4. В приближении бинарных корреляций построены изотермы энергоэнтропийного параметра единого уравнения состояния и свободной энергии статистической модели макроскопической молекулярной среды при температуре, которая ниже критической температуры и выше температуры тройной точки.

Исследования выполнены на уровне СНГ, которые подтверждаются публикациями  в журнале «Известия НАН Б», в «Инженерно-физическом журнале» и других изданиях.

Осуществляется сотрудничество с головной организацией по выполнению ГПНИ «Функциональные и машиностроительные материалы, наноматериалы», подпрограммы «Кристаллические и молекулярные структуры» ГНПО «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению». Завершено выполнение договора о творческом сотрудничестве с кафедрой статистической физики физического факультета Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ 2010-2015 гг.), Россия. Подписан и выполняется договор о научно-техническом сотрудничестве с каяедрой физики твердого тела БГУ на 2015 - 2020 гг., заключен договор с Объединенным институтом ядерных исследований в г. Дубна  (ОИЯИ, Россия)

Результаты НИР в адаптированном виде внедрены в учебный процесс для студентов специальности "Физико-химические методы контроля качества продукции".

I. Научные связи за рубежом:

1. СПбГУ www.stat.phys.spbu.ru;   E-mail: [email protected]
2. ОИЯИ

II. Научные связи в Республике Беларусь:

1. Белорусский государственный университет. Кафедры теоретической физики b физики твердого тела:
www.theorphysics.bsu.by,,    www.physics.bsu.by/ru/departments/solid-state-physics/main-page

2. ГНПО НПЦ НАН Беларуси по материаловедению, www.physics.by

3. Институт физики НАН Б им. Б. И. Степанова, www.ifanbel.bas-net.by

 

Третье направление

Физические и технологические основы инженерии каталитически активной и коррозионно-стойкой поверхности функциональных материалов с применением ионных пучков

Научный руководитель – Поплавский Василий Владимирович
кандидат физико-математических наук, доцент

Руководитель научных проектов, выполненных в последние годы:

  • «Разработка научных и физико-технологических основ ресурсосберегающей ионно-лучевой технологии приготовления электрокатализаторов для мембранно-электродных блоков низкотемпературных топливных элементов c прямым окислением нетрадиционных органических топлив» (НИР № ГБ 11-104, № гос. регистрации 20112466) – задания 2.5.5 ГПНИ на 2011–2015 гг. «Энергобезопасность, энергоэффективность и энергосбережение, атомная энергетика» подпрограмма «Энергоэффективность» (2011–2013 гг.);
  •  «Разработка альтернативного гальваническому ресурсосберегающего метода получения наноразмерных защитных коррозионно-стойких покрытий посредством ионно-ассистируемого осаждения металлов» (НИР № ГБ 11-132, № гос. регистрации 20112475) – задания 3.3.02 ГПНИ на 2011–2015 гг. «Механика, техническая диагностика, металлургия», подпрограмма «Гальванические технологии и оборудование» (2011–2013 гг.);
  • «Разработка ионно-лучевой технологии изготовления мембранно-электродных блоков и ячеек топливных элементов прямого окисления метанола и этанола на основе наноразмерных электрокатализаторов» (НИР № ГБ 14-101, № гос. регистрации 20142144) – задания 2.2.8 ГПНИ на 2011–2015 гг. «Энергобезопасность, энергоэффективность и энергосбережение, атомная энергетика», подпрограмма «Энергоэффективность» (2014−2015 гг.);
  • «Разработка научных и технологических основ формирования гальванически совместимых с алюминием и сплавами алюминия защитных покрытий стальных деталей с применением вакуумного осаждения легирующих металлов» (НИР № ГБ 14-140, № гос. регистрации 20142138) – задания 3.3.10 ГПНИ на 2011–2015 гг. «Механика, техническая диагностика, металлургия», подпрограмма «Гальванические технологии и оборудование» (2014−2015 гг.).

 

Проекты, выполняемые в настоящее время:

  • «Развитие и совершенствование ресурсосберегающей ионно-лучевой технологии формирования наноразмерныхэлектрокатализаторов и изготовления мембранно-электродных блоков для электролизеров и топливных элементов с полимерным мембранным электролитом» (НИР № ГБ 16-163)

Научные исследования и разработки соответствуют следующим приоритетным направлениям фундаментальных и прикладных научных исследований Республики Беларусь на 2016−2020 гг., утвержденных Постановлением Совета Министров Республики Беларусь от 19.04.2010, № 585:

Энергообеспечение, энергосбережение, энергоэффективность, энергоэффективные технологии.

