Фізико-технічний інститут низьких температур НАН України ім. Б.І. Вєркіна

Відділ структурних досліджень твердих тіл при низьких температурах.

Керівник відділу: доктор фіз. – мат. наук, член-кореспондент НАН України, професор Михайло Олексійович СТРЖЕМЕЧНИЙ

tel: +(380)-57-340-91-83

E-mail: strzhemechny@ilt.kharkov.ua

Відділ був заснований в 1990 році шляхом об’єднання вже існуючої лабораторії структурно – чуттєвих властивостей твердих тіл з групою рентгенівських досліджень монокристалів, які належали до відділу біофізики. Минула лабораторія очолювалась Л.М. Поляковим (з 1962 по 1964), Д.М. Большуткіним ( з 1965 по 1970), І.М. Крупським ( з 1970 по 1986), М.О. Стржемечним ( з 1986 по 1988) та О.І. Єренбургом ( з 1988 по 1990).

З 2006 року до відділу приєдналась лабораторія оптики молекулярних кристалів, яка очолювалась професором А. А. Авдеєнко, після чого почались комплексні структурно – оптичні дослідження нових матеріалів, в тому числі чистих та насичених газами фулеритів, молекулярних (органічних) кристалів тощо.

З початку ( з 1962 по 1966 рр.) основним предметом дослідження були пластичні та міцнісні властивості кріокристалів, тобто твердих тіл з низькими температурами плавлення, а також інших речовин, зразки яких потребують приготування ”in situ”. Поступово основні інтереси змістилися в область інших проблем фізики твердого стану, таких, як структура та динаміка гратки вищезгаданих речовин. Крім того, на початку  90-х були розпочаті дослідження структури та термодинаміки чистого та насиченого газами фулерита С₆₀. Починаючи з 2000 р. були започатковані дослідження структурних та люмінесцентних властивостей твердотільних станів бром – заміщених бензофенонів.

На цей час (червень 2015 року) у своєму складі відділ має 13 наукових співробітників та 2 аспірантів, серед них два доктора фізико – математичних наук ( М.О. Стржемечний та А. І. Прохватілов) та 9 кандидатів фізико – математичних наук: Л.М. Буравцева, В.В. Данчук, П.В. Зінов’єв, В.М. Зорянський, Н.В. Крайнюкова, І.В. Легченкова, О.С. Пишкін, А.О. Солодовнік та Ю.Є. Стеценко.

- дослідження структури твердих тіл в широкому температурному інтервалі від температури рідкого гелію до кімнатних з використанням дифракції рентгенівських променів та електронів;
- динаміка гратки молекулярних кристалів з урахуванням внутрішніх ступенів свободи;
- люмінесценція молекулярних кристалів;
- фазові переходи в кристалах;
- пластичність кріокристалів.

- кріокристали, тобто речовини з низькими точками плавлення, такі як кристали рідких інертних газів, водень, азот, оксид вуглецю та двооксид вуглецю, оксид азоту, метан, а також їх бінарні системи;
- фулерени та вуглецеві нанотрубки;
- магнітовпорядковані речовини;
- молекулярні (органічні) тверді тіла, такі як похідні бензофенону та інші.

- широкі структурні дослідження різних орієнтаційно впорядкованих кріокристалів, підсумовані в чотирьох книгах:

1. Кріокристали (Під ред.Б.І.Вєркіна и А.І.Прихотько) Наукова Думка, Київ (1983) – російською мовою.

2. Physics of Cryocrystals (eds. Yu. A. Freiman, V. G. Manzhelii, M. L. Klein, and A. A. Maradudin) AIP Publishers, New York (1996).

3. V.G.Manzhelii, A.I.Prokhvatilov, I.Ya. Minchina, and L.D. Yantsevich. Handbook of Binary Solutions, Begell House Inc., New York - Wallinford (1996)

4. V.G.Manzhelii,A.I.Prokhvatilov, V.G.Gavrilko, A.P.Isakina. Handbook of Structure and Thermodynamic Properties of Cryocrystals. Begell House Inc., New York (1997), Wallinford (UK).

- перші результати з пластичності декількох кріокристалів, включаючи квантовий кристал водню та твердий азот;
- доказ самочинного фазового розшарування в осаджуваних твердих сумішах водню та дейтерію;
- спільні структурні та люмінесцентні дослідження фулерита С₆₀, насиченого газами, які дозволіли не тільки задокументувати сильний ефект зміщення точки орієнтаційного склування Т_g, але й пояснити природу різкої зміни інтегральної інтенсивності люмінесценції під час проходження точки Т_g ;
- рентгенівські та електронографічні дослідження структури різних кріосплавних систем, в тому числі твердих сумішей простих молекулярних компонентів з інертними газами з ціллю вивчення їх як молекулярного стекол;
- пояснення аномального (в 10⁶ раз) прискорення конверсії в твердому водні при досить високих тисках;
- отримання двох поліморфів кристалів пара–бромобензофенону та порівнювальне дослідження динаміки триплетних екситонів в них.

- гелієвий кріостат для рентгенографічних досліджень порошкових зразків з інтервалом робочих температур від 2 К до кімнатної;
- гелієвий кріостат для електронографічних досліджень з інтервалом робочих температур від 2 К до кімнатної;
- установка для дослідження спектрально – люмінесцентних властивостей об’єктів з малим квантовим виходом світіння в широкому температурному інтервалі (10 – 300 К);
- установка для вимірювання інтегральних та час о-роздільних спектрів люмінесценції та відносного квантового виходу світіння молекулярних кристалів в температурному інтервалі 1,6 – 300 К.