Обрати сторінку

НАУКОВІ НАПРЯМКИ

Колектив кафедри має довгу та успішну наукову історію, яка забезпечує і якісний навчальний процес, і високий рівень наукових досліджень. 

Під керівництвом професора Проценка І.Ю. на кафедрі електроніки, загальної та прикладної фізики створена наукова школа плівкового матеріалознавства щодо фізичних процесів у приладових структурах спінтроніки, мікро- і наноелектроніки, а також функціонує наукова школа «Матеріалознавство мікро- і наноелектроніки», в рамках якої працює чотири покоління дослідників. 

Визнання здобутків учених підтверджується численними грантами, преміями та нагородами різних рівнів. Так, за останній час були виконані спільні міжнародні грантові проєкти з науковцями із Польщі, Словаччини, Словенії, Індії, Німеччини, Франції, отримано понад 30 міжнародних грантів.

На кафедрі розвинені два наукові напрями:

  1. Електрофізичні та магніторезистивні властивості багатошарових і високоентропійних плівкових матеріалів мікроелектроніки, спінтроніки та гнучкої електроніки

Керівник і основні виконавці:

Проценко Іван Юхимовичдоктор фізико-математичних наук, професор
https://orcid.org/0000-0003-3351-9303
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7006067545
https://scholar.google.com/citations?hl=ru&user=0jFuZBgAAAAJ		Проценко І.Ю.
Однодворець Лариса В/алентинівнадоктор фізико-математичних наук, професор
https://orcid.org/0000-0002-8112-1933
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7801521153
https://scholar.google.com/citations?hl=ru&user=_Oxd7icAAAAJ
Шкурдода Юрій Олексійовичдоктор фізико-математичних наук, доцент
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=23493318500
https://scholar.google.com.ua/citations?hl=en&user=qJdXwyYAAAAJ
Пазуха Ірина Михайлівнакандидат фізико-математичних наук, доцент
https://orcid.org/0000-0001-9410-3024
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=14827120400
https://scholar.google.com.ua/citations?user=Dx1VdkAAAAAJ		Пазуха І.М

Предмет та об’єкт at a glance:

✅    Структурно-фазовий стан, дифузія та електронні процеси розсіювання в плівкових матеріалах

✅    Електрофізичні (термо-, тензо-) та магніторезистивні і магнітооптичні властивості плівкових структур (мультишари, спін-вентильні структури, тверді розчини, гранульований сплав, тощо)

✅    Процеси фазоутворення та вплив температури відпалювання, магнітного поля і умов конденсації на електрофізичні та магніторезистивні властивості, а також дифузійні процеси в багатошарових плівкових системах

✅    Процеси грануляризації твердого розчину та їх вплив на фізичні властивості плівкових матеріалів

✅    Фізичні процеси, розмірні та концентраційні ефекти у електрофізичних, електромеханічних та магніторезистивних властивостях плівкових матеріалів

Головні здобутки:

✅    Установлені умови формування різнопланових плівкових структур (мультишари, спін-вентильні структури, тверді розчини, гранульований сплав, тощо) на основі магнітних та благородних металів при пошаровій або одночасній конденсації та наступній термообробці.

✅    Установлений вплив структурно-фазового стану на електрофізичні та магніторезистивні властивості т. р. з елементами гранульованого стану. 

✅    Уперше запропоновані та апробовані теоретичні моделі для тензоефекту багатошарoвих плівкoвих матеріалів.

✅    Уперше на фенoменoлoгічнoму рівні прoаналізoванo питання прo чутливість ТКO дo зoвнішньoгo магнітнoгo пoля в гранульованих плівкових матеріалах

✅    Установлена кореляція між електрофізичними або магніторезистивними властивостями та концентрацією компонент у плівкових системах вище зазначених структур.

Основні публікації:

  1. Pazukha I.M., Lohvynov A.M., Pylypenko O.V. Effect of Au concentration on electrophysical properties of nanostructured (Ni80Fe20)xAu1-x thin films. Appl. Phys. A 128(9), 760 (2022). https://doi.org/10.1007/s00339-020-04145-6.
  2. Lohvynov A.M., Pazukha I.M., Cheshko I.V. Size effect in electrophysical properties of Ru thin films: experimental investigation and a quantitative analysis of electrical parameters. EPJ Plus 137(2), 197 (2022). https://doi.org/10.1140/epjp/s13360-022-02424-0.
  3. Pazukha I.M., Shkurdoda Y.O., Petrenko R.M., Lohvynov A.M., Pylypenko O.V. Size and heat treatment effects in the electrical conduction of the [Fe/SiO]n discontinuous multilayers. Phys. B: Cond. Matter 618, 413171 (2021). https://doi.org/10.1016/j.physb.2021.413171.
  4. Pazukha I.M., Shkurdoda Y.O., Petrenko R.M., Lohvynov A.M., Pylypenko O.V., Peculiarities of Magnetoresistance of [Fe/SiO]n Discontinuous Multilayers. J. Supercond. Nov. Magn. 34(10), 2601-2605 (2021). https://doi.org/10.1007/s10948-021-05914-x
  5. Shpetnyi I.O., Protsenko I.Yu., Vorobiov S.I., Grebinaha V.I., Satrapinskyy L., Luciński T. Influence of composition on the structural-phase state, electrophysical and magnetotransport properties of alloy thin films based on Co and Cu. Vacuum 187, 110141 (2021). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2021.110141.
  6. Saltykov D., Shumakova N., Pazukha I., Shkurdoda Y., Protsenko S. The Effect of the Structural-Phase State and Diffusion Processes on Electrical Conductivity of Nanocrystalline FexCo100−x/Cu/FexCo100−x Thin Films (0 < x < 100). Cryst. Res. Technol. 55(10), 2000071 (2020). https://doi.org/10.1002/crat.202000071.
  7. Bezdidko O., Shkurdoda Yu., Fedchenko O., Cheshko I., Protsenko S. Magneto-optical properties of two-layer film systems based on Fe and Cr. Int. J. Mod. Phys. B 34(27), 2050251 (2020). https://doi.org/10.1142/S0217979220502513.
  8. Shkurdoda Y.O., Pazukha I.M., Petrenko R.M., Chornous A.M., Dekhtyaruk L.V. Structure and magnetoresistive properties of three-layer thin films of spin-valve type. Curr. Appl. Phys. 20, 788 (2020). https://doi.org/10.1016/j.cap.2020.03.014.
  9. Pazukha I.M., Koloskova O.A., Protsenko S.I. Peculiarities of Magnetoresistive Properties of Co/Ag/Py Pseudo Spin Valves Under Heat Treatment. J. Supercond. Novel Magn. 33, 1119 (2020). https://doi.org/10.1007/s10948-019-05311-5.
  10. Vorobiov S.I., Kondrakhova D.M., Duplik L.V., Panina L.V., Grebinaha V.I., Gorobets Yu.I., Satrapinskyy L., Lucinski T., Correlation between the structural state and magnetoresistive properties of granular CoxAg100-x alloy thin films. Vacuum 176, 109329 (2020). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2020.109329.
  11. Protsenko I.Yu., Odnodvorets L.V., Bondariev V., Tyschenko K., Cheshko I.V., Shumakova N.I. Strain effect in film materials NixFe1–x/S. Vacuum 165, 113 (2019). https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.04.015.
  12. Nepijko S.A., Chernov S.V., Cheshko I.V., Shabelnyk Yu.M., Protsenko I.Yu., Schönhense G. Matching emission centers of electrons and photons in current-carrying silver nanoparticle films. Appl. Opt. 58(9), 2382 (2019). https://doi.org/10.1364/AO.58.002382.
  13. Shpetnyi, I., Kovalenko A.S., Klimenkov M., Protsenko I.Y., Chernov S.V., Nepijko S.A., Elmers H.J., Schönhense G. Characterization and magnetic properties of nanoparticles based on FePt solid solution with an oxide shell. J. Magn. Magn. Mater. 373, 231 (2015). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2014.01.071.
  14. Nepijko S.A., Petrov A., Kondrakhova D., Protsenko  I.Yu., Elmers H.J., Schönhense G. Investigation of exchange bias effect of fine cobalt particles with oxidized surface. J. Nanopart. Res. 15(5), 1603 (2013). https://doi.org/10.1007/s11051-013-1603-8.
  15. Nepijko S.A., Kutnyakhov D.А, Protsenko S.I., Odnodvorets L.V., Schönhense G.А. Sensor and microelectronic elements based on nanoscale granular systems. J. Nanopart. Res. 13(12), 6263 (2011). https://doi.org/10.1007/s11051-011-0560-3.
  16. Protsenko S.I., Velykodnyi D.V., Khera , V.A., Desai M.S., Panchal C.J., Protsenko I.Y. Electrophysical properties of Cu/Cr and Fe/Cr film systems within elastic and plastic deformation range. J. Mater. Sci. 44(18), 4905 (2009). https://doi.org/10.1007/s10853-009-3749-4.
  1. Вимушена та стохастична динаміка у системах із взаємодією

Керівник і основні виконавці:

Денисов Станіслав Іванович доктор фізико-математичних наук, професор
https://orcid.org/0000-0001-9590-1001
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=7103114636 
Лютий Тарас Володимировичкандидат фізико-математичних наук, доцент
https://orcid.org/0000-0001-8651-0463
http://www.researcherid.com/rid/F-9991-2010
https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=6506392457 		Лютий Т.В.

Предмет та об’єкт at a glance:

✅    Статистичні властивості ансамблів одновісних феромагнітних наночастинок.

