Відділ теоретичної фізики

    Тематика досліджень:
    • Фазові перетворення та ефекти самоорганізації в кристалах при ядерному та електромагнітному опроміненні;
    • Енергетичні спектри, оптичні властивості та спінові ефекти низькорозмірних напівпровідникових структур;
    • Теоретичні дослідження транспорту носіїв заряду в напівпровідникових полімерах;
    • Теорія напівпровідникових кремнієвих детекторів;
    • Розсіювання нейтронів та месбауерівського випромінювання конденсованою речовиною;
    • Теорія спектрів атомних ядер, що обертаються.

Головні результати: (2007) (2008) (До початку)

    Головні результати - 2007
  • Побудовано теорію процесів самоорганізації і на її основі створено нову модель утворення періодичних дисипативних структур – просторових надграток та автоколивань густини дефектів при ядерному опроміненні кристалів.
  • Виявлено нові ефекти в металах з кристалітами, утвореними атомами інертних газів. Знайдено оптичні ефекти, пов´язані з сильним змішуванням станів, локалізованих поблизу пор плазмонів, та збуджених станів кристалітів атомів інертних газів, а також появу локалізованих надпровідних станів в околі пори в надпровідниках в полях вище другого критичного поля Hc2
  • Проведено моделювання фізичних властивостей паливовмісних матеріалів 4-го блока ЧАЕС. Запропоновано модель для пояснення деградації паливовмісних матеріалів.
  • Дано пояснення нетривіального явища появи надпровідних областей в бінарних напівпровідниках при ядерному опроміненні.
  • Запропоновано новий метод поляризації спінів електронів і ядер при тунелюванні електронів через подвійний гетероперехід, побудований на базі напівмагнітних напівпровідників.
  • Передбачено ефект звуження деяких екситонних смуг в гетероструктурах на базі напівмагнітних напівпровідників при зростанні магнітного поля.
  • Знайдено критерії, що дозволили із порівняння теорії з експериментами по визначенню дрейфової рухливості розрізнити поляронний та неполяронний транспорт в неупорядкованих полімерах.
  • Побудовано теорію чутливості сенсорів на основі PIN-діодів для детекторів швидких нейтронів та стрип-детекторів для визначення координат короткопробіжних заряджених частинок.
  • Досліджено вплив зовнішніх сталих та змінних магнітних полів на форму месбауерівського спектра у м´яких феромагнетиках. Пояснено експерименти, в яких спостерігалось розщеплення колапсованих месбауерівських ліній при одночасному впливі на м´який феромагнетик сталого та радіочастотного магнітного полів.
  • Проведено аналіз змішування супердеформованих та нормальних станів ядер.
    Головні результати - 2008
  • Показано можливість визначення координат швидких нейтронів, використовуючи кремнієвий стрип-детектор з поліетиленовою плівкою як конвертор нейтронів та проведені розрахунки точності знаходження координат нейтронів. У випадку, коли радіус пучка нейтронів менший, ніж радіус області входу треків протонів віддачі в стрип-детектор, координати нейтронів можна визначити з точністю порядку Rspot = 0.3037 Rmax ( Rmax - максимальний пробіг протона віддачі в поліетилені).
  • Показано утворення періодичної структури острівців конденсованої фази екситонів в подвійних квантових ямах при наявності щілини в металевому електроді. При зростанні ширини щілини з’являються додаткові паралельні ланцюжки періодичних структур. Утворення острівців є процесом самоорганізації в нерівноважних умовах. Результати роботи пропонують метод створення контрольованих лазером періодичних структур.
  • Побудовано теорію кулонівського збудження ядер при непружному розсіянні вільних електронів в гарячій плазмі. як без врахування екранування кулонівського потенціалу ядра оточуючими електронами, так і з його врахуванням в рамках різних методів. Показано, що розглянутий процес при високих температурах конкурує з такими механізмами збудження ядер в плазмі, як ядерне збудження при електронних переходах між рівнями іона та захваті вільних електронів на ці рівні.
  • Побудована в рамках методу ефективного середовища аналітична теорія, що описує температурну залежність коефіцієнту дифузії поляронних триплетних екситонів в полімерних структурах зі слабким енергетичним безпорядком. Знайдено, що у високотемпературній області ефективний коефіцієнт дифузії має поляронно обумовлену термічно активовану залежність до деякої температури переходу, нижче якої має місце слабка температурна залежність, що обумовлена тільки слабким енергетичним безпорядком. Така температурна залежність спостерігається в синтезованій спряженій полімерній структурі (platinum poly-yne), ефективній для застосування в органічних світло випромінюючих діодів. Порівняння теоретичних та експериментальних результатів дало можливість оцінити параметр енергетичного безпорядку та енергію зв’язку полярону в даній структурі.
  • Досліджено спектр локалізованих плазмонів на металевих частинках неправильної форми: еліпсоїдах, циліндрах, конусах. Проведено чисельні розрахунки локального електричного поля в околі таких частинок. Показано, що при видовженні часинки усі повздовжні моди зміщуються в сторону менших частот. Розраховані геометричні та частотні фактори, які впливають на величину електричного поля частинки поблизу різних точок її поверхні.
  • Досліджена залежність вихрового стану аксіально-симетричних гігантських мультиквантових вихорів в сферичних нанорозмірних надпровідниках від граничних умов. Кількість квантів магнітного потоку, захоплених гігантським вихором, визначається радіусом включення та матеріалом матриці, в якій міститься надпровідне включення.
  • Проведено моделювання методами молекулярної динаміки когерентного прискорення атомів при фазовому переході на поверхні кристаллу з врахуванням впливу теплових коливань кристалічної гратки. Досліджено обмеження енергії прискорених атомів внаслідок ефектів дефокусування та. температури.
  • Проаналізовано зарядно-розрядні характеристики суперконденсаторів з електродами на основі нанотрубок. Експериментальні дані, отримані Ковалюком З.Д., Чернівецьке відділення Інституту проблем матеріалознавства НАН України, пояснюються утворенням подвійного електричного шару на поверхні електродів. Особливості частотної залежності ємності пов’язані з електрохімічними реакціями на електродах.
  • Розроблено новий механізм перерозподілу вуглецю ковзаючими дислокаціями в кристалах карбіду титану, які піддаються термічній та механічній дії. Показано, що даний механізм призводить до збіднення кристала вуглецем та до неоднорідного розподілу вуглецю по об’єму кристала. Розраховано динаміку зміни просторового розподілу вуглецю, його потік на поверхні кристала. Знайдено умови, за яких формуються просторові структури густини вуглецю.

