WWW.LIBRUS.DOBROTA.BIZ
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - собрание публикаций
 

Pages:   || 2 |

«Уральский государственный технический университет Уральский научно-образовательный центр «Перспективные материалы» Выпуск 2 Екатеринбург Уральское издательство ББК 74.58 ...»

-- [ Страница 1 ] --

Министерство образования Российской Федерации

Уральский государственный университет им. А.М. Горького

Уральский государственный технический университет

Уральский научно-образовательный центр

«Перспективные материалы»

Выпуск 2

Екатеринбург

Уральское издательство

ББК 74.58

0-62

Подготовлено и издано по решению Координационного совета

уральского научно-образовательного центра «Перспективные материа­

лы» на основе материалов, представленных научно-образовательными

группами .

Составление и общая редакция Памятных Евгений Алексеевич, директор НОЦ, профессор, проректор УрГУ Прокопьев Виталий Павлович, руководитель образователь­ ной компоненты, профессор, проректор УрГУ Бабушкин Алексей Николаевич, руководитель научной ком­ поненты, профессор, декан физического факультета УрГУ Борисов Сергей Федорович, руководитель компоненты вне­ шних связей, профессор, заведующий кафедрой УрГУ Вшивков Александр Акиндинович, ответственный за орга­ низацию конкурсов, доцент, декан химического факультета УрГУ Рогожин Сергей Алексеевич, руководитель административ­ ной группы, доцент ISBN 5-93667-011-2 (серия) ® ГФОУ УрГУ им. А.М. Горького, ISBN 5-93667-022-8 (Вып. 2) УГПТУ-УПИ, 2001 ® Агзамов А.Ф., оформл., 2001 ® Уральское изд-во, 2001 Введение Создание Уральского научно-образовательного центра «Пер­ спективные материалы» (НОЦ) стало значительным событием в жизни двух крупнейших вузов Среднего Урала - Уральского го­ сударственного университета (УрГУ) и Уральского государствен­ ного технического университета (УГТУ-УПИ) .

Уральский НОЦ сформирован на базе фундаментальных исследований в области создания и изучения перспективных материалов в рамках сложив­ шихся научных школ физиков и химиков с учетом интересов про­ мышленного Уральского региона. Финансовой основой НОЦ стала российско-американская программа «Фундаментальные исследо­ вания и высшее образование» (BRHE), поддерживаемая Мини­ стерством образования Российской Федерации и Американским фондом гражданских исследований и развития для независимых государств бывшего Советского Союза (CRDF) .

Принципиальным моментом при формировании заявки в Программу был вопрос о направлении деятельности центра. Пред­ почтение было отдано направлению «Перспективные материалы», как наиболее важному с точки зрения развития фундаментальных научных исследований и подготовки специалистов в двух круп­ нейших вузах Екатеринбурга, так и с точки зрения интересов ре­ гиона с большим числом научно-исследовательских институтов и промышленных предприятий, занятых исследованием и произ­ водством различных материалов .

Основными целями создания НОЦ были:

- Концентрация потенциала Уральского государственного университета и Уральского государственного технического уни­ верситета на научных исследованиях в области перспективных материалов и совершенствование на их основе системы подго­ товки, переподготовки и повышения квалификации специалистов .

- Выполнение научных исследований в области перспек­ тивных материалов на мировом уровне .

- Создание объектов интеллектуальной собственности, их коммерциализация, совершенствование механизмов внедрения результатов научных исследований в учебный процесс .

- Получение новых знаний о свойствах материалов, возмож­ ностях модифицирования их характеристик, путях практическо­ го использования в науке, технике, медицине .





- Развитие внешних связей с высшими учебными заведени­ ями, научными центрами России и иностранных государств, с промышленными предприятиями, а также региональными и фе­ деральными органами управления наукой и образованием .

- Развитие системы поддержки молодых ученых .

Прошедший год работы НОЦ подтвердил удачный выбор те­ матики. Именно исследования в области перспективных матери­ алов являются актуальными и традиционными для вузов и акаде­ мических институтов города. С другой стороны, такие исследо­ вания и подготовка специалистов в области перспективных мате­ риалов чрезвычайно важны для промышленного Уральского ре­ гиона .

Проект НОЦ «Перспективные материалы» позволил поста­ вить и решить принципиальные задачи, которые не могли быть решены в рамках имевшихся ранее возможностей. В частности, приобрести дорогостоящее уникальное оборудование, создать новые учебно-научные лаборатории и на этой основе существен­ но продвинуться в подготовке специалистов по перспективным материалам, значительно расширить и вывести на новый уровень связи в области науки и образования, поддержать наиболее ак­ тивно работающих молодых исследователей, студентов, аспиран­ тов, преподавателей .

Последняя задача, связанная с поддержкой наиболее одарен­ ной молодеиЬі, способной в будущем сохранить и приумножить научно-образовательный потенциал России, крайне необходима .

Выделение в проекте финансовых средств на проведение мероп­ риятий, воспитывающих интерес к науке (конференции молодых ученых, конкурсы, олимпиады, стипендии, оплата научных коман­ дировок, выпуск сборников студенческих работ и т.д.), реально помогает закреплению молодежи в системе науки и образования .

Исходя из интернационального характера науки и образова­ ния, одним из принципиальных направлений деятельности НОЦ явилось расширение и совершенствование внешних связей. Раз­ вивая традиционные связи с ближайшими соседями, академичес­ кими и учебными институтами региона, участники НОЦ активно создавали новые связи, включая партнеров из ближнего и дальне­ го зарубежья. Эта деятельность, безусловно, способствовала ин­ теграции вузов - участников НОЦ в мировую научно-образова­ тельную систему. Конкретные направления деятельности в обла­ сти внешних связей представлены в отчете каждой научно-обра­ зовательной группы .

Научные исследования с трудом поддаются организации. Ус­ пех определяется ученым со сложившейся научной тематикой, наличием оборудования, традициями и т.д. Поэтому главной за­ дачей в реализации программы дирекция НОЦ считала создание условий равного благоприятствования для всех научно-образо­ вательных групп .

При формировании программы закупки оборудования при­ оритеты определялись как по критериям, заданным условиями проекта, так и заинтересованностью в этом оборудовании макси­ мального количества групп .

Индивидуальная финансовая поддержка научно-образова­ тельной деятельности, как это было заявлено в проекте, носила конкурсный характер. Однако подведение итогов работы групп оказалось весьма непростым делом. По мнению руководителей проекта, подход к результатам научных исследований может быть только формальным, основанным на заранее определенных по­ казателях. Можно говорить об индексе цитирования, рейтинге журналов, наличии софинансирования проекта за счет грантов и программ и т.д., но в любом случае следует ожидать вполне аргу­ ментированной критики .

Дирекция проекта на первом этапе, приняв ответственность на себя, разработала критерии оценки и использовала их при под­ ведении итогов полугодия. При этом было учтено, что при всей широте проекта тематика исследований и условия их выполне­ ния достаточно близки и результаты вполне сопоставимы. Поэто­ му формализация оценки допустима. На втором этапе эту же ра­ боту выполнили назначенные Консультативным советом НОЦ руководители научно-образовательных групп .

В соответствии с программой НОЦ велись исследования ма­ териалов для микроэлектроники, магнитных, жаропрочных и жаростойких, нанострукгурированных, керамических, аморфных материалов и порошковых композиций, высокомолекулярных, электрохимических, конструкционных материалов, инструмен­ тальных сплавов, разработка новых материалов для биоинжини­ ринга, разработка методов синтеза новых биологически актив­ ных веществ. Начаты работы по созданию банков данных струк­ туры и свойств перспективных материалов. Ведется инноваци­ онная деятельность по распространению полученных знаний, материалов, технологий .

Тематика и результаты исследований, образовательная дея­ тельность, развитие внешних связей, работа с молодыми иссле­ дователями и студентами кратко описаны ниже и полностью со­ держатся в отчетах научно-образовательных групп .

Создание центра «Перспективные материалы» интересно для УрГУ и УГТУ-УПИ еще и тем, что в рамках этой новой формы сотрудничества отрабатывается механизм взаимодействия меж­ ду крупнейшими вузами Урала и в области научных исследова­ ний, и в области образования. Эта сторона деятельности НОЦ приобретает особое значение в связи с предполагаемым создани­ ем университетских комплексов, являющихся одним из нововве­ дений, предусмотренных Планом действий Правительства Рос­ сийской Федерации в целях реформирования образования .

Создание НОЦ способствует развитию вузовской науки, усилению взаимодействия образовательных и научных подраз­ делений внутри вуза, активизации участия научных сотруд­ ников в учебном процессе. Все это ведет к появлению в рос­ сийской системе высшего образования элементов классичес­ кой западной модели интеграции фундаментальной науки и высшего образования. Научно-образовательный центр «Пер­ спективные материалы» - значительный шаг на пути к созда­ нию на Урале исследовательского университета .

Основные итоги работы Уральского научно-образовательного центра «Перспективные материалы»

за период 1 июля 2000 г. - 30 июня 2001 г .

Уральский научно-образовательный центр «П ерспектив­ ные материалы» (НОЦ) сформирован на базе ф ундаменталь­ ных исследований в области создания и изучения перспектив­ ных материалов в рамках сложившихся научных школ ф изи­ ков и химиков Уральского государственного университета и Уральского государственного технического университета с учетом интересов промышленного Уральского региона. Центр создан в рамках российско-американской программы «Ф ун­ даментальные исследования и высшее образование», поддер­ живаемой М инистерством образования Российской Ф едера­ ции и А мериканским фондом гражданских исследований и развития для независимых государств бывшего Советского Союза (CRDF) .

Основные цели создания НОЦ - развитие фундаментальных исследований и подготовка специалистов в области материалов, перспективных для применения в различных областях науки, тех­ ники, медицины .

Прошедший год работы НОЦ подтвердил правильность вы­ бора тематики Центра. Именно исследования в области перспек­ тивных материалов являются традиционными для вузов и акаде­ мических институтов города. Такие исследования и подготовка специалистов в области перспективных материалов чрезвычайно важны для промышленного Уральского региона .

Проект НОЦ «Перспективные материалы» позволил поста­ вить такие задачи, которые невозможно было решить иными спо­ собами. В частности, приобрести современное оборудование и создать новые лаборатории в актуальных направлениях исследо­ вания материалов, поддержать наиболее активно работаю щ их молодых исследователей .

Создание НОЦ «Перспективные материалы» интересно для УрГУ и УГТУ-УПИ еще и тем, что отрабатывается механизм взаимодействия между крупнейшими вузами Урала в области научных исследований и образования. Эта сторона деятел ь­ ности НОЦ приобретает большое значение в связи с предпо­ лагаемым созданием университетских комплексов, являю щ их­ ся одним из нововведений, предусмотренных Планом действий Правительства Российской Ф едерации в целях реф орм ирова­ ния образования .

Создание НОЦ способствует развитию вузовской науки, уси­ лению взаимодействия образовательных и ночны х подразделе­ ний внутри вуза, активизации участия научных сотрудников в учебном процессе. Все это ведет к появлению в российской сис­ теме высшего образования элементов классической западной модели интеграции фундаментальной н ^ к и и высшего образова­ ния. Это еще один значительный шаг на пути к исследовательско­ му университету .

Общие достижения В соответствии с целями проекта основные усилия были на­ правлены на поддержку и развитие фундаментальных исследова­ ний Уральского государственного университета и Уральского го­ сударственного технического университета в области исследова­ ния и создания перспективных материалов, а также подготовки специалистов в этом направлении .

Широкая тематика проекта и участие в его выполнении двух крупнейших вузов Екатеринбурга потребовали большой органи­ заторской работы для его эффективного выполнения. С этой це­ лью сформированы

-Д ирекция проекта, включающая директора проекта и ответ­ ственных за ночную и образовательную компоненты проекта, от­ ветственного за развитие внешних связей, организатора поддержки молодых исследователей, группу организационно-информационно­ го и финансово-экономического сопровождения проекта,

- Координационный совет из представителей двух вузов участников проекта, задачей которого является определение об­ щей стратегии выполнения проекта и координация работы вузов по реализации единого общего проекта,

- Консультативные советы в вузах-участниках, задачей ко­ торых является определение принципов организации работы внут­ ри вузов .

Разработана система финансирования работ по проекту, сти­ мулирующая занятия научно-образовательной деятельностью по всем компонентам проекта (наука, образование, внешние связи, поддержка молодых исследователей и студентов). Разработан и утвержден на ученом совете университета «Порядок софинансирования Уральского НОЦ «Перспективные материалы» со сторо­ ны УрГУ». Заключен договор между Министерством общего и профессионального образования Свердловской области и Ураль­ ским государственным университетом и Уральским государствен­ ным техническим университетом о софинансировании проекта «Уральский НОЦ «Перспективные материалы» .

рисова), «Физика теплопередающих систем» (группа под руковод­ ством В.М. Кисеева), «Магнетизм редкоземельных соединений»

(Н.В. Кудреватых), «Физические методы исследования твердого тела» (группа под руководством Н.В. Баранова) и др .

За прошедший год значительно возросло число электронных вариантов курсов лекций и методических разработок по тематике, представленной в НОЦ «Перспективные материалы». Следует от­ метить электронный вариант курса лекций «Введение в структур­ ный анализ» и контрольные задания по данному курсу (группа под руководством А.Н. Бабушкина), электронные варианты пособия С.Ф. Борисова «Межфазная граница твердое тело - газ», сборника задач и упражнений по химии и технологии биоорганических и ле­ карственных веществ (группа под руководством B.C. Мокрушина), лекций по физической химии (группа под руководством Ю.Н. Макурина), методических разработок Е.В. Русиновой, С.А. Вшивкова по общему курсу «Коллоидная химия», разделов пособия «Радиоволновой, оптический и тепловой контроль материалов» и лекций по курсу «Физические основы измерений свойств материалов»

(группа под руководством B.C. Коргова) и др .

За прошедший учебный год заметно выросло число новых лабораторных работ. Это в значительной мере связано с появле­ нием нового оборудования, с созданием учебно-ночных лабо­ раторий. Появление современного оборудования стимулирует не только научные исследования, но и существенно влияет на учеб­ ный процесс, на качество выпускаемых специалистов. Совмест­ ными усилиями четырех групп (руководители А.Н. Бабушкин, В.М. Жуковский, А.Я. Нейман, В.Я. Шур) организована учебно­ научная лаборатория импедансной спектроскопии (научный ру­ ководитель В.М. Жуковский), и в исследованиях, проводимых на оборудовании этой лаборатории, принимают участие студенты .

Открыта учебно-научная лаборатория «Анализ и сертификация полимерных материалов» для обучения студентов по специаль­ ности 011000 - Химия (специализации 011006 - Химия высоко­ молекулярных соединений и 011030 - Химия окружающей среды и химическая экспертиза). В УГТУ открыта новая учебно-науч­ ная лаборатория «Лазерная диагностика» (группа под руковод­ ством A.B. Кружалова). Начала функционировать учебно-науч­ ная лаборатория «Измерительная техника и метрология» (руко­ водитель группы B.C. Кортов) .

Подготовлены три новые лабораторные работы по методам определения содержания различных элементов в технической и питьевой воде (руководитель группы Ю.Н. Макурин), новые ра­ боты лабораторного практикума «Методы фотоупругости и гоСреди новых учебников и учебных пособий, освещающих вопросы создания и изучения перспективных материалов, в пер­ вую очередь надо отметить учебные пособия С.А. Вшивкова и Е.В. Русиновой «Фазовые переходы в полимерных системах, выз­ ванные механическим полем», A.B. Кружалова, Ф.Г. Немова и Е.Ю. Журавлева «Радиационные технологии в биологии и меди­ цине», Б.В. Шульгина «Управление интеллектуальной собствен­ ностью». Сдана в печать серия «Интеллектуальная собственность .

Вопросы и ответы» (под ред. B.C. Кортова), вышло три выпуска:

«Патентное право», «Авторские знаки», «Товарные знаки». Со­ держание опубликованных учебников и учебных пособий пред­ ставляет интерес не только для студентов, но и для специалистов .

Изданы «Задачник по кристаллохимии» (В.М. Жуковский, Е.С. Буянова), пособия «Импедансная спектроскопия твердых элек­ тролитических материалов» (В.М. Жуковский, О.В. Бушкова), «Изу­ чение свойств излучателей и приемников оптического излучения»

(А.Ф. Конорин, Б.В. Шульгин, Т.С. Королева, М.К. Ситыбалдиева), «Титановые сплавы: структура, свойства, применение» (A.A. По­ пов, C.JI. Демаков, А.Г. Илларионов, H.A. Дроздова) и др .

Подготовлено и издано большое количество учебно-методи­ ческих пособий по тематике, представленной в НОЦ «Перспек­ тивные материалы». К ним относятся: «Указания к самостоятель­ ной работе по органической химии» и «Комплексанометрический анализ неорганических материалов» (руководитель научно­ образовательной группы A.A. Вшивков), сборники задач по фи­ зической химии и теории дисперсных систем (руководитель груп­ пы Ю.Н. Макурин), «Твердофазные реакции при получении и эк­ сплуатации неорганических материалов» (руководитель группы А.Я. Нейман), «Физика металлических жидкостей» (руководитель группы Г.В. Тягунов), два методических пособия по практикуму в области метрологии (руководитель группы В.О. Васьковский), «Физические основы измерений свойств материалов», «Приме­ нение ФСЭЭ спектроскопии для изучения дефектности поверх­ ностных слоев твердотелых материалов», «Программное обес­ печение для управления базой данных литературных источников по твердотельной дозиметрии» (руководитель группы B.C. Кор­ тов) .

Прочитаны новые или модернизированные курсы лекций. Сре­ ди них «Наукоемкие технологии» (А.Я. Нейман), «Химия редких элементов» (В.Г. Бамбуров), «Электрохимия расплавов» (В.А. Хох­ лов), «Технология ликвидации последствий техногенных аварий»

(группа под руководством чл.-кор. РАН В.Н. Чарушина), «Физика поверхности и тонких пленок» (группа под руководством С.Ф. Бопредстоящим созданием университетских комплексов, являющих­ ся одним из нововведений, предусмотренных Планом действий Правительства Российской Федерации, в целях реформирования образования .

Ценность программы «Фундаментальные исследования и высшее образование» проявляется и в том, что она способствует развитию вузовской науки, усилению взаимодействия образова­ тельных и научных подразделений внутри вуза, активизации уча­ стия научных сотрудников в учебном процессе. Все это ведет к появлению в российской системе высшего образования элемен­ тов классической западноевропейской модели интеграции фун­ даментальной науки и высшего образования, организационно оформленной в виде университетских центров .

Как известно, в настоящее время молодежь после окончания вуза не очень охотно идет в научные и образовательные учрежде­ ния. Поэтому поддержка наиболее одаренных студентов и аспи­ рантов, способных в будущем сохранить и приумножить научно­ образовательный потенциал России, крайне необходима. Програм­ ма «Фундаментальные исследования и высшее образование», да­ ющая финансирование на проведение мероприятий, воспитыва­ ющих интерес к науке (конкурсы, олимпиады, выпуск сборников студенческих работ и т.д.), реально помогает закреплению моло­ дежи в науке .

Конкретные результаты работы НОЦ «Перспективные мате­ риалы» за прошедший год можно характеризовать следующими цифрами:

- издано новых учебников и учебных пособий - 11,

- издано новых методических пособий - 38,

- прочитано новых курсов лекций - 37,

- подготовлено электронных вариантов курсов лекций - 14,

- разработано новых лабораторных работ- 4 5,

- опубликовано в соавторстве со студентами статей в рецен­ зируемых изданиях- 32,

- опубликовано в соавторстве со студентами тезисов россий­ ских и международных конференций - 114,

- опубликовано тезисов студенческих конференций - 85,

- защищено выпускных работ бакалавров и магистерских диссертаций - 183,

- количество школьников-победителей областных и городс­ ких олимпиад и конкурсов рефератов, выполненных под руко­ водством сотрудников НОЦ - 30,

- количество лекций для учителей школ Екатеринбурга и об­ ласти - 62 .

развитие интеллектуальных способностей, рост собственного культурного потенциала, реализации деятельностной позиции .

Изменения, происходящие в российской системе высшего профессионального образования, базируются на этих идеях. Они реализуются в стремлении к фундаментализации подготовки спе­ циалистов, в пересмотре содержания обучения, в использовании активных форм и методов обучения, в раннем включении студен­ тов в н^чно-исследовательскую работу. Развитие вузовского на­ учно-исследовательского сектора и освоение его подразделения­ ми тематики, связанной с фундаментальными научными пробле­ мами, создает условия для плодотворного совмещения профес­ сорско-преподавательским составом вузов как педагогической, так исследовательской деятельности. Таким образом, интеграци­ онные процессы, являясь велением времени, находят свое реаль­ ное воплощение в непосредственной практике образования .

В условиях перехода к рыночной экономике в силу многих объективных причин взаимодействие между высшей школой и фундаментальной наукой, сосредоточенной в значительной мере в Академии наук, стало ослабевать. Поэтому НОЦ стало важным фактором для продолжения работы по совершенствованию сис­ темы взаимодействия высшей школы и фундаментальной науки с целью подготовки специалистов, отвечающих уровню наступив­ шего века .

Уральский НОЦ, сформированный на базе сложившихся на­ учных школ физиков, химиков и механиков УрГУ при тесном вза­ имодействии с УГТУ и институтами УрО РАН с учетом интере­ сов промышленности Уральского региона, одним из основных принципов функционирования имеет принцип обучения студен­ тов и аспирантов в ходе научных исследований и приобретение ими дополнительных знаний и навыков по решению проблем, на­ ходящихся на стыке разных областей науки. Создание НОЦ дает дополнительный импульс для развития на базе фундаментальных исследований в области изучения и использования перспектив­ ных материалов эффективной системы подготовки, переподготов­ ки и повышения квалификации специалистов, причем обучение проходит и будет проходить на современной экспериментальной базе, существование которой во многом обязано выполняемому проекту .

Создание НОЦ «Перспективные материалы» интересно для УрГУ и УГТУ-УПИ еще и тем, что отрабатывается механизм вза­ имодействия между крупнейшими вузами Урала как в области научных исследований, так и в области образования. Это сторо­ на деятельности НОЦ приобретает большое значение в связи с получены гранты в совместной программе Минобразования и Минатома РФ, гранты в конкурсе РФФИ-Урал, грант по Феде­ ральной целевой программе «Интеграция» на создание центра коллективного пользования по магнитным и низкотемпературным измерениям .

Существенным стимулом для развития научно-исследователь­ ской деятельности в рамках проекта явилась и поддержка иссле­ довательских проектов молодых ученых и аспирантов, а также поддержка поездок на конференции и стажировки молодых уче­ ных .

Первый год работы по проекту позволил четко сформулиро­ вать реальные механизмы поддержки научных исследований в рамках НОЦ и обозначить пути дальнейшего совершенствования этой работы. В ближайшее время отработанная методика созда­ ния лабораторий и поддержки научно-образовательных групп будет продолжена, а из новых естественным образом возникаю­ щих организационных задач предстоит разработать и реализовать методику коллективного использования лабораторий, созданных при поддержке НОЦ. Кроме того, в течение второго года работы намечено направить часть финансовых средств на реконструкцию уже имеющегося оборудования .

Образовательная деятельность Кратко наиболее значительные результаты образовательной деятельности состоят в следующем:

- опубликованы и представлены на сайте НОЦ новые учеб­ ные пособия;

- создан видеофильм по высокомолекулярным соединениям для студентов, специализирующихся в области органической хи­ мии;

- введены новые лекционные курсы и лабораторные практи­ кумы в учебные программы;

- открыты новые специальности в УрГУ и в УГТУ («Меди­ цинская физика», «Инжиниринг в биомедицинской практике», «Технология монокристаллов, материалов и изделий электронной техники»), готовятся к открытию еще две специальности («Ме­ неджмент наукоемких технологий», «Физика, химия и механика материалов») .

Современные условия развития как общества, так и собствен­ но фундаментального научного знания остро ставят вопрос под­ готовки в вузах творчески мыслящих специалистов, способных самостоятельно заниматься поиском истины, ориентированных на постоянное самообразование в течение всей активной жизни, «Инженерная медицина и лазерная диагностика» и открыта но­ вая специальность «Инженерное дело в медико-биологической практике» .

Разработаны новые методы структурной модификации орга­ нических соединений, позволившие получить широкий ряд орга­ нических веществ, которые могут найти применение в медицине, сельском хозяйстве и других областях. Так, в частности, перспек­ тивными оказались органические сцинтиляторы гетероцикличес­ кого ряда, выявленные в результате взаимодействия исследова­ тельских групп, сформированных для выполнения проекта. Со­ здан новый Центр коллективного пользования для анализа орга­ нических веществ, в состав которого вошел автоматический ана­ лизатор элементов С, Н и N .

Создана учебно-исследовательская лаборатория «Измери­ тельная техника и метрология». В ходе выполнения проекта сту­ дентами и сотрудниками лаборатории исследованы закономерно­ сти и механизмы релаксационных процессов в облученном окси­ де алюминия и в свинцово-силикатных стеклах. Обнаружено су­ щественное влияние на дозиметрические свойства исследуемых кристаллов термостабильных дефектов, создающих глубокие ловушки. Зарегистрированы спектры свечения глубоких ловушек .

Предложен новый метод обработки фотоэмиссионных спектров облученных стекол, позволивший выделить селективные полосы радиационных и собственных дефектов. Его использование по­ зволило изучить влияние природы и концентрации дефектов по­ верхностного слоя на лучевую прочность и микротвердость си­ ликатных стекол .

Создан патентно-информационный фонд НОЦ. Его основу составляет современная компьютерная техника, а также база дан­ ных ФИПС РФ «Патенты России. Полные описания изобретений .

1994 - 2000 годы». Сотрудники НОЦ прошли стажировку в Вели­ кобритании с целью ознакомления с западной системой коммер­ циализации объектов интеллектуальной собственности .

Поддержка научных исследований, выполняемых в рамках проекта в традиционных для университетов направлениях и с помощью уже имеющегося оборудования, осуществлена на ос­ нове индивидуальной финансовой поддержки научно-образова­ тельных групп. При этом степень поддержки определялась конк­ ретными научными результатами по тематике проекта в обязатель­ ном сочетании с образовательной деятельностью, развитием вне­ шних связей, вовлечением в работу студентов и аспирантов .

Работа НОЦ привела к целенаправленному поиску грантов, поддерживающих и развивающих данную тематику. Так, были Научно-исследовательская деятельность Для реализации проекта сформированы научно-образователь­ ные группы. В основу планов работы групп по тематике НОЦ положены как традиционные, так и новые направления научноисследовательской работы групп. Необходимым было обеспече­ ние органичной взаимосвязи научной и образовательной деятель­ ности, а также развитие внешних связей и участие в проекте мо­ лодых исследователей и студентов .

Основным приоритетом первого года работы было создание новых учебно-научных лабораторий. Прежде всего, лаборатории атомной силовой микроскопии. Для нее приобретена базовая кон­ фигурация сканирующего зондового микроскопа Explorer фир­ мы ThermoMicroscopes, подготовлены помещения для его уста­ новки .

Для практического освоения методики работы научные со­ трудники НОЦ прошли стажировку в научно-образовательном центре Нижегородского государственного университета. Органи­ зован семинар по изучению возможностей атомной силовой мик­ роскопии и методикам использования атомной силовой микро­ скопии в физических исследованиях .

Вторым важным направлением явилось создание лаборато­ рии импедансной спектрометрии. Приобретено новое оборудо­ вание, сразу же введенное и в образовательный процесс и в науч­ ные исследования. Подготовлено методическое пособие по им­ педансной спектрометрии и выполнены важные научные рабо­ ты, входящие в планы работы аспирантов и докторантов .

Созданная в рамках НОЦ лаборатория синтеза материалов и приобретенное для нее оборудование также сразу были непос­ редственно включены в работу .

Создание лаборатории расчета свойств материалов и компь­ ютерного моделирования не только позволило создать материаль­ ную базу с современными вычислительными возможностями, позволяющую эффективно использовать вычислительные ресур­ сы университета и институтов УрО РАН, но и дала толчок разви­ тию новых направлений работы. В частности, начата работа по анализу магнитных доменных структур в твердых телах с исполь­ зованием оцифровки изображений, получаемых с помощью эф­ фекта Фарадея .

Успешно развивались работы по созданию новых биологи­ чески активных веществ и органических материалов медицинс­ кого назначения, биоинжинирингу. Получены и исследованы но­ вые металлические материалы, применяемые в хирургии и трав­ матологии. Создана новая учебно-исследовательская лаборатория Основным приоритетом первого года было приобретение нового современного оборудования и создание новых научно­ учебных лабораторий. Был проанализирован рынок оборудова­ ния, оптимизирована схема закупки оборудования. Приобрете­ ны базы данных по патентам .

Приняты решения о создании семи новых научно-учебных лабораторий:

- атомной силовой микроскопии,

- синтеза материалов,

- импедансной спектроскопии,

- расчета свойств материалов и компьютерного модели­ рования,

- биоинжиниринга,

- измерительной техники и технологии,

- инженерной медицины и лазерной диагностики .

