Кафедра физики твердого тела

ИНФОРМАЦИЯ ДЛЯ АБИТУРИЕНТОВ

Что такое кафедра? Что такое физика твердого тела?
Какие возможности дает поступление на учебу в Институт физики КФУ?

Каждое высшее учебное заведение, каждый год, в конкурсном порядке набирает студентов с целью обучить их в определенной области знаний и тем самым обеспечить их знаниями и навыками для работы по той или иной профессии. Ответственность за подготовку специалиста в ВУЗе возложена на кафедру. Одна из кафедр Института физики – Кафедра физики твердого тела.

Что такое твердые тела? Ответ – это самые различные вещества в твердом состоянии: металлы, полупроводники, диэлектрики, полимеры, композиционные материалы и т.д.

Почему важно изучать физические свойства этих веществ? Ответ – эти вещества служат материалом для создания всего того, что нас окружает и чем мы пользуемся: автомобили, поезда, самолеты, наше жилище (дом), осветительные приборы и телевизоры, фотоаппараты, компьютеры и мобильники.

Устройство многих перечисленных выше приборов претерпело за последние 20-30 лет очень большие изменения. Эти изменения сделаны умом и руками физиков и инженеров, в результате их труда по изучению свойств твердых тел, усилий по созданию матералов с новыми свойствами. 

Глубоко интегрированная в учебную и научную инфраструктуру Института физики Казанского (Приволжского) федерального университета, кафедра физики твердого тела предоставляет следующие возможности, которые недоступны в других учебных заведениях региона:

Приобретаемые навыки:

системного научного анализа проблем (как природных, так и профессиональных) различного уровня сложности; 

работы со сложным, компьютеризованным лабораторным оборудованием и современной научной аппаратурой;

проведения физического эксперимента;

обработки, анализа и синтеза физической информации современными методами с применением вычислительной техники;

представления результатов работы в виде статей, отчетов, презентаций.

Приобретаемые компетенции:

способность использовать базовые теоретические знания для решения профессиональных задач;

способность эксплуатировать современную физическую аппаратуру и оборудование;

способность применять на практике базовые профессиональные навыки;

способность пользоваться современными методами обработки, анализа и синтеза физической информации;

способность использовать в познавательной и профессиональной деятельности базовые знания в области информатики и современных информационных технологий, программные средства работы в компьютерных сетях; создание баз данных и использование ресурсов Интернета;

способностью понимать и излагать получаемую информацию и представлять результаты физических исследований.

Уникальные учебные лаборатории (в чем уникальность):

В составе практикума по ядерной физике имеется 15 современных лабораторных установок (LD DIDACTIC Group, Германия), обеспеченных необходимыми источниками ионизирующих излучений. Практикум нацелен на экспериментальное (а не симуляционное, виртуальное) изучение механизмов и закономерностей радиоактивных превращений, взаимодействия ядерных (альфа-, бета-, гамма- излучений и нейтронов) с веществом, физических принципов и практических способов регистрации излучений. При выполнении лабораторных работ студенты имеют возможность приобрести базовые знания о радиационной безопасности, дозиметрии, общих принципах построения защиты от различных видов ионизирующих излучений, а также практические навыки работы с оборудованием современного ядерно-физического эксперимента, с элементами его автоматизации и анализа экспериментальных данных с помощью персонального компьютера.

Уникальные научно-исследовательские лаборатории (в чем уникальность):

Научно-исследовательская лаборатория «Синтеза и анализа тонкопленочных систем» (аудитория 028, здание Института физики КФУ) оснащена уникальным заказным оборудованием немецких компаний СПЕКС и БЕСТЕК. Позволяет синтезировать ультратонкие пленки и гетероструктуры из нормальных, сверхпроводящих, ферромагнитных металлов, полупроводников и диэлектриков методами молекулярно-лучевой эпитаксии и магнетронного распыления в условиях сверхвысокого вакуума (10-9-10-11 мбар). Оснащена современными средств анализа полученных материалов внутри вакуумной системы: дифракцией медленных электронов, дифракцией высокоэнергетичных электронов, рентгеновской и ультрафиолетовой спектроскопией фотоэлектронов, Оже спектрометром, масс-спектрометром вторичных ионов, сканирующим электронным микроскопом.