Новые материалы для промышленности, медицины и строительства, наукоемкие технологии их производства. Металлургические и литейные процессы.

Междисциплинарные исследования. Перспективные зарождающиеся технологии.

 

Цели и задачи деятельности на ближайшую  и долгосрочную перспективу

Цель: Разработка ионно-лучевой технологии изготовления мембранно-электродных блоков и ячеек топливных элементов прямого окисления метанола и этанола на основе наноразмерных электрокатализаторов

Задачи:

  • Разработка и изготовление стенда для тестирования мембранно-электродных блоков в режиме работы топливного элемента.
  • Разработка и изготовление экспериментальных ячеек топливных элементов.
  • Разработка рекомендаций по практическому применению технологии изготовления мембранно-электродных блоков и ячеек топливных элементов прямого окисления метанола и этанола на основе наноразмерных электрокатализаторов.

Перспективы применения: производство на основе разработанных электрокатализаторов и мембранно-электродных блоков топливных элементов прямого окисления метанола и этанола – перспективных химических источников тока.

 

Основания для успешной деятельности

Исследования по третьему научному направлению кафедры соответствуют мировым тенденциям развития науки и технологии. Перспективы развития водородной энергетики предполагают производство водорода, его хранение, распределение и использование для выработки энергии с применением топливных элементов. Наиболее разработаны водород-кислородные топливные элементы. В последнее время интенсивно ведутся исследования по созданию топливных элементов с прямым окислением органических спиртов – метанола и этанола. Применение органических топлив вместо водорода позволяет снять проблему получения, очистки, хранения и распределения водорода, упростить систему подачи топлива, а также характеризуется более высокой объемной плотностью выделяемой энергии. Электрохимические реакции, протекающие на электродах топливных элементов, требуют наличия катализатора. Причем, в качестве основного каталитического металла используется платина. Поэтому одной из основных задач при разработке топливных элементов является формирование активных электрокатализаторов анодных и катодных реакций с минимальным, по возможности, содержанием платины.

 

Результативность научной и научно-технической деятельности за 2011−2015 годы

1. Разработан ресурсосберегающий метод ионного легирования конструкционных и функциональных материалов, в частности носителей катализаторов, обеспечивающий введение в приповерхностный слой подложки микроколичеств легирующей примеси на наноразмерном атомном уровне в неравновесных условиях и формирование каталитически активных и коррозионно-стойких слоев толщиной порядка 100 нм с прочной адгезией и низким содержанием легирующих металлов.

Формирование нанесенных катализаторов осуществляется путем легирования поверхности материалов, используемых в качестве носителей, ионами металлов методом ионно-ассистируемого осаждения (IBAD − Ion Beam Assisted Deposition) металлов с применением установки ионно-лучевой обработки с электродуговым ионным источником. Отличительной особенностью предложенного метода осаждения металлов из плазмы импульсного вакуумного дугового разряда является использование ионов осаждаемого металла в качестве ассистирующих процессу осаждения, что способствует повышению эффективности ионного легирования. Формирование каталитического слоя, прочно связанного с матрицей вследствие внедрения ионов в кристаллическую решетку, осуществляется в вакуумных условиях и, как правило, в один технологический прием, что выгодно отличается от традиционных химических методов приготовления нанесенных катализаторов.

2. Разработана лабораторная технология формирования электрокатализаторов для топливных элементов прямого окисления метанола и этанола (DMFC – Direct Methanol Fuel Cell, DEFC – Direct Ethanol Fuel Cell), отличающаяся одностадийностью и обеспечивающая получение наноразмерных каталитических слоев. Содержание платины в формируемых активных слоях составляет менее 0,05 мг/cм2, в то время как в аналогичных зарубежных электрокатализаторах содержание каталитического металла составляет 1−5 мг/cм2. Посредством вакуумного осаждения на пористый углеродный носитель активных металлов (Pt, Ir, Sn) и последующей термообработки в инертной атмосфере изготовлены экспериментальные образцы электрокатализаторов топливных элементов прямого окисления метанола и этанола.

Установлена закономерность формирования наноразмерных электрокатализаторов топливных элементов на основе углеродных диффузионных слоев в неравновесных условиях ионно-ассистируемого осаждения металлов в режиме, при котором в качестве ассистирующих процессу осаждения используются ускоренные ионы осаждаемого металла, которая позволяет расширить представления о процессах взаимодействия вводимых легирующих примесей с углеродной матрицей в неравновесных условиях ионно-лучевой обработки.