В образовательной деятельности основные усилия были на­ правлены на развитие новых направлений подготовки, подготов­ ку новых курсов лекций, обеспечение подготовки студентов ме­ тодической и учебной литературой .

Создана Web-страница Уральского НОЦ на сервере Уральс­ кого государственного университета (http//:www.rec.usu.ru) .

Размещена информация об охране интеллектуальной соб­ ственности на выставке «Интеллектуальная собственность УГТУУПИ» и на Web-странице http://www.ustu.ru/ois .

Для реализации конкурсной поддержки молодых исследова­ ний разработана и реализована система из восьми конкурсов:

1. Открытый конкурс проектов молодых ученых на прове­ дение исследований в области перспективных материалов (20 гран­ тов для молодых ученых Уральского региона) .

2. Конкурс учебно-методических работ (20 грантов) .

3. Стипендии для аспирантов и молодых ученых (20 стипен­ дий) .

4. Стипендии для студентов (40 стипендий) .

5. Поддержка командировок по России для молодых ученых УрГУ и УГТУ .

6. Поддержка командировок за рубеж .

7. Поддержка конференций, школ, олимпиад, организуемых НОЦ для молодых ученых .

8. Поддержка защит диссертаций .

В области внешних связей основные усилия были направле­ ны на восстановление старых научно-образовательных связей и на установление новых связей, в основном с зарубежными парт­ нерами, общение с которыми ранее было затруднено .

лографии для изучения напряженно-деформированного состоя­ ния материалов» (руководитель группы А.Е. Шнейдер), работы по исследованию кинематической вязкости, удельного электро­ сопротивления, поверхностного натяжения металлических рас­ плавов (руководитель группы Г.В. Тягунов), работы «Медь и ее сплавы», «Твердые сплавы», «Вакуумный обжиг сплавов титана (руководитель группы A.A. Попов), работа «Спектрофотометри­ ческое определение меди в сложнооксидных материалах» (руко­ водитель группы A.A. Вшивков) и др. На базе Института физики металлов организован лабораторный практикум по теме «Физи­ ческие свойства металлических сверхрешеток» (руководитель группы В.О. Васьковский). Подготовлен компьютерный лабора­ торный практикум по курсу «Физико-химические основы техно­ логии новых материалов», реализованный в среде Delphi 5.1, вклю­ чающий ряд диалоговых технологических задач с.возможностью представления результатов в 3 Д-графике и инсталлированный на 16 рабочих местах (руководитель группы А.Р. Бекетов). Следует также отметить, что описание части лабораторных работ разме­ щены на веб-сайтах факультетов и кафедр .

Результаты исследований по тематике НОЦ активно исполь­ зованы не только для разработки и реализации новых лекцион­ ных курсов и лабораторных практикумов, но и для модерниза­ ции существующих. Так, преподаватели, входящие в научно-об­ разовательную группу под руководством А.С, Москвина, внесли значительные изменения и дополнения в спецкурсы по теории твердого тела, теории групп, теории поля, вычислительным ме­ тодам теории твердого тела, в содержание лабораторных работ .

Очевидно, что одним из основных показателей привлечения студентов к научной работе, одним из реальных результатов этой работы являются статьи, опубликованные в соавторстве со сту­ дентами. Студенты были соавторами шести работ, выполненых в группе под руководством А.Я. Неймана, трех работ, выполнен­ ных в группе под руководством В.Я. Шура. Эти группы занима­ ются экспериментальными исследованиями материалов для со­ временной электронной техники .

Перечисление это можно было бы продолжать, т.к. почти в каждой группе есть публикации, среди авторов которых - сту­ денты .

Несмотря на то, что НОЦ «Перспективные материалы» фун­ кционирует только с июля 2000 года, в УрГУ и УГТУ в 2001 году было выполнено и защищено свыше 180 выпускных работ бака­ лавров, дипломных работ и магистерских диссертаций по тема­ тике, представленной в НОЦ. Руководители всех работ - сотруд­ ники двух университетов, входящие в состав научно-образова­ тельных групп .

Участие двух екатеринбургских университетов в программе «Фундаментальные исследования и высшее образование» позволи­ ло поддержать ряд студенческих научных конференций, увеличить число студентов - участников конференций всех уровней: от регио­ нального до международного. Так, в конце 2000 года проведена IV Уральская школа-семинар по физике конденсированного состояния, где помимо 12 докладов, сделанных ведущими учеными УрГУ и институтов УрО РАН, был представлен 91 стендовый доклад, авто­ рами которых являлись студенты и аспиранты вузов Екатеринбур­ га, Перми, Челябинска, Тюмени. Материалы школы-семинара опуб­ ликованы в электронном виде (руководитель группы Н.В. Баранов) .

Подготовлен и проведен IV Всероссийский молодежный симпози­ ум «Безопасность биосферы-2000» (октябрь 2000) для студентов, аспирантов и молодых ученых (руководитель группы A.B. Кружалов). Проведена II Уральская школа-семинар металловедов - моло­ дых ученых (Екатеринбург, 2 - 3 ноября 2000; руководители групп A.A. Попов и А.Н. Бабушкин), Всероссийская конференция «Физи­ ка в биологии и медицине» (Екатеринбург, 23 - 26 марта 2001; руко­ водители групп Е.А. Памятных, Ф.А. Бляхман, С.Ф. Борисов, А.Н. Бабушкин) .

Проведена Российская межвузовская олимпиада по физичес­ кой химии (руководитель группы Ю.Н. Макурин). A.A. Вшивков был председателем Оргкомитета XI Всероссийской студенческой конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (апрель 2001) .

Почти всеми научно-образовательными группами представ­ лены работы на конкурсы студенческих работ, часть из них полу­ чили премии. Так, работа А. Прохорова заняла первое место на областном конкурсе (руководитель группы академ ик РАН О.Н. Чупахин). Отмечены премиями работы И. Егорова (руково­ дитель группы B.JI. Русинов), С. Попова и В. Сморкалова (руко­ водитель группы А.Е. Никифоров) .

Студенты, работающие по программе «Фундаментальные исследования и высшее образование», отмечены не только пре­ миями на конференциях, олимпиадах и конкурсах, но и получа­ ют престижные стипендии. Так, в группе, руководимой Л.Я. Кобелевым, есть студенты и аспиранты, получающие стипендию Президента России, Соросовскую стипендию для аспирантов, стипендию ученого совета УрГУ для аспирантов .

Преподаватели и сотрудники УрГУ и УГТУ-УПИ, продолжая многолетнюю традицию сотрудничества со школой, много сде­ лали за прошедший год по совершенствованию школьного обра­ зования по физике, химии и математике, по воспитанию у школь­ ников интереса к научно-исследовательской деятельности, но пропаганде научных знаний среди учителей и учащихся. Сотруд­ ники группы под руководством A.A. Вшивкова организовали и провели областную олимпиаду школьников по химии (февраль 2001), региональную олимпиаду по химии (апрель 2001), участво­ вали в работе жюри научно-практической конференции школь­ ников города по химии. На физическом факультете под руковод­ ством А.Н. Бабушкина проведена областная олимпиада школьни­ ков по физике (февраль 2001). А.Н. Бабушкин и В.Г. Черняк воз­ главляли жюри научно-практической конференции школьников Свердловской области по физике .

Эта работа весьма эффективна. Так, среди победителей го­ родских и областных олимпиад школьников - 30 учащихся, под­ готовку которых осуществляли преподаватели, участвовавшие в работе НОЦ. Особо следует отметить успех команды юных фи­ зиков из специализированного учебно-научного центра УрГУ, за­ нявших первое место на Российском турнире юных физиков. Эта команда будет участвовать в международном турнире в Финлян­ дии (руководитель Г.М. Миньков) .

Физический факультет организовал на базе Дома учителя лек­ торий для учителей физики г. Екатеринбурга. Прочитано 62 лек­ ции для учителей города и области (А.Н. Бабушкин, А.Я. Нейман, А.Е. Шнейдер, В.Г. Черняк и др.). П одготовлены и прочитаны курсы лекций специально для ш кольников. Н апример, курс «А нтим етаболиты. П ринципы действия и прим енения в м е­ дицине» (Е.Н. Уломский). Выпущены в свет два пособия для школьников (А.Е. Шнейдер) .

Работа по программе дала возможность расш ирить про­ фессиональную переподготовку и повыш ение квалификации .

Например, разработана и реализуется программа «Управление интеллектуальной собственностью» (группа под руководством Б.В. Шульгина) .

Деятельность в области внешних связей Работа была сконцентрирована прежде всего на восстанов­ лении и развитии связей с институтами УрОРАН, а также с други­ ми традиционными партнерами. Выполнялись обязательства по долгосрочным договорам с российскими и зарубежными науч­ ными и образовательными учреждениями. Новые контакты со­ зданы с институтами Сибирского отделения РАН, с исследова­ тельскими и образовательными структурами России (Нижегород­ ский, Казанский университеты, Институт высокопроизводитель­ ных вычислений и баз данных), с новыми иностранными партне­ рами (Лейденский университет, университет Генуи) и другими организациями бывшего Советского Союза и стран мира. Начато сотрудничество в рамках соглашений о научной и образователь­ ной деятельности с Донецким техническим университетом и До­ нецким физико-техническим институтом (Украина). Продолжена работа по программе сотрудничества с Иссык-Кульским государ­ ственным университетом (Киргизия). Ученые центра приняли участие в исследованиях за рубежом (Германия, США, Япония) .

Планы на последующий период Планы определяются первоначальной заявкой НОЦ, плана­ ми научно-образовательных групп, планами вновь созданных ла­ бораторий и состоят в следующем :

- проведение исследований и подготовка специалистов в но­ вых лабораториях в соответствии с планами научно-образователь­ ных групп;

- разработка системы коллективного использования ресур­ сов лабораторий НОЦ и уникального оборудования различными группами и представителями других организаций;

- подготовка специалистов по вновь открытым специальнос­ тям;

- открытие новых специальностей и специализаций;

- подготовка новых учебных и методических пособий;

- разработка системы публикации учебников и учебных по­ собий, подготовленных участниками НОЦ;

- углубление связей в сфере науки и образования, создание новых контактов с отечественными и зарубежными партнерами .

Таким образом, результаты н^чно-исследовательской и об­ разовательной деятельности в рамках Уральского НОЦ «Перспек­ тивные материалы» и дальнейшая реализация принципа обучения студентов и аспирантов в ходе научных исследований позволяют заключить, что сделан очередной шаг к созданию на Среднем Ура­ ле Федерального исследовательского университета .

Магнитные материалы Основные усилия были направлены на получение новых спла­ вов и соединений на основе Зё-переходных и редкоземельных металлов в различных структурных состояниях, исследование их атомной, магнитной и электронной структуры .

Исследован эффект структурной наследственности в систе­ ме «расплав - твердое тело» при сверхбыстрой закалке много­ компонентных сплавов типа Fe-Si-B-C. Показано, что предвари­ тельный перегрев расплава перед закалкой оказывает заметное влияние на структуру, фазовый состав и свойства материала при последующих термических обработках .

На примере лент аморфных магнитомягких сплавов исследо­ вана взаимосвязь между состоянием поверхности и уровнем маг­ нитных свойств. В результате изменения химического состава поверхностного слоя ленты и его частичной кристаллизации в плоскости ленты возникают анизотропные растягивающие напря­ жения, существенно изменяющие магнитные характеристики .

Исследовано влияние термообработки и химического соста­ ва на магнитные и магниторезистивные свойства быстрозакален­ ных лент Со-Си, обладающих гигантским магнитосопротивлением (ГМС). Получены опытные образцы элементов FeNi/Cu/FeNi с замкнутым магнитным потоком и проведены их испытания в широком диапазоне частот (1 - 55 МГц). Исследована микрострук­ тура и магнитные свойства многослойных пленок Gd/Cu и Gd/Si, полученных высокочастотным ионным распылением. Установле­ на корреляция между параметром обменного взаимодействия и структурным состоянием гадолиния в пленках .

Рассчитана анизотропия магнитосопротивления в слабодопированных купратах, дана интерпретация необычной угловой за­ висимости магнитосопротивления в допированных неметалличес­ ких составах купрата типа 123. Впервые получено аналитическое выражение интеграла переноса для квантового скирмиона и по­ казана эквивалентность скирмиона и заряженной частицы, дви­ жущейся в магнитном поле .

Выявлена аномально высокая устойчивость в статическом маг­ нитном поле системы концентрических кольцевых доменов в фер­ рит-гранатовых пленках. Обнаружены необычные гистерезисные явления в области изменения топологии динамической доменной структуры пленок, помещенных в переменное магнитное поле .

Получены новые сведения о магнитном состоянии соедине­ ний с квазидвумерной структурой на основе дихалькогенидов титана, интеркаллированных 3d-металлами. Магнитное состояние соединения TiSe2 при интеркалировании хромом меняется от па­ рамагнитного к кластерному спиновому и затем - к антиферромагнитному порядку в Cr05TiSe2 .

Проведено исследование одномерной спиновой цепочки, со­ стоящей из тримеров (5/2,1/2,1/2), при различном соотношении энергии антиферромагнитного и ферромагнитного обменного вза­ имодействия между спинами 5/2, 1/2 и 1/2,1/2 соответственно .

Показано, что основное состояние одномерной цепочки, состав­ ленной из таких тримеров, обладает малой корреляционной дли­ ной и характеризуется сильными квантовыми флуктуациями, сни­ жающими среднюю намагниченность .

Результаты исследований опубликованы в 12 статьях в рефе­ рируемых научных журналах, представлены в 32 докладах на конференциях различного уровня, а также включены в специаль­ ные курсы для студентов и магистрантов .

В исследованиях по теме проекта принимали участие 34 сту­ дента и 6 аспирантов .

Работы по проекту частично поддерживали 4 гранта Мини­ стерства образования РФ .

Установлены новые контакты и обсуждены совместные про­ екты с учеными из Университета в Оснабрюке (Германия), Ин­ ститута Пауля Шеррера (Виллинген, Швейцария) и Женевского университета (Женева, Швейцария) .

Фазовые превращения, транспортные и магнитные свой­ ства многокомпонентных систем Руководитель научно-образовательной группы Н.В. Баранов Разработка гетерогенных пленочных материалов с гиган­ тскими магнитосопротивлением и магнитным импедансом Руководитель научно-образовательной группы: В.О. Васьковский Разработка физических основ создания магнитомягких материалов их многокомпонентных аморфных сплавов на ос­ нове 31-переходных металлов Руководитель н^чно-образовательной группы O.A. Иванов Экспериментальные и теоретические исследования стати­ ческих и динамических доменных структур и гистерезисных свойств ферритов-гранатов, аморфных пленок и сплавов со сложной микроструктурой Руководитель научно-образовательной группы Г.С. Кандаурова Разработка новых редкоземельных сплавов для суперэнергетических постоянных магнитов и технологии их изготовления Руководитель научно-образовательной группы: Н.В. Кудре­ ватых Исследования электронной структуры, экситонов, оптичес­ кого и электронного (ARPES, EELS) спектров, кинетических свойств сильнокоррелированных оксидов типа купратов и манганитов Руководитель н^чно-образовательной группы A.C. Москвин Фазовые превращения, транспортные и магнитные свойства многокомпонентных систем

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук Н.В. Баранов

Научные исследования Изменение магнитного состояния твердых тел под действи­ ем приложенного давления, магнитного поля, а также при изме­ нении концентрации компонентов или температуры, ведет к из­ менению тепловых, электрических и упругих свойств .

С целью изучения взаимосвязи кристаллической, электрон­ ной и магнитной структур в интерметалл идах на основе редко­ земельных и d -переходных металлов проведено исследование маг­ нитных, электрических и тепловых свойств соединений Mn2xCoxSb, R, xYxCo2 (R=Ho, Gd), (Gd, xYx)3Co, CrxTiSe2 в которых реализу­, ются различные магнитные состояния. Выделены электронный, решеточный и фононный вклады в теплоемкость соединений (Gd, xYx)3Co. Обнаружено, что коэффициент электронной теплоемко­ сти gg в с Gd3Co почти на порядок больше, чем в изоструктурном Y3Co. Наблюдаемое различие в значениях gg связывается с существованием в Gd3 большого вклада от спиновых флукту­ Co аций в подсистеме d-электронов, индуцированных f-d обмен­ ным взаимодействием. Магнитный вклад в энтропию соедине­ ний (Gd, xYx)3 не достигает своего теоретического значения Co даже при температурах, вдвое превышающих температуру Нееля. Это обусловлено существованием в парамагнитной области корреляций ближнего порядка между магнитными моментами га­ долиния. Наличие таких корреляций в Gd-подсистеме при Т TN, а также индуцированных спиновых флуктуаций в подсистеме dэлектронов позволяет объяснить аномальное поведение электро­ сопротивления этих соединений в парамагнитной области, а имен­ но, насыщение сопротивления при Т TN в Gd3Co (х=0) и пере­ ход к нормальной металлической зависимости при увеличении концентрации иттрия .

Анализ магнитной восприимчивости, электросопротивления и дифракции нейтронов показал, что при разбавлении R-подрешетки иттрием исчезновение магнитного момента на атомах ко­ бальта в редкоземельных фазах Лавеса RCo2сопровождается ано­ малиями различных свойств. Этот эффект связан с появлением локализованных флуктуаций спиновой плотности в подсистеме d-электронов .

Получены новые данные о магнитном состоянии соединений с квазидвумерной струісгурой на основе дихалькогенидов тита­ на, интеркаллированных Зсі-металлами. При интеркаляции хро­ мом соединения TiSe2 обнаружено изменение магнитного состо­ яния от парамагнетизма П ^ли к состоянию типа кластерного спи­ нового и затем к антиферромагнитному порядку в Cr0 5 TiSe2 .

Проведено теоретическое исследование основного состояния органических магнетиков Mn(hfac)2BNOR, которые образованы из одномерных зигзагообразных цепочек. В цепочках спины N 0 групп в дирадикалах упорядочены ферромагнитно, а обменное взаимодействие между Зё-элекгронами двухвалентного марган­ ца и 2р-электронами N 0 групп является антиферромагнитным .

Исследование проведено на модели одномерной спиновой цепоч­ ки, состоящей из тримеров (5/2, 1/2, 1/2), при различном соотно­ шении энергии антиферромагнитного и ферромагнитного обмен­ ного взаимодействия между спинами 5/2,1/2 и 1/2,1/2 соответствен­ но. Показано, что основное состояние одномерной цепочки, со­ ставленной из таких тримеров, характеризуется сильными кван­ товыми флуктуациями, снижающими среднюю намагниченность, а также обладает малой корреляционной длиной. Различными ме­ тодами рассчитаны энергия основного состояния и намагничен­ ность цепочки .

Внешние связи Поданы заявки на участие в CRDF C G Р ’2001 совместно с И.М. Робертсоном из университета Иллинойса (США). Тема про­ екта: «Transmission electron microscopical study o f evolution o f dislocation structures and grain boundaries in super refractory f.c.c.metal iridium at elevated temperatures and under mechanical stress» b на грант Швейцарского научного фонда по программе «Institutional Partnership», Тема проекта «Education, Research and Applications around the Metamagnetic Laves Phases». Участники проекта: Ла­ боратория нейтронных исследований Института Пауля Шеррера (Виллинген, Швейцария), департамент физики конденсированно­ го состояния Женевского университета (Женева, Ш вейцария), Лаборатория радиационной физики и нейтронной спектроскопии ИФМ УрО РАН (Екатеринбург), кафедра физики конденсирован­ ного состояния УрГУ (Екатеринбург), лаборатория композици­ онных материалов Института ядерной физики Узбекской Акаде­ мии Наук (Ташкент, Узбекистан) .

Основные результаты опубликованы в [67 - 74] .

Разработка гетерогенных пленочных материалов с гигантскими магнитосопротивлением и магнитным импедансом

Руководитель научно-образовательной группы канд. физ.-мат.наук В.О. Васьковский

Научные исследования Исследовано влияние термообработки и химического соста­ ва на магнитные и магниторезистивные свойства быстрозакален­ ных лент Со-Си, обладающих гигантским магнитосопротивлени­ ем (ГМС). Наибольшая величина ГМС реализована на образцах, содержащих 20 вес.% Со и прошедших отжиг при 540°С. Микро­ структура лент неоднородна и включает два типа Со-содержащих образований. Одни имеют кубическую кристаллическую решет­ ку, характерный размер 102 нм, и в основном задают магнитные свойства объектов. Другие, размер которых не превышает 5 нм, обнаруживают элементы суперпарамагнитного поведения и оп­ ределяют ГМС лент .

Оптимизированы физико-технологические параметры, зада­ ющие ГМС в тонких пленках Со-Си. Показано, что в данных объектах в отличие от быстрозакаленных лент присутствуют вы­ деления Со только одного типа, имеющие размер ^ 10 нм и гекса­ гональную структуру. Относительно высокая магнитная анизот­ ропия и дисперсия в размерах обуславливают пребывание гра­ нул Со как в суперпарамагнитном так и в ферромагнитном со­ стояниях. Это в свою очередь приводит к вкладу в ГМС не толь­ ко суперпарамагнитных (как в лентах), но и от ферромагнитных частиц .

О бнаруж ены признаки гранулированного состояния и ГМС в многослойных пленках Со/Си при толщинах слоев ко­ бальта 0,3 - 1,5 нм. Предполагается, что в качестве магнитных гранул, проявляющих как ферро- так и суперпарамагнитное по­ ведение, выступают островки слоев Со, локализованные внутри зерен Си. В силу специфики своего возникновения такая струк­ тура может отличаться более узкой функцией распределения гра­ нул по размерам и большей однородностью их распределения по объему пленки по сравнению со структурой обычных гранули­ рованных сред .

Получены опытные образцы элементов FeNi/Cu/FeNi с замк­ нутым магнитным потоком. Проведены испытания этих элемен­ тов в диапазоне частот токов питания 1 - 55 МГц. Выявлены ус­ ловия реализации магнитного импеданса величиной до 8 % .

Исследовано влияние толщины и термической обработки на микроструктуру и магнитные свойства многослойных пленок Gd/ Cu и Gd/Si, полученных высокочастотным ионным распылени­ ем. Найдено, что магнитные слои имеют аморфно-кристалличес­ кую структуру, соотношение компонент в которой зависит от толщины слоев, толщины немагнитных прослоек и температуры отжига. В модели молекулярного поля дано количественное опи­ сание изменений фазового состава пленок. Установлена корреля­ ция между параметром обменного взаимодействия и структур­ ным состоянием гадолиния .

По результатам работы опубликована 1 статья, направлено в печать 5 статей, представлено 9 докладов на научных конферен­ циях .

Образование Обновлено содержание лекционного курса «Физика низкораз­ мерных магнитных систем»; на базе Института физики металлов для студентов группы Ф5МГ организован практикум по теме «Ф изические свойства м еталлических сверхреш еток» объе­ мом 72 часа; по тематике проекта выполнены 1 курсовая, 1 вы­ пускная и 1 дипломная работы .

Результаты методической работы: издано через РИ О УрГУ 4 описания лабораторных работ; издано в Уральском филиале Ака­ демии стандартизации, метрологии и сертификации (УфАСМС) 2 методических пособия по практикуму в области метрологии .

К работе по проекту привлечено 7 студентов; студенты яви­ лись соавторами двух докладов на научных конференциях; док­ лад студента С.Злобина на тему «Ферримагнетизм слоистых пле­ нок типа Gd/Co» отмечен дипломом 3-й степени на VII ВНКСФ (г. С.-Петербург, апрель 2001) Внешние связи Развивались контакты с такими организациями, как Инсти­ тут физики металлов и Институт машиноведения УрО РАН; Ураль­ ский филиал Академии стандартизации, метрологии и сертифи­ кации (Екатеринбург); ФГУП НПО Автоматики (Екатеринбург);

Институт низких температур (Харьков, Украина); Университет Страны Басков (Бильбао, Испания), Университет Г. Гейне (Дюс­ сельдорф, Германия) .

Основные результаты опубликованы в [22 - 30] .

Разработка физических основ создания магнитомягких материалов, их многокомпонентных аморфных сплавов на основе Зсі-переходных металлов

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. O.A. Иванов

Научные исследования Исследовали эффект структурной наследственности расплав твердое тело при аморфизации многокомпонентных сплавов пе­ реходных металлов методом сверхбыстрой закалки. Структурное состояние расплава перед закалкой изменяли перегревом его выше критической температуры. Эволюцию структурного состояния закаленного сплава в зависимости от длительности отжига ана­ лизировали с помощью изучения параметров стохастической маг­ нитной структуры .

Полученные результаты подтверждают наличие структурной наследственности расплав-твердое тело в быстрозакаленных спла­ вах и демонстрируют благоприятное влияние предварительного перегрева расплава перед закалкой .

На примере лент аморфных сплавов исследована взаимосвязь между состоянием поверхности ленты и уровнем магнитных свойств. Частичную кристаллизацию поверхности ленты и изме­ нение толщины поверхностного аморфно-кристаллического слоя достигали вариацией длительности изотермической выдержки при термообработке. Химический состав поверхностного слоя лен­ ты изменялся в результате взаимодействия с химически активной средой (электроизоляционными покрытиями, наносимыми мето­ дом растворной керамики) и атмосферой отжига .

В результате химического взаимодействия покрытия систе­ мы Z n0-L i2 -P 20 5 со сплавом железо изоморфно замещается цин­ ком. В этом случае генерированию плоских сжимающих напря­ жений в ленте способствует уменьшение расстояния между ато­ мами в поверхностном слое ленты из-за его обеднения атомами Fe и возможного внедрения атомов Zn, радиус которых несколь­ ко меньше радиуса атомов Fe. Кроме того, объем покрытия умень­ шается из-за кристаллизации в процессе формирования. Хими­ ческое взаимодействие аморфного покрытия системы Z n O -A l^ Р20 5 со сплавом приводит к замещению алюминием кремния, со­ держащегося на поверхности аморфного сплава Fe8,B13Si4C2. Вне­ дрение атомов А1 в поверхность ленты или замещение атомов Si приводит к созданию плоских растягивающих напряжений, по­ скольку эффективный диаметр атомов А1 больше эффективного диаметра атомов Si и Fe. Кроме того, химический состав поверхно­ стного слоя аморфной ленты может изменяться из-за взаимодей­ ствия атомов Fe с водой, входящей в состав раствора для электро­ изоляционного покрытия или во время отжига из-за взаимодействия с содержащимися в атмосфере водяными парами. Проведенные исследования также показали, что плоские напряжения являются анизотропными. Генерирование псевдоодноосных напряжений в плоскости ленты находит удовлетворительное объяснение в рам­ ках модели анизотропного внедрения элементов покрытия в повер­ хностный слой ленты, а также анизотропного оксидирования и наводороживания ее поверхности .

Уровень статических магнитных характеристик, полученный в результате проводимой на воздухе термической обработки не­ сколько хуже, чем после вакуумного отжига. Тем не менее значе­ ния удельных магнитных потерь, особенно их динамической со­ ставляющей, в первом случае существенно ниже. Такая зависи­ мость магнитных свойств от среды отжига удовлетворительно объясняется в рамках модели анизотропного оксидирования и наводораживания поверхности ленты из-за взаимодействия ато­ мов Fe с водяными парами. В результате этого в ленте генериру­ ется плоское псевдоодноосное растяжение в продольном направ­ лении, уменьшающее ширину доменов, скорость движения до­ менных границ в процессе перемагничивания и, следовательно, магнитные потери .

Таким образом, преимущественно плоские растягивающие напряжения, генерируемые поверхностным аморфно-кристалли­ ческим слоем и элементами внедрения при взаимодействии по­ верхности с химически активной средой, приводят к снижению объема доменов с намагниченностью перпендикулярной плоско­ сти ленты. Анизотропное внедрение элементов в поверхностный слой ленты и частичная анизотропная кристаллизация поверхно­ сти позволяют получить псевдоодноосное растяжение в плоско­ сти ленты, существенно облегчить процессы намагничивания вдоль оси растяжения, повысить магнитную проницаемость и снизить магнитные потери .

Образование Опубликовано учебно-м етодическое пособие «Краткие сведения по обработке результатов физических измерений»

(сост. Г.П. Яковлев, Екатеринбург, 2001). Подготовлен электрон­ ный вариант этого курса. Подготовлена серия образцов для изу­ чения структуры в практикуме по металловедению .

Внешние связи Совместно с Пермским ГУ ведутся исследования по влия­ нию состояния поверхности на свойства аморфных и нанокрис­ талл ических сплавов, с УГТУ-УПИ - работа по изучению струк­ турной наследственности, с НПП «Гаммамет» (Екатеринбург) исследование высокопроницаемых аморфных и нанокристаллических сплавов в области слабых полей .

Основные результаты опубликованы в [1 - 6] .

Явления переноса в многофазных и дисперсных материалах

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. А.О. Иванов

Научные исследования Изучали свойства и структуру магнитных жидкостей и маг­ нитогидродинамическое динамо в турбулентных потоках элект­ ропроводных жидкостей .

Разработана статистико-механическая модель концентри­ рованных магнитных жидкостей, хорошо описываю щ ая их м агнитны е свойства. И сследования поддерж аны грантам и РФФИ № 00-02-17731 и 01-01-00058 .

