Спільна навчально-наукова лабораторія фізики магнітних плівок Інституту металофізики і ПНУ

У 1988 році на базі лабораторій гамма-резонансної спектроскопії з аналізом електронів конверсії, гамма-і рентгенівського випромінювання та рентгеноструктурного аналізу (статус Національного надбання України з 2004 р.) Івано-Франківського державного педагогічного інституту було створено Міжвідомчу лабораторію фізики магнітних плівок Івано-Франківського державного педагогічного інституту та Інституту металофізики АН УРСР (далі — Лабораторія).

Протягом всього часу з дня створення робота Лабораторії пов’язана з виконанням тем і проектів, які фінансуються Міністерством оборони СРСР (до 1990 р.) та госпдоговірних тем Міністерства освіти і науки України.

Протягом 80–90-х рр.. колективом співробітників Лабораторії отримані нові результати, які стосуються механізмів радіоактивного дефектоутворення в монокристалічних епітаксійних ферит-гранатових плівках (ФГП), визначено кристалографічне положення іонів в структурі гранату до і після термічного відпалу, запропонована динамічна модель відновлення структури приповерхневого шару ФГП, модифікованих іонним опроміненням. Проводяться вимірювання частотно-часових залежностей електричних і магнітних параметрів моно-і полікристалічних феритових матеріалів. Засновані нові підходи до визначення профілів деформації поверхневих шарів монокристалічних магнітних і напівпровідникових матеріалів на основі динамічної теорії розсіювання рентгенівських променів, що дозволило значно підвищити достовірність результатів і кількісно оцінити вплив механічних напружень на технологічно контрольовані параметри тонких плівок. Обґрунтовано ефекти значного зростання інтенсивності збудження обмінних спінових хвиль в області надвисоких частот в приповерхневих шарах модифікованих іонною імплантацією і термічним і радіоактивним відпалом ФГП. Запропонована неруйнівна пошарова метрологія структурних і магнітних характеристик монокристалічних феритових плівок з неоднорідним полем механічних напруг із застосуванням рентгеноструктурного, γ-резонансного та ЯМР-методів. Було здійснено науковий прорив у створенні нових та удосконаленні існуючих технологій синтезу полікристалічних феритових матеріалів з наперед заданими властивостями для фокусуючих систем електронно-променевих пристроїв та інших магнітоелектричних систем. З урахуванням світових тенденцій розвитку науки з кінця 90-х рр.. вектор науково-дослідних робіт Лабораторії направляється на розробку методів отримання нових функціональних наноматеріалів з подальшим їх застосуванням в джерелах живлення і молекулярних накопичувачах енергії (суперконденсаторах). Метою досліджень стали: технології одержання оксидних наноматеріалів, фундаментальне вивчення та прогнозування їх фізико-хімічних властивостей.

На новому етапі досліджень показано, що основними типами радіаційних дефектів, які утворюються в приповерхневих шарах монокристалів ГГГ при імплантації іонів He⁺ (Е = 100 кеВ) в межах доз 1·10¹⁵–1·10¹⁶ см^–2, є точкові дефекти і дислокаційні петлі з середніми розмірами 30–70 Å. Зі збільшенням дози імплантації концентрація дислокаційних петель зростає, а їх радіус зменшується. Імплантація в плівки ЗІГ іонів Si ⁺ в межах доз 1·10¹³–2·10¹⁴ см^–2 в діапазоні енергій 100–150 кеВ призводить до утворення дислокаційних петель радіусом 5 нм і сферичних кластерів радіусом 10 нм. На основі аналізу приповерхневого шару плівок ЗІГ, в які імплантовані іони Si ⁺, методами РФЕС и КЕМС встановлено присутність іонів Fe^{2 +} і присутність великої кількості немагнітних сусідів заліза.

Колективом Лабораторії ведеться інтенсивна робота по грантам. У 2004–2006 рр.. на базі Лабораторії реалізовувався проект УНТЦ «Розробка лазерних і комбінованих інтеркаляційних методів для нанотехнологій малорозмірних структур». Завершено виконання спільного українсько-польського проекту «Сонячні елементи 3-го покоління: синтез і властивості матеріалів», українсько-китайського проекту «Нанодисперсний рутил: отримання, структура, електрохімічні властивості», науково-дослідної роботи «Нанокомпозити TiO₂ як активний катодний матеріал у пристроях генерації енергії: месбауерівські дослідження», яка виконувалася згідно з Розпорядженням Президента України «Про надання грантів Президента України для підтримки наукових досліджень молодих учених на 2009 рік». Виконуються тематики трьох проектів, що фінансуються в рамках цільової комплексної програми фундаментальних досліджень НАН України «Фундаментальні проблеми наноструктурних систем, наноматеріалів, нанотехнологій» на 2010–2014 рр.. Регулярно проводяться дослідження в рамках бюджетних тематик МОН України. На основі отриманих в Лабораторії результатів були захищені 24 кандидатських і 4 докторських дисертації.

Детальніше про діяльність лабораторії читайте тут