Научно-исследовательская лаборатория «Резонансная и интерференционная гамма-спектроскопия перспективных материалов» (аудитория 9, здание УНЛЯФ) оснащена комплектом уникального оборудования, состоящим из многофункциональной системы для проведения мессбауэровских измерений (Wissel GmbH, Германия) и мессбауэровского спектрометра СМ1201 (ИАП РАН, г. Санкт-Петербург), а также инструментами криогенной и вакуумной инфраструктуры. Перечисленная экспериментальная техника обеспечивает выполнение исследований с помощью комплекса мессбауэровских методик: спектроскопии поглощения, спектроскопии электронов конверсии, скользящей спектрометрии, релеевского рассеяния мессбауэровского излучения и временной спектроскопии. Имеющиеся исключительные условия проведения экспериментов (в широком температурном интервале от 1.5 до 1300 К, во внешнем магнитном поле до 6 Тесла, при высоких давлениях и в присутствии высокочастотных возбуждений) предоставляют возможности решения с помощью эффекта Мёссбауэра современных фундаментальных, прикладных и социально–значимых задач  широкого круга. Он простирается от проблем наноматериалов, перспективных для химической промышленности, биологии, сельского хозяйства до исследований процессов переноса лекарств в медицине и фармакологии, от разработки технологии синтеза и обработки новых функциональных материалов до мониторинга окружающей среды путем анализа промышленных выбросов.

Учебно-научная лаборатория «Гамма-резонансные исследования материалов электронной техники» (аудитория 4, здание УНЛЯФ) использует в своих исследованиях Мессбауэровскую спектроскопию конверсионных электронов - МСКЭ. МСКЭ позволяет получать информацию о фазовом составе, микроструктуре и магнитных свойствах вещества в приповерхностной области ~200нм. В лаборатории впервые предложен, реализован и запатентован способ, позволяющий одновременно получать рекордно большое количество СГМСКЭ - спектров для разных групп энергий электронов. Реализация новых оригинальных экспериментальных методик составляет одно из направлений научной работы. К классу объектов исследования, удачно сочетающихся с возможностями СГМСКЭ, в частности, относятся тонкие магнитные пленки и ионно-синтезированные слои. В последнее время значительную часть материаловедческих работ в лаборатории составляют исследования тонких пленок, полученных высокодозной имплантацией ионов железа в различные подложки.

Международное сотрудничество

Развитие современной науки и образования не возможно без тесных международных связей, кооперации научных исследований. Как и многие подразделения Казанского университета, кафедра ФТТ не является исключением. Это сотрудничество складывалось в процессе совместных научных исследований, организации международных научных конференций. Сотрудниками кафедры были проведены несколько международных конференций, проводились и проводятся совместные научные исследования в рамках европейских и американских исследовательских проектов. Сотрудниками кафедры опубликовано более сотни совместных статей с их международными коллегами в высокорейтинговых международных журналах, что является одним из ярких показателей этого сотрудничества. В качестве примеров можно указать следующие контакты:

Уже длительное время продолжаются совместные исследования с Университетом Аугсбурга, Германия (Профессор, д.ф.-м.н. Тагиров Л.Р.)

Отрадно отметить, что сотрудник именно нашей кафедры (к.ф.-м.н. Хасанов А.), основным исследовательским направлением которой является мёссбауэровская гамма-резонансная спектроскопия, уже многие годы работает в Mössbauer Effect Data Center и являлся соредактором журнала the Mössbauer Effect Reference and Data Journal. 

Уже многие годы сотрудники кафедры (Доцент, к.ф.-м.н. Вагизов Ф.Г.) ведут совместные исследования по гамма оптике с Texas A&M University, USA.

Обмен опытом и совместные исследования налаживаются с коллегами по Мессбауэровской спектроскопии из Университета Майнц, Германия (Ассистент, к.ф-м.н. Гайнов Р.Р.).