Исследованы условия возникновения и свойства системы цепочечных агрегатов в магнитных жидкостях при учете поли­ дисперсности феррочастиц. Исследования поддержаны грантами РФФИ №00-02-17731 и 01-01-00058 .

Теоретически исследовано влияние нелокальны х эф ф ек ­ тов памяти на условия генерации и парам етры р а сп р о стр а­ нения магнитного поля в турбулентны х м агн и тоги д роди н а­ мических потоках. Исследования поддержаны грантом EPSRC (UK) NGR/M72241 и проводятся совместно с Департаментом Математики Университета г. Манчестер (UM1ST) .

Образование Успешно защ ищ ен реф ерат «М агнитны е ж идкости» на научно-практической конференции учащ ихся. По тематике группы выполнены и защ ищ ены 3 курсовы е, 2 бак ал аври атские и 1 дипломная работы студентами м атем атико-м ехан и­ ческого факультета. Сделан доклад на конференции студенткой 4-го курса С.С. Канторович, опубликована совместная статья в сборнике трудов конференции. Издано методическое пособие но курсу «Физика». Внесены новые разделы в лекционные курсы «Физика», «Естествознание» и «Механика сплошных сред», чи­ таемые на математико-механическом факультете .

Прочитана лекция для учителей математики и физики и уча­ щихся школы № 177 .

Внешние связи Приняли участие в IX Международной Плесской конферен­ ции по магнитным жидкостям (Плес, сентябрь 2000); Региональ­ ной молодежной школе-конференции «Проблемы теоретической и прикладной математики» (Екатеринбург, февраль 2001); ЕвроАзиатском симпозиуме «Прогресс в магнетизме» (Екатеринбург, февраль 2001). Представлены тезисы докладов на X Международ­ ную конференцию по коллоидной и поверхностной науке (Брис­ толь, Великобритания, июль 2000) и Международный конгресс по математической физике (Лондон, Великобритания, июль 2000) .

Поддержаны гранты: РФФИ № 00-02-17731 «Магнитные свой­ ства и агрегационные явления в концентрированных феррожид­ костях» (продолжен с 2000-го на 2001-й); РФФИ № 01-01-00058 «Гидромеханика полярных суспензий». Ведется научная работа совместно с Департаментом математики Университета г. Манче­ стер (UMIST) в рамках гранта EPSRC NGR/M72241 (Великобри­ тания) .

Результаты работы опубликованы в [38 - 47] .

Экспериментальные и теоретические исследования статических и динамических доменных структур и гистерезисных свойств ферритов-гранатов, аморфных пленок и сплавов со сложной микроструктурой Руководитель научно-образовательной группы заслуженный деятель науки РФ, д-р физ.-мат. наук, проф. Г.С. Кандаурова Научные исследования Продолжалось изучение динамических и статических свойств доменных структур, образующихся в результате динамичесмэй самоорганизации магнитных доменов в феррит-гранатовых плен­ ках, помещенных во внешнее переменное магнитное пале. Экс­ периментально исследовали поведение системы концентрических кольцевых доменов (СККД) в статическом магнитном поле. Ста­ тическая СККД образовывалась из динамической при резком выключении переменного поля. Затем включали постоянное маг­ нитное поле и измеряли геометрические параметры СККД (пе­ риод доменной структуры, радиус кольцевых доменов и т.д) в зависимости от величины внешнего поля. Оказалось, что струк­ тура из кольцевых доменов обладает аномально большей устой­ чивостью, по сравнению с другими известными видами домен­ ной структуры (полосовой, цилиндрических магнитных доменов (ЦМД) и др.). Так, например, коллапс СККД происходит в полях, превышающих поле коллапса ЦМД в 3 - 4 раза. Был проведен теоретический расчет параметров СККД в зависимости от поля .

Оказалось, что СККД устойчива только при наличии коэрцитив­ ной силы. В этом случае вычисленные зависимости радиусов коль­ цевых доменов согласуются с экспериментальными. Было выяс­ нено, что аномально высокая устойчивость кольцевого домена связана с балансом сил, действующих на его внутреннюю и вне­ шнюю доменные границы .

Произведен теоретический расчет динамической петли гис­ терезиса при наличии спирального магнитного домена. Оказалось, что в этом случае петля вырождается в линию, и, кроме того, уменьшается наклон петли. Данный результат позволяет перейти к объяснению необычного эффекта, наблюдаемого в магнитных пленках, помещенных в переменное магнитное поле, который был назван эффектом «мигающей петли». Действительно, в этом слу­ чае «мигание» петли можно объяснить как переход с петли гисте­ резиса, характерной для лабиринтарной доменной структуры, на петлю, характерную для спирального домена, образованного в процессе динамической самоорганизации доменной структуры, и наоборот .

При экспериментальном исследовании кубических кристал­ лов-пластин - (111) с наведенной одноосной анизотропией вбли­ зи состояния магнитного насыщения было обнаружено форми­ рование двумерных магнитных неоднородностей и получены полевые зависимости геометрических параметров этих неодно­ родностей. Для теоретического описания экспериментальных дан­ ных теория одномерных магнитных неоднородностей была обоб­ щена на двумерный случай и на случай пластин с комбинирован­ ной магнитной анизотропией. Полученные теоретические резуль­ таты удовлетворительно согласуются с экспериментальными дан­ ными .

Продолжалось исследование кооперативной доменной струк­ туры кристаллов Co-Pt на ранних стадиях атомного упорядоче­ ния. Было определено влияние внутренних напряжений при фа­ зовых превращениях A l- L lo на формирование структурной иерархии в кристаллах Co-Pt и на его магнитную и доменную структуру .

За отчетный период получены два гранта Министерства об­ разования РФ .

Образование Подготовлены к защите дипломные работы 2 студентов, кур­ совые работы 3 студентов. Подготовлены 2 реферативные рабо­ ты студентами 2-го курса. Проводилась работа со школьниками школ г. Екатеринбурга. Подготовлены 3 реферата для районных и городских научно-практических конференций по направлениям НОЦ. Для учителей физики школ г. Екатеринбурга была прочита­ на лекция «В мире магнитных доменов». Подготовлен и прочи­ тан краткий курс лекций по физике магнитных доменов. Снят на­ учно-образовательный видеофильм по динамической самоорга­ низации магнитных доменов. Защищена кандидатская диссерта­ ция .

Внешние связи На международном симпозиумеЕАБТМАО’О! сделано 6 уст­ ных докладов, из них 1 - приглашенный. Двое студентов высту­ пали с докладами на научных студенческих конференциях. Про­ водились совместные работы с кафедрой теоретической физики БашГУ .

Основные результаты опубликованы в [15 - 20] .

Разработка новых редкоземельных сплавов для суперэнергетических постоянных магнитов и технологии их изготовления

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук Н.В. Кудреватых

Научные исследования С использованием СКВИД-магнитометра (Inha University, г .

Инчен, Ю. Корея) и нейтронного дифрактометра (KAERI, г. Таеджен, Ю.Корея) в интервале температур спиновой переориентации (70К - 120К) изучена анизотропия магнитного момента (АММ) мо­ нокристалла соединения Tir^Fe^. Монокристалл выращен и аттес­ тован в отделе магнетизма твердых тел НИИ ФПМ при УрГУ. Об­ наружен гигантский эффект АММ (-10%), обусловленный анизот­ ропией магнитного момента Тш-подсистемы. Полученные резуль­ таты объяснены в рамках модели молекулярного поля с учетом вкла­ да в величину этого поля энергии магнитокристаллической анизот­ ропии Тш-ионной подсистемы .

С помощью нейтронною дифрактометра В-7А реактора ИВВ-2М (г. Заречный, Свердловской обл.) проведено сопоставительное исследо­ вание кристаллической и магнитной структур постоянных магнитов из сплавов системы РЗМ-Зб-металл-бор, изготовленных разными произ­ водителями. Установлено, что их тавное структурное отличие состоит в разной степени текстуры зерен и наличии в некоторых материалах ядер РЗМ (Sm, Gd), поглощающих нейтроны .

Завершена модернизация закалочной машины, позволяющей производить быстрое и сверхбыстрое охлаждение расплава хими­ чески активных элементов (в частности РЗМ) на внутренней по­ верхности закалочного барабана. Получены пробные образцы бы­ строзакаленного сплава (БЗС) Nd-Fe-B, порошки и металлокерами­ ческие магниты из него. Установлен режим закалки, обеспечиваю­ щий получение практически однофазного (по фазе Nd2Fe1 B) состо­ яния БЗС при минимальном загрязнении кислородом. Выполнен хи­ мический анализ сплавов на наличие этого и других примесных эле­ ментов (С, N). Показано, что БЗС сплавы содержат кислорода не более 0,03% вес., углерода - не свыше 0,02% вес. и азота - не более 0,01% вес .

Образование Студентам группы Ф-5мг прочитан спецкурс «Магнетизм ред­ коземельных соединений» в объеме 38 час. (Н.В. Кудреватых). Сту­ денты гр. Ф-5мг A.C. Мананков (рук. Н.В. Кудреватых и А.Н. Богаткин) и A.B. Огурцов (рук. Н.В. Кудреватых и В.Н. Бекетов) выполни­ ли дипломные работы. Студенты гр. Ф-4тв С.С. Дюрягин и Ф-Змг С.В. Кобзаренко (рук. С.В. Андреев), гр. Ф-Змг А.Е. Солдатов (рук .

Е.Н. Тарасов) выполнили курсовые научные работы по тематике проекта. Учащиеся шк. № 13, 9 кл. А. Прескарьян (рук. Е.Н. Тара­ сов) и шк. № 117,11-й кл. С. Хомяков (рук. М.И. Баргашевич) напи­ сали, успешно защитили и представили на областной конкурс науч­ ные рефераты. На IV Уральской школе-семинаре по физике конден­ сированного состояния (Екатеринбург, ноябрь 2000) и зимней шко­ ле по химии твердого тела (Кунгурка, февраль 2001) прочитан док­ лад «Магниты на рубеже тысячелетий» (докл. Н.В. Кудреватых). Ана­ логичный доклад прочитан Е.Н. Тарасовым на VI научно-техничес­ кой конференции Сибирского химкомбината (г. Северск Томской области, октябрь 2000) .

Внешние связи Представлены и прочитаны: 3 научных доклада на XIII Меж­ дународной конференции но постоянным магнитам (г. Суздаль, сентябрь 2000), 2 доклада на конференции EASTMAG-2001 (г .

Екатеринбург, февраль 2001). Установлены научные контакты с T.Goto из Токийского университета, J.-G. Park из Университета Инху и C.Lee из Корейского Института по Атомной энергии, Ю.Корея, J.Kamarad, Институт физики, V.Sechovsky, Карлов уни­ верситет, Прага; S.Liu из Дайтонского университета США;

P.Algarabel, Сарагосса, Испания; Г.Ф. Корзниковой, НИИ проблем сверхпластичности, г. Уфа .

С о сто ял и сь д ел о вы е встречи с п ред стави тел ям и Vacuumshmeltce, Германия; ООО «УРМАТЕХ», ЗАО «УРАЛ-механобр», ООО «ПОЗ-Прогресс», ООО «Элис», ПО «МАЯК», ЗАО «Электроконтакт» г. Кинешма Ивановской обл.; ОАО «Сургутнеф­ тегаз» г. Сургут Тюменской обл.; ЗАО «Богдановичский фарфо­ ровый з-д», Сибхимкомбинат, г. Северск Томской обл .

Результаты работы опубликованы в [31 - 37] .

Исследования электронной структуры, экситонов, оптического и электронного (ARPES, EELS) спектров, кинетических свойств сильнокоррелированных оксидов типа купратов и манганитов

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. A.C. Москвин

Научные исследования Разработана теория малых экситонов с переносом заряда в диэлектрических купратах и дана интерпретация оптических и EELS спектров диэлектрических купратов .

Проведен учет к-зависимости матричного элемента перехо­ да в ARPES спектроскопии диэлектрических купратов. Впервые на модельных примерах показано, что пренебрежение этим эф­ фектом может привести к некорректной интерпретации экспери­ ментальных фотоэмиссионных данных .

Рассчитана анизотропия магнитосопротивления в слабодопированных купратах и дана интерпретация необычной угловой за­ висимости магнитосопротивления в догіированных неметалличес­ ких составах купрата типа 123 .

Впервые получено аналитическое выражение интеграла пе­ реноса для квантового скирмиона и показана эквивалентность скирмиона и заряженной частицы, движущейся в магнитном поле .

Разработана теория оптических спектров купратов и манга­ нитов как наноскопически неоднородных сред и дана интерпре­ тация спектров оптической проводимости и EELS допированных купратов типа La, x r C u 0 4 и манганитов S xSrxMnOr Проведены первые расчеты структуры квантовых многопа­ раметрических топологических дефектов тина электрического скирмиона .

Образование Результаты исследований использованы при подготовке и чте­ нии спецкурсов и спецсеминаров по теории твердого тела, тео­ рии групп, теории поля, вычислительным методам теории твер­ дого тела, разработке методических пособий (квантовая механи­ ка, методы математической физики), лабораторных работ. Под­ готовлено к изданию учебно-методическое пособие по кванто­ вой механике. Проведен микросеминар по нелинейным уравне­ ниям. Защищена кандидатская диссертация Е.Н. Кондрашова. В работе группы приняло участие 8 студентов и 5 аспирантов .

Внешние связи Коллектив развивает связи с различными учреждениями в России и за рубежом. В течение отчетного периода выполнялся совместный проект с Институтом физики твердого тела и мате­ риаловедения (Дрезден, Германия, электронная структура, опти­ ческие и электронные спектры купратов) в рамках гранта прави­ тельства Саксонии. Начата работа по оформлению совместного научного проекта «Исследование центров локализации допированных дырок в манганитах» (Университет Оснабрюк, Германия, УРГУ, ИФМ УрО РАН, Екатеринбург, Институт стали и сплавов, Москва) .

Коллектив принял активное участие в подготовке и проведе­ нии Международной конференции по магнетизму «EASTMAGЕ.А. Памятных и A.C. Москвин - члены Оргкомитета), и Международной конференции «Электронная структура и магне­ тизм сильнокоррелированных систем» (CESMSCS, Екатеринбург

- Миасс, 4 - 7 марта 2001). Председатель Локального комитета A.C. Москвин. Число участников - 45 чел., в т.ч. из УРГУ - 10 чел., включая 5 аспирантов. Число докладов из УРГУ - 6. Среди иностранных участников - 18 ученых из США, Австралии, Ар­ гентины, Германии, Голландии, Франции, Италии, Чехии .

Результаты исследований опубликованы в [7 - 14] .

Физика и физикохимия диэлектриков и полупроводников По разделу «Физика и физикохимия диэлектриков и полупро­ водников» работали пятнадцать научно-образовательных групп Этот раздел является самым крупным в тематике научных иссле­ дований и образовательной деятельности .

Одним из основных направлений работы было создание новых соединений и комплексное изучение их физических и физико-хи­ мических свойств. В рамках этих работ получены новые пленоч­ ные материалы, ионные проводники, полимерные электролиты, вы­ явлены условия формирования новых фаз. Другое направление по­ священо изучению фазовых превращений в диэлектриках и полу­ проводниках. Изучены фазовые переходы и эффекты самооргани­ зации в сегнетоэлектриках, установлена связь между индуцирован­ ными сверхвысоким сжатием структурными переходами и измене­ ниями электронной структуры в диэлектриках и полупроводниках .

Актуальным в современной физике конденсированных сред является исследование низкоразмерных структур. Изучены кине­ тические эффекты в структурах с одиночными и двойными кванто­ выми ямами, изучено влияние спин-орбитального взаимодействия и обменного взаимодействия на спектр систем с пониженной раз­ мерностью в полупроводниках с кейновским законом дисперсии .

Проведены комплексные исследования больших групп мате­ риалов, модернизированы отдельные узлы и программное обес­ печение малогабаритного спектрометра ЭПР .

Результаты работы по разделу «Физика и физикохимия диэ­ лектриков и полупроводников» изложены в 27 опубликованных статьях в центральных и зарубежных журналах, 20 статей направ­ лено в печать, 34 статьи опубликовано в межвузовских сборни­ ках. Материалы изложены в 46 тезисах международных конфе­ ренций, в 59 тезисах всероссийских конференций, 7 - региональ­ ных. Получено 2 патента России. Результаты доложены на 16 меж­ дународных и 4 всероссийских конференциях .

Защищена докторская диссертация (В. А. Черепанов) и три кан­ дидатские диссертации (Я.Л. Кобелев, Л.Ю. Гончарь, A.B. Малков) .

Созданы новые учебно-научные подразделения:

Лаборатория «Импедансной спектроскопии» (В.М. Жуковский), Лаборатория «Измерительная техника и метрология» (B.C. Кор­ тов), Лаборатория «Инженерная медицина и лазерная диагности­ ка» (Б.В. Шульгин), Лаборатория «С канирую щ ей зон д о вой м икроскопи и»

(В.Я. Шур). Персонал лаборатории прошел стажировку в НОЦ сканирующей зондовой микроскопии Нижегородского универси­ тета .

Закуплена первая партия оборудования для создания лабо­ ратории НОЦ «Синтеза и аттестации перспективных материалов»

(А.Н. Петров) .

Патентно-информационный фонд НОЦ .

Образование Открыта новая специальность по тематике НОЦ «Техноло­ гия монокристаллов, материалов и изделий электронной техни­ ки». Студентами выполнено более 50 работ разного уровня по тематике НОЦ (дипломные работы, магистерские диссертации, курсовые и бакалаврские работы и т.н.) .

Внешние связи Учебно-научные группы сотрудничают с Институтами УрО РАН, научными и учебными центрами: Институтом физики мик­ роструктур РАН (г. Нижний Новгород), ГИФТИ при Нижегород­ ском университете (г. Нижний Новгород), Казанским физико-тех­ ническим институтом КНЦ РАН (г. Казань), Санкт-Петербургс­ ким государственным университетом, Челябинским государствен­ ным университетом .

Новые международные связи установлены с Донецким фи­ зико-техническим Институтом НАН Украины, Донецким техни­ ческим университетом, Университетом штата Колорадо (США), Университетом штата Нью-Мексико (США), Институтом Оппенгеймера (США), Университетом штата Пенсильвания (США), Институтом физики университета Ростока (Германия) .

Материалы в экстремальных условиях высоких давлений и интенсивных термических нагрузок Руководитель научно-образовательной группы А.Н. Бабушкин Фазовые превращения, транспортные и магнитные свой­ ства многокомпонентных систем Руководитель научно-образовательной группы Н.В. Баранов Механизмы формирования и стабилизации высокопроводящего состояния в твердых полимерных электролитах Руководитель научно-образовательной группы В.М. Жуковский Синтез и исследование перспективных твердых электро­ литов для работы при низких температурах на основе много­ компонентных сложных халькогенидов Руководитель научно-образовательной группы Л.Я. Кобелев Перспективные оптические материалы Руководитель научно-образовательной группы B.C. Кортов Создание аппаратуры и методов исследования перспектив­ ных материалов с помощью ЭПР Руководитель н^чно-образовательной группы В.В. Кружаев Разработка научных основ химического синтеза новых сен­ сорных, оптоволоконных материалов и наноструктур Руководитель научно-образовательной группы Ю.Н. Макурин Экспериментальные и теоретические исследования транс­ портных явлений в системах пониженной размерности. Эффек­ ты слабой и сильной локализации Руководитель научно-образовательной группы Г.М. Миньков Новые подходы к созданию перспективных оксидных ма­ териалов: наноматериалы, протонные проводники Руководитель научно-образовательной группы: А.Я. Нейман Термодинамическая устойчивость и реальная структура перовскитоподобных оксидов на основе редкоземельных и 3dпереходных металлов Руководитель научно-образовательной группы А.Е. Никифо­ ров Изучение физико-химических характеристик полимерно­ солевых композиций и синтез из них функциональных слож­ нооксидных продуктов Руководитель научно-образовательной группы A.A. Остроушко Кинетические и термодинамические явления в проводя­ щих твердых телах и многослойных структурах Руководитель научно-образовательной группы Е.А. Памятных Термодинамическая устойчивость и реальная структура перовскитоподобных оксидов на основе редкоземельных и 3dпереходных металлов Руководитель научно-образовательной группы А.Н. Петров Низкоразмерные системы на основе узкощелевых и бесщелевых полупроводников Руководитель научно-образовательной группы В.Ф. Раданцев Перспективные оптические материалы Руководитель научно-образовательной группы Б.В. Шульгин Кинетика доменной структуры в монокристаллах, керами­ ке и тонких пленках и эволюция неравновесных гетерофазных структур при сегнетоэлектрических фазовых переходах Руководитель научно-образовательной группы В.Я. Шур Материалы в экстремальных условиях высоких давлений и интенсивных термических нагрузок

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. А.Н. Бабушкин

Научные исследования Задача исследований - выявление связи между индуцирован­ ными сверхвысоким сжатием структурными переходами и измене­ ниями электронной структуры диэлектриков и полупроводников .

Исследования вели в четырех основных направлениях .

Изучение влияния давлений 1 5 - 5 0 ГПа на электрическое сопротивление и термоэдс молекулярных кристаллов (галогениды аммония и фуллерен). Сопоставлены барические зависимос­ ти электропроводности фуллерена С60 и графита, выявлены бари­ ческие и термические границы графитизации фуллерена. Резуль­ таты опубликованы в журнале «Физика и техника высоких давле­ ний» и доложены на конференциях .

Определение параметров электронного спектра галогенидов аммония по барическим и полевым зависимостям магнетосопротивления. Обнаружено значительное магнетосопрогивление в галогенидах аммония, выявлены условия смены знака магнетосопротивления этих соединений. Обнаружены осцилляция магнетосопротивления с давлением. В настоящее время проводится анализ экспериментальных данных с целью поиска путей интер­ претации результатов. На V научной конференции молодых уче­ ных и специалистов ОИЯИ Г.В. Тихомирова получила диплом за лучший доклад по секции «Конденсированные среды». Выполне­ на одна дипломная работа (J1.B. Кирюхина) .

Применение методов импедансной диэлектрической спектро­ скопии к исследованиям электрофизических характеристик диэ­ лектриков и полупроводников при сверхвысоких давлениях. Ме­ тоды импедансной спектроскопии применены к исследованиям при давлениях 20 - 50 ГПа серы, каменной соли, RbAg4I5, AgGeSbS3, анализ полного сопротивления позволил выделить вклады в измеряемые характеристики собственно материала, ка­ меры высокого давления, контактов. Исследования поддержаны грантом РФФИ № 0-03-96494. Исследование динамики превра­ щений при сверхвысоких давлениях по релаксационным зависи­ мостям электрических характеристик материалов. Выявлены осо­ бенности зависимостей от времени превращений при сверхвысо­ ких давлениях в галогенидах щелочных металлов. Выполнена одна дипломная работа (С.В. Овсянников) .

Усилиями группы, совместно с группами проф. В.М. Жуков­ ского, А.Я. Неймана и В.Я. Шура, создана учебно-научная лабо­ ратория импедансной спектроскопии (научный руководитель про­ фессор В.М. Жуковский). Часть измерений проведена на обору­ довании этой лаборатории .

Совместно с группой A.A. Попова получено финансирова­ ние через Межотраслевую научно-техническую программу со­ трудничества Министерства образования Российской Федерации и Министерства Российской Федерации по атомной энергии по направлению «Научно-инновационное сотрудничество» .

А.Н. Бабушкин был членом оргкомитетов и программных комитетов II Уральской школы-семинара металловедов - моло­ дых ученых (Екатеринбург, 2 - 3 ноября 2000), IV Уральской ре­ гиональной школы-семинара молодых ученых и студентов по физике конденсированного состояния (Екатеринбург, 30 нояб­ р я - 2 декабря, 2000), Всероссийской конференции «Ф изика в биологии и медицине» (Екатеринбург, 2 3 - 2 6 марта 2001), I Ев­ разийского конгресса по медицинской физике (Москва, МГУ, 19 июня 2001) А.Н. Бабушкиным сделаны пленарный доклад на конферен­ ции «Высокие давления 2000» (Донецк, сентябрь 2000), пригла­ шенные доклады на II Уральской ш коле-сем инаре м етал л о­ ведов - молодых ученых (Екатеринбург, ноябрь 2000), школе мо­ лодых ученых «Критические технологии и физика конденсиро­ ванного состояния» (Ульяновск, ноябрь 2000). А.Н. Бабушкин вы­ ступил с приглашенными докладами на NATO Advanced Research Workschop (Colorado State University, USA, June 10 - 15, 2001) и IV High Pressure School (Warsaw, June 22 - 25, 2001) .

Образование В работе группы принимают участие студенты кафедры фи­ зики низких температур. В соавторстве со студентами сделано 4 доклада на конференциях. По тематике группы выполнено 5 кур­ совых работ .

Подготовлен электронный варианта курса лекций «Введение в структурный анализ» и контрольные задания к этому курсу .

Разработаны 2 новые лекции в курсе «Кооперативные явления в конденсированных средах» .

П рочитаны две лекции для учителей г. Е катеринбурга (А.Н. Бабушкин). Ученик 11-го класса шк. № 76 Н.Ю. Бурков за доклад «Исследование электропроводности материалов при сверхвы­ соких давлениях на примере графита» удостоен 2-го места на на­ учно-практической конференции школьников г. Екатеринбурга .

Внешние связи Подписаны договоры о совместной научно-исследовательс­ кой работе с Донецким физико-техническим институтом НАН Украины и Донецким техническим университетом. В рамках до­ говора на школе молодых ученых приняли участие (с оплатой расходов на участие) два аспиранта из Д онецка (Н. Токий и Д. Орлов). В настоящее время прорабатываются варианты совме­ стных исследований .

Установлены научные контакты с университетом штата Ко­ лорадо (США) (группа исследований при высоких давлениях prof .

H.D. Hochheimer). Направлена заявка в Cooperative Grant Program CRDF (proposal #10002). Получены два гранта (А.Н. Бабушкин и Я.Ю. Волкова, TGP-426 и TGP-429) в рамках программы CRDF «New Step to Market». Получена финансовая поддержка для учас­ тия двух человек в NATO Advanced Workshop (США) и четырех человек в High Pressure School (Варшава) .

Основные результаты опубликованы в работах [48 - 66] .

Фазовые превращения, транспортные и магнитные свойства многокомпонентных систем

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук Н.В. Баранов

Научные исследования П роведено исследование электронной неустой ч и вости в низкоразм ерны х м атериалах на прим ере и н теркали рованных дихалькогенидов титана и ВТСП на основе ртути. И с­ следовано влияние об разован ия ковалентны х центров на упругие свойства. На основе м оделирования пред сказан а ф азовая н естаби льн ость м атериалов с зап ол н ен н ой м ен ь­ ше чем на половину поляронной зоной. П редлож ена модель, связы ваю щ ая величину деф орм ации реш етки д и х ал ьк о ге­ нидов ти тан а при ин теркалац ии с величиной поляронного сдвига. П оказано, что последний о п ред еляется эк р ан и р о ­ ванным потенциалом ион изаци и внедренной при м еси. П о­ лучены эксп ер и м ен тал ьн ы е д оказательства н е ст аб и л ь н о с­ ти однородного состояния вблизи точки коллапса п о л я р о н ­ ной зоны в случае ее заполнения м еньш е чем на половину .

О бнаруж ена возм ож н ость обратим ого у п оряд очен и я поля­ ронов при тем п ературе близкой к точке коллапса п ол ярон ­ ной зоны. И сследованы электродны е свойства м исф итного материала (PbS), |8T iS2 .

Показано, что из-за гораздо более высокой селективности по сравнению с материалами промышленно выпускаемых элек­ тродов, относительно меди, никеля, серебра и др. ионов, этот материал является перспективным для использования в ионселективных электродах для работы в сложных многокомпо­ нентных средах. На основе теоретических представлений о связи потенциала ионизации интеркалированной примеси и ибнселективных свойств материала предсказано, что наилуч­ шими ионселективными свойствами в семействе М хТіБе2-материалов должен обладать CoxTiSe2. Исследованы электродные свойства как материалов, интеркалированны х различны м и металлами, так и материалов системы CoxTiSe2 с различным содержанием кобальта. Экспериментально показана верность этого заключения. Установлено, что в пределах одной систе­ мы величина селективности достигает своего максимума вбли­ зи топологического порога протекания по поляронным цент­ рам локализации носителей заряда .

И сследованы процессы переноса массы и заряда через межфазовую границу в системе полупроводник/вакуум. В ка­ честве модельных объектов взяты соединения типа Ме2 ftX, где Me = Cu, Ag; X = S, Se. В результате изучения процесса диссо­ циации соединений в вакуум установлено, что на поверхнос­ ти Cu2 fiX при определенном для каждой температуры составе образуется фаза постоянного состава. В случае A g2^S e рез­ кое увеличение скорости перехода халькогена через межфа­ зовую границу связано с реконструкцией поверхностного слоя, вызванной переходом порядок-беспорядок в катионной подрешетке фазы с одновременным вырождением электрон­ ной подсистемы .

