ЛАБОРАТОРІЇ КАФЕДРИ

Проблемна лабораторія матеріалознавства мікро- і наноелектроніки

При кафедрі електроніки, загальної та прикладної фізики Сумського державного університету функціонує центр електронної мікроскопії та мас-спектроскопії. Керівником проблемної лабораторії матеріалознавства мікро- і наноелектроніки є к.ф.-м.н., доцент Шумакова Наталія Іванівна. Лабораторії кафедри входять в склад центру колективного користування науковим обладнанням «Лабораторія матеріалознавства геліоенергетичних, сенсорних та наноелектронних систем», який розміщений у СумДУ.

Науковці кафедри, у т.ч. аспіранти та студенти, мають змогу працювати на сучасному аналітичному обладнанні:

✅    просвічуючий електронний мікроскоп ПЕМ-125К;

✅    растровий електронний мікроскоп SEO-SEM Inspect S50-B із енергодисперсійний спектрометр AZtecOne з детектором X-MaxN20;

✅    мікроспектрометр inVia Reflex виробництва Renishaw;

✅    рентгенівський дифрактометр ДРОН-3М;

✅    установка для дослідження магніторезистивних властивостей

Також лабораторія укомплектована обладнанням для отримання зразків:

✅    вакуумний пост універсальний ВУП-5М;

✅    ультразвуковой диспергатор УЗДН-А.

Це все дозволяє проводити різного роду дослідження кристалічної структури і фазового складу плівкових матеріалів, електрофізичних (питомого опору, термо- та тензорезистивних), а також магніторезистивних властивостей різноманітними методами:

✅    Конденсація металів у високому вакуумі.

✅    Електронна мікроскопія, прецизійна електронографія, та мікродифракція.

✅    Визначення концентрації компонент методами теоретичного розрахунку, рентгенівського мікроаналізу, вторинно-іонної мас-спектрометрії та енергодисперсійного аналізу.

✅    Експериментальне дослідження розмірних, температурних і концентраційних залежностей питомого опору, температурного коефіцієнту опору (ТКО), коефіцієнту тензочутливості (КТ), магнітоопору (МО), у т.ч. гігантського (ГМО) та анізотропного (АМО) магнітоопору.

✅    Магнітооптичний ефект Керра.

✅    Комп’ютерна обробка результатів в середовищі LabView.

✅    Розробка теоретичних феноменологічних моделей електрофізичних і магніторезистивних властивостей багатошарових і багатокомпонентних плівкових матеріалів на основі металів, напіпровідників та наночастинок.

Основні останні проєкти: 

2020 – 2022 рр.: Взаємозв’язок між магніторезистивними і магнітними властивостями та електронною структурою багатокомпонентних плівкових сплавів

Мiнiстерство освiти i науки України, No 0120U102005 

Науковий керівник – Непийко С.О.

2019 – 2021 рр.: Магніторезистивні та магнітооптичні властивості композиційних матеріалів з впровадженими наночастинками

Мiнiстерство освiти i науки України, No 0119U100777 

Науковий керівник – Проценко С.І.

2018 – 2020 рр.: Фазовий склад, електрофізичні та магніторезистивні властивості багатокомпонентних (високоентропійних) плівкових сплавів

Мiнiстерство освiти i науки України, No 0118U003580
грант для молодих вчених

Науковий керівник – Проценко І.Ю.

2017 – 2020 рр.: Термостабільні металеві спін-клапани для реалізації спінових каналів в компонентах гнучкої сенсорної електроніки

Мiнiстерство освiти i науки України, No 0117U003925
грант для молодих вчених

Науковий керівник – Чешко І.В. 

2016 – 2018 рр.: Вплив фізичних процесів на властивості спін-вентильних структур на основі плівок Fe, Co та  Ag, Au, Cu і магнітних наночастинок 

Мiнiстерство освiти i науки України, No 0116U002623

Науковий керівник – Проценко С.І. 

2. Проблемна лабораторія нерівноважних процесів в матеріалах електронної техніки

Лабораторія спеціалізується на теоретичних та чисельних дослідженнях широкого спектру моделей та процесів, які характеризуються взаємодією із регулярними та випадковими зовнішніми чинниками, а, також, взаємодією між внутрішніми складовими елементами. До числа досліджуваних систем відносять 

✅    Системи феромагнітних наночастинок, що можуть бути імплантовані в тверду матрицю або зважені у в’язкій рідині;  

✅    Одновимірні збуджені системи : ланцюжки магнітних доменів в неоднорідних плівках, вихори Абрикосова в надпровідниках II роду, дислокації в твердих тілах, атоми в нанотрубках тощо.

✅    Нульвимірні системи (частинки), які взаємодіють з випадковим середовищем. Вплив середовища моделюється випадковими потенціалами, білими і/або кольоровими шумами.

Особливістю діяльності лабораторії є вдосконалення та розвиток методів дослідження складних систем. На базі таких відомих аналітичних підходів як

✅    Рівняння Ланжевена та Фоккера Планка

✅    Асимптотичні методи 

✅    Методи диференціальних рівнянь

А, також, числових методик

✅    Метод Монте-Карло

✅    Метод молекулярної динаміки

З використанням засобів 

✅    С++

✅    CUDA

Розробляються комплексні та гібридні підходи до описання процесів, які дозволяють отримувати результати за допомогою бюджетних обчислювальних потужностей. 

Основні останні проєкти:

2019 – 2021: Спрямований транспорт та дисипація енергії в системах феромагнітних наночастинок і магнітних скірміонів

Мiнiстерство освiти i науки України, No 0116U004533

Виконавці: Денисов С.І., Лютий Т.В., Рева В.В.

2019 – 2020: Collective non-equilibrium dynamics of ferromagnetic nanoparticles with a Finite Anisotropy in a Viscous Liquid 

Germany-Ukraine bilateral cooperation project under Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) Grant No. HA 1517/42-1 and Ukrainian State Fund for Fundamental Research (SFFR) Grant No. F 81/41894

Виконавці: Лютий Т.В., Денисов С.І., Рева В.В., Бистрик Ю.С.

2018: Індивідуальний грант Ferromagnetic Nanoparticles with a Finite Anisotropy in a Liquid: Nonlinear and Stochastic Effects in the Magnetic and Mechanical Dynamics,

Institut für Physik Lehrstuhl für Theoretische Physik I 

DAAD, the scholarship programme: Research Stays for University Academics and Scientists, 2018, Section: ST22, personal Ref. No.: 91695699

Виконавець: Лютий Т.В.

2016 – 2018: Магнітні, теплові та транспортні властивості періодично збуджених систем феромагнітних наночастинок

Мiнiстерство освiти i науки України, No: 0116U002622

Виконавці: Денисов С.І., Лютий Т.В., Бистрик Ю.С., Рева В.В.

2015 – 2016: Індивідуальний грант Properties of the systems of ferromagnetic fine particles with frozen magnetic moments, Програма Eminence II, Erasmus Mundus, Університет Адама Міцкевича, м. Познань, Польща

Виконавець: Рева В.В.