Прорыв физиков ЮФУ отмечен самыми авторитетными международными журналами

06.08.2012

Самые престижные международные журналы по физике «Physical Review Letters» и «Physical Review B» в июне 2012 года опубликовали научные статьи коллектива ученых ЮФУ под руководством профессора кафедры общей физики Игоря Раевского и ведущего научного сотрудника НИИ физики ЮФУ Сергея Просандеева. Публикации в этих журналах приравниваются к открытию, разработке новых направлений в развитии физики, и имеют большое влияние на современные технологии. Это огромный успех ЮФУ, ученых физического факультета и НИИ физики.

Участие в подготовке статьи принимали также сотрудники НИИ физики ЮФУ зав. отделом аналитического приборостроения НИИФ, кандидат технических наук Дмитрий Сарычев, старший научный сотрудник НИИФ, кандидат физико-математических наук Мария Малицкая и двое молодых ученых — научный сотрудник отдела аналитического приборостроения НИИФ кандидат физико-математических наук Станислав Кубрин и научный сотрудник лаборатории мультиферроиков НИИФ, кандидат физико-математических наук Светлана Раевская. Соавторами научной публикации группы ученых ЮФУ в Physical Review Lettersвыступили сотрудники Института автоматики и электрометрии СО РАН: профессор Валерий Малиновский, кандидат физико-математических наук Алексей Пугачев, доктор физико-математических наук Николай Суровцев, а также профессор японского университета Цукуба С.Коджима.

Ученые представили на суд рецензентов престижных журналов две работы: «Нарушения локальной симметрии в параэлектрической фазе BaTiO3,выявленные с помощьюгенерации второй гармоники» и «Магнитные свойства PbFe1/2Nb1/2O3: мессбауэровская спектроскопия и первопринципные расчеты».

В первой поставлена задача разобраться в природе возникновения гигантского пьезоэффекта в кристаллах разупорядоченных сегнетоэлектриков. Сегнетоэлектрики — вид кристаллов, которые обладают в определенном интервале температур спонтанной поляризацией даже в отсутствии внешнего электрического поля. Сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики находят самое широкое применение во всех областях. Например, этот эффект используется в пьезозажигалках, датчиках УЗИ и в чипах, вживляемых для стимулирования сердечной мышцы. До сих пор считалось, что существует некоторая критическая температура, выше которой пьезоэлектрический эффект отсутствует.

Изюминка эксперимента коллектива ученых из Ростова, Новосибирска и Японии заключается в том, что они с помощью супер новой инфракрасной лазерной установки смогли намного повысить чувствительность измерений и установить, что даже в наиболее совершенных из получаемых в настоящее время кристаллах классического сегнетоэлектрика титаната бария области, обладающие пьезоэлектрическими свойствами, возникают при температурах на сотни градусов выше критической температуры. Эти области имеют сначала наномасштаб, но, при понижении температуры и при приближении к критической температуре они растут и объединяются, подобно живым организмам, образуя, в конце концов, единую пьезоэлектрическую область. Исследователи обнаружили несколько стадий роста, связанных с этими процессами, и обосновали эти стадии теоретически. Были проведены расчеты, которые называются первопринципными, то есть они полностью основаны на фундаментальных уравнениях квантовой механики и не используют никаких полуэмпирических параметров. По сути, ученые предложили новый метод изучения пьезо- и сегнетоэлектриков.

Вторая работа ученых посвящена исследованию магнитоэлектриков, или мультиферроиков, кристаллов, обладающих одновременно и сегнетоэлектрическими и магнитными свойствами. Одним из ярких примеров применения магнитоэлектриков является создание принципиально новых схем компьютерной памяти.