П оказано, что подобную реконструкцию поверхности фазы для Ag2±ftS следует ожидать для составов, соответствую ­ щих равновесию с серебром. Для халькогенидов серебра впер­ вые обнаружено образование примесной зоны с последующей м еталлизацией электронной подсистемы в объеме фаз. О пре­ делена4величина энергетического барьера перехода халькоге­ на через межфазовую границу твердая фаза/газ (вакуум) .

Для системы Me2iftX/X (Me=Cu, Ag; X=S, Se) разработана модель межфазового взаимодействия в системах твердая фаза/газ (вакуум). Установлено, что лимитирующей стадией процесса дис­ социации для Си2Ч является переход хемосорбированных на

-Х поверхности фаз атомов халькогена в нейтральное состояние, а для A g^fiX - образование на поверхности двухатомных молекул .

Образование На Уральской зимней школе по химии прочитана приглашен­ ная лекция «Термодинамика материалов с поляронным типом локализации носителей заряда». На XI Всероссийской научнопрактической студенческой конференции «Проблемы теоретичес­ кой и экспериментальной химии» сделан пленарный доклад «Поляроны» .

Проведена IV Уральская школа-семинар по физике конден­ сированного состояния (30 ноября - 2 декабря 2000). На школесеминаре были сделано 12 приглашенных докладов ведущими уче­ ными УрГУ и академических институтов: из Института физики металлов УрО РАН (г. Екатеринбург), Института металлургии УрО РАН (г. Екатеринбург), Башкирского государственного универси­ тета (г. Уфа). Доклады были посвящены современным проблемам физики конденсированного состояния и методам исследования твердых тел, а также перспективным функциональным материа­ лам. На школе-семинаре был представлен 91 стендовый доклад, авторами их стали молодые ученые, аспиранты и студенты из ву­ зов Екатеринбурга (УрГУ, УрГАПС, УГТУ-УПИ, УрГЭУ), Челя­ бинска (ЧГУ, ЧГПИ), Перми (ПГУ, ПГТУ), Тюмени (ТГУ), а также из институтов УрО РАН (ИФМ, ИХТТ). Материалы школы опуб­ ликованы в электронном виде по адресу: http://www.usu.ru/frames/ ?code = w in& w hatsdoc = e v en ts/2 0 0 0 /sch o o l-sem in ar/ &ret=ev7&rety=l .

Результаты работы группы опубликованы в [67 - 74] .

Механизмы формирования и стабилизации высокопроводящего состояния в твердых полимерных электролитах Руководитель научно-образовательной группы заслуженный деятель науки РФ, д-р хим. наук, проф. В.М. Жуковский Научные исследования Целью работы были исследования влияния природы по­ лимерной матрицы на растворимость LiAsF6 в различных со­ полимерах акрилонитрила и бутадиена и на ион-молекулярные взаимодействия в системе полимер - соль; измерения тем­ пературных зависимостей электропроводности твердых поли­ мерных электролитов СКН-40 - LiAsF6 в широком интервале концентраций методом электрохимического импеданса; иссле­ дования процессов образования сольватокомплексов в систе­ ме СКН-40 - СоС12 и в модельной низкомолекулярной систе­ ме ацетонитрил - СоС12 методами молекулярной спектроско­ пии; о п р ед ел ен и е границы о б ласти гом оген н ости с и с т е ­ мы СКН-40 - СиС12; поиск новых сложнооксидных керами­ ческих материалов, обладающих комплексом перспективных электрохимических характеристик; изготовление новых ионо­ селективных электродов на основе мембран смешанных ниобатов-вольфраматов никеля и свинца и полимеров СКН - СоСЦ в качестве элекгродноактивного материала .

Установлена взаимосвязь между природой сополимера ак­ рилонитрила и бутадиена и растворимостью в нем соли лития L iA sF6; определена роль ион-молекулярных взаимодействий с участием различных функциональных групп сополимера в процессах ионной сольватации; для твердых полимерных элек­ тролитов СКН-40 - LiAsF6 построены изотермы электропро­ водности в интервале 20-70°С; показано, что увеличение кон­ центрации соли в электролите приводит к замедлению процес­ сов формирования равновесной структуры макромолекулярного ионного раствора; приготовлены образцы твердых по­ лимерных электролитов систем СКН-40 - СоС12 и СКН-40 СиС12 и определена граница растворимости солей; изготовле­ но несколько вариантов ионо-селективных электродов на ос­ нове мембран СКН-40 - СоС12 и СКН-50-5 - СоС12 для даль­ нейших испытаний .

По реакциям твердофазного синтеза получены индивиду­ альны е тройны е ниобаты и тверды е растворы в системах SrN b20 6 - N iN b20 6 (P b N b,0 6), BaNb20 6 - PbNb20 6, Ba4N b20 9 Pb4N b20 9, P bW 04 - PbNb20 7, P b W 0 4 - PbNb30 8; синтезирова­ ны соединения семейства BiM eVOx - твердых растворов об­ щего состава Ві2 х х, Мех0 55_ где Me - Zn, Pb, Со, Cu, Ni. Полу­ 3х, ченные соединения аттестованы методом рентгено-фазового ана­ лиза. Для четырех типов никель- и свинецсодержащих твердых растворов на основе ниобатов щелочноземельных металлов и соединений семейства ВіМеОх, где Me - Zn, Pb определены кон­ центрационные границы областей гомогенности и подготовлены образцы для электрохимических измерений; методами термоди­ намического моделирования рассчитаны основные термодинами­ ческие свойства систем РЬО - Nb20 5, РЬО - W 0 3, P bW 04 Pb2Nb20 7 SrNb20 6 - NiNb20 6 (стандартная энтальпия образова­, ния, энтропия и теплоемкость в стандартных условиях, темпера­ турная зависимость теплоемкости, приращение энтальпии, изме­ нение энтальпии и энтропии при фазовом переходе) .

Образование Написаны и изданы учебные пособия для студентов и аспи­ рантов химического и физического факультетов «Импедансная спектроскопия твердых электролитических материалов», «Задач­ ник по кристаллохимии» - их электронные версии выставлены на сайт НОЦ. В лекционный курс впервые включен раздел: «Терми­ ческие методы анализа» (ас. С.А. Штин) .

Внешние связи Группа имеет развитые научные связи с институтами УрО РАН, российскими и международными исследовательскими цен­ трами и университетами .

Институт металлургии УрО РАН, лаборатория фазового со­ става (д-р хим. наук, проф. Г.К. Моисеев, канд. физ.-мат. наук Р.Г. Захаров, канд. физ.-мат. наук Н.И. Ильиных, канд. физ.-мат .

наук С.А. Петрова, канд. технич. наук Г.Ф. Казанцев). Г.К. М ои­ сеев и В.М. Жуковский являю тся соруководителями аспиран­ тов И.П. Коряковой и Т.В. Софроновой. К настоящему време­ ни определены принципиальные подходы к моделированию взаимодействий в системах полимер - соль. П редусматрива­ ется выполнение термодинамического моделирования процес­ сов сольватокомплексообразования и химических взаимодей­ ствий в многокомпонентных системах, моделирующих твер­ дые полимерные электролиты и ХИТ с твердыми полим ерны ­ ми электролитами. Выполнено термодинамическое моделиро­ вание и рентгенографическое исследование систем на основе ниобатов и вольфраматов щелочноземельных металлов и свин­ ца. По результатам исследований будут подготовлены совме­ стные доклады на конференциях, статьи для научных журна­ лов и главы кандидатских диссертаций аспирантов. Проведен практикум но спецкурсу «Термодинамическое моделирование в неорганических системах» .

Институт химии твердого тела УрО РАН. Лаборатория рен­ тгеноструктурного анализа (д-р физ.-мат. наук В.Г. Зубков, канд. физ.-мат. наук А.П. Тютюнник). Выполняются совмест­ ные исследования фазового состава твердых полимерных электролитов, результатом которых является построение фраг­ ментов фазовых диаграмм систем полимер - соль. Расшифро­ вываются структуры вновь полученных фаз на основе окси­ дов ниобия. По результатам исследований будут подготовле­ ны совместные доклады на конференциях и статьи для науч­ ных журналов. Лаборатория физических методов исследова­ ния (д-р хим. наук, проф. А.Л. Ивановский, д-р физ.-мат. наук М.В. Кузнецов, канд. физ.-мат. наук В.М. Зайнуллина). Чита­ ется спецкурс «Квантовая химия твердого тела» и проводит­ ся практикум со студентами и аспирантами. Совместно с ИХТТ УрО РАН организуется и проводится Зимняя школа по ХТТ .

Институт высокотемпературной электрохимии, лаборатория кинетики электродных процессов (канд. хим. наук Б.Л. Кузин, ст. науч. сотр., канд. хим. наук С.Н. Шкерин). Выполняются совместные исследования транспортных свойств твердых по­ лимерных электролитов и ниобатов никеля и свинца. Осущ е­ ствляется обучение сотрудников, аспирантов и студентов ра­ боте на современном оборудовании для импедансной спект­ роскопии, математической обработке, анализу и интерпрета­ ции полученных данных. По результатам работы подготовле­ но и издано учебное пособие «Импедансная спектроскопия твердых электролитических материалов». Запланировано про­ ведение измерений катионных чисел переноса в твердых по­ лимерных электролитах методом электрохимического импе­ данса с использованием уникального прибора «SOLARTRON» с участием аспирантов и студентов .

Физтех УГТУ-УПИ (использование радиоактивных индика­ торов в физико-химическом эксперименте, перспективы приме­ нения новых материалов в качестве элементов детекторов иони­ зирующих излучений, экскурсии студентов). Уральский государ­ ственный колледж им. И.И. Пслзунова - для внедрения в учеб­ ный процесс колледжа (праісгикум по физико-химическим мето­ дам анализа) нами передан аттестованный ионо-селекгивный элек­ трод на основе ниобата никеля .

Институт органической химии Уфимского научного центра РАН, лаборатория полимерных электролитов (д-р хим. наук. B.C .

Колосницын). Регулярный обмен научными результатами, обсуж­ дение методов и подходов к исследованию процессов структурообразования и транспортных свойств полимерных электролитов .

Институт проблем химической физики РАН (г. Черноголов­ ка), лаборатория электрохимии сенсорных структур (д-р хим .

наук. Н.Г. Букун, канд. хим. наук. Ю.А. Добровольский, канд .

хим. наук. В.В. Ключарев). Лаборатория имеет уникальный мно­ голетний опыт работы в области импедасной спектроскопии са­ мых различных электролитических материалов, в том числе и по­ лимерных. Предполагается совместное обсуждение полученных нами результатов импедансных измерений, а в случае необходи­ мости - проведение измерений в лаборатории ИПХФ РАН. Для участия в работе по Зимней школе по ХТТ приглашены ученые Новосибирского ИХТТ (СО РАН) и Института проблем химичес­ кой физики РАН (Черноголовка) .

Синтез и исследование перспективных твердых электролитов для работы при низких температурах на основе многокомпонентных сложных халькогенидов Руководитель научно-образовательной группы заслуженный деятель науки РФ, д-р физ.-мат. наук, проф. Л.Я. Кобелев Научные исследования Задача исследований - установление связей между структур­ ными и электрическими свойствами сложных халькогенидов и синтез новых перспективных классов твердых электролитов и сегнетоэлектриков на основе этих исследований, пригодных для использования в криогенной микроэлектронике .

Развитие современной криоэлектроники требует создания новых полупроводниковых материалов с низкими температу­ рами начала ионного переноса. Для исследования возможнос­ ти получения в классе сложных халькогенидов соединений, об­ ладаю щих более низкими температурами начала ионного пе­ реноса, чем A g G eA sS 3 и A g G eA sS e3 (T ionset ~ 1 1 5 — 120К) б ы ли с и н т е з и р о в а н ы п я т и к о м п о н е н т н ы е х а ль ко г ен и ды AgG eA sS3(lx)Se3 (х = 0.1 - 0.6) и исследованы их свойства. Ис­ x следования электрических свойств синтезированных соединений проводили методом импедансной спектроскопии. Долю ионной проводимости определяли из измерений с использованием ячей­ ки Вагнера и из измерений с ионными фильтрами Ag4Rbl5 .

Дополнительные исследования частотных зависимостей им­ педанса соединений (GeS^ x(AgAsS2)x позволили более детально изучить процессы, происходящие в них и определить энергии ак­ тивации проводимости на постоянном токе .

С интезированы новые сложны е халькогениды состава AgGeAsS3 x)Se3 (х = 0.1 - 0.6). Все полученные соединения имеют (1 x серый цвет и металлический блеск. Годографы импеданса характе­ ризуются наличием двух четко разделяющихся областей - низкоча­ стотной (электродные процессы) и высокочастотной (процессы в объеме образца). Исследование их электрических свойств показа­ ло, что они являются ионными проводниками (доля ионной прово­ димости 97 - 99,5%, область начала ионного переноса лежит в ин­ тервале 160К - 250К в зависимости от х). Величины проводимости синтезированных соединений в 1,5 - 2 раза больше, чем проводи­ мость соединений, содержащих только серу или селен. Область на­ чала ионного переноса выше, однако для всех синтезированных со­ единений числа ионного переноса практически равны 1 .

Совместно с группой А.Н. Бабушкина и ИВТЭХ УрО РАН проведено исследование свойств ионных проводников Ag4RbJ5 и AgGeAsS3 при высоких и сверхвысоких давлениях, поведе­ ние которых при нормальном давлении хорошо изучено. Были исследованы частотные зависимости проводимости при дав­ лениях 15ГПа-50ГПа при температуре 300К. Вид вы сокочас­ тотной части годографов импеданса искажается при измене­ нии давления (в том числе, изменяется величина ЭПФ). Уве­ личение давления приводит к уменьшению сопротивления для A g4RbI5. Изучено влияние давления на проводимость на по­ стоянном токе. Анализ годографов свидетельствует о распаде Ag4R bI5 с выделением серебра в области давлений 34 - 40 ГПа .

Количество выделяющегося серебра зависит не только от ве­ личины давления, но и от предыстории нагружения образца .

Было обнаружено, что при давлении -37,1 ГПа A gG eA sS3 р аз­ лагается с появлением новой фазы .

По результатам проведенных экспериментальных работ под­ готовлены тезисы докладов на международные и всероссийские конференции (Нальчик, Нижний Новгород, Сан-Франциско и др.), отправлена статья в журнал SSI .

Написана первая, вторая и третья главы учебного пособия «Использование фрактальных представлений в физике твердого тела» для студентов старших курсов, аспирантов и научных ра­ ботников (в рамках сотрудничества с ИФМ УрО РАН - B.J1. КЬбелев) .

Часть исследований проводилась в рамках совместной учеб­ но-научной лаборатории «Физика низкотемпературных твердых электролитов» (УрГУ-ИВЭХ УрО РАН) .

Образование В работе группы принимают участие студенты и аспиранты кафедры физики низких температур. По тематике группы выпол­ нено 3 курсовые работы - «Низкотемпературные твердые элект­ ролиты » (Ю.А. Л и сьи х), « Э л е к т р и ч еск и е св о й ства AgGeAsS, 5Se( 5 (Н.Р. Татаринович), «Электрические свойства »

сложных оксидов, содержащих марганец» ( С.А. Сироткина). За­ щищена кандидатская диссертация (Я.Л. Кобелев). Для студен­ тов и аспирантов физического факультета прочитаны 3 лекции проф. МГУ Ю.Л. Климонтовича .

И с п о л н и т е л и у ч а с т в у ю т в р а б о т е по гранту РФФИ № 00-02-16285 «Теоретические и экспериментальные исследо­ вания сложных полупроводниковых халькогенидов для син­ теза и конструирования на их основе низкотемпературны х твердых электролитов, сегнетоэлектриков и составов с боль­ шим магнетосопротивлением, пригодных для научных и при­ кладных целей», грантам РФФИ для молодых ученых № 01Я.Л. Кобелев) и № 01-02-06439 (О.Л.

Кобелева), в работе по госбюджетной теме М инистерства образования РФ:

«Синтез многокомпонентных кристаллов и пленок, теорети­ ческое и экспериментальное исследование твердых тел с це­ лью создания материалов с новыми физическими свойствами», в работе по ФЦП «Интеграция» .

Участники группы получили следующие награды: Стипендия Президента РФ для студентов и аспирантов, Соросовская стипен­ дия для аспирантов (Я.Л. Кобелев), Государственная научная сти­ пендия для молодых ученых (О.Л. Кобелева), две стипендии ас­ пирантам и молодым ученым УрГУ и УГТУ-УПИ в рамках про­ грамм НОЦ (О.Л. Кобелева и Я.Л. Кобелев) .

Перспективные оптические материалы

Руководитель научно-образовательной группы д-р. технич.наук, проф. B.C. Кортов

Научные исследования Методами термолюминесценции, ЭПР, оптического поглоще­ ния, экзоэлектронной эмиссии проведены исследования законо­ мерностей и механизмов релаксационных процессов в облучен­ ных материалах с анионной дефектностью (оксид алюминия, свин­ цовосиликатные стекла) .

Изучена трансформация полос F и F+центров в спектрах ОП кристаллов а-А120 3в зависимости от дозы облучения. Обнаруже­ но существенное влияние создающих глубокие ловушки термо­ стабильных дефектов на дозиметрические свойства исследуемых кристаллов. В рамках модели, учитывающей процесс температур­ ной ионизации F-центров, проведено моделирование при термо­ стимуляции, люминесценции, проводимости и экзоэмиссии аниондефекгного корунда .

Изучены основные закономерности трансформации энергии возбуждения в кристаллах а-А120 3 с использованием методов субнаносекундной спектроскопии при возбуждении образцов синхротронным излучением и электронными пучками высокой плот­ ности .

Показано, что значительная часть энергии ионизирую щ е­ го излучения, поглощенного кристаллами, выделяется непос­ редственно в момент облучения в виде лю минесценции F+ и F' центров. Свечение F+- центров является доминирую щ им в наносекундной области, a F* центров - в миллисекундной. В наносекундном диапазоне зарегистрировано неидентифицированное свечение с максимумом при 3.1 эВ, которое имеет по­ стоянную времени затухания менее 1 не. Процессы трансф ор­ мации энергии возбуждения и их кинетика зависят от соотно­ шения концентраций собственных и примесных деф ектов в кристаллах а-А120 3, ориентации образцов и от плотности воз­ буждения .

Изучены фотоэмиссионные, абсорбционные и лю м инес­ центные свойства кристаллического и аморфного диоксида кремния и боросиликатного стекла, подвергнутых облучению различными флюенсами быстрых (10 МэВ) электронов. М е­ тодом нестационарной спектроскопии в радиацион но-нару­ шенных слоях исследуемых материалов обнаружены кисло­ рододефицитные центры объемного (Е ’-, В2-) и поверхн ост­ ного (E s’( l) ) типов. В случае поликомпонентных силикатных стекол дополнительно зарегистрированы электронные цент­ ры на локализованных состояниях хвоста зоны проводимос­ ти. Впервые исследованы спектрально - энергетические па­ раметры эмиссионно-активных центров, образованных ради­ ационными дефектами поверхностного слоя Si02, а также про­ цессы их распада .

Предложен новый метод обработки фотоэмиссионных спек­ тров облученных стекол, позволивший выделить селективные полосы радиационных и собственных дефектов. С его использо­ ванием изучено влияние природы и концентрации дефектов по­ верхностного слоя на лучевую прочность и микротвердость си­ ликатных стекол .

Обоснован подход, позволяющий описывать поведение оп­ тических характеристик кристаллических и аморфных диэлект­ риков с точки зрения эквивалентности теплового и заморожен­ ного типов тотального беспорядка .

Образование Подготовлены и находятся в стадии издания следующие учеб­ но-методические пособия: «Применение ФСЭЭ спектроскопии для изучения дефектности поверхностных слоев твердотельных материалов», «Физические основы измерений свойств материа­ лов», «Программное обеспечение для управления базой данных литературных источников по твердотельной дозиметрии», а так­ же конспект 10 лекций по курсу «Стандартизация и сертифика­ ция материалов», конспект 5 лекций нового раздела «Материалы и элементы электронной техники» лекционного курса «Электро­ ника», два раздела электронного варианта учебного пособия «Радиоволновой, оптический и тепловой контроль материалов», кон­ спекты 5 лекций по курсу «Физические основы измерений свойств материалов» .

Создана учебно-исследовательская лаборатория «Измери­ тельная техника и метрология» .

Создан и функционирует патентно-информационный фонд НОЦ. Его основу составляет приобретенная в рамках НОЦ база данных ФИПС РФ «Патенты России. Полные описания изобре­ тений. 1994 -2 0 0 0 год ы» .

Внешние связи Продолжаются совместные исследования с Университетом Ниццы (Франция) люминесцентных и эмиссионных свойств кри­ сталлов корунда, ведутся работы по моделированию процессов заряжения диэлектрических материалов при облучении с Инсти­ тутом физики Университета Ростока (Германия, группа проф .

Фиттинга). B.C. Кортовым прочитаны лекции на техническом факультете Универстета Эрлангена (Германия, ноябрь 2000) .

Подготовлены образцы детекторов излучений со световода­ ми на основе нестехиометрических кристаллов корунда для со­ вместных исследований с научным ядерным центром Франции (Sacley) .

Результаты исследований опубликованы в [75 - 83] .

Создание аппаратуры и методов исследования перспективных материалов с помощью ЭПР

Руководитель научно-образовательной группы канд.физ.-мат.наук. В.В. Кружаев

Научные исследования При измерении параметров ЭПР спектра примесных тригональных центров Gd3 и Мп2 (Ь4 ~Р и Ь2 ~Р2), а также оптической + +3 0 активности (р~Р) и переключаемого заряда в режиме наблюде­ ния петли гистерезиса, получены независимые эксперименталь­ ные данные о температурном поведении спонтанной поляриза­ ции Ps(T) в германате свинца Pb5 Ge3O n (сегнетоэлектрический фазовый переход второго рода при 450К) .

Обнаружено, что вид оптических и магниторезонансных за­ висимостей PS 2(T) существено отличается от результатов элект­ рических измерений. Зависимости РДТ), построенные на основе оптических и магниторезонансных данных, повторяют, друг друга и демонстрируют слабое отклонение от линейного закона, тогда как зависимость, полученная электрическим методом, аппрокси­ мируется отрезками прямых с ярко выраженным изломом .

Предполагается, что причиной этого отличия могут быть тем­ пературно-зависимые механизмы (неполное переключение поля­ ризации как в объеме образца, так и в приповерхностном слое, а также влияние остаточного деполяризующего поля), приводящие к занижению значений спонтанной поляризации, измерямой элек­ трическими методами, при понижении температуры .

Ранее в германате свинца были обнаружены особенности тем­ пературных зависимостей многих характеристик, как в сегнетоэлекгрической, так и в параэлектрической фазах, которые интер­ претировались как следствие дополнительных структурных пре­ вращений. Проведенное нами исследование не обнаружило осо­ бенностей в поведении параметров, описывающих спектр ЭПР Gd3+ и Мп2 в параэлектрической фазе .

+ Исследован в широком диапазоне температур и описан на основе модели междублетной релаксации спектр ЭПР примесно­ го центра Gd3 в германате свинца с дополнительным сигналом, + возникающим между переходами 3/2«* 1/2 и -1/2«-*-3/2 вблизи слу­ чайного совпадения их положений .

Получены температурные зависимости параметров, характе­ ризующих скорость междублетной и внутридублетной релакса­ ции, а также степень неоднородного уширения линий. Слабая за­ висимость скорости междублетных переходов от уровня легиро­ вания и сильная от температуры свидетельствуют в пользу спинрешеточной природы этой релаксации. Зависимости, полученные для времен внутри и междублетной релаксации имеют ярко вы­ раженный минимум в точке фазового перехода .

Разработан новый вариант платы управления малогабарит­ ным спектрометром ЭПР на основе цифрового сигнального про­ цессора, микроконтроллера и программируемых логических мат­ риц, имеющий интерфейс PCI. Разработано и отлажено программ­ ное обеспечение цифрового сигнального процессора A D SP-2181, обеспечивающее решение задачи реального времени при работе цифровой системы регистрации сигналов спектрометра ЭПР .

Модернизирован спецкурс «Цифровая обработка сигналов» .

Совместно с ИОФ РАН (г. Москва) по программе Миннауки выполняется проект «Лазерно-микроволновая диагностика повер­ хности полупроводников и ее применение в технологии микро­ электроники» .

Разработка научных основ химического синтеза новых сенсорных, оптоволоконных материалов и наноструктур

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наук,гіроф. Ю.Н. Макурин

Научные исследования Разработан кинетико-термодинамический подход к опреде­ лению условий образования твердых растворов халькогенидов металлов химическим осаждением из водных сред. В развитии этого подхода потенциометрическим методом установлена тем­ пературная зависимость констант ионизации цианамида по пер­ вой и второй ступени в температурном интервале 293 - 343К, при­ чем по второй ступени температурная зависимость установлена впервые. Изучено влияние температурного фактора на образова­ ние твердой фазы халькогенидов металлов при их химическом осаждении из водных растворов .

Для плюмбитных и трилонагных модельных систем, исполь­ зуемых для осаждения сульфида свинца и аммиачной системы для сульфида серебра, определены температурные зависимости кон­ стант устойчивости всех комплексных ионов свинца и серебра в этих системах .

Рассчитана температурная зависимость произведения раство­ римости сульфида свинца, экспериментально определена темпе­ ратурная зависимость сульфида серебра. Впервые установлена температурная зависимость константы гидролитического разло­ жения тиомочевины - основного халькогенизатора, используемого при осаждении сульфидов металлов .

Предварительные расчеты позволяют значительно уменьшить объем экспериментальных исследований для определения оптималь­ ных условий осаждения из водных сред сульфидов металлов и твер­ дых растворов на их основе в температурном интервале до 343К .

Исследована кинетика совместного осаждения пленок суль­ фидов свинца и кадмия из водных сред с целью формирования твердых растворов замещения в широкой области составов .

На основании предварительно выполненных расчетов облас­ тей совместного образования сульфидов свинца, кадмия, цинка, серебра, одно- и двухвалентной меди осаждением из водных сред получены тонкие пленки метастабильных по своей природе твер­ дых растворов замещения в системах сульфид свинца-сульфид кадмия, сульфид свинца-сульфид цинка, сульфид свинца-сульфид серебра, сульфид свинца-сульфид меди. Установлен ряд общих за­ кономерностей формирования твердых растворов замещения в ис­ следуемых системах в зависимости от условий процесса синтеза .

Проведено моделирование кластера для квантово-химичес­ ких расчетов электронной структуры твердых растворов заме­ щения халькогенидов металлов, а также чистых соединений с то­ чечными дефектами, с целью выявления локальных оптических центров, ответственных за фотоэлектронные характеристики ма­ териалов. Найдены критерии корректного учета граничных ус­ ловий в кластерном подходе .

Скомпонованы матрицы неприводимых представлений двой­ ных групп кубической симметрии для построения базиса моле­ кулярных орбиталей, пригодных для учета спин-орбитального взаимодействия в расчетах электронной структуры кластеров халькогенидов тяжелых металлов (Pb, Hg) .

Проведены пробные расчеты электронной структуры суль­ фида и селенида кадмия в фазах состава В 1, ВЗ и В4 в кластерном и зонном подходах .

Образование Открыта новая специальность 251000 - Технология монокрис­ таллов, материалов и изделий электронной техники. Проведена Рос­ сийская межвузовская студенческая олимпиада по физической хи­ мии. Созданы новые лабораторные работы «Методы определения содержания низких концентраций алюминия в водной среде», «Ме­ тоды определения содержания марганца в сточных водах», «Мето­ ды определения содержания железа в технической и питьевой воде» .

Подготовлен конспект лекций для студентов 5-го курса химико-тех­ нологического факультета «Технология ликвидации последствий техногенных аварий». Изданы два сборника задач по физической химии и теории дисперсных систем. Подготовлен электронный ва­ риант вводного курса «Теория дисперсных систем» .

Внешние связи Консультируется выполнение кандидатских диссертаций Т.П. Ильиной (ПО «Октябрь»), A.B. Зелянским (АО «Уралредмет»), М.А. Дедюлиным (ГУ ГО и ЧС) .

Выполняются обязательства по гранту научно-технической программы Министерства образования России «Научные исследо­ вания в области экологии и рационального природопользования» .

Совместно с Исследовательским центром «Уралсемикондакгор»

выполняются исследования фотоэлектронных характеристик полу­ проводниковых пленок, в том числе - при низких температурах .

Экспериментальные и теоретические исследования транспортных явлений в системах пониженной размерности .

Эффекты слабой и сильной локализации

Руководитель научно-образовательной группы д-р.физ.-мат.наук Г.М. Миньков

Научная работа В диапазоне температур 0,4 - 10 К, в магнитных полях до 25 Т исследованы кинетические эффекты в структурах с одиноч­ ными и двойными квантовыми ямами на основе GaAs/InGaAs .

