Институти_физикаю_техникаи_ба_номи_С._У._Умарови_АМИТ
Самтҳои дигари фаъолият
Самти «Физикаи ҳолати конденсӣ» доираи васеи таҳқиқотро дар бар мегирад, ки ба ҳалли масъалаҳои бунёдии омӯзиши ҳолат ва таркиби модда, хосият ва параметрҳои он, вобаста аз таъсири омилҳои гуногун вобастаанд. Ҳалли ин мушкилот метавонад барои таҳияи технологияи истеҳсоли маводи нави ояндадор, аз ҷумла маводи композитсионӣ дар асоси пайвастагиҳои нимноқилии дорои хусусиятҳои пешакӣ нишондодашуда, усулҳои нави таҳлил ва назорати мавод дар раванди ба даст овардани онҳо ва ҳамбастагии минбаъда бо омехтаҳо, ки сифатҳои физикию химиявии онҳоро сифатан беҳтар мекунанд ва қобилияти сохтани дастгоҳҳо дар асоси онҳо ба миён меоварад, асос карда шавад. Барои ба даст овардани пленкаҳо ва гетеросохторҳо дар асоси нимноқилҳои органикӣ таҳқиқотҳо гузаронида мешаванд. Дар институт технологияи парвариши кристаллҳои боратҳои литий-висмут дар шароити градиенти ҳарорати паст таҳия шудааст. Ҳангоми кристаллизатсияи боратҳои сегона ноқисиҳои марбут ба механизмҳои афзоиши кристалл муайян шуданд. Таҳқиқи табиат ва сабабҳои чунин камбудиҳо имкон медиҳад, ки ҳам морфологияи пеши кристаллизатсия ва ҳам устувории он, инчунин ҳудудҳо ва блокҳои кунҷии марбут ба тағйирёбии стехиометрияи гудохта ва пайдоиши омехтагиҳои газӣ муайян шавад. Бори аввал озмоишҳо дар бораи ба даст овардани боратҳои сегона тавассути механосинтез анҷом дода шуданд, ки усули нав дар технологияи истеҳсоли чунин пайвастагиҳо мебошанд. Таҳқиқот дар ин самт асосан аз ҷониби Шуъбаи наномавод ва нанотехнологияҳо бурда мешаванд, ки соли 2008 дар сохтори чаҳор ҷузъҳои мавҷуда таъсис ёфтааст: сектори физикаи назариявӣ, лабораторияҳои физикаи кристаллӣ, акустикаи физикӣ (2008–2018) ва лабораторияи физикаи фаросардӣ ва фавқулноқилият (аз соли 2019). Шуъба вазифадор карда шудааст, ки таҳқиқоти мавҷудбударо дар соҳаи назария, таҳияи технологияҳои сохтан ва омӯзиши таҷрибавӣ ва назариявии маводи нав, кристаллҳои дорои хосиятҳои фоиданоки физикӣ, ки дар сохтани дастгоҳҳои технологияи баланд истифодаи васеи худро пайдо мекунанд (лазерҳо, микроэлектроника, детекторҳои намудҳои гуногуни радиатсия ва ғайра) давом диҳад. Дар робита бо рушди босуръати нанотехнология, дар назди шуъба вазифаҳо оид ба рушди самтимазкур гузошта шуданд, ба монанди ташкили маводи нав (монокристаллҳо ва наномавод), ки дорои хосиятҳои фоиданоки физикӣ, ки барои рушди инженерӣ ва технология аҳамияти бузург ва пойдор доранд, инчунин вазифаи омӯзиши хосиятҳо ва бунёди наномаводи нав, кристаллҳои наносохтор, наносатҳҳо ва дигар мавод, ки метавонанд дар соҳаҳои гуногуни хоҷагии халқ васеъ истифода шаванд. Технологияи муосир маводи кристаллиро бо хусусиятҳои гуногуни физикӣ талаб мекунад. Рушди бисёр соҳаҳои илм ва технология бо дастовардҳо дар соҳаи пайдо кардани маводи нав алоқаманд аст, ки бо ёрии он на танҳо параметрҳои дастгоҳҳои мавҷуда такмил меёбанд, балки инчунин таҷҳизотҳои нав сохта мешаванд. Таҳқиқи ҳамаҷонибаи синфҳои пайвастагиҳои молибдатҳои дукарата ва волфрам, ки дорои катионҳои яквалента ва дувалента мебошанд, имкон дод, ки бо истифода