Руководитель: доктор физико-математических наук, профессор Попов Павел Аркадьевич
Адрес: 241036, г. Брянск, ул. Бежицкая, д. 14 / 241036, г. Брянск, ул. Степная, д. 2а
Телефон: (4832) 58-05-50, доб. 1104
E-mail: nii589339@yandex.ru
График работы: пн-пт 8.30-17.00, перерыв 13.00-13.30, сб-вс - выходной
Научно-исследовательская лаборатория физико-химических свойств твердого тела является совместным структурным подразделением Института общей физики имени А.М. Прохорова Российской Академии Наук (ИОФ РАН) и Научно-исследовательского института фундаментальных и прикладных исследований Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского.
Целью работы совместной научно-исследовательской лаборатории (СНИЛ) является проведение научных работ в области исследования и характеризации разрабатываемых в ИОФ РАН новых лазерных твердотельных материалов.
В соответствии с поставленной целью СНИЛ решает следующие задачи:
• Организация экспериментальной работы.
• Подготовка к изданию материалов, отражающих результаты совместных научных исследований.
• Установление контактов и развитие сотрудничества с ведущими специалистами соответствующего научного направления.
• Привлечение студентов, аспирантов, преподавателей БГУ и других специалистов к научным исследованиям.
Сотрудниками НИЛ активно проводится научно-исследовательская и экспериментальная работа, связанная с ознакомлением и обучением студентов работе на автоматизированной дактилоскопической информационно-поисковой системе АДИС «Папилон» и проведением научно-практических занятий по разделу криминалистики «Криминалистическая техника». Сущность АДИС «Папилон» состоит в том, что она позволяет создавать и хранить в электронном виде большие массивы дактилоскопической информации, производить по ним поиск с использованием папиллярных узоров пальцев рук.
Основным направлением работ, проводимых в лаборатории, является экспериментальное исследование температурной зависимости теплопроводности твердотельных лазерных материалов в интервале 50 – 300 К, а также 6 – 300 К и 300 – 673 К.
Одним из основных результатов выполнения темы было установление возможности получения на основе гетеровалентных твердых растворов фторидов нанокерамических материалов с теплопроводностью, не уступающей монокристаллическим аналогам. Доклад по этой тематике был сделан 19.03.2013 г. на заседании Президиума Академии наук http://pavel-fedorov.sitecity.ru/album_2003084259.phtml .
В последнее время основным объектом исследования лаборатории являются оптические фторидные материалы в виде монокристаллов, стекол и керамики, в том числе наноструктурированной. Со стороны ИОФ РАН разработкой этих материалов и идеологией исследований руководит профессор Федоров П.П., курирует данное направление академик РАН Осико В.В. Всего было исследовано более 300 различных по составу и структуре образцов фторидов.
Работа, проводимая в БГУ, является составной частью международного научного проекта «Пенелопа» (The PEnELOPE Project (Petawatt, Enegry-Effficient Laser for Opnical Plasma Experimants)).
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Результаты научно-исследовательских изысканий лаборатории используются для проведения опытно-конструкторских и опытно-технологических работ, направленных на создание:
• опытно-промышленной технологии оптической нанокерамики на основе фторидов сложного химического состава;
• технологий производства крупногабаритных термостабильных активных элементов лазерных систем;
• прототипов сверхмощных лазерных систем;
• прототипов лазерных систем для сверхдальней локации и целеуказания;
• сверхпрочных окон видимого и ИК-диапазонов для космоса и авиации;
• приборов с повышенной прозрачностью оптических элементов.
Лаборатория в своей деятельности имеет тесные научные контакты с:
• Институтом общей физики Российской Академии наук, г. Москва;
• Институтом кристаллографии РАН им. А.В. Шубникова, г. Москва;
• Южно-Уральским государственным университетом, г. Челябинск;
• НИИ оптических материалов и технологий Белорусского национального технического университета, г. Минск;
• Институтом монокристаллов Национальной Академии наук Украины, г. Харьков;
• Казанским государственным университетом, г. Казань;
• Zecotek Medical Systems, Ltd., Singapore;
• Научно-исследовательским и технологическим институтом оптического материаловедения Всероссийского научного центра «ГОИ им. С.И. Вавилова», г. С.-Петербург;
• Всероссийским научно-исследовательским геологическим институтом им. А.П.Карпинского, г. С.-Петербург;
• Institute of Physics, Polish Academy of Sciences, Warsaw, Poland.
Работы в СНИЛ «Физико-химические свойства твердых тел» в 2020 году выполнялись при поддержке гранта РФФИ № 18-02-00566.
За 2020 год были исследованы теплофизические характеристики ряда твердотельных материалов оптоэлектроники и ионики различного химического состава и структуры.
По итогам выполненных СНИЛ «Физико-химические свойства твердых тел» исследований опубликованы следующие работы:
1. Борик М.А., Волкова Т.В., Кулебякин А.В., Курицына И.Е., Ломонова Е.Е., Мызина В.А., Милович Ф.О., Рябочкина П.А., Табачкова Н.Ю., Зенцова А.И., Попов П.А. Теплопроводность кубических монокристаллов ZrO2, стабилизированных оксидом иттрия / Физика твердого тела. 2020. Т. 62, Вып. 1. С. 191-195.
2. S. Balabanov, S. Filofeev, M. Ivanov, A. Kaigorodov, A. Krugovykh, D. Kuznetsov, D. Permina, P. Popov, E. Rostokina. Fabrication and characterizations of erbium oxide based optical ceramics // Optical Materials. 2020. Vol. 101. P. 109732 (8p.)