Разработаны режимы подготовки полимерного мембранного электролита и формирования мембранно-электродных блоков топливных элементов посредством горячего прессования. Изготовлена опытная партия экспериментальных образцов мембранно-электродных блоков топливных элементов на основе мембранного полимерного электролита DuPont Nafion® N 115 и наноразмерных электрокатализаторов на основе диффузионных слоев из AVCarb® Carbon Fiber Paper Р50.

Полученный результат, включающий лабораторную технологию формирования наноразмерных электрокатализаторов на основе углеродных диффузионных слоев, режимы подготовки полимерного мембранного электролита и формирования мембранно-электродных блоков топливных элементов, отличается практической направленностью и является основой для создания ячеек топливных элементов прямого окисления метанола и этанола – перспективных устройств альтернативной энергетики.

3. Разработаны также составы покрытий, гальванически совместимых с алюминием и сплавами алюминия, способы и режимы их формирования, в т. ч. метод вакуумного формирования поверхностных слоев на углеродистой и нержавеющей сталях путем ионно-ассистируемого осаждения металлов в режиме, при котором в качестве ассистирующих процессу осаждения используются ускоренные ионы осаждаемого металла. Формирование покрытий осуществлено осаждением кадмия и цинка двумя методами: гальваническим и вакуумным. Толщина слоев составляет ~100 нм; интегральное содержание атомов осаждаемых металлов на поверхности составляет ~1016–1017 см-2. толщина гальванических покрытий составляет 12 мкм.

Проведены ресурсные испытания контактной коррозии алюминия А7 и сплава Д16 с образцами углеродистой стали Ст3 и нержавеющей стали 12Х18Н9Т, на поверхность которых осаждены кадмий и цинк, проведенных методом погружения в раствор 3% NaCl + 0,1% H2O2 в соответствии с ГОСТ 9.913-90. Установлена зависимость скорости контактной коррозии материалов от состава защитных слоев и метода их формирования. Полученный при проведении ресурсных испытаний результат дает возможность целенаправленно использовать нанесение металлических покрытий на стальные детали для защиты алюминия и алюминиевых сплавов от контактной коррозии. Гальваническое осаждение наиболее подходящих для этих целей кадмия и цинка не лишено недостатков, важнейшие из которых связаны как с экологическими, так и с техническими проблемами. Этим обусловлена целесообразность применения альтернативных гальваническому вакуумных методов формирования покрытий. Ионно-ассистируемое осаждение цинка и кадмия в сравнении с гальваническим отличается простотой подготовки поверхности подложек, одностадийностью, экологической безопасностью и экономичностью. Сфера применения разработки – защита от контактной коррозии деталей и конструкций из алюминия и его сплавов, находящихся в контакте со стальными деталями, в частности в авиастроительной отрасли.

 

Полученные результаты соответствуют мировому уровню, опубликованы в журналах «Перспективные материалы», «Журнал технической физики», «Technical Physics», «Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования», «Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques» и др.

 

Сотрудничество по направлениям деятельности кафедры

Осуществляется сотрудничество с головной организацией по выполнению ГПНИ «Энергобезопасность, энергоэффективность и энергосбережение, атомная энергетика», подпрограмма «Энергоэффективность» Институтом тепло- и массобмена им. А.В. Лыкова НАН Беларуси.

Выполняются договор о сотрудничестве с СЗАО «Изотопные технологии» и соглашение о сотрудничестве с Физико-техническим институтом НАН Беларуси.

 

I. Научные связи за рубежом:

1. Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН             www.ioffe.ru

2. Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»          www.nrcki.ru

II. Научные связи в Республике Беларусь:

1. Белорусский государственный университет                www.bsu.by

2. Институт тепло- и массобмена НАН Беларуси им. А.В. Лыкова      www.itmo.by

3. Физико-технический институт НАН Беларуси            www.phti.belhost.by

 

С применением результатов, полученных при выполнении научных исследований, разработаны и читаются спецкурсы:

  • «Техника высокого вакуума и вакуумные технологии» для специальности 1-48 01 01 «Химическая технология неорганических веществ, материалов и изделий» специализаций 1-48 01 01 12 «Химическая технология материалов и изделий вакуумной электроники», 1-48 01 01 13 «Химическая технология квантовой и твердотельной электроники»;
  • «Измерение физических величин» для специальности 1-54 01 03 «Физико-химические методы и приборы контроля качества продукции»

 

Написаны и изданы с грифом Министерства образования РБ учебные пособия и учебник:

  • Поплавский, В. В. Техника высокого вакуума: учеб. пособие / В. В. Поплавский − Минск: БГТУ, 2001. − 363 c.
  • Поплавский, В. В. Основы измерений физических величин: учеб. пособие / В. В. Поплавский − Минск: БГТУ, 2005. − 274 c.
  • Поплавский, В. В. Измерения физических величин. Практикум: учеб. пособие / В. В. Поплавский − Минск: БГТУ, 2006. − 174 c.
  • Поплавский, В.В. Измерение физических величин: учебник / В.В. Поплавский – Минск: БГТУ, 2014. – 440 с.