аз таҷрибаи физикӣ барои як қатор намудҳои сохторӣ хосиятҳои фоиданок, ба монанди лазерӣ, акустооптикӣ, пйезо ва сегнетоэлектрикӣ, электролитӣ, люминессентӣ, пироэлектрикӣ ва ғайра пешгӯӣ ва тасдиқ карда шавад. Кристаллҳои фаъоли неодимии модификатсияи волфрамати калий-итрий дар ҳарорати паст ва дигар пайвастагиҳои изоструктурӣ дорои хосиятҳои беназири спектралӣ-генератсионӣ буда, дар асбобҳои махсус истифодаи худро пайдо кардаанд. Дар шуъбаи нанотехнология ва наномавод, дар лабораторияи физикаи кристаллҳо оилаи нави кристаллҳои пйезоэлектрикӣ ва сегнетоэлектрикӣ бо сохтори кристобалитӣ - молибдатҳои тсезий-литий, волфрамати тсезий-литий ва дигар пайвастагиҳои изоструктурии дорои хосиятҳои таъсирбахши электромеханикӣ ва дигар хосиятҳо кашф карда шуданд. Шаҳодатномаҳои муаллифӣ оид ба усулҳои парвариши кристаллҳои ягона гирифта шудаанд: CsLiMoO4, CsLiWO4, NaBi (WO4)2, LiBi(MoO4)2, инчунин бо илова намудани омехтагии неодим. Кристаллҳои нав дар асоси оксидҳои элементҳои нодир ва оксиди висмут ба даст оварда шуданд: Pr3Bi5O12, Er3Bi5O12, Yb3Bi5O12, Lu3Bi5O12. Технологияи истеҳсоли кристаллҳои дорои дараҷаи олии такомул таҳия карда мешаванд. Дар лабораторияи акустикаи физикӣ усулҳои омӯзиши хосиятҳои физикӣ, гузаришҳои фазавӣ ва равандҳои физикию химиявӣ дар сарҳади ҷисми сахт-моеъ ҳам бо усули акустикаи фаъол ва ҳам усулҳои эмиссияи акустикӣ таҳия ва ҷорӣ карда шудаанд. Дар тӯли якчанд сол, дар бахши физикаи назариявӣ таҳқиқоти хосиятҳои физикии (акустикӣ, пйезоэлектрикӣ, оптикӣ, магнитӣ-сегнетоэластикӣ) муҳитҳои конденсӣ бо сабаби ангезиш ва динамикаи квазизаррачаҳо (экситонҳо, фононҳо, магнонҳо ва ғайра) ва комплексҳои онҳо (поляронҳо, солитонҳо, солитони пайвастшудаи магнито-эластикӣ ва ғайра) бурда шуда истодааст. Бо ин мақсад, усули умумишудаи ҳолатҳои коҳерентӣ таҳия шуд, ки хосиятҳои гурӯҳӣ-назариявӣ ва симметрияҳои ибтидои ғамилтонианиро бо истифода аз усулҳои функсияи интегралӣ барои ба даст овардани ғамилтонианҳо ва муодилаҳои нимклассикии ҳаракат истифода мебаранд. Ҳамоҳангсозии фазаи маъруфи геометрии Беррӣ барои ҳолатҳои коҳерентии умумишуда, ки дар гурӯҳи SU(2S+1) ба даст оварда шудааст, имкон медиҳад таҳлили муфассали эффекти нақбкунӣ дар наномаводи магнитӣ (дар наноструктураҳои магнитӣ ба монанди Fe8 ва Mn12) бо дарназардошти кам кардани дарозии спини классикӣ аз ҳисоби ангезонидани майдонҳои мултиполӣ гузаронида шавад. Усули ҳолатҳои коҳерентии умумишуда дар омӯзиши гузаришҳои фазавии сохторӣ дар кристаллҳо (спинҳои Пайерлс ва фазаҳои гузариши электронии Пайерлс), омӯзиши паҳншавии мавҷҳои магнитосадоии ғайрихаттӣ дар маводи магнитӣ ва омӯзиши масъалаҳои идоракунии хусусиятҳои наноструктураҳо бомуваффақият истифода мешаванд. Усулҳои моделсозии компютерӣ, ки ба усули динамикаи молекулавӣ, усули Монте Карло, назарияи функсионалҳои зичӣ асос ёфтаанд, васеъ истифода мешаванд. Усулҳои моделсозии адади компютерӣ барои омӯхтани муодилаҳои як ва дученаи ғайрихаттии эволютсионӣ, ки тавсифи ангезиши ғайрихаттии табиати гуногундоштаро дар муҳитҳои конденсӣ (анти- ва ферромагнетикҳои Ҳейзенберг, графен, моддаҳои ҳадронӣ дар