Публікації: (2007) (2008)(До початку)

    2007
  1. V.I. Sugakov. Formation of ingomogeneous structures of condensed phases of excitons in quantum wells. Phys. Rev. B 76, 115303 (115303-1 - 115303-16) (2007)
  2. В.И. Сугаков, А.А. Чернюк. Образование конденсированных фаз экситонов в полупроводниковых квантовых ямах в неоднородных полях. Письма в ЖЭТФ, 85, в.11, 699-704 (2007)
  3. A. Ya. Dzyublik, V. Meot, G. Gosselin, Laser. Phys. 17, N 5, pp.760-764 (2007)
  4. I.I. Fishchuk, V.I. Arkhipov, A.K. Kadashchuk, Heremans, H. Bässler, Analitic model of hopping mobility at large charge carrier concentrations in disordered organic semiconductors: Polarons versus bare charge carriers // Physical Review B 76, 045210 (2007), (12 pages)
  5. S. Nešpůrek, F. Schauer, A.K. Kadashchuk, and I.I. Fishchuk Polaron in Wide Band-Gap Molecular Materials: Polysilanes // Journal of Non-Crystal Solids 353, No. 47-51, P. 4474-4478 (2007)
  6. A.A. Chernyuk, V.S. Kopp, V.I. Sugakov. Exciton condensation in semicoductor quantum wells in nonuniform electric field. Ukr.J. Phys. 52, No.7, 695-700 (2007)
  7. A.A. Chernyuk, V.S. Kopp, V.I. Sugakov. Exciton condensation in semicoductor quantum wells in nonuniform electric field. Ukr.J. Phys. 52, No.7, 695-700 (2007)
  8. В.В. Михайловский, В.И. Сугаков, О.Н. Шевцова, П.Г.Литовченко, А.Я.Карпенко, Г.А. Вихлий, Модификация свойств бинарных полупроводников под облучением. Индуцированная облучением сверхпроводимость, Вопросы Атомной Науки и Техники. Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение (90), с. 55-62, 2007. №. 2
  9. S. B. Lev, V. I. Sugakov, G. V. Vertsimakha , “Investigation of the direct/indirect exciton transition in the double quantum well system based on Cd1-yMgyTe/ Cd1-xMnxTe in applied magnetic field”, Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics 10, №2, 11-16(2007)
  10. І.Є.Анохін, О.С.Зінець, А.Б.Розенфельд (Центр медичної радіаційної фізики , ун-т Волонгонгу, Австралія), М. Юделєв, В. Л. Перевертайло (Інститут мікроприладів НАН України, Київ) Планарні сенсори для дозиметрії в змішаних гамма- та нейтронних полях // Ядерна фізика та енергетика, 2007, №1(19), с.103-108
  11. І.Ю. Голіней, В.Й. Сугаков. Деякі механізми руйнування паливовмісних матеріалів. Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля. Вип.8, 86-91, (2007)
  12. A. Ya. Dzyublik, V. Meot, G. Gosselin, Proc. of Int. Conf. NPAE-Kyiv 2006, part 2, pp. 483-490 (2007)
  13. A. Ya. Dzyublik, V. V. Utyuzh, Proc. of Int. Conf. NPAE-Kyiv 2006, part 1, pp. 132-143 (2007)
  14. I.I. Fishchuk, H. Bässler, and A. Kadashchuk Theory of hopping charge-carrier transport at large carrier concentrations in disordered organic solids // Abstract Booklet. International Conference on Transport in Interacting Disordered Systems (TIDS12), Marburg, August 6 – 10, 2007, Germany
  15. В.Й. Сугаков. Утворення структур конденсованих фаз екситонів в квантових ямах в неоднорідних полях. III Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. УНКФН-3. Україна, Одеса, 17-22 червня 2007р. Тези доповідей, ст.94
  16. A.V. Komarov, S.M. Ryabchenko, V.I. Sugakov, G.V. Vertsimakha, W.Zalesczyk, G. Karczewski, T. Wojtowicz. Experimental and theoretical study of magnetic field dependence of exciton linewidth in semimagnetic quantum wells. III Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. УНКФН-3. Україна, Одеса, 17-22 червня 2007р. Тези доповідей, ст.80
    2008