Исследования проведены при различной ориентации магнитного поля относительно плоскости структуры. Показано, что отрица­ тельное магнитосопротивление, наблюдаемое в малых магнитных полях (0 - 1Т) в основном обусловлено подавлением интерферен­ ционной поправки к проводимости магнитным полем, а в силь­ ных (В 1 Т) -элекгрон-элекгронным взаимодействием. В струк­ турах с одиночными квантовыми ямами продольное магнитное поле практически не изменяет интерференционный вклад в про­ водимость, в то время как в структурах с двойными квантовыми ямами эффект в продольном поле сравним по величине с отрица­ тельным магнитосопротивлением, наблюдаемом в поперечном магнитном поле .

Наблюдаемое поведение обусловлено туннелированием элек­ тронов между ямами в структурах с двойными квантовыми яма­ ми. Развит квазиклассический подход для расчета эффектов сла­ бой локализации с использованием компьютерного моделирова­ ния движения электронов в поле случайных рассеивателей при учете переходов между квантовыми ямами .

В диапазоне температур 0.4 - 6 К и магнитных полей 0 - 6 Т изучено поведение продольной и поперечной компонент тензора проводимости в структурах с одиночными квантовыми ямами InGaAs/GaAs, а также структур с широкими, модуляционно ле­ гированными квантовыми ямами на основе GaAs. Анализ полу­ ченных результатов позволил выделить вклады в проводимость, обусловленные как интерференционной поправкой, так и элекг­ рон-элекгронным взаимодействием. Проведено сравнение с ре­ зультатами теоретических расчетов .

С помощью компьютерного моделирования движения элект­ ронов в поле случайных рассеивателей при наличии простран­ ственных ограничений исследована интерференционная поправ­ ка к проводимости в неоднородной среде. Показано, что макро­ скопические неоднородности существенно изменяют полевую зависимость отрицательного магнитосопротивления и, таким об­ разом, значение времени релаксации фазы волновой функции элек­ тронов, определяемой из этой зависимости. Показано, что одной из причин наблюдаемого в ряде экспериментов насыщения вре­ мени релаксации фазы электронов в двумерных системах может быть наличие крупномасштабных флуктуаций потенциала .

Образование Магистрантом A.A. Шерстобитовым сделан доклад на Меж­ дународной Зимней Школе по Физике полупроводников (С.-Пе­ тербург) .

Проводились занятия с учениками СУНЦ УрГУ по подготов­ ке к Турниру юных физиков. На Российском турнире юных физи­ ков команда СУНЦ УрГУ заняла 1-е место .

Внешние связи В рамках выполнения работ по НОЦ установлены контак­ ты с Институтом физики микроструктур РАН г. Н.-Новгород и ГИФТИ при Нижегородском университете. Продолжается тес­ ное взаимодействие с Институтом физики металлов УрО РАН. Со­ вместно создан Центр коллективного пользования по магнитным и гальваномагнитным исследованиям при низких и сверхнизких температурах. Продолжается сотрудничество с Физико-техничес­ ким институтом РАН г. С.-Петербург .

Новые подходы к созданию перспективных оксидных материалов: наноматериалы, протонные проводники

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наук.,проф. А.Я. Нейман

Научные исследования На основе явлений спонтанного и стимулированного элект­ рическим полем диспергирования оксидов на твердые подложки развит новый подход к созданию наноматериалов и нанокомпо­ зитов .

Обнаружено, что ряд твердых простых и сложных оксид­ ных соединений могут проявлять жидкоподобное поведение .

Это проявляется в их быстром распространении по внешней и внутренней поверхности монокристаллических и керамичес­ ких оксидных подложек; аномальном влиянии электрическо­ го поля на твердофазные реакции и межфазный перенос заря­ да и массы; генерации разности потенциалов, в ходе указан­ ных процессов .

Механизм явления состоит в формировании контактных, метастабильных адсорбционных фаз с низкой поверхностной энер­ гией. Результатом является диспергирование исходных фаз на ча­ стицы наноразмера или полиатомные фрагменты, которые быст­ ро растекаются по поверхности, формируя композитные матери­ алы с принципиально новыми свойствами. На данном этапе рабо­ ты изучено взаимное диспергирование и растекание фаз в систе­ мах CaW 041W 03, V20 51M o 0 3 | оксиды металлов; опреде­ лены основные факторы, ответственные за явление поверхност­ ной реакционной диффузии .

На примере указанных систем показано, что ключевым мо­ ментом самопроизвольного и стимулированного электрическим полем диспергирования и распространения оксидов является формирование в зоне контакта поверхностных адсорбционных фаз с поверхностной энергией ниже, чем у исходных фаз, и го­ раздо более высокой поверхностной (межфазной) подвижностью .

Явление весьма сложно по своему механизму - потоки массы и глубина проникновения описываются разными кинетическими законами, что обнаружено впервые. В системах 20 51М о 0 3 и C aW 041W 03 осуществляется образование композитов на осно­ ве обоих исходных фаз, промежуточная фаза обладает биполяр­ ной проводимостью .

Изучены факторы, ответственные за явление поверхностной реакционной диффузии. Методом РЭМ показано принципиалное различие морфологии продуктов, образующихся за счет зерно­ граничной и поверхностной диффузии .

Впервые сформулирована и аппробирована гипотеза реали­ зации эффекта Ребиндера в твердофазных системах .

Показана неоднозначность влияния величины активности кислорода в газовой фазе на кинетику и механизм диспергирова­ ния и растекания твердых оксидов .

Неожиданными и многообещающими оказались первые ре­ зультаты изучения реакционной способности нанооксидов, проведенные на примере систем с участием оксидов Ni, Al, Fe и Ві. Показано, что проводимость наноструктурированны х оксидов и систем на их основе не подчиняется общ еприня­ тым представлениям, в системах идет образование новых со­ единений, адсорбция типа «твердое/твердое». Последняя при­ водит к радикальному изменению свойств хорошо изученных материалов .

Исследовали новый класс протонных проводников на основе двойных ниобатов, танталатов и других кислородных соедине­ ний для устройств водородной энергетики и водородных мемб­ ран .

Определен комплекс параметров, ответственных за величи­ ну проводимости. Впервые показано образование оксигидратных фаз, обнаружен фазовый переход первого рода инициируемый внедрением воды и/или изменением активности кислорода .

Установлено, что структурные вакансии в кислородной подрешетке в общем случае стимулируют как кислородную, так и протонную проводимость. Дефекты того же тина в металличес­ ких подрешетках гасят приведенные выше составляющие прово­ димости .

Показана решающая роль размерного фактора - оптималь­ ными по величине проводимости являются только криолитные фазы, в которых различие ионных радиусов металлов в октаэд­ рической подрешетке не превышает 20% .

Образование Издано методическое пособие «Твердофазные реакции при получении и эксплуатации неорганических материалов» .

Разработаны и прочитаны новые курсы лекций по тематике НОЦ: «Наукоемкие технологии» (18 час., А.Я. Нейман), «Химия редких элементов» (20 час., В.Г. Бамбуров), «Электрохимия рас­ плавов» (20 час., В.А. Хохлов) .

В спецпрактикуме «П роцессы и м атериалы» поставлены 2 новые лабораторные работы по протонной проводимости и свойствам наноматериалов. Для учителей города прочитано 2 лек­ ции по тематике проекта (А.Я. Нейман, С. Нохрин) .

Начата работа по организации обучения по направлению «Хи­ мия, физика и механика материалов». А.Я. Нейман вошел в со­ став УМО по направлению .

Внешние связи Развернуто сотрудничество с Университетом Бордо-1 и Ин­ ститутом диффузии и наноматериалов, Тье (Франция); Институ­ том электрофизики УрО (наноматералы); Институтом химии твер­ дого тела УрО (протонные проводники, наноматериалы). Откры­ та совместная с ИВТЭХ УрО РАН лаборатория «Химической и электрохимической кинетики в конденсированных средах» .

Термодинамическая устойчивость и реальная структура перовскитоподобных оксидов на основе редкоземельных и Зсі-переходных металлов

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. А.Е. Никифоров

Научные исследования Необычные свойства оксидов переходных элементов, в част­ ности - высокотемпературная сверхпроводимость и эффект ко­ лоссального магнитосопротивления, до сих пор не получили адек­ ватного теоретического объяснения. Принципиальным является установление микроскопических механизмов взаимодействия различных подсистем кристалла (спиновых, зарядовых, орбиталь­ ных и т.д.) и построение теоретической модели, способной про­ гнозировать свойства при изменении состава и приложении вне­ шних воздействий (магнитное поле, давление) .

Компьютерное моделирование процессов является эффектив­ ным методом исследования сложных соединений. Исследованы микроскопические механизмы взаимодействия решеточных, ор­ битальных и спиновых степеней свободы в регулярных и зарядо­ во-упорядоченных фазах манганитов и никелатов лантана .

Предложена модель для описания магнитных свойств регу­ лярных и зарядово-упорядоченных фаз манганитов. Основой модели является сильная зависимость обменного взаимодействия от орбитальной структуры .

Установлена поляронная природа устойчивости фазы зарядового упорядочения в слоистом кристалле Laj 5 5 i04. Проведено компью­ SrQN терное моделирование структуры и свойств кристалла PbF2 при приложении гидростатического давления .

Образование Проведены занятия с магистрами по теме «Электронный спектр активированных кристаллов» .

Защищена кандидатская диссертация (Л.Ю. Гончарь). Работа С.Э. Попова и В.А. Сморкалова удостоена 3-й премии на област­ ном конкурсе студенческих научных работ .

Выполнен один школьный реферат(В. Некрасов, шк. № 110) .

Внешние связи Ведутся плановое совместное исследование с Институтом химии твердого тела УрО РАН и Институтом металлургии УрО РАН в рамках совместных лабораторий по программе «Интегра­ ция», совместные исследования с сотрудниками Казанского фи­ зико-технического института КНЦ РАН (г. Казань) по свойствам материалов с нецентральными ионами. А.Е. Никифоров принял участие в организации XI Феофиловского симпозиума по спект­ роскопии кристаллов .

Изучение физико-химических характеристик полимерно-солевых композиций и синтез из них функциональных сложнооксидных продуктов

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наукA.A. Остроушко

Научные исследования Полимерно-солевые композиции в виде растворов, пленок, включающих соли молибдена, вольфрама, ванадия и (или) соли марганца, кобальта, лантана, серебра, стронция, других металлов, а также водорастворимые неионогенные полимеры (поливинило­ вый спирт, поливинил пиррол идон, метил целлюлоза и др.), обла­ дают рядом уникальных физико-химических свойств и интерес­ ны как с научной, так и прикладной точек зрения .

Они перспективны в качестве материалов, чувствительных к парциальному давлению кислорода, освещенности, температуре, а также как катализаторы тонкого органического и низкотемпе­ ратурного неорганического синтеза. Эти композиции служат в качестве исходных для управляемого пиролитического синтеза широкого круга сложнооксидных материалов с заданными харак­ теристиками (катализаторов, высокотемпературных сверхпровод­ ников, ферритов, магниторезистивных материалов и т.д.) .

В системах с солями молибдена, ванадия вольфрама нами обнаружены новые явления: обратимое частичное восстановле­ ние ионов d-металлов под действием света; возникновение мезо­ морфных структур (сходных но свойствам с жидкими кристалла­ ми) за счет взаимно наведенной жесткости ассоциированных со­ левых и полимерных цепочек при комплексообразовании .

Для систем с разными сочетаниями полимеров и солей, отли­ чающихся но своей природе и растворимости, изучены диаграммы фазового состояния соль - полимер - вода Установлено существо­ вание областей гомогенных водных растворов и твердых раство­ ров (имеющих важное теоретическое и практическое значение) на основе полимерных компонентов, а также двух- и трехфазных об­ ластей, где сосуществуют твердые и (или) жидкие фазы .

Для системы поливиниловый спирт-гептамолибдат амм о­ ния-вода показано определяю щ ее влияние освещ ен н ости объектов на фазовые соотношения в них. В аналогичной сис­ теме, где в качестве полимера использован поливинилпирролидон, обнаружено весьма интересное явление, которое ра­ нее не наблюдалось в полимерно-солевых композициях: на­ личие жидкостного расслоения водных растворов при повы ­ шении температуры (тип диаграммы с НКТР - нижней крити­ ческой точкой расслоения) .

Исследованы зависимости фазо- и структурно-чувствитель­ ных физико-химических свойств полимерно-солевых растворов от состава. Изучено поведение и структурные характеристики воды, участвующей в образовании комплексов, на основе изме­ рения комплексной диэлектрической проницаемости водных ра­ створов поливинилового спирта и поливинилпирролидона в сан­ тиметровом диапазоне длин волн при различных температурах .

Найдены параметры диэлектрической релаксации воды в ука­ занных растворах. Данные о полимерно-солевых системах полу­ чены впервые и имеют научную новизну на мировом уровне, они позволяют также целенаправленно задавать физико-химические свойства систем, управлять их поведением в различных услови­ ях. Исследовались условия устойчивости специально формируе­ мых полимерно-солевых гелей, дающих новые возможности для прецизионного синтеза сложных оксидов разных структурных типов: перовскитоподобных, со структурой типа монацита и пр .

Сложные оксиды, например, перовскитного типа, содержащие лантан, марганец, серебро и др., обладают комплексом ценней­ ших свойств, определяемых составом, условиями получения, дефектностью структуры. Это позволяет создавать уникальные конструкционные материалы, такие, как катализаторы обезвре­ живания вредных компонентов в промышленных выбросах и вых­ лопных газах, кислород проводящие мембраны топливных элемен­ тов, устройства, использующие магниторезистивный эффект и т.д .

Изучена взаимосвязь температуры синтеза с размером и структурой наночастиц манганита лантана, его магнитных, элек­ трических свойств. Для этого осуществлен целенаправленный синтез образцов манганита лантана L aM n03 у с заданным разме­ ром частиц от 20 до 200 нм и более. Полученные образцы иссле­ довали методом малоуглового рассеяния нейтронов, магнитной нейтронографии при температурах от комнатной до температу­ ры кипения жидкого гелия. Обнаружены, в частности, магнитные фазовые переходы, которые могут быть связаны с размером на­ ночастиц материала. Для создания новых материалов с новыми свойствами, в частности каталитическими, исследована возмож­ ность введения ионов серебра в структуру перовскита типа L aM n03±. Данная проблема является весьма важной и не решен­ ной окончательно. Проводились фазовые и структурные иссле­ дования допированных серебром образцов .

Изготовлены новые опытные каталитические элементы на основе перовскитов и других сложных оксидов. Проведены ла­ бораторные и промышленные испытания термокаталитических бло­ ков. В качестве носителей для катализаторов использованы высо­ копористые ячеистые материалы, обеспечивающие устойчивость системы носитель - каталитическое покрытие, хороший контакт с газами и имеющие низкое газодинамическое сопротивление .

Получены положительные результаты испытаний по очистке от оксидов азота, угарного газа, сажи выбросов горелочных энер­ гетических устройств, выхлопов дизелей. Опробованы катализа­ торы очистки выбросов производства растворов акриламида и зубопротезных материалов. Усовершенствована технология по­ лучения каталитических элементов с целью повышения их эф­ фективности и снижения себестоимости. Велись разработки, на­ правленные на использование более дешевого сырья (например, неразделенных концентратов редкоземельных элементов) для производства катализаторов. В данном направлении также полу­ чены положительные результаты .

Образование В исследованиях принимали участие студенты химического факультета Уральского государственного университета. Внесены дополнения по новым научным результатам в курс лекций «Фи­ зико-химические основы технологии твердофазных материалов электронной техники», читаемый студентам химического факуль­ тета УрГУ. Проведена подготовка стенда измерений каталитичес­ кой активности материалов «Катакон-1.1», который будет исполь­ зован для выполнения квалификационных работ студентами и в научных исследованиях .

Внешние связи Научные исследования проводились совместно с Институтом физики металлов (Екатеринбург), Институтом общей и неоргани­ ческой химии им. Н.С.Курнакова (Москва) и др., с зарубежными коллегами - Высшей школой техники и хозяйства (Германия, Дрез­ ден) .

Промышленные испытания каталитических материалов про­ водились совместно с государственными и акционерными пред­ приятиями Перми и Екатеринбурга: Управление «Энергогазремонт» АО Уралтрансгаз, ФГУП «Пермский завод им. С.М. Киро­ ва», Пермская научно-производственная приборостроительная компания, ООО Научно-производственная фирма «Транс-Титан», фирма «Электронная и медицинская техника - Аверон». На од­ ном из предприятий осуществляется руководство соискателем степени кандидата наук .

Кинетические и термодинамические явления в проводящих твердых телах и многослойных структурах

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. Е.А. Памятных

Научные исследования Предсказана возможность существования упругих ударных волн в проводящих твердых телах, обусловленных электронной вязкостью. Изучены условия существования и свойства таких волн. Показано, что волны могут иметь монотонную и осцилли­ рующую структуру и быть как волнами сжатия, так и волнами разрежения .

И сследованы спектр и затухание акустических плазмонов в металлах и полупроводниках в широком диапазоне длин волн. Показано, что относительная величина затухания Лан­ дау убывает с уменьш ением длины волны, а в области корот­ ких длин волн при определенных условиях дисперсионная кривая может выйти из зоны затухания Ландау и коротковол­ новые акустические плазмоны будут распространяться без затухания .

Дан обзор особенностей магнитных квантовых осцилля­ ций (эффект де Гааза - ван Альфена и др.) в ферромагнитных металлах с подвижными электронами, ответственными за маг­ нетизм .

Образование Издано методическое пособие по изучению курса и ре­ ш ению задач по курсу электродинам ики «Э лектродинам и­ ка» .

Прочитан новый вариант спецкурса «Теория твердого тела»

для группы студентов, специализирующихся по теоретической физике .

Введены новые вопросы в курс «Электродинамика сплош­ ных сред» (в лекции и в упражнения) .

Разработана новая методика чтения лекций и проведения уп­ ражнений по курсу «Электродинамика сплошных сред», ориен­ тированная на наличие учебного пособия .

Подготовлен черновой вариант методического пособия по магнитным квантовым осцилляциям в металлах .

Прочитана лекция для школьников в Зимней физической шко­ ле СУНЦ .

Внешние связи Совместные работы с ИФМ УрО РАН. Обсуждение результа­ тов научных работ с коллегами из других вузов и институтов (ФИАН, Институт неорганических материалов, С.-ПГУ, ННГУ, Институт радиоэлектроники и др.) .

Обсуждение преподавания курса электродинамики с колле­ гами из других вузов и институтов. Работа в программных коми­ тетах конференций EASTMAG’01 и CESMSCS. Оппонирование диссертации в ИФМ УрО РАН. Работа с ассистентом УГПУ Н.С. Фалалеевой .

Результаты работы опубликованы в [123 - 125] .

Термодинамическая устойчивость и реальная структура перовскитоподобных оксидов на основе редкоземельных и Зсі-переходных металлов

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наук,проф. А.Н. Петров

Научные исследования Уникальное сочетание электрических, магнитных и катали­ тических свойств смешанных оксидов Зсі-переходных и РЗ ме­ таллов со структурой перовскита открывает широкие перспекти­ вы использования их в качестве новых электродов высокотемпе­ ратурных топливных элементов, кислородных мембран, магни­ торезисторов, эмиссионных катодов, катализаторов дожигания выхлопных и отходящих газов .

Установлены границы устойчивости и параметры кристалли­ ческой структуры фаз переменного состава, образующихся в си­ стемах Nd, xNaxM n 0 3, Nd, хКхМ п03и Nd, xAgxM n 0 3(O.O^x^O. 1) на воздухе при температуре 1100°С. В интервале составов О^х^О. 15 установлено образование тверды х растворов Nd, хМхМ п 0 3 (M=Na,K) с орторомбической структурой. По мере возрастания X происходит фазовый переход из орторомбической в ромбоэд­ рическую структуру: устойчивая ромбоэдрическая фаза для Nd, xNaxM n 0 3 наблюдается в интервале составов 0.15х^0.45, а для Nd, х хМ п 0 3- в интервале 0.15х^0.25. Установлено, что об­ К разование твердых растворов с орторомбической структурой в системе Nd, x M n 0 3 наблюдается лишь в узком интервале со­ Agx ставов О.О^х^О.Ю .

Установлены границы сущ ествования твердых раство­ ров La, xCaxC o 0 3 h (О^х^О.З) и (La, уСау о04 (0.25^у^0.35) при )2С 1100°С на воздухе, определена кристаллическая структура и рас­ считаны кристаллические параметры. Результаты представлены в виде изобарно-изотермического разреза диаграммы состояния системы La-Ca-Co-O.У становлено, что при понижении давле­ ния кислорода от 1 атм до границы разложения оксид La, х СаСо03. ^ является кислород дефицитной фазой. Предложены модель дефекгообразования, учитывающая процессы атомного и электрон­ ного разупорядочения .

Образование Доцентом В.А. Черепановым защищена докторская диссер­ тация «Фазовые равновесия и реальная структура сложных окси­ дов в системах Ln(La, Pr, Nd)-Me(Ca, Sr, Ba)-T(Mn, Co, Ni)-0» .

А.Н. Петров был членом Оргкомитета всероссийской конфе­ ренции «Химия твердого тела и функциональные материалы» .

В ком пью терной л аб о р ато р и и JIA K O M ET (h ttp.// geg.chem.usu.ru) продолжаются работы по внедрению в учебный процесс комплекса документов в форматах HTML, Mathcad, Exei и Word, предназначенные для практического изучения, модели­ рования и анализа физико-химических объектов. Создана и по­ стоянно пополняется база данных по общему курсу «Ф изичес­ кая химия. 4.1». На этой основе в учебном процессе опробована новая тестовая система интерактивного компьютерного опроса знаний студентов .

Доцентом Л.Я. Гавриловой подготовлен и в весеннем семес­ тре впервые прочитан новый спецкурс для студентов 4-го курса химического факультета, специализирующихся по кафедре физи­ ческой химии «Кинетика и механизм твердофазного синтеза». В рамках лабораторного спецпрактикума «Гетерогенные равнове­ сия» доцентом В.А. Черепановым совместно со студентами 4-го курса Д. Банниковым и М. Бобиной отлажена и запущена новая лабораторная установка для измерения ЭДС гальванических ячеек с твердым электролитом .

Основные материалы опубликованы в работах [105 - 122] .

Низкоразмерные системы на основе узкощелевых и бесщелевых полупроводников

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук В.Ф. Раданцев

Научные исследования Центр тяжести в исследованиях систем с пониженной раз­ мерностью сместился за последние годы в область изучения спиновых эффектов. Фактически сформировалось новое на­ правление - спинтроника (spintronic), включающее как исследо­ вания, носящие фундаментальный характер, так и поисковые ра­ боты в области создания спинового транзистора. В основе наи­ более интересных в физическом отношении и перспективных с точки зрения практического использования особенностей спино­ вых эффектов в двумерном электронном газе лежит явление сня­ тия спинового вырождения двумерного спектра электростатичес­ ким потенциалом в отсутствие магнитного поля за счет спин-орбитального взаимодействия (механизм Рашбы) .

Наибольшей величины этого эффекта можно ожидать в полу­ проводниках, описываемых кейновским Гамильтонианом, в осо­ бенности в узкощелевых и бесщелевых полупроводниках. В на­ стоящей работе для определения параметров спин-орбитального расщепления в этих материалах использован метод емкостной спектроскопии в квантующих магнитных полях, некритичный к величине кейновской щели и уровню легирования, что позволяет в рамках одного метода исследовать инверсионные и обогащен­ ные слои в материалах с прямой и инверсной структурой зон .

Экспериментально и теоретически исследованы магнитоосцилляции емкости приповерхностных слоев с двумерным газом в узкощелевом полупроводнике HgTe и в полумагнитном полу­ проводнике HgMnTe. Предложена относительно простая модель расчета энергетического спектра двумерного электронного газа в магнитном поле в приповерхностных квантовых ямах полупро­ водников с кейновским и дираковским спектром .

Развит аналитический подход для описания магнитоосцилляционных эффектов в двумерном газе материалов с квазирелятивистским спектром и указано на появление новых по отношению к материалам с квадратичным спектром параметров теории .

Экспериментально установлено и теоретически подтвержде­ но, что спиновая структура уровней Ландау в полумагнитных полупроводниках даже в области малых концентраций парамаг­ нитных ионов (когда антиферромагнитное упорядочение и уменьшение температурной чувствительность намагниченности в ак­ туальной низкотемпературной области невелики) определяется в основном спин-орбитальным взаимодействием (механизм Рашбы). Вклад обменного взаимодействия существенно меньше и проявляется только в температурном сдвиге узлов биений экспе­ риментальных и смоделированных осцилляций. Показано, что параметры обменного взаимодействия, определенные в области энергий вблизи дна зон (тестируемых при исследовании объем­ ных свойств полумагнитных полупроводников), удовлетворитель­ но описывают спектр в области энергий вплоть до 500 мэВ. Фе­ номенологическая температура, описывающая температурную и магнитополевую зависимости намагниченности, также удовлет­ ворительно согласуется с объемным значением, определенным из экстраполяции низкотемпературных данных для материалов с малым содержанием марганца .

Из сравнения смоделированных и экспериментальных осцил­ ляций магнитоемкости в МОП-структурах на основе узкощеле­ вых (в том числе полумагнитных) полупроводников установле­ но, что имеется хотя и небольшой (10 - 15 %), но различимый вклад области интерфейса в спин-орбитальное расщепление спек­ тра .

Экспериментально обнаружено и теоретически подтвержде­ но значительное отличие амплитуд осцилляций, относящихся к двум спин-орбитально расщепленным лестницам уровней Лан­ дау даже при равенстве параметров их столкновительнот уширения. Установлен доминирующий вклад рассеяния на шерохо­ ватостях поверхности в нетепловое размытие уровней Ландау .

Определенные средние смещения границ раздела и кор; іяционные длины, характеризующие рассеяние на шероховатостях, многократно превышают их значения в кремнии и бинарных по­ лупроводниках, что свидетельствует о большей дефектности ин­ терфейса между тройными соединениями и их окислами. Мень­ шие значения времен релаксации вблизи стартов двумерных под­ зон и их рост с увеличением двумерной концентрации Ns в обла­ сти небольших Ns не может быть объяснен кулоновским рассея­ нием на встроенном в окисел заряде и связывается с межподзонным (межсубподзонным) рассеянием .

Образование Модернизирована Спецлаборатория «Автоматизация научных исследований» (проведено сопряжение САМАС крейт контрол­ леров КК16 и К60, рассчитанных на управление ЭВМ с архитек­ турой DEC, с портами ЭВМ с архитектурой IBM PC. Подготов­ лено методическое пособие «Программирование задан реально­ го времени на языке АССЕМБЛЕРА для IBM PC для системы модульной электроники САМАС» .

Внешние связи В сотрудничестве с коллегами из С.-Петербургского универ­ ситета проведены совместные исследования в области низкораз­ мерных систем, основанных на узкощелевых полупроводниках .

Результаты исследований сообщены на XIX European Conference on Surface Science .

Перспективные оптические материалы

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. Б.В. Шульгин

Научные исследования Изучена динамика электронных возбуждений, электронные спектры и электронная структура, а также процессы диссипации энергии и радиационно-стимулированные эффекты в ряде неор­ ганических (оксидных и фторидных) и органических соединений (фторхинолоны, производные азагетероциклов и др.). Рассмот­ рены вопросы коммерциализации ряда объектов интеллектуаль­ ной собственности .

Установлен механизм возбуждения для ряда оксидных (Ве­ содержащих) и фторидных ((Li,Na)F-U,M e)-CH CTeM, позволивший повысить эффективность оптических детекторов. Предложены новые оптические (сцинтилляционные) детекторы излучений на базе неорганических и органических соединений .

Образование Особое внимание уделено учебно-методическому обеспече­ нию учебных и учебно-исследовательских лабораторий и новых лекционных курсов. Были приняты меры к более широкому при­ влечению студентов к учебно-исследовательской работе, главны­ ми из которых были конкурсы работ студентов и молодых уче­ ных по линии НОЦ. Открыта новая специальность 190600 «Ин­ женерное дело в медико-биологической практике». Открыта но­ вая учебно-исследовательская лаборатория по биоинжинирингу «Инженерная медицина и лазерная диагностика» .

Организован IV Всероссийский молодежный симпозиум «Бе­ зопасность биосферы 2000» (10 - 12 октября 2000). Студент С.Я .

Смолев направлен на обучение в университет штата Нью-М екси­ ко (август 2000 г. - июнь 2001 г.). Организован новый курс лекций и практических занятий но оптической спектроскопии твердых тел для стажеров из Иссык-Кульского университета .

Внешние связи Осуществляются совместные исследования с привлечением уникального научного оборудования, которым оснащены акаде­ мические институты УрО РАН. Институт физики металлов УрО РАН - исследование электрофизических свойств материалов пос­ ле облучения; микроскопические исследования. Институт элект­ рофизики УрО РАН - облучение материалов сильноточными элек­ тронными пучками с целью модификации их свойств; Институт геофизики УрО РАН - участие в совместных проектах по радиоэкологии .

Совместно со специалистами Уральского межрегионального территориального округа Госатомнадзора РФ осуществляется кадровое сопровождение курсов повышения квалификации Ураль­ ского регионального экспертно-сертификационного научно-тех­ нического центра ядерной и радиационной безопасности. По за­ данию правительства области выполняется проект «Разработка и создание автоматизированной многоканальной системы контро­ ля радиационной обстановки на территории Свердловской обла­ сти» .