✅    Спрямований транспорт феромагнітних наночастинок в суспензіях, завдяки силі Магнуса.

✅    Вплив термічних ефектів та взаємодії на поглинання енергії змінного магнітного поля феромагнітною рідиною.

✅    Аномальні дифузійні та релаксаційні властивості класичних і квантових частинок в зовнішніх потенціалах.

Головні здобутки: 

✅    У наближенні середнього поля побудовано теорію релаксації намагніченості в двовимірних системах жорстко закріплених феромагнітних наночастинок. Одержаний результат підтверджений за допомогою авторської процедури чисельного моделювання, що враховує кореляції напрямків магнітних моментів.

✅    Побудовано теорію спрямованого транспорту феромагнітних наночастинок, завислих у в’язкій рідині наночастинок. Даний вид руху індукується силою Магнуса під дією комбінованих зовнішніх впливів.

✅    Побудовано теорію взаємодії системи одновісних феромагнітних наночастинок із зовнішнім змінним полем для випадків

  • наночастинок в жорсткій матриці 
  • завислих у рідині наночастинок з “вмороженим моментом” 
  • завислих у рідині наночастинок із скінченною анізотропією.

✅    Розроблено програмний комплекс для швидкого розрахунку дипольних полів з використанням графічних процесорів та технології CUDA. Основна ідея базується на алгоритмі Барнса-Хата, який точно обраховує значення дипольних полів найближчих частинок, а дію віддалених враховує шляхом осереднення.

✅    Розвинута теорія надповільної дифузії і релаксації (superslow diffusion and relaxation), яка може бути використана для опису поведінки ряду фізичних, біологічних та економічних систем, та знайдені точні стаціонарні функції розподілу для класу стрибкоподібних процесів (jump processes), що моделюють процеси руйнування (destruction processes) механічних систем.

Основні публікації:

  1. S.I. Denisov, T.V. Lyutyy, M.O. Pavlyuk. Drift of suspended single-domain nanoparticles in a harmonically oscillating gradient magnetic field. Liutyi J. Phys. D: Appl. Phys. 55(4),045001 (2022). https://doi.org/10.1088/1361-6463/ac2db6
  2. S.I. Denisov, T.V. Lyutyy, M.O. Pavlyuk. Directed transport of suspended ferromagnetic nanoparticles under both gradient and uniform magnetic fields. J. Phys. D: Appl. Phys. 53 (40), 405001 (2020). https://doi.org/10.1088/1361-6463/ab97da 
  3. S.I. Denisov, T.V. Lyutyy, P. Hanggi. Dissipation-induced rotation of suspended ferromagnetic nanoparticles. Phys. Rev. B 100, 134403  (2019) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.100.134403 
  4. T.V. Lyutyy, O.M. Hryshko, A.A. Kovner. Power loss for a periodically driven ferromagnetic nanoparticle in a viscous fluid: The finite anisotropy aspects. J. Magn. Magn. Mater. 446, 87-94 (2018). https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.09.021
  5. S.I. Denisov, T.V. Lyutyy, V.V. Reva, A.S. Yermolenko. Temperature effects on drift of suspended single-domain particles induced by the Magnus force. Phys. Rev. E 97, 032608 (2018). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.97.032608
  6. T.V. Lyutyy, V.V. Reva. Energy dissipation of rigid dipoles in a viscous fluid under the action of a time-periodic field: The influence of thermal bath and dipole interaction. Phys. Rev. E 97, 052611 (2018). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.97.052611
  7. T.V. Lyutyy, S.I. Denisov, A.Yu. Peletskyi, and C. Binns. Energy dissipation in single-domain ferromagnetic nanoparticles: Dynamical approach Phys. Rev. B 91, 054425 (2015) https://doi.org/10.1103/PhysRevB.91.054425 
  8. A.Yu. Polyakov, T.V. Lyutyy S. Denisov, V.V. Reva, P. Hängg. Large-scale ferrofluid simulations on graphics processing units. Comp. Phys. Comm. 184, 1483 (2013) https://doi.org/10.1016/j.cpc.2013.01.016 
  9. S.I. Denisov, S.B. Yuste, Yu S. Bystrik, H. Kantz, and K. Lindenberg. Asymptotic solutions of decoupled continuous-time random walks with superheavy-tailed waiting time and heavy-tailed jump length distributions. Phys. Rev. E 84, 061143 (2011) https://doi.org/10.1103/PhysRevE.84.061143 
  10. S.I. Denisov, W. Horsthemke, and P. Hänggi. Steady-state Lévy flights in a confined domain. Phys. Rev. E 77, 061112 (2008) https://doi.org/10.1103/PhysRevE.77.061112 
  11. S.I. Denisov, T.V. Lyutyy, and P. Hänggi. Magnetization of Nanoparticle Systems in a Rotating Magnetic Field. Phys. Rev. Lett. 97, 227202 (2006). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.227202