  1. I.I. Fishchuk, A. Kadashchuk, H. Bässler. Theory of hopping charge-carrier transport at large carrier concentrations in disordered organic solids: Polarons versus bare charge carriers // Physica status solidi (c) 5, No. 3. - P. 746-749 (2008).
  2. I.I. Fishchuk, A. Kadashchuk, L.S. Devi, P. Heremans, H. Bässler, A. Köhler // Triplet energy transfer in conjugated polymers. II. A polaron theory description addressing the influence of disorder // Physical Review B 78, No. 4, P. 045211 (2008).
  3. A.Ya. Dzyublik, V.Yu. Spivak. Shake-off for conductivity electrons in metals caused by nuclear decay // УФЖ, т. 53, № 2, с. 120-125 (2008).
  4. A.Ya. Dzyublik, V.V. Utyuzh. Mixing of prolate and oblate shapes by tunneling in γ direction // ЯФ, т. 71, № 12 (2008).
  5. O.N. Shevtsova. Giant vortex structures in nanometer-scale spherical type-II superconducting samples // Supercond. Sci. Technol. 21 (2008) 065010.
  6. S.B. Lev, V.I. Sugakov, G.V. Vertsimakha. Magnetic field effect on transitions between direct and indirect excitons in diluted magnetic semiconductor double quantum wells // Physica E: Low-dimensional Systems and Nanostructures, 40, 2899-2903, (2008).
  7. Z.D. Kovalyuk, F.V. Motsnyi, O.S. Zinets, S.P. Yurcenyuk, E.Tamburri, S.Orlanducci, V. Guglielmotti, F. Toschi, M.L. Terranova, M. Rossi. An innovative and viable route for the realization of ultra-thin supercapacitors electrodes assembled with carbon nanotubes // J. Nanosci. Nanotechnol. 2008,v.8, N 12, p.1-4.
  8. В.А.Макара, В.В.Михайловский, П.А.Селищев. Перераспределение углерода движущимися дислокациями в нанокомпозитных соединениях Ti-C-B при термомеханическом воздействии. // Металлофизика и новейшие технологии, т. 30, №9, 2008.
  9. Г.В.Верцімаха, В.В.Михайловський, В.Й.Сугаков, Магнітна залежність екситонних спектрів в квантових ямах опромінених напівмагнітних напівпровідників. // Ядерна фізика та енергетика, №1(23),69-72(2008).
  10. Igor E. Anokhin , O. Zinets, A. Rosenfeld, M. Lerch, V. Perevertaylo, M. Yudelev and M. Reinhard. Studies of the Characteristics of a Silicon Neutron Sensor // Symposium on Radiation Measurements and Applications (SORMA West 2008), June 2-5, Berkeley, California, USA. Abstract, sec. Semiconductor Detectors, #5.
  11. E. Anokhin, A. Rosenfeld, O. Zinets. The Planar Silicon P-I-N Diodes as Sensors of Fast Neutrons //2008 Nuclear Science Symposium and Medical Imaging Conference (NSS-MIC 2008),19 - 25 October 2008 , Dresden, Germany. Abstract N30-268. p.202
  12. I. E. Anokhin, O. S. Zinets. Silicon Strip Detector with a Polyethylene Converter as a Position Sensitive Detector for Fast Neutrons// 16th Room Temperature Semiconductor Detector Workshop (RTSD 16), 19 - 25 October 2008 , Dresden, Germany. Absract R15-5, p.624.
  13. И.Ю.Голиней, В.В.Михайловский, В.И.Сугаков Ускорение атомов при фазовых преобразованиях на поверхности кристаллов. Международная конференция «Современные проблемы физики металлов», 7-9 жовтня 2008 р., Інститут Металофізики, Київ, с. 38.
  14. A.A. Chernyuk, V.I. Sugakov. Exciton condensation in quantum wells. The 3-rd Ukraine-Korea seminar on nanophotonics and nanophysics. p. 9. (14-16 July 2008, Kyiv).
  15. A.A. Chernyuk, V.I. Sugakov. Exciton condensed phase formation under laser irradiation and in tracks of charged high-energy particles. p.87. (IX International Young Scientific Conference SPO 2008, 23-26 October 2008, Kyiv).
  16. V.I. Sugakov. Formation of ordered structures of exciton condensed phases in quantum wells. 3rd International Conference on Photo-induced phase transitions and cooperative phenomena. Osaka, Japan November 11-15, 2008. Abstract, p.50.