Работа выполнятся совместно с Государственным унитарным дочерним предприятием «Свердловский филиал научно-исследо­ вательского и конструкторского института энерготехники» и Тех­ ноцентром «Лазерная диагностика и чистые технологии» (г. За­ речный Свердловской обл.) .

Институт физики НАН Кыргызской Республики (г. Бишкек) .

Лаборатория кристаллофизики. Совместные разработки оптичес­ ких детекторов на основе фторидов, имеется 10 совместных на­ учных публикаций и 4 учебных пособия, всего 14 работ в списке публикаций .

Результаты работы опубликованы в [126 - 143] .

Кинетика доменной структуры в монокристаллах, керамике и тонких пленках и эволюция неравновесных гетерофазных структур при сегнетоэлектрических фазовых переходах

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. В.Я. Шур

Научные исследования Проведено детальное исследование эффектов самоорганиза­ ции при переключении поляризации: образование рядов нанодо­ менов и фрактальных структур, возникающих благодаря междоменному взаимодействию. Изучены стадии возникновения, эво­ люции и закрепления неравновесных доменных структур с заря­ женными стенками .

Описана кинетика доменной структуры с использованием фрактального подхода в терминах зависящей от времени функ­ ции распределения кластеров по размерам .

Экспериментально и методами компьютерного моделирова­ ния впервые получена и изучена генерация Фликкер-шума при боковом движении строго ориентированных сегнетоэлекгрических доменных стенок .

Предложен новый подход для объяснения кинетики процес­ са усталости в сегнетоэлекгриках, основанного на самоорганизованной эволюции пространственно неоднородного поля смеще­ ния. Этот подход был исследован при помощи компьютерного моделирования и успешно применен для анализа эволюции тока переключения при циклическом переключении тонких пленок, объемной керамики и монокристаллов .

Разработан новый метод изучения кинетики фазовых превра­ щений в тонких пленках с помощью измерения угловой зависи­ мости отраженного света при быстром термическом отжиге. Ис­ пользование метода в сочетании с визуализацией морфологии поверхности сканирующим зондовым микроскопом позволило получить качественно новые результаты при исследовании кине­ тики фазового перехода пирохлор-перовскит в пленках цирконата-титаната свинца .

Впервые проведены систематические сравнительные комплек­ сные исследования кинетики доменов в монокристаллах конгру­ энтного и стехиометрического танталата лития .

Экспериментально обнаружен и исследован методами ком­ пьютерного моделирования новый механизм движения доменных стенок .

Обнаружен и исследован новый эффект индуцированного рентгеновскими лучами частично обратимого фазового превра­ щения в монокристаллах ниобата и танталата лития .

Полученные результаты непосредственно связаны с общими вопросами кинетики фазовых превращений, динамики зародышеобразования, стабильности фазовых границ, возникновения хао­ тических, фрактальных и самоорганизующихся структур. Часть результатов не имеет мировых аналогов .

Решением ночного совета по физике сегнетоэлектриков и диэлектриков результаты экспериментального исследования ис­ кусственно созданных заряженных доменных стенок в ниобате лития включены в перечень достижений РАН в 2000 г .

Получены диплом за лучший стендовый доклад на Всерос­ сийском семинаре «Нелинейные процессы и проблемы самоорга­ низации в современном материаловедении» (Воронеж, 3 - 5 ок­ тября 2000) и два диплома за лучшие стендовые доклады школысеминара «Актуальные проблемы неорганического материалове­ дения» (Дубна, 1 - 4 марта 2001) .

Образование Модернизированы курсы лекций «Физика открытых систем .

Фракталы в физике» и «Интегральные сегнетоэлекгрики». Под­ готовлено учебное пособие по курсу «Кинетика доменной струк­ туры сегнетоэлектриков». Начал работу постоянно действующий семинар по сканирующей зондовой микроскопии для аспиран­ тов и студентов .

Основные результаты опубликованы в [8 4 - 103] .

Конструкционные материалы Еще сравнительно недавно ( 1 5 -2 0 лет назад) исследования в области материаловедения носили исключительно прикладной характер. На первом плане стояли проблемы прочности и термо­ стойкости материалов, использующихся главным образом в авиа­ ционно-космической технике и реакгоростроении .

К настоящему времени сложилось и успешно развивается новое фундаментальное научное направление под объединяющим названием «Конструкционные материалы». Содержание этого направления составляют фундаментальные исследования физи­ ко-химических свойств материалов .

Исследования проводятся как на макроскопическом, так и на молекулярном уровнях. Это позволяет синтезировать новые ма­ териалы с прогнозируемыми свойствами, в том числе для биоло­ гии и медицины. Особое внимание сегодня привлекают материа­ лы с наноструктурой. Современные компьютерные технологии позволяют моделировать сильно неравновесные свойства мате­ риалов и синтез новых материалов с заданными свойствами .

Полученные научно-образовательными группами результаты отражают широту тематики научных исследований, различаю­ щихся по предмету, поставленным задачам и используемым ме­ тодам .

Изучены теплофизические свойства полимеров в статичес­ ких и динамических условиях, высокоэффективные теплопе­ редающие устройства на основе пористых материалов, акко­ модационные свойства поверхности твердого тела, кинетика и механизмы высокотемпературной коррозии порош кообраз­ ных материалов на основе нитрида алюминия, роль ионизи­ рующих излучений в процессах зарождения и развития кор­ розии цирконий-ниобиевы х сплавов, ф изические свойства высокодисперсных материалов, структуры гранульных мате­ риалов на металлической основе в обычных условиях и при экстремальных воздействиях .

Обеспечение тепловых режимов различных систем и обору­ дования, эффективная защита материалов от коррозии в электро­ литах, газовых средах и ядерных реакторах, хромомолибденова­ надиевые стали для валков холодной прокатки — это далеко не полный перечень возможностей практического использования полученных результатов .

На химическом факультете УрГУ открыта учебно-научная лаборатория «Анализ и сертификация полимерных материалов» .

На физико-техническом факультете УГТУ-УПИ создан компью­ терный лабораторный практикум «Физико-химические основы технологии новых материалов». Изданы новые учебные пособия .

Перспективные керамические материалы Руководитель научно-образовательной группы А.Р. Бекетов Исследование взаимодействия газа с поверхностью с це­ лью определения коэффициентов аккомодации как функции параметров газовых потоков и состояния поверхности Руководитель научно-образовательной группы С.Ф. Борисов Термодинамика и структура растворов и смесей полиме­ ров в статических условиях и при сдвиговом деформировании Руководитель научно-образовательной группы С.А. Вшивков Явления переноса в многофазных и дисперсных материа­ лах Руководитель научно-образовательной группы А.О. Иванов Разработка и исследование новых пористых материалов с высоким капиллярным давлением для двухфазных систем теплопередачи с капиллярными насосами Руководитель научно-образовательной группы В. М. Кисее в Материалы для реакторной техники Руководитель научно-образовательной группы A.B. Кружалов Изучение и синтез новых материалов на металлической основе Руководитель н^чно-образовательной группы A.A. Попов Исследование физических свойств аэродисперсных и ка­ пиллярно-пористых материалов Руководитель научно-образовательной группы В.Г. Черняк Моделирование ресурса пластичности Руководитель научно-образовательной группы А.Е. Шнейдер Перспективные керамические материалы

Руководитель научно-образовательной группы д-р технич.наук, проф. А.Р. Бекетов

Научные исследования Для защиты материалов, в частности графита, от высокотем­ пературного воздействия расплавленных хлоридных электроли­ тов и газовых сред разработаны составы покрытий на основе нитрида алюминия .

Основой таких покрытий является мелкодисперсный поро­ шок нитрида алюминия. В качестве связки используются фосфат­ ные связующие (ФС), этилсиликатные связующие, фенол-формальдегидные связующие. Изучение твердения композиции на основе нитрида алюминия с ФС показало, что при использова­ нии 85% ортофосфорной кислоты достигается оптимальное со­ отношение степени активности порошка нитрида алюминия и связки .

Определено влияние режима и температуры обработки на прочностные свойства композиций нитрид алюминия - ФС .

Изучены кинетика и механизм высокотемпературной корро­ зии порошка нитрида алюминия различных производителей. С учетом природы основных ионных дефектов защитной оксидной пленки и характера массопереноса предложен механизм влияния иновалентных примесей, характерных для нитрида алюминия различного происхождения .

Проведены исследования стойкости ряда композиционных материалов в расплавленном хлоридном электролите на воздухе .

Процесс взаимодействия композиционных материалов с распла­ вом сопровождается медленным увеличением массы образца с последующим резким ее возрастанием. С течением времени та­ кой характер кривых постепенно сменяется более редкими скач­ ками веса, а в случае горячепрессованных образцов скачки прак­ тически исчезают. Скачки веса, характерные для горячепрессо­ ванных образцов имеют, как правило, меньшую амплитуду и бо­ лее длительный период их следования. В большинстве случаев образцы из спеченного композиционного материала с фосфатной связкой и горячепрессованного материала увеличивают свою массу по истечении нескольких часов или десятков часов. Это связано, по-видимому, с увеличением степени пропитки образца расплавом. Рентгенофазовый анализ показывает присутствие в поверхностном слое образцов алюминатов кальция Са,2А11 0 343 (майенит) .

Отработана технология нанесения нитридных покрытий на графитовые электроды кальциевых электролизеров .

Образование Подготовлен компьютерный лабораторный практикум по курсу «Физико-химические основы технологии новых материа­ лов». Практикум предназначен для студентов 4-го курса физикотехнического факультета УГТУ специальности 250900 - Новые материалы современной энергетики. Практикум реализован в сре­ де Delphi 5.1 и включает ряд диалоговых технологических задач с возможностью представления результатов в ЗО-графике. Постав­ лена новая лабораторная работа «Керамические покрытия на ос­ нове нитрида алюминия» и написано методическое руководство к ней .

Внешние связи С Институтом электрохимии УрО РАН выполнены совмест­ ные работы по созданию композиций на основе нитрида алюми­ ния, устойчивых в высокотемпературных хлоридно-фторидных расплавах электролитов .

Участие в программе сотрудничества Министерства образо­ вания Российской Федерации и Министерства Российской Феде­ рации по атомной энергии по направлению «Научно-инноваци­ онное сотрудничество» в рамках проекта «Керамические компо­ зиционные материалы для работы в экстремальных условиях» .

Основные результаты опубликованы в [204 - 214] .

Исследование взаимодействия газа с поверхностью с целью определения коэффициентов аккомодации как функции параметров газовых потоков и состояния поверхности Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат .

наук, проф. С.Ф. Борисов Научная работа Разработана методика исследования зависимости газовой про­ водимости каналов от изменяющихся условий на поверхности .

Предложена методика приготовления внутренней поверхно­ сти цилиндрического канала термическим напылением металла в глубоком вакууме .

С использованием сверхвысоковакуумного комплекса прове­ дено экспериментальное исследование рассеяния газовых моле­ кул поверхностью твердого тела в зависимости от химического состава методом измерения свободномолекулярной газодинами­ ческой проводимости канала. Обнаружено, что, в случае длинно­ го цилиндрического канала в свободномолекулярном режиме те­ чения наблюдается воспроизводимое влияние характера рассея­ ния молекул поверхностью на газодинамическую проводимость канала. Характер рассеяния существенным образом зависит от химического состава поверхности .

Методом пробной частицы Монте-Карло выполнено числен­ ное моделирование процесса свободномолекулярного течения газа в цилиндрическом канале, соответствующего условиям экс­ перимента. Определены параметры, характеризующие границу раздела «газ - твердое тело» .

Проведено численное моделирование влияния степени покры­ тия поверхности канала кислородом в процессе экспозиции на газодинамическую проводимость цилиндрического канала. Ис­ следовано влияние структуры поверхности на свободномолеку­ лярное течение газа в прямоугольном канале .

Методом прямого статистического моделирования МонтеКарло исследован процесс релаксации разреженного газа в огра­ ниченном пространстве. Для различных форм ограничивающей поверхности получены картины релаксации основных парамет­ ров, описывающих поведение газа .

Образование Подготовлен учебный курс «Физика поверхности и тонких пленок» для студентов 5-го курса и магистров первого года обу­ чения. Создан и представлен на сайте физфака УрГУ электрон­ ный вариант учебного пособия С.Ф. Борисова «Межфазная гра­ ница твердое тело - газ». Аспирант О.В. Сажин защитил канди­ датскую диссертацию .

Внешние связи Начато сотрудничество с Институтом теплофизики СО РАН, Университетом Лейдена (Нидерланды), Аэрокосмическим агенством Франции (ONERA), Университетом в Генуе (Италия) по теме проекта. В рамках совместной научно-учебной лаборатории физико-химических свойств поверхности кафедры общей и мо­ лекулярной физики УрГУ и лаборатории физических методов исследования твердого тела ИХТТ УрО РАН проведены исследо­ вания межатомных взаимодействий на границе «газ - поверх­ ность»: получены данные о механизмах и кинетике адсорбции газов на поверхности титана. Для чтения отдельных разделов курса лекций «Физика поверхности и тонких пленок» привлечен директор Института теплофизики УрО РАН В.П. Коверда .

На Международном симпозиуме по динамике разреженных газов было представлено два доклада. На Workshop IUVSTA’32 прочитана приглашенная лекция С.Ф. Борисова «Surface conditions an d g eo m etry fa c to rs in norm al and ta n g en tial m om entum accommodation measurements» .

Создана Лаборатория компьютерного моделирования и рас­ чета свойств материалов. Все компьютеры оснащены программ­ ным обеспечением широкого спектра. Лаборатория активно ис­ пользуется в учебном процессе в рамках курса «Решение при­ кладных задач на ЭВМ», а также для научных исследований в рам­ ках магистерских и аспирантских программ .

Основные результаты опубликованы в [192 - 203] .

Термодинамика и структура растворов и смесей полимеров в статических условиях и при сдвиговом деформировании

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наук,проф. С.А. Вшивков

Научные исследования Изучены фазовые переходы в растворах и смесях полимеров с аморфным и кристаллическим разделением фаз в статических условиях и в сдвиговом механическом поле .

Определены бинодали смесей и растворов нитрильных и метилстирольного, бутадиенового и изопренового каучуков, спинодаль системы изопреновый каучук - бутадиеновый кау­ чук. Исследована термодинамика взаимодействия этиленпропиленовых каучуков, различающихся соотношением этилено­ вых и пропиленовых звеньев, с растворителями и метилстирольным каучуком (СКМС), сополимера этилена с винилацетатом и этиленпропиленового каучука, изопренового и метил­ стирольного каучуков, изучена термодинамика взаим одей­ ствия компонентов в тройной системе нитрильны й каучук СКН28 - метистирольный каучук СКМС - изопреновый кау­ чук. О бнаруж ено, что уменьш ение регулярности молекул СКЭПТ и увеличение содержания непредельного компонента в цепи увеличивает его термодинамическое сродство к раство­ рителям. Показано, что в широкой области составов в смесях СКЭПТ и СКМС происходит микрорасслаивание и образую т­ ся двухфазные коллоидные системы .

Получены кривые ликвидуса смесей полипропилена и поливинилацетата, полиэтилена и полиэтиленоксида разных молеку­ лярных масс. Изучен релаксационный механизм кристаллизации полипропилена в растворах и смесях .

Рассчитаны концентрационные и температурные зависимос­ ти термодинамических параметров взаимодействия между ком­ понентами в статических и динамических условиях, ориентаци­ онная энтропия и размеры макромолекул в деформируемых сис­ темах .

Исследована термодинамика растворения хитозана и поли­ меров на основе винилтетразола и винилимидазолов в воде. По­ лучены концентрационные зависимости энергии Гиббса, энталь­ пии смешения и разбавления. Показано, что они имеют сложный характер, обусловленный сочетанием электростатических взаи­ модействий ионов, межмолекулярных взаимодействий и энерге­ тических особенностей, связанных со стеклообразным состоя­ нием и способом синтеза полимеров .

Экспериментально и теоретически исследована концентраци­ онная зависимость энтальпии смешения поливинилхлорида с ря­ дом фталатных пластификаторов и растворителей различной хи­ мической природы. Показано, что энтальпия смешения склады­ вается из энтальпии взаимодействия и энтальпии релаксации стек­ лообразного состояния. По мере увеличения длины алкильного радикала в сложноэфирных растворителях и пластификаторах взаимодействие их с ПВХ усиливается .

Экспериментально исследована термодинамика взаимодей­ ствия поливинилового спирта с неорганической солью - гептамолибдатом аммония в водном растворе при разных концентра­ циях и соотношениях компонентов. Показано, что в растворе происходит образование комплексов с переносом заряда, строе­ ние которых зависит от соотношения между полимером и солью .

Написаны две главы монографии С.А. Вшивкова, Е.В. Русиновой «Фазовые диаграммы полимерных систем». Общий объем монографии 250 с. Библиография - 1800 наименований. Рецен­ зенты: замдиректора Института физической химии РАН, д-р хим .

наук, проф. А.Е. Чалых (Москва), д-р хим. наук, проф. В.П. Будтов (С.-Петербург) .

Образование Открыта учебно-исследовательская лаборатория «Анализ и сертификация полимерных материалов» с целью повышения ка­ чества обучения студентов по направлению 510500 - Химия и по специальности 011000 - Химия (специализации 011006 - Химия высокомолекулярных соединений, 011030 - Химия окружающей среды и химическая экспертиза) .

Издано учебное пособие С.А. Вшивкова, Е.В. Русиновой «Фазовые переходы в полимерных системах, вызванные механи­ ческим полем». Объем 172 с. Библиография - 600 наименований .

Изданы методические разработки «Программы спецкурсов» (J1.B .

Адамова, С.А. Вшивков, Б.И. Лирова, И.С. Тюмова), «Калори­ метрический метод исследования полимеров» (А.П. Сафронов) .

Подготовлены электронные варианты методических разрабо­ ток Е.В. Русиновой, С.А. Вшивкова по общему курсу «Коллоид­ ная химия» - «Описание лабораторных работ по коллоидной хи­ мии», «Анализ резин» (Е.В. Русинова) .

Прочитан новый спецкурс для студентов 5-го курса «Эколо­ гически чистые и биоразлагаемые полимеры» 36 час. (J1.B. Ада­ мова, А.И. Суворова, И.С. Тюкова) .

В спецкурс «Полимерные смеси и сплавы» введен новый раз­ дел объемом 12 час. (Полимерные пластификаторы. Добавки, спо­ собствующие совместимости полимеров) .

Разработаны лекции (16 час.) общего курса «Физические ме­ тоды исследования» (Е.В. Русинова). Введены 4 новые лабора­ торные работы .

Внешние связи Проводятся совместные работы с Институтом теплофизики РАН, УГЛТА, Институтом элементоорганических соединений РАН (Москва), Институтом высокомолекулярных соединений РАН, МГУ, Московским институтом тонкой химической техно­ логии, Иркутским государственным университетом, Институтом физической химии (Майнц, Германия), Rutgers. University (USA), CERMAV/CNR (Grenoble, France), University of Montreal, (Canada), предприятиями АО «МКМ», ЗАО Уралэластотехника .

Явления переноса в многофазных и дисперсных материалах

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. А.О. Иванов

Научные исследования Построены решения задач тепломассообмена и исследованы их динамическая и морфологическая устойчивости в процессах направленного затвердевания бинарных расплавов .

Построена модель процесса поверхностной реакционной диф­ фузии твердых оксидов металлов с фронтальной химической ре­ акцией .

Построена модель, описывающая образование и эволюцию внутренней структуры отдельного фрактального коллоидного аг­ регата .

Образование Успешно защищены 5 рефератов на школьных научно-прак­ тических конференциях и 2 реферата на районных научно-прак­ тических конференциях школьников. По тематике группы выпол­ нены и защищены 6 курсовых, 3 бакалавриатские и 3 дипломные работы студентами математико-механического факультета. По данной тематике обучаются в аспирантуре 3 человека, в магист­ ратуре - 2 человека .

Издано методическое пособие по курсу «Механика сплош­ ных сред». Внесены новые разделы в лекционные курсы «Физи­ ка», «Естествознание» и «Механика сплошных сред», читаемые на математико-механическом факультете. Ведется работа по под­ готовке к изданию монографии Buyevich Yu.A., Mansurov V.V., Alexandrov D.V. «Macrokinetics of crystallization», принятой изда­ тельством «Begell House Inc» (New York) .

Прочитаны новые специальные курсы лекций для магистран­ тов математико-механического факультета «Асимптотические методы» и «Задачи с подвижными границами» .

Руководитель группы А.О. Иванов удостоен почетного зва­ ния «Соросовский профессор» .

Разработка и исследование новых пористых материалов с высоким капиллярным давлением для двухфазных систем теплопередачи с капиллярными насосами

Руководитель научно-образовательной группы канд. физ.-мат.наук, доц. В.М. Кисеев

Научная работа Главным элементом тепловой трубы, является капилляр­ ная структура - фитиль, структурные, гидродинамические, теплофизические и конструктивные свойства которого опре­ деляю т теплопередаю щ ую способность всего устройства в целом. Особенность фитилей заклю чается в том, что они дол­ жны обладать достаточным для прокачки теплоносителя по замкнутому контуру капиллярным давлением (более 30 кПа) .

На основе никелевых и титановых порошков для фитилей тепловых труб разработана технология получения мелкопо­ ристых изотропных и анизотропных капиллярных структур, достаточно высокопористых (пористость 0,55 - 0,7) спечен­ ных ансамблей большого числа частиц, имеющих характер­ ные размеры пор (0,1 - 10) мкм и занимающ их промежуточ­ ное положение между ультрапористыми и крупнопористыми капиллярными структурами .

Образование Создан новый спецкурс «Физика теплопередающих систем»

(для студентов 5-го курса), новая лабораторная работа «Исследо­ вание работы тепловой трубы» .

Разработана компьютерная программа к спецкурсу «Расчет и моделирование работы контурной тепловой трубы», описания ла­ бораторных работ размещены в Интернете (http://virlib.eunnet.net/ win/metod_materials/wm 1 1/) .

В.М. Кисеев защитил докторскую диссертацию .

Материалы для реакторной техники

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. A.B. Кружалов

Научные исследования Изучена роль радиационного фактора в процессах зарожде­ ния и развития нодульной коррозии цирконий-ниобиевых спла­ вов, используемых в качестве конструкционных материалов в реакторостроении. Изучено влияние создаваемых имплантацией заглубленных слоев преципитатов оксинитрадных фаз на кинети­ ку гетерохимических процессов (термического окисления) дан­ ных сплавов. Структуры ZrO, - Zr на разной стадии окисления облучали ионами углерода и азота с энергией около 1 МэВ/нуклон, имитирующими воздействие реакторного излучения .

Показано, что диссипация энергии ионизирующих излучений (ускоренных ионов или нейтронов) приводит к накоплению в ок­ сидных пассивирующих пленках сплава Zr - 2,5 % Nb агрегатных дефектов - коллоидов металлического Zr, которые в результате их перколяции по мере возрастания флюенса, локально шунтиру­ ют пленку и тем самым провоцируют процесс нодульной корро­ зии. Предложен радиационный способ блокирования диффузии кислорода к гетерогенной границе, замедляющий процесс окис­ ления циркониевых сплавов .

Образование Проведены обзорные лекции-экскурсии для будущих абиту­ риентов «Циклотрон и его применение», «Микротрон и его при­ менение в радиационных технологиях» .

Совместно со специалистами Уральского межрегионального территориального округа Госатомнадзора РФ осуществляется кадровое сопровождение курсов повышения квалификации Ураль­ ского регионального экспертно-сертификационного научно-тех­ нического центра ядерной и радиационной безопасности .

Внешние связи С несколькими научно-исследовательскими организациями проводятся исследования в рамках совместных грантов и хоздо­ говоров. С УрО РАН осуществляется совместные исследования с привлечением уникального научного оборудования, которым оснащены академические институты УрО РАН и УГТУ с опубли­ кованием совместных научных работ. УГТУ осуществляет под­ готовку молодых специалистов для научных организаций, а так­ же специалистов высокой квалификации, в качестве соискателей и аспирантов. Преподаватели приглашаются для чтения лекций в другие вузы .

Работа выполнятся совместно с ГУДП СФ НИКИЭТ (Госу­ дарственное унитарное дочернее предприятие «Свердловский филиал научно-исследовательского и конструкторского ин­ ститута энерготехники») и НИИ ЯФ МГУ (НИИ ядерной ф и­ зики, г. Москва) - совместный грант в рамках программы Мини­ стерства образования РФ «Фундаментальные исследования выс­ шей школы в области естественных и гуманитарных наук. Уни­ верситеты России» .

Совместно с онкологическим центром Свердловской облас­ ти подготовлен к реализация проект «Центр нейтронной терапии на базе 120-см циклотрона УГТУ». Предложен проект создания на базе циклотрона У -120 регионального центра позитронно-эмиссионной томографии .

Основные результаты опубликованы в [215 - 223] .

Изучение и синтез новых материалов на металлической основе

Руководитель научно-образовательной группы д-р технич.наук, проф. A.A. Попов

Научные исследования Изучена структура высокопрочных гранульных материалов на алюминиевой основе (сплавы системы Al-Zn-Mg-Cu-(Ti, Zr, Со, Fe)) после интенсивной пластической деформации и последующего ста­ рения. Установлены основные закономерности превращений в ходе старения. Проведены испытания механических свойств высокопроч­ ных алюминиевых сплавов с целью определения оптимальных темпе­ ратурно-временных интервалов термо-деформациоиной обработки .

Проанализирован ход превращений в изотермических услови­ ях и после теплой прокатки в сплаве ВТ22И. Обнаружена возмож­ ность упорядочения в твердом растворе, проведен анализ кристал­ лической структуры упорядоченной фазы и морфологии вторич­ ных выделений. Исследовано влияние старения после термомеха­ нической обработки сплавов ВТ22И, Ті-10-2-3, ВТ23, ВТ35, ТС6 на структуру и свойства и на основании этих данных разработаны ре­ жимы термомеханической обработки. Исследовано изменение фа­ зового состава интерметаллидного сплава титана на основе О-фазы, полученного в стандартных условиях и подвергнутого экстремаль­ ным воздействиям. Исследовано изменение свойств по сечению интерметаллида NijAl при экстремальном ударном воздействии. С целью оптимизации состава изучена структура дисперсионно уп­ рочненных композитов на медной основе, установлено влияние на нее термической обработки. Проведены исследования процессов упорядочения в сплавах на основе систем Fe-Al-N, Ni-Al в зависи­ мости от изменения химического состава и режимов термической обработки и их роли в формировании структуры и свойств .

Изучено влияние параметров промежуточных отжигов на фор­ мирование структуры электротехнической анизотропной стали нит­ ридного варианта ингибирования с целью получения более высо­ ких эксплуатационных свойств. Исследована структура и свойства горячекатаной листовой коррозионностойкой ферритной стали, предложены варианты изменения режимов обработки. Рассмотре­ на струкіурная и фазовая стабильность (+y) - сплавов системы Ni-Co-Cr-Al, применяемых в качестве жаростойких покрытий .

Проведены исследования охлаждающих сред, альтернативных закалочным маслам, и возможность закалки рельсовых накладок в полимерной среде. Изучены структура и свойства перспективных хромомолибденванадиевых сталей для валков холодной прокатки в зависимости от уровня легирования и условий обработки .

Образование Защ ищ ены кандидатские диссертации С.В. Беликовым и A.B. Корелиным .

Скорректированы рабочие программы курсов «Перспектив­ ные материалы» и «Физическое материаловедение» для специаль­ ностей «Материаловедение и технология новых материалов» и «Физика металлов» с учетом проводимых исследований. Подго­ товлены к изданию учебное пособие «Титановые сплавы: струк­ тура, свойства, применение» (A.A. Попов, C.J1. Демаков, А.Г. Ил­ ларионов, H.A. Дроздова), методические указания к лаборатор­ ным работам «Медь и ее сплавы», «Твердые сплавы», (И.Ю. Пышминцев) «Вакуумный отжиг сплавов титана» (А.Г. Илларионов) «Определение характеристик дислокационной структуры в мате­ риалах» (А.Г. Илларионов), готовятся учебные пособия «Аэро­ космические материалы. Легкие сплавы. 4.1.» для специаль­ ности 0710 - М атериаловедение и технология новых материа­ лов (A.A. Попов, С.Л. Демаков, А.Г. Илларионов); «Оптические методы определения характеристик зеренной структуры в м а­ териалах» (М.Л. Лобанов, К.В. Ларионова, С.М. Илларионова) .

Внешние связи Проводятся работы но изучению структуры и свойств перс­ пективных материалов на основе высокопрочных титановых спла­ вов, интерметаллидов в учебно-научном центре «Аэрокосмичес­ кого материаловедения» совместно с УрГУ и Институтом физи­ ки металлов УрО РАН с привлечением студентов и магистров .