 

Разработки внедрены в учебный процесс.

 

 

Четвертое направление

Разработка методов получения, модифицирования и исследования электронных материалов и структур на основе органических полупроводников

Научный руководитель – Почтенный Артем Евгеньевич
кандидат физико-математических наук, доцент

С приходом в 1975 г. из БГУ доцента Э.В. Ратникова, который заведовал кафедрой физики нашего университета с 1975 г. по 1986 г., начались исследования по физике ионно-лучевого модифицирования органических материалов. В настоящее время эти исследования развились в исследования по направлению «Разработка методов получения, модифицирования и исследования электронных материалов и структур на основе органических полупроводников», научный руководитель – кандидат физико-математических наук, доцент А.Е. Почтенный.

Целью исследований в данном направлении является разработка методов теоретического описания и экспериментального исследования электропроводности органических полупроводников и структур на их основе; разработка методов получения композитных структур и гетороструктур на основе органических полупроводников; разработка методов модифицирования электрофизических и сенсорных свойств органических полупроводниковых пленок; разработка новых элементов органической электроники (газовых сенсоров, солнечных батарей, светоизлучающих диодов, высоковольтных полевых транзисторов).

К настоящему времени в рамках данного направления решены следующие задачи:

  • разработана теория собственной и примесной прыжковой проводимости на постоянном токе в неупорядоченных материалах, служащая теоретической основой для описания и прогнозирования функционирования элементов органической электроники;
  • разработаны экспериментальные методы (метод циклической термодесорбции, фотоассистированная сканирующая зондовая микроскопия Кельвина, фотоассистированная сканирующая туннельная микроскопия), позволяющие исследовать влияние примесей, включая адсорбированные, на электрофизические свойства органических полупроводников и экспериментально определять численные значения микроскопических параметров электропереноса (радиусов локализации электронов в собственных и примесных состояниях, концентрации центров локализации) и знак основных носителей заряда в указанных материалах;
  • проведены экспериментальные исследования органических полупроводников на основе  ряда полимеров, а также производных фталоцианина и перилена, результаты которых сопоставлены с расчетами на основе разработанной теоретической модели и показали адекватность предложенной теоретической модели реальным электрофизическим свойствам органических полупроводников;
  • разработана методика формирования нанокомпозитов органический полупроводник-полимерная матрица путем лазерного распыления исходных компонент в вакууме с последующим осаждением газофазных продуктов распыления на подложку; проведены экспериментальные исследования газочувствительных свойств нанокомпозитных пленок органический полупроводник-полимерная матрица;
  • на основе проведенных исследований установлено, что диспергирование наночастиц органического полупроводника в газопроницаемую полимерную матрицу позволяет увеличивать чувствительность и быстродействие химических сенсоров за счет модифицирования как микроскопических, так и надмолекулярных свойств нанокомпозитного материала, в результате чего разработан наноструктурный датчик концентрации диоксида азота в воздухе, обладающий повышенной чувствительностью, что позволяет измерять концентрации диоксида азота в воздухе на уровне не хуже 1 ppm;
  • разработаны методы ионно-лучевого модифицирования органических материалов как для целей исследования свойств, так и для целей повышения чувствительности, стабильности и долговечности газовых сенсоров на основе органических полупроводников;
  • сконструировано и создано оборудование для получения органических композитных пленок методом лазерного распыления в вакууме, получения органических гетроструктур в едином вакуумном цикле, ионно-лучевого модифицирования пленок и поверхности, исследования электрофизических и сенсорных свойств высокоомных материалов.

Исследования проводились в рамках Государственных программ научных исследований «Низкоразмерные системы», «Поверхность», «Электроника», «Наноструктурные материалы», в настоящее время ведётся работа в рамках Государственной программы научных исследований «Конвергенция».

