Кафедра физики твердого тела занимается исследованием атомарной и магнитной микроструктуры классических магнетиков, ферритов, полупроводников, сплавов, тонких пленок и нанокластерных систем, в том числе, магнитных систем полученных ионной имплантацией. Используются такие экспериментальные методы, как рентгеноструктурный анализ, мессбауэровская спектроскопия, включая конверсионную мессбауэровскую спектроскопию, магнитные, оптические, электрофизические и радиочастотные измерения. Объектом исследования являются также результаты воздействия на исследуемые материалы внешних полей, процессы их радиочастотного перемагничивания. Проводятся теоретические исследования по гамма оптике: в частности, эффектов когерентности и квантовой интерференции на мессбауэровских переходах и других эффектов радикального изменения спектров ядерного гамма резонанса (под влиянием оптического или р.ч. воздействия на мессбауэровские системы).

Исследования проводятся в рамках направлений, представленных ниже.

1. Исследование магнитной микроструктуры многокомпонентных оксидов 3d- элементов.
Профессор, доктор ф-м. наук Парфенов В.В.
С.н.с, кандидат ф-м.наук Зарипова Л.Д.
Ассистент, кандидат ф-м.наук Болтакова Н.В.
Ассистент Пятаев А.В.

Исследование магнитной микроструктуры сложных многокомпонентных оксидов железа методом мессбауэровской спектроскопии – исторически первое, имеющее наибольшие традиции, направление научной работы кафедры ФТТ. Как только в качестве метода исследования твердых тел была выбрана мессбауэровская спектроскопия, так в качестве объектов были выбраны оксидные соединения железа – ферриты. Изучению этих магнитных соединений, столь необходимых для электроники, посвящены первые научные статьи сотрудников кафедры, наибольшее количество защищенных кандидатских диссертаций, одна докторская диссертация и две монографии. От магнитной микроструктуры ферритов зависят все наиболее важные эксплуатационные параметры этих соединений, а мессбауэровская спектроскопия позволяет получать уникальную локальную информацию о магнитной микроструктуре. У истоков этих исследований стояли первый заведующий кафедрой ФТТ Ш.Ш.Башкиров и его ученики Р.А.Манапов, В.А.Чистяков, А.Б.Либерман, В.И.Синявский, Н.Г.Ивойлов, В.В.Парфенов и другие, а сам термин «магнитная микроструктура» впервые был предложен Ш.Ш.Башкировым, А.Б.Либерманом и В.И.Синявским в их книге «Магнитная микроструктура ферритов». Ученики нашей кафедры работают в разных странах – от Америки до Кореи. Со многими из них мы продолжаем поддерживать научные связи и выполнять совместные работы: в Саудовской Аравии (проф. И.А. Абдель-Латиф) и Эмиратах (проф. Х.М. Румих).

В дальнейшем круг объектов и методов исследований расширился. Кроме соединений железа, в сферу научных интересов вошли соединения меди (купраты, среди которых и высокотемпературные сверхпроводники), марганца (манганиты - вещества с гигантским магнетосопротивлением), хрома (хром-шпинелиды -объекты, интересные для геологов и нефтяников) и т.д. Стали применяться методы оптической спектроскопии и ряд методов, пришедших из «классической» физики полупроводников. В заключение хотелось бы пожалеть, что модная сейчас приставка «нано», не использовалась 40 лет назад, когда создавалась кафедра (говорили о «микро»), хотя все исследования проводились именно на «нано» - уровне – типичные расстояния от «мессбауэровского» иона железа до ближайших соседних ионов порядка одного нанометра!

2. Теория мессбауэровских спектров
Профессор, д.ф.-м.н. Садыков Э.К.
Научный сотрудник, к.ф.-м.н. Аринин В.В.

Теоретические исследования, проводимые на кафедре, относятся к области физики конденсированного состояния. В первую очередь, это - теория спектров ядерного гамма-резонанса, теория сверхтонких взаимодействий. Предметом исследования являются, в частности, изменения в мессбауэровских спектрах, обусловленные воздействием на образец внешних когерентных полей: ультразвука, р.ч. поля, оптического (лазерного) излучения. Это – область мессбауэровской гамма оптики, где изучаются способы целенаправленного изменения характеристик (параметров) мессбауэровского излучения. Помимо информации фундаментального характера о веществе такие исследования (эксперименты), представляют большой интерес с точки зрения основной проблемы гамма оптики – усиления и генерации когерентного гамма излучения. В рамках этой проблемы в последние годы разработаны теория квантовой интерференции на мессбауэровских переходах и теория мессбауэровских спектров магнитомягких материалов, находящихся в режиме перемагничивания, проведены экспериментальные исследования воздействия радиочастотных магнитных полей на сверхтонкую структуру спектров гамма-резонансного поглощения.

3. Ионно-имплантированные магнитные пленки
Профессор, д.ф.-м.н. Петухов В.Ю.
Доцент., к.ф.-м.н. Дулов Е.Н.

В последние годы объектами научных исследований и предметом учебных дисциплин становятся также пленочные и наноструктуры, процессы, происходящие в твердых телах под действием внешних воздействий. Сюда, в первую очередь, относятся ионно имплантированные магнитные пленки. Исследования этих объектов проводятся комбинированным методом, используя как методы обычной мессбауэровской спектроскопии, так и методы конверсионной мессбауэровской спектроскопии, а также радиочастотные методы.

С использованием селективной по глубине мессбауэровской спектроскопии исследованы механизмы формирования магнитной анизотропии в ионно-имплантированных магнитных пленках.

Кроме того, кафедра тесно сотрудничает с лабораторией ионно-лучевого синтеза Казанского физико-технического института РАН, где с помощью ускоренных ионов осуществляется синтез новых веществ. Здесь проводятся учебные лабораторные занятия.

4. Радиочастотное перемагничивание магнитных материалов. Р.ч. мессбауэровская спектроскопия
Профессор, д.ф.-м.н. Садыков Э.К.
Доцент., к.ф.-м.н. Вагизов Ф.Г.
Доцент., к.ф.-м.н. Манапов Р.А.
Соискатель Петров Г.И.

Традиционным является направление по изучению когерентно (р.ч.) возбужденного состояния магнитных веществ методами мессбауэровской спектроскопии. В последние годы проводятся эксперименты по мессбауэровской спектроскопии поглощения в режиме перемагничивания легко плоскостных магнитных систем (борат железа) в переменных полях различной геометрии (осциллирующие, вращающиеся поля и поля, осциллирующие в перпендикулярных направлениях с различными, кратными частотами).

5. Физика новых магнитных и сверхпроводящих материалов, мезоскопические и наноразмерные эффекты в магнитных и сверхпроводящих гетероструктурах, сверхпроводящая и нормальная магнитоэлектроника, спинтроника
Профессор, д.ф.-м.н. Л.Р. Тагиров
С.н.с., к.ф.-м.н. Н.Х. Усеинов