Перед коллективом исследователей стояла задача научиться управлять температурой магнитного фазового перехода одного из перспективных для практики мультиферроиков- феррониобата свинца, чтобы получать на его основе материалы с желаемыми свойствами. Новизна этого исследования состояла в том, что учеными ЮФУ был использован уникальный прибор — мессбауэровский спектрометр МС-1104 Ем, который разработан и выпускается в отделе аналитического приборостроения НИИ физики ЮФУ. С помощью этого прибора можно получать информацию о ближайшем окружении атомов, а также об их валентном состоянии, что важно для объяснения магнитных свойств. Было установлено, что атомы железа, не распределены в кристаллической решетке хаотически, как считалось ранее, а образуют кластеры. Полученные результаты позволили ученым ЮФУ сформулировать новую теорию магнитных свойств феррониобата свинца. Эта теория может иметь большое практическое применение при создании новых элементов памяти, сенсоров, датчиков, преобразователей энергии.

Physical Review Letters — один из самых престижных журналов в области физики, специализирующийся на коротких статьях, называемых письмами, размером не более пяти страниц. Публикуется Американским Физическим Обществом с 1958 года как самостоятельное ответвление журнала Physical Review. К публикации принимаются cтатьи с новыми и не опубликованными ранее достижениями, представляющими широкий интерес для физики в целом, обладающие сверхвысокой актуальностью и оказывающие влияние на развитие современных технологий. Статьи проходят «жесткий входной контроль», получая одобрение трех рецензентов из числа авторов журнала. Импакт-фактор журнала в 2011 составил 7,37.

Сергей Просандеев окончил в 1976 году физический факультет РГУ. В 1980-м защитил кандидатскую диссертацию на тему «Рентгеновские и электронные спектры и химическая связь в оксидах», а в 1990-м — докторскую диссертацию «Электронное строение и физические свойства ионно-ковалентных кристаллов». В 1991 году ему присвоено ученое звание профессора по кафедре теоретической и вычислительной физики. С 1991 по 2001 гг. профессор физического факультета РГУ, с 2001 работает ведущим научным сотрудником НИИФ ЮФУ и, параллельно, с 2001 по 2004 годы работал приглашенным исследователем в Национальном Институте стандартов и технологий (The National Institute of Standards and Technology (NIST), США). С августа 2005 года и по настоящее время Сергей Просандеев по программе обмена учеными сотрудничает с физическим факультетом в Арканзасском университете.
В 1999 году выиграл грант Президента РФ для поддержки молодых профессоров России, в 2006 включен в список ученых России, имеющих максимальное цитирование, в 2002 ему присвоено звание Соровского профессора, в 2008 году включен в биографический сборник «Who is who in America». Руководил несколькими грантами РФФИ.
Основное направление научной работы — квантовая теория фазовых переходов в сегнетоэлектриках и их твердых растворах. Автор более 150 научных работ.

Игорь Раевский в 1973 году окончил физический факультет Ростовского государственного университета. С 1991 — заведующий отделом физики полупроводников Научно-исследовательского института физики при РГУ. С 2001 года профессор кафедры общей физики РГУ. Кандидатскую диссертацию «Электрические и фотоэлектрические свойства соединений A1+ B 5+ O3 со структурой типа перовскита» защитил в 1978 году, а докторскую диссертацию «Явления, обусловленные взаимосвязью сегнетоэлектрических и полупроводниковых свойств, в веществах кислороднооктаэдрического типа» — в 1995 году. Ученое звание профессор присвоено в 2001 году. Основное научное направление — физика сегнетоэлектриков — полупроводников, сегнетоэлектриков-релаксоров и мультиферрроиков.
Автор более 500 научных работ, 50 патентов и авторских свидетельств на изобретения и трех монографий: «Электрофизические свойства оксидов семейства перовскита», «Электрическая проводимость и позисторный эффект в оксидах семейства перовскита», «Физика активных диэлектриков».
Руководит грантами РФФИ, в том числе — международными, в рамках которых налажено сотрудничество с учеными из Тайваня, Индии, Украины, Белоруссии.

Источник: Южный федеральный университет