физикаи энергияҳои баланд ва фавқулбаланд) истифода мешаванд. Аз ҷумла, устуворӣ ва динамикаи таъсири мутақобилаи солитонҳои дученаи динамикии топологӣ дар сигма-модели вектории ғайрихаттии назарияи майдон дар ҳолатҳои изотропӣ ва анизотропӣ таҳқиқ карда мешаванд. Бо ёрии усулҳои моделсозии ададӣ устувории ҳаминин навъи солитонро дар қимматҳои гуногуни заряди топологӣ нишон дода шудааст (шохиси Хопф). Моделҳои дарозмуҳлати таҳаввулоти динамикии таъсироти чандири солитонҳои топологии дучена ба даст оварда шуданд. Каналҳои эҳтимолии пошхӯрӣ ҳангоми бархурди солитонҳои дученаи топологӣ нишон дода шудаанд. Ҳалҳои нави бионикии сигма-модели ғайрихаттии векторӣ дар ҳолати як ва дучена, ки ҳам динамикаи бризерӣ ва ҳам динамикаи гардиш дар фазои изоспин доранд, ба таври аналитикӣ ва ададӣ ба даст оварда шудаанд ва минтақаҳои мавҷудият ва устувории онҳо муайян карда шудаанд. Ин натиҷаҳо аз нуқтаи назари таҳияи моделҳои ғайрихаттии назарияи майдон ҷолиб мебошанд. Хусусиятҳои равандҳои Т-симметрии суперсимметрии (2+1) – ченаи сигма-моделҳои ғайрихаттӣ таҳқиқ шуданд. Дар марҳилаи аввал, моделҳои таъсири мутақобилаи гирдбодҳои топологӣ таҳия шуданд, ки дар он вобаста аз параметрҳои динамикӣ равандҳои пошхӯрии онҳо ба кунҷҳои локализатсия ва аннигилятсияи марҳилавӣ мушоҳида карда мешаванд. Моделҳои аннигилятсияи марҳилавии гирдбодҳои топологӣ ҳангоми ҳамбастагӣ бо сарҳадҳои доменнии 180 дараҷа ба даст оварда шуданд. Дар асоси моделҳои бадастомада, шароити ибтидоӣ барои моделсозии ададии равандҳои муштарак дар вақти баръакс таҳия карда шуд. Моделҳое ба даст оварда шудаанд, ки барқароршавии пурраи майдони топологии ибтидоии солитонҳои дар таъсири мутақобила бударо ҳангоми ҳамҷоя кардани кунҷҳои локалӣ ва мавҷҳои афканишот тавсиф мекунанд. Инчунин моделҳое ба даст оварда шуданд, ки ҷараёни ташаккули гирдбодҳои топологиро дар ҳамвории саҳади доменнӣ ва эмиссияи минбаъдаи он тавсиф мекунанд. Ҳамин тариқ, хусусияти T-инвариантнокии модели назариявӣ-майдонӣ таҳқиқшаванда тасдиқ карда шуд. Муқоисаи элементҳои маълуми офтобии наносохторӣ дар асоси карбиди кремний гузаронида шуда, як қатор хусусиятҳои ҷараёни зол-гел барои синтез кардани нанохокаи карбиди кремний таҳқиқ шуданд. Дар ин замина, технологияи самаранок ва камхарҷ барои истеҳсоли нанохокаи карбидҳои кремний бо усули зол-гел таҳия карда шуд. Таҳқиқоти намунаҳои нанохокавии карбидҳои кремний дар дар раванди истеҳсол, инчунин пас аз бозпухт дар ҳарорати гуногун бо мақсади ба даст овардани нанокристаллҳои андозаҳои гуногун ва муайян кардани андозаи оптималии онҳо, гузаронида шуд. Хусусиятҳои физикии намунаҳои гирифташуда бо истифода аз методҳо ва усулҳои муосир (сканер ва микроскопияи электрикии қуввагӣ, таҳлили рентгенофазавӣ ва спектроскопияи инфрасурхи Фурйе) омӯхта шуданд. Таҳлили принсипҳои физикӣ оид ба таъсиси элементҳои офтобии наносохтордошта ва принсипҳои кори онҳо гузаронида шуд. Ҳуҷайраҳои офтобии ҳассосшуда бидуни диффузерҳои нур ва инчунин бо диффузерҳои наносохтор дар асоси диоксиди титан ва диоксиди титан/карбиди кремний сохта шудаанд ва самаранокии онҳо баҳодиҳӣ карда шуд.