Установка для получения органических пленок, включая композитные, и многослойных пленочных структур методами лазерного и термического распыления в вакууме

 

Установка для экспериментального исследования электрофизических и сенсорных свойств высокоомных материалов

 

По результатам исследований защитили кандидатские диссертации  А.Е. Почтенный (1988), И.П. Ильюшонок (1998), А.В. Мисевич (2001), О.М. Стукалов (2003), В.К. Долгий (2013), подготовила и представила к защите кандидатскую диссертацию А.Н. Лаппо, защитила магистерскую диссертацию А.О. Коваленок (2014).

По результатам исследований опубликовано свыше 150-ти научных работ.

В рамках данного направления поддерживаются научные связи с Институтом физики микроструктур РАН (г. Нижний Новгород, Россия), Потсдамским университетом (г. Потсдам, Германия), Институтом теоретической и физической химии (г. Афины, Греция), Институтом физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси (г. Минск, Беларусь), Институтом химии новых материалов НАН Беларуси (г. Минск, Беларусь), Институтом механики металлополимерных систем им. В.А. Белого НАН Беларуси (г. Гомель, Беларусь), Минским НИИ радиоматериалов (г. Минск, Беларусь), Институтом ядерных проблем БГУ (г. Минск, Беларусь).

 

Пятое направление

Модификация с помощью концентрированных потоков энергии поверхности твердых тел; разработка технологических основ создания износо- и коррозионностойких, упрочненных покрытий и слоев на конструкционных материалах, металло- и деревообрабатывающем инструменте

Научный руководитель – Чаевский Вадим Витальевич,

доцент кафедры физики, доцент,

кандидат физико-математических наук

Научное направление, развиваемое В.В. Чаевским, является продолжением идей заслуженного деятеля науки и техники Республики Беларусь, доктора физ.-мат. наук, профессора, академика НАН Б Гольцева В.П., возглавлявшего с 1980 г. по 1990 г. кафедру физики твердого тела физического факультета БГУ, – одного из основателей научной школы в области взаимодействия излучений с твердым телом, охватывающей следующие тематики: процессы взаимодействия излучений с твердым телом, радиационные эффекты в твердом теле, взаимодействие плазмы с поверхностью, модификация свойств материалов, формирование, структура и свойства покрытий. Успехи специалистов в этих исследованиях признаны в стране и за рубежом, что подтверждается регулярным, раз в два года, проведением на базе кафедры физики твердого тела БГУ Международных научных конференций «Взаимодействие излучений с твердым телом». В 1992 году на базе кафедры физики твердого тела БГУ была образована лаборатория «Физики ионно-плазменной модификации твердых тел», которую до 2012 г. возглавлял доктор физ.-мат. наук, профессор В.В. Углов. Проработав в этой лаборатории после окончания аспирантуры БГУ, в 1993 г. Чаевский В.В. защитил диссертацию кандидата физико-математических наук.

Научное направление, развиваемое В.В. Чаевским, включает: фундаментальные исследования воздействия потоков ускоренных ионов и плазмы на структуру и свойства поверхностных слоёв полупроводниковых и металлических материалов; модификацию инструментальных материалов и сплавов ионными и плазменными потоками; формирование модифицированных слоев материалов, композитных высокопрочных покрытий с наноразмерной структурой; изучение фазового состояния, элементного состава и механических свойств создаваемых слоев и покрытий. Кроме того, разрабатываются методы упрочнения, повышения коррозионной стойкости материалов, их износостойкости при трении.

 

Научная группа включает зав. кафедрой ДОСиИ, доцента Гришкевича А.А., доцента кафедры ДОСиИ Гаранина В.Н., ст. преподавателя кафедры Х,ТЭХПиМЭТ Жилинского В.В.

 

Научные проекты. Исследования ведутся в рамках темы ГБ 26-16 кафедры физики, ГБ 16-135 «Разработка экспериментальной технологии упрочнения металлообрабатывающего и дереворежущего инструмента гальванической, комбинированной гальванической и ионно-плазменной обработкой»

 

Научные публикации. Чаевский В.В. является автором более 100 публикаций: более 80 научных работ, в числе которых 30 статей; более 25 публикаций по учебно- и научно-методической работе. Кроме того, Чаевский В.В. активно участвует в разработке инновационных технологий обучения и, являясь соавтором ЭУМК по разделу физики «Механика», работает в настоящее время в области разработки различных обучающих и контролирующих тестов нового типа.

 

Научные партнеры. БГУ, БарГУ, ФТИ НАН Б, ГОУ «Уральский государственный лесотехнический университет» (РФ).