Закончена работа по высокопрочным наноматериалам в рамках проекта INTAS 1243-97. В рамках НОЦ (с УрГУ и ИФМ) проведе­ на II Уральская школа-семинар металловедов - молодых ученых (ноябрь 2000) на которой было представлено около 100 докладов из 14 городов России и ближнего зарубежья. С участием НОЦ проведена конференция «Новые материалы и технологии в ме­ таллургии и горнодобывающей промышленности» в рамках меж­ регионального студенческого фестиваля «Гефест-2001» (УГТУ, май 2001). Докторант И.Ю. Пышминцев направлен на стажиров­ ку в Гентский университет (Бельгия). Результаты разработок но перспективным материалам экспонировались на российских вы­ ставках «Мир станков и инструментов-2000», «Руда и металлЕкатеринбург, Зіоктября - 3 ноября 2000) .

Основные результаты опубликованы в [229 - 272] .

Исследование физических свойств аэродисперсных и капиллярно-пористых материалов

Руководитель научно-образовательной группы д-р физ.-мат.наук, проф. В.Г. Черняк

Научная работа Свойства мелкодисперсных материалов (теплофизические, оптические, поверхностные и др.) существенно отличаются от свойств этих же материалов в недиспергированном состоянии .

Поиск и обоснование эффективных методов исследования физи­ ческих свойств дисперсных материалов составили основное со­ держание научной работы, проводимой в отчетном периоде .

Физические характеристики субмикронных частиц могут быть восстановлены с высокой точностью из исследований пове­ дения этих частиц в неоднородных газах. Такие исследования необходимы также для получения тонкодисперсных порошков с заданными свойствами .

Цель теоретических исследований состояла в выявлении воз­ можных механизмов воздействия резонансного оптического из­ лучения на субмикронные частицы, в расчете силы и скорости фотофореза, темпа испарения и конденсационного роста в зави­ симости от величины расстройки Q частоты излучения относи­ тельно центра линии поглощения, соотношения между частотой радиационного распада возбужденного уровня и частотой межмолекулярных столкновений, транспортных характеристик воз­ бужденных и невозбужденных молекул поглощающего свет газа, а также от теплофизических, оптических и аккомодационных свойств самой частицы .

Выявлены два механизма явления: поверхностный (аккомо­ дационный) и объемный (буферный). Первый обусловлен различ­ ным характером взаимодействия возбужденных и невозбужден­ ных молекул с поверхностью частицы. Второй связан с различи­ ем сечений взаимодействия возбужденных и невозбужденных молекул поглощающего газа с молекулами буферного газа .

Численные оценки, сделанные для алюминиевой частицы ра­ диусом 1 мкм, находящейся в смеси аргона и паров натрия, по­ казали, что при воздействии оптического излучения мощ нос­ тью 10 мВт, генерируемого лазером на красителе, сила фотофо­ реза почти на четыре порядка превосходит силу тяжести части­ цы, а фотофоретическая скорость может достигать 20 м/с .

Получены выражения для кинетических коэффициентов, характеризующих радиационное испарение частицы за счет ее разогрева при поглощении света, фазовые переходы за счет резо­ нансного охлаждения или разогрева молекул пара, а также за счет различия коэффициентов испарения возбужденных и невозбуж­ денных молекул .

Образование Подготовлено к изданию учебное пособие по курсу «Меха­ ника деформируемых сред», читаемого студентам УрГУ и УГТУУПИ. Изданы тесты по физике для поступающих в вузы .

Прочитаны две лекции учителям физики Артемовского рай­ она и лекция для учителей физики г. Екатеринбурга в Доме учите­ ля .

Внешние связи Рецензирование сборника научных трудов Института тепло­ физики УрО РАН «Метастабильные состояния и фазовые перехо­ ды». Научная рецензия проекта исследований группы молодых ученых Института теплофизики УрО РАН «Исследование межфазной границы жидкость - газ газонасыщенных растворов ме­ тодами молекулярной динамики и градиентного разложения Вандер-Ваальса» .

Сделан устный доклад на Международной конференции «Visibility-2000» (Вена, сентябрь 2000). Представлен стендовый доклад на XIX конференции стран СНГ «Дисперсные системы»

(Одесса, 25 - 29 сентября 2000) .

Участие в проведении XI Всероссийской студенческой кон­ ференции по проблемам теоретической и экспериментальной хи­ мии (работа в программном комитете, научное руководство сек­ цией «Перспективные материалы») .

Основные результаты опубликованы в [224 - 228] .

Моделирование ресурса пластичности

Руководитель научно-образовательной группы канд. физ.-мат.наук, доц. А.Е. Шнейдер

Научные исследования Разработана модель, описывающая пластическое состоя­ ние металлов при больш их деформациях. Модель позволяет вычислять запас пластических свойств в исследуемой облас­ ти .

Расчет перемещ ений, деформаций и скоростей деформа­ ций производится на основе экспериментальных данных, по­ лученных методом сеток с последующей аппроксимацией их двумерными рациональными функциями на каждой, кроме последней, стадиях деформирования .

П редложенная модель разруш ения позволяет в полном объеме использовать экспериментальные данные при анализе ресурса пластичности и изучении геометрии образования тре­ щин деформируемого образца. Разработан пакет прикладных программ «Ф ункционал», реализующий расчет всех парамет­ ров модели .

Результаты расчетов, проведенные для монокристаллических материалов, в частности, изготовленных из сплава цинка технической чистоты, показывают, что ресурс пластичности уменьш ается достаточно равномерно и почти линейно лишь на первых стадиях деформирования. На стадиях деформиро­ вания, составляющих от 65 до 70 % предельной, предсказание места разрушения и геометрии образования трещин осущ е­ ствляется с высокой (до долей миллиметра) степенью точнос­ ти .

Полученные результаты хорошо согласуются с характером деформации монокристаллического металла с единым фактором Шмидта. Разрушение таких металлов происходит вдоль фикси­ рованной прямой, определяемой углом наклона линии скольже­ ния кристаллической решетки к оси растяжения .

Изучена возможность построения приближенных характери­ стических уравнений в задачах вязкопластических деформаций с учетом последействия. В основе предлагаемого метода лежит процедура аппроксимации резольвент инфинитезимальных опе­ раторов конечномерными операторами .

Разработано первое приближение модели пробоя диэлектри­ ка под действием больших электрических полей с учетом фазо­ вых превращений - плавления и испарения материала .

Образование Защищены пять рефератов на районных научно-практичес­ ких конференциях школьников. Прочитаны плановые лекции (26.02.01 -03.03.01 и 17.04.01 - 18.04.01) учителям математики в рамках вариативного модуля «Математика» (математическое мо­ делирование) Министерства образования Свердловской области .

Опубликованы два учебных пособия, одно из которых - с грифом Министерства образования Свердловской области, учеб­ ные программы по спецкурсам и лабораторному практикуму для студентов математико-механического факультета УрГУ: учебная программа по курсу «Динамические задачи теории упругости и пластичности» для студентов 4 - 5-го курсов математико-меха­ нического факультета (разработчик программы A.B. Горшков);

учебная программа по спецкурсу «Фогоупругость и голография»

для студентов 4 - 5-го курсов математико-механического факуль­ тета (разработчик программы А.Е. Шнейдер); учебная програм­ ма по лабораторному практикуму (лаборатория специализации) «Фотоупругость и голография» для студентов 4 - 5-го курсов математико-механического факультета (разработчик программы А.Е. Шнейдер) .

Внешние связи Развиваю тся связи с D epartm ent o f A pplied M echanics (University o f Gent, Belgium), Институтом машиноведения УрО РАН, Московским авиационно-технологическим институтом Ал­ тайским государственным техническим университетом (г. Варнаул) .

Биологически активные органические соединения На основе прогрессивных методов органического синте­ за (асимметрический синтез, нуклеофильное замещение водо­ рода, трансформация гетероциклического кольца), изучения стереохимии, кинетики, термодинамики и механизмов орга­ ни чески х реакций реш али проблемы синтеза новых б и оре­ гуляторов и модиф икации биологически активны х с о ед и ­ нений .

С целью создания ингибиторов ДНК-гиразы и ДНК-топомеразы осущ ествляли структурную модификацию фторхинолоновых кислот и азинов реакцией 1,3-диполярного присое­ динения. Изучали реакцию [3+2] циклоприсоединения, приво­ дящ ую к получению фторхинолоновых кислот, аннелированных различными гетероциклами по 1,2- и 1,3-положениям .

О существлен синтез фторированных хиноксалинов, замещен­ ных хиноксалиндиоксидов, бензимидазолов и конденсирован­ ных систем на их основе .

С целью получения эффективных ингибиторов обратной транскриптазы и иммуностимуляторов исследовали модифика­ цию в ряду азолоазинов, структурно подобных пуриновым ос­ нованиям. Для изучения модификации молекулярных фрагмен­ тов нуклеозидов и расщепления азолоазинов осуществлен син­ тез с применением меченых атомов .

Разработан принципиально новый метод синтеза тиазолидинов, изатинов и индолов, обладающих противоопухолевой и противовирусной активностью. Было показано, что гидроксикетоны природного происхождения с эфирами полифторкарбоновых кислот дают С-полифторацильные производные, являю щиеся синтонами для синтеза новых фторсодержащих гетероциклов .

Для выяснения механизма связывания ионов тяжелых метал­ лов с последующим выведением их из живых организмов синте­ зированы новые N-ариламинопропионовые кислоты. Определе­ ны константы кислотной ионизации, изучен механизм ионизации .

Выполнен синтез и рентгенострукгурные исследования комплек­ сов никеля и меди с некоторыми N-ариламинопропионовыми кис­ лотами. Разработана методика спектрофотометрического опре­ деления меди .

Все синтезированные соединения переданы на биологичес­ кие испытания. Проведена наработка ключевых полупродуктов для организации выпуска антибактериального препарата пефлоксацина .

Образование Образовательная деятельность научных групп была направ­ лена на развитие и совершенствование довузовского, вузовского и послевузовского образования .

Проведена XI Всероссийская студенческая научная конферен­ ция «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», в ко­ торой работала секция «Перспективные материалы». По тематике научных исследований групп выполнены курсовые работы, выпус­ кные работы бакалавров, дипломные работы и магистерские дис­ сертации. Студенты принимали активное участие в научной работе групп, являясь соавторами статей и тезисов. Получило дальнейшее распространение сотрудничество в научной и образовательной де­ ятельности не только между кафедрами органической химии УрГУ и УГТУ и кафедрой технологии органического синтеза УГТУ, но и Институтом органического синтеза УрО РАН через филиалы кафедр, особенно при обучении в магистратуре .

Внешние связи Продолжались совместные научные исследования в рамках госбюджетных тем, грантов (РФФИ, DGF, Journals Grant of RSC), программ М инистерства образования, М инистерства науки, МНТЦ, «Университеты России - фундаментальные исследова­ ния», ФЦП «Интеграция» .

В работе принимали участие сотрудники Института органи­ ческого синтеза УрО РАН, кафедры экспериментальной физики УГТУ, Института элементоорганических соединений им. А.Н. Не­ смеянова, Москва, Института технической химии, Пермь, Ново­ сибирского института органической химии СО РАН, И нсти­ тута неорганической химии СО РАН, Института гриппа РАМН (г. С.-Петербург) .

Новое развитие получили связи с такими зарубежными цент­ рами, как Бременский университет, Технический университет (Дармштадт), университет Бари (Италия), Universidade do Porto (П ортугалии), И нститут рака (СШ А), фирмам и «С ам сунг»

(Ю. Корея), «Байер» (Германия), «Рон-Пуленк» (Франция), «Айпекс» (Голландия), «Юнироял» (Канада), «Такеда» (Япония) .

Новые перспективные материалы многоцелевого назначе­ ния на основе N-арил-З-аминопропионовых кислот Руководитель научно-образовательной группы A.A. Вшивков Разработка методов синтеза новых гетероциклических со­ единений, обладающих противоопухолевой и противовирусной активностью Руководитель научно-образовательной группы B.C. Мокрушин Разработка принципов и методов синтеза эффективных ингибиторов обратной транскриптазы и иммуностимуляторов на основе моноциклических и азолоаннелированных азинов Руководитель научно-образовательной группы B.J1. Русинов Гидроксикетоны природного происхождения в синтезе галогенсодержащих биологически активных гетероциклов Руководитель научно-образовательной группы В.Я. Сосновских Новые методы синтеза и структурной модификации азагетероциклов в создании новых материалов Руководитель научно-образовательной группы В.Н. Чарушин Новые перспективные материалы многоцелевого назначения на основе N-арил-З-аминопропионовых кислот

Руководитель научно-образовательной группы канд. физ.-мат.наук, доц. A.A. Вшивков

Научные исследования Синтезированы новые ароматические комплексоны 4-N,Nди(2-карбоксиэтил)аминоанобензол-4’-сульфокислота и 2-Ы,1М-дикарбоксиэтил)-4,5-диметиламиноазобензол-4’-сульфокислота, проведена их идентификация методами элементного анализа, УФ, ИК, ПМР спектроскопии, определены константы кислотной иони­ зации, изучен механизм ионизации .

Разработана методика спектрофотометрического опреде­ ления меди в сложнооксидных системах типа La(Sr)M, xCux0 3 (М - Со, Мп) и в сплавах и штейнах в виде комплексною соеди­ нения с Ы,Ы-ди(2-карбоксиэтил)-3,4-ксилидином. Спектрофотомет­ рическая методика может быть использована для определения со­ держания меди на уровне 0,5 - 1 0 % в сложных объектах и обеспе­ чивает возможность определения меди на фоне многих других ионов без их предварительною отделения или маскирования .

Выполнен синтез и рентгеноструктурное исследование ком­ плексов [N i(o-A ndp)(H,0)2]*3H20, где H Jo-A ndp] -я-анизидинЫ,Ы-ди-3-пропионовая кислота и [C u(o-A ndp)(H 20 ) 2]*2H20, где o-Andp2' -о-анизидин-Ы,Ы-ди-3-пропионат .

Образование Подготовлены рабочая программа и конспект лекций по спец­ курсу «Анализ объектов окружающей среды». В этом курсе рассматриваются экологические последствия применения метал­ лов, сплавов, керамических, полимерных и других перспектив­ ных материалов в человеческой деятельности .

Разработана программа курса «Химия окружающей среды и химический мониторинг» для студентов 5-го курса химического факультета .

Подготовлены методические указания для студентов 3-го кур­ са химического факультета «Комплексонометрический анализ не­ органических материалов» и «Указания к самостоятельной рабо­ те по органической химии» .

Подготовлена новая лабораторная работа «Спекгрофотометрическое определение меди в сложнооксидных материалах» для курса «Комплексные соединения в аналитической химии» .

A.A. Вшивков является председателем оргкомитета XI Все­ российской студенческой конференции «Проблемы теоретичес­ кой и экспериментальной химии» (апрель 2001) .

Внешние связи Рентгенострукгурные исследования выполнены в контакте с Институтом неорганической химии СО РАН. Доц. Ю.А. Скорик с 1 марта 2001 г. проходит научную стажировку в Португалии (Universidade do Porto) .

Основные результаты опубликованы в [273 - 282] .

Разработка методов синтеза новых гетероциклических соединений, обладающих противоопухолевой и противовирусной активностью

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наук,проф. B.C. Мокрушин

Научные исследования Разработан принципиально новый метод синтеза изатинов, исходя из доступных производных форманилида, а также новый метод получения индолов, содержащих высоко реакционно-спо­ собную изоцианогруппу. Эти результаты являются первым при­ мером синтеза сложных гетероциклических изоцианидов. Полу­ ченные соединения проявили высокую активность в четырехком­ понентной конденсации (реакции Уги), что позволило синтезиро­ вать более 50 новых соединений для изучения биологической ак­ тивности .

Показано, что Z-изомер азаанолога бутадиенеилкетенов циклизуется по гетероэлектроциклическому механизму. Изучены реакции тиоамидов гетарилкарбоновых кислот с эфиром ацетилендикарбоновой кислоты. Обнаружено, что реакция протекает региоселекгивно и образуются индивидуальные тиазолидины .

Разработаны новые методы региоселективного синтеза ранее недоступных производных тиазолидина и изатинов .

Образование Аспирантка Е.Е. Зверева защитила кандидатскую диссерта­ цию. Аспирантки М.И. Токаева и Т.В. Глухарева закончили экспе­ рименты по диссертации. К научной работе привлечено 7 студен­ тов .

Разработан электронный вариант «Сборника задач и упраж­ нений по химии и технологии биоорганических и лекарственных веществ». Проведено три семинара молодых ученых .

Внешние связи Для углубленного изучения противоопухолевой активности наработано и передано в Институт рака США одно соединение, для испытаний отобраны 23 соединения. Продолжены совмест­ ные работы с учеными НИОС РАН и университета Граца (Австрия) .

Основные результаты опубликованы в [283 - 290] Разработка принципов и методов синтеза эффективных ингибиторов обратной транскриптазы и иммуностимуляторов на основе моноциклических и азолоаннелированных азинов

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наук,проф. В.Л. Русинов

Научные исследования Для изучения модификации молекулярных фрагментов ано­ мальных нуклеозидов и расщепления азолоазинов разработан метод синтеза и наработан 1,2,4-триазоло[5,1-с]-1,2,4-триазинН)-он, меченый изотопом,5N .

С целью получения соединений с потенциальным противови­ русным действием изучено алкилирование 1,2,4-триазоло[5,1-с]триазинонов и 1,2,4-триазоло[1,5-а]-пиримидинонов. В каче­ стве алкилирующих агентов использованы галоидные алкилы, алкилтозилаты и третичные спирты. Разработанные методы позволи­ ли получить триазолотриазины и триаэолопиримидины, содержа­ щие линейные и разветвленные алкильные группы, аналоги терпе­ нов. Установлено, что алкилирование триазолопиримидинов проте­ кает преимущественно по азольному циклу, а триазолотриазины - по азиновому. Объем заместителей, расположенных рядом с реакци­ онными центрами, существенно влияет на направление реакции .

Ациклические аналоги природных нуклеозидов получены при использовании реагентов, содержащих в алкильной цепи атом кис­ лорода .

Структурные аналоги нуклеозидов пуринового ряда на ос­ нове 1,2,4-триазоло[5,1-с]-1,2,4-триазинов и 1,2,4-триазоло[1,5-а]пиримидинов синтезированы с использованием глюкопиранозы и ксилофуранозы в качестве углеводной составляющей. Наиболее эффективными алкилирующими агентами в этих реакциях про­ явили себя ацетаты спиртов .

Разработаны методы введения фрагментов адамантана в азоло[5,1-с]-1,2,4-триазин-7(4Н)-оны. Так взаимодействие 6-нитроил и 6-карбэтокси-1,2,4-триазоло[5,1-с]-1,2,4-триазиннов-7 с 1-адамантанолом (или 1-адамантилнитратом) в концентрированной серной кислоте приводит к N-адамантилпроизводным (схема 1) .

Установлено, что 6-нитро-4-адамантил-1,2,4-триазоло[5,1-с]-1,2,4триазин-7(4Н)-оны изомеризуются при нагревании в серной кис­ лоте в N-3-адамантилпроизводные. С использованием меченых изотопом l5N соединений доказан межмолекулярный характер превращения изомеров .

Обнаружена управляемая деструкция аэольного или азинового циклов в азоло[1,5-а]пиримидинах и аномальных нуклеозидах на их основе, позволяющая получать моноциклические аномальные нуклеозиды с заведомым расположением заместителей, в том чис­ ле 4-алкил-З-амино-1,2,4-триазолы - структурные аналоги аминоимидазолкарбоксамида (АИКА) - важнейшего метаболита в биосин­ тезе пуринов. Другой вариант синтеза пиримидинов на основе азолоазинов был исследован в ряду тиадиазолопиримидинов. Установ­ лено, что циклизация 3-амино-1,3,4-тиадиазола с ацетоуксусным эфиром приводит к образованию 2-тиоциано-4-метилпиримидинона. Такой результат указывает на протекание реакции через об­ разование 1,3,4-тиадиазоло[3,2-а]пиримидина, создает предпосыл­ ки для дальнейших исследований в этом направлении .

Впервые в рядах азинов обнаружено диастереоселективное присоединение хирального О-нуклеофила 1-ментола к (^-незаме­ щенному атому ахирального 1,2,4-триазин-5(4Н)-она, активирован­ ного действием ангидридов алифатических карбоновых кислот. Ре­ зультатом реакции становится образование 1-ацил-6-(1-ментил-3’)З-феншЦбБ)-1,6-дигидро-1,2,4-триазин-5(4Н)-онов и I -ацил-6-(1-ментил-3’)-3-фенил-(6Я)-1,6-дигидро-1,2,4-триазин-5(4Н)-онов. Инди­ видуальные стереоизомеры были выделены из смеси методом флешхромотографии на сухой колонке. Строение полученных соедине­ ний установлено на основании данных ЯМР спектроскопии, массспектрометрии и рентгено-структурного анализа. Установлено, что стереоселекгивное образование (6S)-диастереоизомеров контроли­ руется обьемом ацильного заместителя при N1 .

Образование В работе группы приняли участие аспиранты С.Л. Деев, И.Н. Егоров и студенты И.В. Бурдейный, А.Ю. Ходырев и А.Н. Писку­ нова. Студенческая работа И.Н. Егорова «Синтез'аналогов азацитозина» получила поощрительную премию на областном конкурсе сту­ денческих работ. ГВ. Зырянов защитил кандидатскую диссертацию .

Подготовлен и прочитан курс лекций для школьников «Антиметабо­ литы. Принципы действия и применение в медицине» (Е.Н. Уломский) .

Внешние связи Работа группы происходила во взаимодействии с группами О.Н. Чупахина и В.Н. Чарушина, а также с сотрудниками Инсти­ тута органического синтеза УрО РАН, Новосибирского институ­ та органической химии СО РАН, Дармштадтского технического университета (Германия), Института гриппа РАМН (г. С.-Петер­ бург), НПО «Вектор» (г. Новосибирск) .

Гидроксикетоны природного происхождения в синтезе галогенсодержащих биологически активных гетероциклов

Руководитель научно-образовательной группы канд. хим.наук, доц. В.Я. Сосновских

Научные исследования Фторорганические вещества нашли широкое применение в различных областях науки и техники, в частности в агрохимии, фармацевтике и в качестве фторгюлимеров. Разработан и внедрен ряд новых противовирусных, противораковых и противогрибко­ вых препаратов, в которых замещение водородных атомов на фтор оказало решающее влияние на их биологическую активность. В настоящее время до 30 - 40% агрохимических и 20 - 30% фарма­ цевтических препаратов содержат, по крайней мере, один атом фтора на молекулу .

Исследования направлены на поиск путей замены метильной группы в природных и биологически активных соединениях на трифторметильную и другие полигалогеналкильные группы. Это ведет к иному распределению электронной плотности в молеку­ лах и кардинальному увеличению их реакционной способности по отношению к нуклеофильным реагентам .

Показано, что реакции о-гидроксиацетофенонов, келлинона, дегидрацетовой кислоты, 2-ацетилдимедона и 2-аминоацетофенона с RF 0 2Et даюг их С-полифторацильные производные, ко­ C торые представляют интерес в качестве высокоактивных синтонов для синтеза новых фторсодержащих гетероциклов. На осно­ ве этих соединений получены 2-полифторалкилхромоны, 7-полифторалкилноркеллины, 2-полифторалкил-7-метилпирано[4,3Ь]пиран-4,5-дионы, 7,7-диметил-2-полифторалкил-7,8-дигидроН-хромен-4,5-дионы и 2-полифторалкил-4-хинолоны - фториро­ ванные аналоги природных соединений с потенциальной биоло­ гической активностью .

При исследовании свойств соединений 2-полифторалкилхромонов установлено, что в отличие от изученных ранее 2,3-дигидро-6-трифторметил-4-пиронов, реагирующих с алкилмеркаптоацетатами с образованием 2-окса-7-тиабицикло [3.2.1]октанов, 2трифторметилхромоны (RF =CF3) дают в результате окислитель­ но-восстановительной реакции дигидротиенокумарины .

При конденсации дегидрацетовой кислоты с эфирами полифторкарбоновых кислот образуются С-полифторацильные про­ изводные, существующие в зависимости от природы раствори­ теля в открытой или циклической форме. Полученные из них пиранопирандионы легко реагируют с гидразином и гидроксиламином, давая при этом пиразолы и изоксазолины. Аналогичные про­ дукты были получены также на основе 2-ацетилдимедона .

Образование Студенты принимают активное участие в научной работе и являются соавторами 2 статей и 7 тезисов. В практикуме постав­ лены 3 новые лабораторные работы (синтез дегидрацетовой кис­ лоты, 2-ацетилдимедона, 1-арил-4,4,4-трифтор-1,3-бутандионов) .

Внешние связи Развиваются связи с Институтом органического синтеза (г. Ека­ теринбург), Институтом элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова (г. Москва), Институтом технической хи­ мии (г. Пермь). Ведутся совместные научные проекты с Бременс­ ким университетом (грант DFG 436 RUS 17/105/00) и Техничес­ ким университетом в Дармштадте (Journals Grant o f RSC) .

Основные результаты опубликованы в [310 - 313] .

Новые методы синтеза и структурной модификации азагетероциклов в создании новых материалов Руководитель н^чно-образовательной группы член-кор. РАН, д-р хим. наук, проф. В.Н. Чарушин Научные исследования В рамках проекта проведены исследования, направленные на разработку новых методов синтеза и структурной модификации азагетероциклов с целью создания новых материалов: ингибито­ ров ДНК-гираза и ДНК-топоизомеразы в рядах фторированных производных 4-хинолон-З-карбоновых кислот и других азагете­ роциклов; а также органических сцинтилляторов и комплексонов в рядах конденсированных азагетероциклов .

Проведена наработка ряда ключевых полупродуктов для орга­ низации промышленного выпуска антибактериального препара­ та широкого спектра действия пефлоксацина на Опытном заводе РАН (г. Волгоград) .

Развито новое перспективное направление структурной мо­ дификации 6-фтор-4-хинолон-3-карбоновых кислот, основанное на применении методологии 1,3-диполярного циклоприсоедине­ ния .

Разработаны методы получения производных 6-фтор-4-хинолон-3-карбоновой кислоты, содержащие в положении 7 остатки 1.3-диполей. Нитрозированием 7-гидразино-производных, а также нуклеофильным замещением атома фтора в 6,7-дифтор- и 6,7,8-трифторхинолонах под действием азида натрия синтезированы 7-азидофторхинолоны. Конденсацией 7-гидроксил-амино-4-оксо-6-фтордигидрохинолин-З-карбоновой кислоты с пара-формальдегидом генерированы фторхинолоны, содержащие в седьмом положении молекулы 1,3-дипольный азометиноксидный фрагмент. Изучены реакции 1,3-диполярного циклоприсоединения азометиноксидов и азидов с циклоалкенами, норборненами, эфирами ненасыщенных кислот, енаминами циклических кетонов; установлены регио- и сте­ реоселективность образующихся циклоаддукгов, их устойчивость и направления дальнейших превращений .

Изучены реакции [3+2] циклоприсоединения и получен ши­ рокий ряд фторхинолон-карбоновых кислот, аннелированных по 1,2- и 1,8- положениям различными гетеро-циклами, найдены пути их химической модификации .

Реакцией Ы -(этоксикарбонил)метилзамещ енных 6,7-дифтор-6,7,8-трифтор- и 5,6,7,8-тетрафтор-4-оксо-1,4-дигидрохинолин-3-карбоксилатов с метил метакрилатом получены гексагидропирроло[1,2-а]хинолоны. Взаимное расположение заместителей при аннелировании пиррольного цикла установлено с использо­ ванием ядерного эффекта Оверхаузера .

Осуществлен синтез фторированных хиноксалинов, 2,3-замещенных хиноксалин 1,4-диоксидов, а также фторированных бензимидазолов и конденсированных систем на их основе. Изуча­ ются пути структурной модификации этих веществ .

На биологическое тестирование противоопухолевой (Наци­ ональный институт рака, Бетезда, США) и туберкулостатической (Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний, Алабама, США и Институт туберкулеза Минздрава РФ, Екате­ ринбург) активности передано более 50 соединений. Найдены вещества, перспективные для дальнейшего изучения противо­ опухолевой и туберкулостатической активности. Подготовлены 2 па­ тентные заявки на новые вещества, обладающие туберкулоста­ тической и противоопухолевой активностью .

Методология 1,3-диполярного циклоприсоединения исполь­ зована для введения в молекулы азинов разнообразных гетеро­ циклов .

Получена серия Ы-этил-3-тиоалкил-5-арил-1,2,4-триазиниевых солей. Исследованы реакции 1,3-диполярного циклоприсоедине­ ния с участием нестабилизированных илидов триазиния, генери­ руемых из N-алкильных солей в присутствии оснований, с ацети­ ленами. Показано, что реакция с диалкилацетилендикарбоксилатом и приводит к образованию пирроло[2,1-Г]-1,2,4-триазинов .

Изучено двойственное поведение 1-алкин-3-алкинилтио-5фенил-1,2,4-триазиниевых солей, способных вступать как во внут­ римолекулярную реакцию Дильса-Альдера с последующей транс­ формацией триазинового кольца, так и в межмолекулярную ре­ акцию 1,3-диполярного циклоприсоединения .

Исследованы радиолюминесцентные свойства серии пирроло[2,Ы]-1,2,4-триазинов, обладающих достаточно высоким выхо­ дом импульсной катодолюминесценции (не уступают стильбену) .

Образование Подготовлен новый раздел «Антибактериальные соединения»

в лекционном курсе по биологически активным веществам для аспирантов и студентов старших курсов .

Разработана рабочая программа и подготовлен конспект лек­ ций по курсу «Биохимия» для студентов, обучающихся по специ­ альности «Инженерное дело в медико-биологической практике» .

Подготовлено учебное пособие «Реакционная способность органических соединений. Ч. 1. Строение органических соедине­ ний», (Д.Н. Кожевников, Е.Н. Уломский, B.J1. Русинов, В.Н. Ча­ рушин) .

Внешние связи Выполняются исследования по синтезу новых веществ с за­ данными свойствами в сотрудничестве с рядом зарубежных фирм:

«Самсунг» (Ю. Корея), «Байер» (Германия), «Рон-Пуленк» (Фран­ ция), «Айпекс» (Голландия), «Юнироял» (Канада), «Такеда» (Япо­ ния), а также в рамках госбюджетных тем, по грантам и по про­ граммам МО РФ, Министерства науки РФ, РФФИ и МНТЦ .

Проводятся исследования по поиску перспективных сцинтилляционных материалов совместно с кафедрой экспериментальной физики УГТУ .

В.Н. Чарушиным прочитаны лекции на Всероссийской шко­ ле молодых ученых по химии азинов («Байкальские чтения по приглашению фирмы «Bayer» (Германия), «Новые ме­ тодологии синтеза азагетероциклов» (г. Вуперталь 29.01.2001) и «Новые синтоны для комбинаторной химии» (г. Ливеркузен, 30.01.2001), а также в университете Амстердама (Голландия) по химии азагетероциклов (2.02.2001 г) .

Студенты 5-го курса химико-технологическиго факультета УГТУ-УПИ (О. Бурова, М. Федорова) направлены в университет Бари (Италия) для выполнения дипломных работ по исследова­ нию комплексообразующих свойств новых органических лиган­ дов .

Основные результаты опубликованы в [314 - 332] .

Материалы для биоинжиниринга Основные работы были связаны с разработкой методов син­ теза новых биологически активных веществ и созданием новых материалов для биоинжиниринга .

По первому направлению разработаны принципиально новые методы синтеза и функционализации органических лигандов на основе 1,2,4-триазина, несущих остатки пирадина, фурана и тиофена (О.Н. Чупахин) По второму направлению усилия были сосредоточены на изу­ чении связи между структурой и функцией биополимеров с це­ лью создания искусственной мышцы (Ф.А. Бляхман), на изуче­ нии и синтезе новых металлических материалов для биоинжини­ ринга, применяемых в хирургии и травматологии (A.A. Попов) и на создании экологически чистых полимерных материалов на основе смесей синтетических и природных полимеров (А.И. Су­ ворова) .

Проведены молодежные ночны е конференции по металло­ ведению (A.A. Попов, А.Н. Бабушкин), новым материалам и тех­ нологиям в металлургии и горнодобывающей промышленности (A.B. Корелин, A.A. Попов, Г.В. Тягунов). В работе конференций приняло участие более 400 человек из различных регионов Рос­ сии и ближнего зарубежья .

Подготовлено 7 методических пособий и указаний, рабочих программ курсов, в которых рассмотрены вопросы биоинжини­ ринга .

В выполнении работ по данному направлению принимали участие пять аспирантов, в диссертационные работы которых входят, как составные части, вопросы биоинжиниринга .

Уровень внешних связей коллектива достаточно широк. Ве­ дутся совместные разработки с учеными Польши, Германии, Ни­ дерландов, различными институтами и лечебными организация­ ми России .

Результаты работы представлены на выставке «Очевидные темы и невероятные решения» (Екатеринбург, май 2001) .

Исследование природы молекулярного взаимодействия сократительных белков с целью создания новых материалов для биоинженерии Руководитель научно-образовательной группы Ф.А. Бляхман Изучение и синтез новых материалов на металлической основе для биоинжиниринга Руководитель н^чно-образовательной группы A.A. Попов Экологически чистые полимерные материалы на основе смесей синтетических и природных полимеров Руководитель научно-образовательной группы А.И. Суворова Разработка новых комплексообразователей и органических сцинтилляторов на основе полиазотисгых гетероциклических соединений Руководитель научно-образовательной группы О.Н. Чупахин Исследование природы молекулярного взаимодействия сократительных белков с целью создания новых материалов для биоинженерии

Руководитель научно-образовательной группы д-р биологии,наук, проф. Ф.А. Бляхман

Научные исследования С целью создания новых материалов (искусственной мыш­ цы) изучены связи между структурой и функцией биополимеров (мышц). В качестве предмета исследования была выбрана сер­ дечная мышца. Работа выполнялась на молекулярном и органном уровнях структурной организации миокарда .

Эксперименты проводили на базе Bioengineering, University o f Washington в сотрудничестве с американской стороной. В ка­ честве объектов исследований выбраны одиночные миофибриллы, каждая из которых имеет диаметр примерно 1 мкм и содер­ жит, как правило, последовательную цепь из 15 - 20 саркомеров .

Саркомер является минимальной сократительной единицей, со­ храняющей характерное расположение белковых нитей в есте­ ственной мышце. Наблюдаемая динамика сокращения саркомера отражает поведение мышцы и на уровне тканей большего разме­ ра, и на молекулярном уровне .

Длину саркомера оценивали как расстояние между центрами смежных A-полос. Для повышения точности измерений создан и использован новый дифференциальный подход, основанный на алгоритме «минимального среднего риска». Этот подход увели­ чил отношение сигнал/шум в пять раз и позволил достичь субнанометровой точности в определении длины саркомера .

Принципиальное значение полученного результата состоит в том, что активное укорочение мышцы с шагом в 2,7 нм в точнос­ ти соответствует осевому повтору (2,7 нм) актиновых мономе­ ров вдоль тонкой нити. Соогношение между динамикой и струк­ турой саркомера подобно таковому, обнаруженному в микротубулин-кинезиновой подвижной системе. Наблюдаемый трансля­ ционный шаг, равный 8 нм, в точности соответствовал осевому повторению тубулина вдоль протофиламента. В обоих случаях активная трансляция соответствует молекулярной структуре .

Таким образом, если тонкая нить скользит вдоль толстой нити в течение активною сокращения, то полученные результаты по­ зволяют предположить, что выступающая миозиновая головка прикрепляется поочередно то к одному, то к другому акгиновому мономеру вдоль тонкого филамента. При этом механизм сокрашения мышцы подразумевает существование высокой синх­ ронизации взаимодействия большого числа миозиновых головок с актином .

Гипотеза о молекулярном механизме движения белковых структур может быть положена в основу для создания подвиж­ ных материалов в небиологических системах .

Образование Проведена II Всероссийская конференция молодых ученых «Физика в биологии и медицине». Экспериментальные исследо­ вания были выполнены в США аспирантом, в обработке матери­ алов в рамках специализации «Медицинская физика» принимали участие магистрант и студенты. Новые данные вошли в курс лек­ ций «Физические явления в биологии и медицине» .

Изучение и синтез новых материалов на металлической основе для биоинжиниринга

Руководитель научно-образовательной группы д-р технич.наук, проф. A.A. Попов

Научные исследования Проведен сравнительный анализ биосовместимости сплавов на основе титана и других металлов в качестве материалов для медицины .

Определены критерии легирования сплавов титана для меди­ цины и осуществлен выбор приемлемых промышленных спла­ вов для изготовления стержней, применяемых в травматологии и ортопедии. С учетом характеристик коррозионной стойкости и биосовместимости разработаны рекомендации по технологии изготовления стержней, применяемых в травматологии и орто­ педии. Для определения необходимого запаса прочности с уче­ том циклических нагрузок при нахождении в организме челове­ ка рассчитаны характеристики конструктивной прочности стер­ жней .

Проведены исследования по созданию устройств для осу­ ществления принципиально новых операций остеосинтеза пе­ реломов шейки бедра с использованием титановых сплавов в качестве основных материалов. П ланируется создать устрой­ ство, обеспечивающее постоянную компрессию в течение все­ го послеоперационного периода восстановления больного .

Работа ведется совместно с ведущими специалистами в этой области .

По результатам работы защищено 2 кандидатские диссерта­ ции и одна представлена к защите .

Образование Студент B.C. Рыжков получил поощрительную премию на областном конкурсе студенческих научных работ по направле­ нию «Естественные науки»

Подготовлены новые разделы по медицинскому материало­ ведению в курсах лекций «Перспективные материалы» для спе­ циальности 0710 —Материаловедение и технология новых материа­ лов, «Физическое материаловедение» для специальности 0709 Физика металлов и внесены изменения в рабочие программы .

Готовится к изданию методическое пособие «Сплавы с памятью формы» (А.Г. Илларионов, C.JI. Демаков) .

Внешние связи Совместно с ЦНИИТО и городской больницей № 24 ведутся работы по конструированию и использованию медицинских из­ делий из сплавов титана для травматологии, результаты представ­ лены на выставке «Очевидные темы и невероятные решения» (Ека­ теринбург, 29.05.2001) .

Экологически чистые полимерные материалы на основе смесей синтетических и природных полимеров

Руководитель научно-образовательной группы д-р хим. наук,проф. А.И. Суворова

Научная работа Исследованы смеси хитозана (продукта деацетилирования природного азотсодержащего полисахарида хитина) с водораство­ римым полиэтиленоксидом и карбоксиметилцеллюлозой (КМЦ) .

Влияние природных полимеров на фазовые переходы полиэтиленоксида тем больше, чем меньше его молекулярная масса .

При смешении хитозана с КМЦ образуется ионный полимер­ ный комплекс. Существование комплекса доказано методами мо­ лекулярной ИК и диэлектрической спектроскопии .

Исследована диффузия воды и водных растворов, моделиру­ ющих пищевые среды (растворы NaCl, H C l, глюкозы ), в пленки смесей хитозана с КМЦ и пленки индивидуальных компонентов смеси. Показана экстремальная зависимость коэффициента диф­ фузии в пленки, в которых обнаружено образование комплекса .

Экстремальная зависимость коэффициентов диффузии воды от состава смеси обнаружена также в пленках смесей хитозана с сополиамидом .

Для смесей в широкой области составов амилозного крахма­ ла с метилцеллюлозой и КМЦ рассчитаны энтальпия, энтропия и энергия Гиббса смешения компонентов, определены границы су­ ществования термодинамически устойчивых систем .

Изучены вязкость смесей сополиамида 6/66/610 с природным эфиром полигалактуроновой кислоты (пектином арбузных корок) .

Добавление природного полимера увеличивает вязкость системы .

Это позволяет предложить пектин для создания биоразлагаемых полимерных композиций .

Образование И здана м етодическая разработка «А н ал и з пластм асс»

(А.И. Суворова, Б.И. Лирова) для студентов 4-го курса. В лабора­ торном практикуме по анализу полимеров поставлена работа по анализу состава эластомерных сополимеров .

Внешние связи А.Х. Хасанова продолжает работу в лаборатории универси­ тета им Гумбольта в Майнце (Германия) по исследованию фазо­ вых переходов в смесях полимеров .

Разработка новых комплексообразователей и органических сцинтилляторов на основе полиазотистых гетероциклических соединений Руководитель научно-образовательной группы академик РАН, д-р хим. наук, проф. О.Н. Чупахин Научные исследования Разработаны принципиально новые методы синтеза орга­ нических лигандов на основе 1,2,4-триазина, несущих остат­ ки пиридина, фурана, тиофена, с оптимизацией взаимного рас­ положения координационных центров. Последовательный син­ тез пиридил-1,2,4-триазин-4-оксидов, их цианирование, реак­ ция Дильса-Альдера с енаминами и норборнадиеном, гидро­ лиз циано-группы и обычные превращ ения карбоксильной группы позволили получить широкий ряд лигандов бипиридинового и терпиридинового ряда, несущих различные функ­ циональные группы .

С использованием реакции нуклеофильного замещения водо­ рода разработаны методы функционализации полученных лиган­ дов. Показано, что остатки CH-активных соединений (малонодинитрила, ацетилтиофена, фенилацетонитрил и т.д.) в 1,2,4-триазиновое ядро удобно вводить как путем прямой реакции нуклео­ фильного замещения водорода в 1,2,4-триазин-4-оксидах, так и последовательного цианирования последних и замещения цианогруппы на остаток нуклеофила. Остаток цианамида удобно вво­ дить в 1,2,4-триазиновое ядро в результате реакции нуклеофиль­ ного замещения водорода. Для получения лигандов, несущих пиррольный фрагмент, наилучшим методом явилось проведение реакции нуклеофильного замещения водорода по 1,2,4-триазиновому ядру гетероциклической системы с пирролом в присутствии хлористого бензоила .

Проведены первичные исследования катодной лю минес­ ценции части полученных соединений. Обнаружено, что 1,2,4триазины, несущие остаток малононитрила обладают доста­ точно интенсивной лю минесценцией (ф осф оресценцией) с максимумом люминесценции в области 570 нм. Выявлены не­ которые закономерности влияния заместителей на лю минес­ центные свойства .

Разработаны удобные препаративные методы введения остат­ ков индолов и пирролов в 1,2,4-триазины и пиразины, что позво­ лило синтезировать ряд аналогов природного люминесцента этиолюцефирина кипридина. Полученные замещенные пиразины показали хорошие люминесцентные свойства при облучении уль­ трафиолетовым светом и пучками электронов с максимумом люминесценции около 500 - 550 нм .

И спользование замещения циано-группы в ц и ан о -1,2,4триазинах позволило получить потенциальные лиганды см е­ шанного характера, несущие как бис(1,2,4-триазиновые) ф раг­ менты, так и полиэфирные цепочки (тетраэтиленгликоль, бутиндиол, диэтаноламин). Этот же подход был использован для синтеза дендримерной молекулы, исходя из цианотриазинов и триэтаноламина. Реакцией бис(цианотриазинил)бензола с этилендиамином синтезированы макроциклы, содерж ащ ие 4 1,2,4-триазиновых и 2 бензольных кольца, а также 2 ф рагм ен­ та этилендиамина .

Проведены исследования комилексообразующих свойств полученных лигандов. Обнаружено, что бис(триазинил)пиридины легко образуют комплексы с ионами переходных металлов .

Терпиридильные лиганды также легко образуют мет ал л о комплек­ сы с ионами Ni2+ Со2', Fe3', Cu2+ .

, Образование В работе группы приняли участие аспиранты И.С. Ковалев и Т.В. Никитина и студенты О. Бурова, А. Прохоров, А. Худяков .

Работа А. Прохорова «Негривиальные методы введения ос­ татков аминов в 1,2,4-триазиновое ядро» заняла 1-е место на об­ ластном конкурсе студенческих работ .

Разработан факультативный курс лекций для аспирантов и студентов старших курсов «Сумрамолекулярная химия. Основ­ ные принципы и перспективы» (6 час.) .

Внешние связи О.Н. Чупахин принимал участие в организации Молодежной школы по органической химии (член научного комитета) .

Сотрудники группы приняли участие в работе конференций:

XIII International conference on organic chemistry, Warsaw, 2000 (ус­ тный и стендовый доклады); Всероссийская конференция по хи­ мии гетероциклов памяти А.Н. Коста, Суздаль, 2000 (устный док­ лад); Молодежная научная школа по органической химии, Ново­ сибирск, 2001 (устный и 3 стендовых доклада) .

Студентка О. Бурова с апреля по июнь 2001 года проходила стажировку и проводит совместные исследования в университе­ те г. Бари (Италия) .

Работа группы происходила во взаимодействии с груп п а­ ми НОЦ В.Л. Русинова, В.Н. Чарушина и Б.В. Ш ульгина, а так­ же с рядом внешних организаций, таких, как Институт орга­ нического синтеза УрО РАН, Институт неорганической химии РАН (г. М осква), Н овосибирский институт неорганической химии СО РАН, Институт органической химии Польской Ака­ демии Наук (г. Варшава), Дармштадтский технический уни­ верситет (Г ерм ания), У ниверситет П одласья (г. С едлице, Польша), Университет г. Бари (Италия), Университет г. Вагенинген (Нидерланды) .

Основные результаты работы опубликованы в [337 - 347] .

Поддержка молодых ученых С целью активизации и повышения уровня научных работ, закрепления и отбора наиболее талантливых студентов, аспиран­ тов и молодых ученых для пополнения преподавательских и на­ учных кадров НОЦ Уральского университета за отчетный пери­ од создан фундамент системы работы с молодыми учеными, представляющий собой набор конкурсов, объявленных в сен­ тябре 2000 г .

1. Конкурс молодых ученых и аспирантов УрГУ и УГТУУПИ на лучшую учебно-методическую работу(УМП) (20 гран­ тов) .

2. Стипендии аспирантам и молодым ученым УрГУ и УГТУУПИ за успехи в фундаментальных исследованиях (САМУ) (20 стипендий) .

3. Стипендии для студентов УрГУ и УГТУ-УПИ за высокие показатели в учебе и активное участие в НИР по тематике НОЦ (СС) (40 стипендий). Положение о стипендиях см. Прилож. 2 .

4. Поддержка поездок студентов, аспирантов и молодых уче­ ных УрГУ и УГТУ-УПИ на научные конференции по России и странам СНГ, а также поддержка поездок студентов, аспирантов и молодых ученых из других регионов на конференции, прово­ димые НОЦ .

5. Поддержка поездок студентов, аспирантов и молодых уче­ ных УрГУ и УГТУ-УПИ на зарубежные конференции и стажи­ ровки .

6. Поддержка молодежных научных конференций, школ, олимпиад, проводимых УрГУ и УГТУ-УПИ .

7. Поддержка защит диссертаций молодых ученых и аспиран­ тов ученых УрГУ и УГТУ-УПИ .

В табл. 1 приведены данные о численности аспирантов, мо­ лодых ученых (до 35 лет), студентов (только магистрантов), уча­ ствующих в работе НОЦ .

В октябре 2000 г. были рассмотрены заявки, поданные на объявленные конкурсы НП, УМП, САМУ и СС (состав Эксперт­ ных групп см. в Прилож. 3. В табл. 2 приведены итоги подачи заявок на указанные конкурсы .

К 1 ноября 2000 г. были подведены итоги и выявлены победи­ тели, финансовая поддержка которых началась с 1 ноября (см .

табл. 3) .

По р е зу л ь т ат конкурса УМП все представленные работы были опубликованы и используются в учебном процессе .

Кроме того, в течение года Экспертными группами рассмат­ ривались заявки на другие конкурсы .

–  –  –

Поддержка поездок студентов, аспирантов и молодых уче­ ных УрГУ и УГТУ-УПИ на научные конференции по России и странам СНГ, а также поддержка поездок студентов, аспиран­ тов и молодых ученых из других регионов на конференции, проводимые НОЦ Для участия в работе конференций и научных школ были ко­ мандированы студенты, аспиранты и молодые ученые:

- Молодежная научная школа «Актуальные проблемы орга­ нической химии» (г. Новосибирск) - 14 чел .

- 1 - я Всероссийская конференция по химии гетероциклов па­ мяти А.Н. Коста (г. Суздаль) - 2 чел .

- Школа-семинар «Актуальные проблемы неорганического материаловедения» (г. Дубна) - 2 чел .

- Симпозиум «Вакуумные технологии и оборудование» (г. Харь­ ков) - 1 чел .

- I V Всероссийская конференция «Физико-химические про­ блемы создания новых конструкционных керамических матери­ алов» (г. Сыктывкар) - Ічел .

Поддержка поездок студентов, аспирантов и молодых уче­ ных УрГУ и УГТУ-УПИ на зарубежные конференции и ста­ жировки Для прохождения научных стажировок были командирова­ ны:

- доц. Д.Н. Кожевников Институт органической химии Польской академии наук;

- доц. Ю.А. Скорик Университет Порто (Португалия) .

Для участия в работе международных конференций были командированы:

- доц. Кожевников Д.Н. Международная конференция по органической хилши( г. Варшава, Польша);

- С.В. Никифоров, И.А. Вайнштейн на IV Eumconference on Luminescent Detectors and Transformers o f Ionizing Radiation LU M D ETR’ 2000 (Riga, Latvia);

- И.А. Вайнш тейн на X III In tern a tio n a l Sym posium on Exoemission and Related Relaxation Phenomena (Riga, Latvia) .

- Я.Ю. Волкова на конференцию «Новые возможности ис­ следований при высоких давлениях: применение высоких давле­ ний к новым низкоразмерным электронным материалам» Уни­ верситет Колорадо (США) .

- Е.В. Николаева и Е.Ю. Шишкин на Международный семи­ нар по нелинейно-оптическим материалам с периодическими микроструктурами» (г. Мадрид, Испания) .

- Б.И. Усачев на «XIII Европейский симпозиум по химии фтора» (г. Бордо, Франция) .

- Г.В. Тихомирова на IV школу по применению высоких дав­ лений в химии, биологии, материаловедении и технике» (г. Вар­ шава, Польша) .

- Е.В. Зенков на Международную конференцию «Динамичес­ кие процессы в возбужденных состояниях твердого теш» (г. Лион, Франция) .

- Е.В. Цииис на XXЕвропейскую конференцию «Наука о по­ верхности» (г. Краков, Польша) .

Отправлен на обучение в Университет штата Нью-Мекси­ ко (США) студент 5-го курса ФТФ С.Я. Смолев (август 2000 - июнь 2001), как выигравший конкурс 2000 - 2001 гг. Руководители дип­ ломной работы: от УГТУ проф. Б.В. Шульгин, от UNM prof. Steven Brueck .



Pages:   || 2 |



Похожие работы:

«Products Solutions Services SD01007F/53/RU/03.14 Руководство по эксплуатации Выносной дисплей FHX50 Измерение уровня и расхода Выносной дисплей FHX50 Содержание Содержание 1 Правила техники безопасности 2 Совместимые преобразователи 3 Комплект поставки 4 Механическая конструкция 4.1 Размеры...»

«ПЛАНШЕТНЫЙ КОМПЬЮТЕР WEXLER.TAB 8iQ ПЛАНШЕТНЫЙ КОМПЬЮТЕР WEXLER.TAB 8iQ РУКОВОДСТВО ПОЛЬЗОВАТЕЛЯ Уважаемые пользователи! Благодарим за выбор продукции под маркой Wexler! Планшетный компьютер Wexler.TAB 8iQ на базе операционной системы Android — многофункциональное устро...»

«^Г' v^^^^ Российские ЖШш%шЛ железные дороги Ш ОТКРЫТОЕ А К Ц И О Н Е Р Н О Е ОБЩЕСТВО "РОССИЙСКИЕ ЖЕЛЕЗНЫЕ ДОРОГИ" (ОАО "РЖД") РАСПОРЯЖЕНИЕ "20, с е н т я б р я 2010,. Москва ^f^ ^ ^ ^ Э р Об утверждении Положения о порядке служебного расследования, учета и анализа сбоев в работе устройств автоматической локомо...»

«Зайцев Александр Васильевич ЧИСЛЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК ИЗЛУЧЕНИЯ И СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ ГАЗА НА КАЧЕСТВО ПОВЕРХНОСТИ В ТЕХНОЛОГИЯХ ГАЗОЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ ТОЛСТОЛИСТОВЫХ МЕТАЛЛОВ 01.02.05 – мех...»

«ГРАДОСТРОИТЕЛЬНЫЙ ПЛАН ЗЕМЕЛЬНОГО УЧАСТКА № RU77232000-034641 Градостроительный план земельного участка подготовлен на основании обращения Общества с ограниченной ответственностью Московский ипотечный центр-МИ...»

«THE MECHANISM OF DEVELOPING SOCIL-CIVIL COMPETENCE OF EDUCATIONAL INSTITUTIONS MANAGERS AS THE MAIN FACTOR IN ACTIVATING PATRIOTIC FEELINGS OF THE EDUCATIONAL PROCESS PARTICIPANTS Zemlina Yu.V. (Republic of Uzbekistan) Email: Zemlina...»

«ЗАО "Геософт-ДЕНТ" Название изделия ЭндоСтейшион-Мини Название документа № документа Версия 02 Стр. 1 из 20 Техническое задание ГЕ20R.000.000ТЗ “УТВЕРЖДАЮ” Генеральный директор ЗАО “Геософт-Дент” В.А. Гофштейн " 16 " 02 2015г. Техническое задание ЭНДОДОНТИЧЕСКИЙ МОТОР ДЛЯ РАБОТЫ С САМО-АДАПТИРУЮЩИМИСЯ ФАЙЛАМИ (SAF) С ОДНОВРЕМЕННО...»

«Министерство образования и науки Российской Федерации федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТОМСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ" Школа ИШИТР Направление подготовки 09.04.02 Информационные системы и технологии Отделение информац...»

«THC2 Контроллер высоты факела РУКОВОДСТВО ПО ПОДКЛЮЧЕНИЮ И НАСТРОЙКЕ 01. Общие сведения 2 02. Комплект поставки 3 03. Технические характеристики 3 04. Различия входов LV и HV модуля делителя...»

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" _ _ Инженерная школа Природных ресурсов Отделение Нефтегазового дела Направление 21.03.01 Нефтегазовое дел...»

«Перечень документов Продавца(-ов) по Договору купли-продажи/Цедента по Договору уступки прав требований по договору участия в долевом строительстве:1. В случае если Продавец/Цедент – физическое лицо: Паспорт(-а) гражданина Россий...»

«ЗАПРОГРАММИРОВАННЫЙ УСПЕХ IBM FileNet: эффективный инструмент управления бизнес-процессами банковской деятельности www.iba.by Содержание презентации Что такое ECM? Задачи управления информацией Элементы решения Автоматизация ввода и распознавани...»

«Федеральное агентство по рыболовству Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Калининградский государственный технический университ...»

«СЧИТ-АГРГ-ПОЛЯР Бесконтактный считыватель Инструкция по монтажу и эксплуатации © ООО "Агрегатор" 2019 Оглавление 1. Введение 2. Технические характеристики 3 . Комплект поставки 4. Функции считывателя в СКУД 5. Монтаж и подключ...»

«"Ученые заметки ТОГУ" Том 6, № 2, 2015 ISSN 2079-8490 Электронное научное издание "Ученые заметки ТОГУ" 2015, Том 6, № 2, С. 136 – 139 Свидетельство Эл № ФС 77-39676 от 05.05.2010 http://pnu.edu.ru/ru/ejournal/about/ ejournal@pnu.ed...»

«  ТРЕБОВАНИЯ К ОФОРМЛЕНИЮ СТАТЬИ С МАТЕРИАЛАМИ СТАТЬИ В РЕДАКЦИЮ ПОДАЮТСЯ: 1. Электронный вариант статьи по электронной почте (E-mail: journal.itssi@gmail.com). Файлы должны иметь название по фамилии первого автора с уточнением инф...»

«Ответы на часто возникающие вопросы (FAQ – frequently asked questions) при недостаточном опыте работы с ИСПП Модеус Доступ на сайт: http://www.pprog.ru/index.php Доступ в ИСПП: http://modeus.pprog.ru/index.php Попытка запо...»

«Негосударственное частное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Армавирский лингвистический социальный институт" УТВЕРЖДАЮ УТВЕРЖДЕНО Ректор НЧОУ ВПО АЛСИ на заседании Ученого совета Ф. Н. Ав...»

«ОРГАНИЗАЦИЯ ОБЪЕДИНЕННЫХ НАЦИЙ Distr. РАМОЧНАЯ КОНВЕНЦИЯ GENERAL ОБ ИЗМЕНЕНИИ КЛИМАТА FCCC/SBSTA/2002/8 14 August 2002 RUSSIAN Original: ENGLISH ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЙ ОРГАН ДЛЯ КОНСУЛЬТИРОВАНИЯ ПО НАУЧНЫМ И ТЕХНИЧЕСКИМ АСПЕКТАМ Семнадцатая сессия Дели, 23-29 октября 2002 года Пункт 4 d) предварительной повестки дня М...»

«International Paint Ltd. Справочный Лист Безопасности GFA150 Interfine 691 Base Yellow Part A Номер редакции документа 3 Дата Последней Редакции 12/12/11 Соответствует требованиям Директивы (EC) No.1907/2006 (REACH), Приложения II и Дир...»

«Модель: DMD-170 FM/УКВ DVD-ресивер Руководство пользователя Руководство пользователя определяет порядок установки и эксплуатации FM/УКВ-приемника и проигрывателя DVD/VCD/MPEG4/CD/MP3/WMA-дисков (д...»

«УДК 539.1.074:621.382 Кащук Анатолий Петрович МЮОННЫЙ ДЕТЕКТОР LHCb-СПЕКТРОМЕТРА. РАЗРАБОТКА, ИССЛЕДОВАНИЕ, ОПТИМИЗАЦИЯ ПАРАМЕТРОВ И РЕЖИМА РАБОТЫ КАМЕР С ПАДОВОЙ СТРУКТУРОЙ РАЗЛИЧНОЙ ГРАНУЛЯРНОСТИ 01.04.01 – приборы и...»







 
2019 www.librus.dobrota.biz - «Бесплатная электронная библиотека - собрание публикаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.