3. Попов П.А., Кузнецов С.В., Круговых А.А., Митрошенков Н.В., Балабанов С.С., Федоров П.П. Исследование теплопроводности PbS, CuFeS2, ZnS // Конденсированные среды и межфазные границы. 2020. Т. 22, № 1. С. 97-105.
4. Толкачева А.С., Попов П.А., Шкерин С.Н., Наумов С.В., Хавлюк П.Д., Круговых А.А., Телегин С.В. Теплопроводность алюмината кальция и сложных ванадатов со структурой граната // Журнал Прикладной химии. 2020. Т. 93, №3. С. 319-326.
5. Новиков В.В., Митрошенков Н.В., Кузнецов С.В., Попов П.А., Кошелев А.В., Бучинская И.И., Каримов Д.Н. Ангармонизм колебаний решётки и тепловые свойства твёрдых растворов СdxSr1-x F2 // Физика твердого тела. 2020. Т. 62, № 4. С. 627-634.
6. Балабанов С.С., Беляев А.В., Попов П.А. Теплопроводность керамик на основе MgAl2O4 и ZnAl2O4 // Инженерно-физический журнал. 2020. Т. 93, № 3. С. 742-747.
7. Кузнецов С.В., Конюшкин В.А., Накладов А.Н., Чернова Е.В., Попов П.А., Пыненков А.А., Нищев К.Н., Федоров П.П. Исследование теплофизических характеристик монокристаллов твердых растворов CaF2-SrF2-RF3 (R = Ho, Pr) флюоритовой структуры // Неорганические материалы. 2020. Т. 56, № 9. С. 1027-1033.
8. Агарков Д.А., Борик М.А., Кораблева Г.М., Кулебякин А.В., Курицына И.Е., Ломонова Е.Е., Милович Ф.О., Мызина В.А., Попов П.А., Рябочкина П.А., Табачкова Н.Ю. Влияние термообработки на теплопроводность монокристаллов твердых растворов на основе ZrO2, стабилизированных оксидами скандия и иттрия // ФТТ. 2020. Т. 62, № 12. С. 2093-2100.
9. Попов П.А., Круговых А.А., Зенцова А.И. Исследование в БГУ теплопроводности минералов сульфидов / В сборнике: Университет на пути к новому качеству науки и образования. Национальная научно-практическая конференция с международным участием. Брянск, 2020. С. 389-396.
Сделан доклад на международной научной конференции:
• A.A. Shavelev; A.S. Nizamutdinov; A.A. Shakirov; M.A. Marisov; E.I. Madirov; E.V. Lukinova; N.F. Rakhimov; P.A. Popov; V.V. Semashko "Characterization of perspective active medium based on mixed crystals Ce3+:LiCaXSr1-XAlF6," 2020 International Conference Laser Optics (ICLO), Saint Petersburg, 2020, pp. 1-1, DOI: 10.1109/ICLO48556.2020.9285897.
На базе лаборатории выполнены и успешно защищены 4 бакалаврских ВКР.
Выполненная в СНИЛ ФХТТ работа студентки 4 курса направления «Физика», профиль "Медицинская физика" ФМФ Зенцовой А.И. получила первое место в областном конкурсе студенческих научных работ «Современные научные достижения» 2020 г.
За 2021 год сотрудниками лаборатории были исследованы теплофизические характеристики ряда твердотельных материалов оптоэлектроники и ионики различного химического состава и структуры: диоксида циркония с комбинированными составами стабилизирующих добавок, новых матричных кристаллов и твердых растворов фторидов, легированных керамик сесквиоксидов лантаноидов, и других соединений. Исследуемые материалы были синтезированы в Институте общей физики им. А.М. Прохорова РАН (Москва), Институте кристаллографии им. А.В. Шубникова РАН (Москва), Институте химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН (Н. Новгород), исследовались также природные минералы из евразийских месторождений.
По итогам выполненных СНИЛ «Физико-химические свойства твердых тел» исследований опубликованы следующие работы:
1. Karimov D.N., Buchinskaya I.I., Arkharova N.A., Ivanova A.G., Savelyev A.G., Sorokin N.I., Popov P.A. Growth peculiarities and properties of KR3F10 (R = Y, Tb) single crystals // Crystals. 2021. 11(3), 285 (17 p.). DOI: 10.3390/cryst11030285
2. Попов П.А., Круговых А.А., Конюшкин В.А., Накладов А.Н., Кузнецов С.В., Федоров П.П. Теплопроводность монокристаллов Sr1-хBaхF2 // Неорганические материалы. 2021. Т. 57, № 6. С. 658-662. DOI: 10.31857/S0002337X21060087
3. Каримов Д.Н., Бучинская И.И., Попов П.А., Кошелев А.В., Самсонова Н. Выращивание соединений KR3F10 (R = Tb–Er) методом вертикальной направленной кристаллизации. II. Уточнение характера плавления, выращивание и некоторые физические свойства кристаллов KDy3F10 // Кристаллография, 2021. Т. 66, № 6. С. 968-972. DOI: 10.31857/S0023476121060175
4. Karimov D.N., Lisovenko D.S., Ivanova A.G., Grebenev V.V., Popov P.A., Sizova N.L. Bridgman growth and physical properties anisotropy of CeF3 single crystals // Crystals. 2021. V. 11, №7. P. 793 (20 p.) DOI: 10.3390/cryst11070793
5. Balabanov S., Filofeev S., Kaygorodov A., Khrustov V., Kuznetsov D., Novikova A., Permin D., Popov P., Ivanov M. Hot pressing of Ho2O3 and Dy2O3 based magneto-optical ceramics // Optical Materials: X (2022), DOI: 10.1016/j.omx.2021.100125
На базе лаборатории выполнен ряд экспериментальных работ в рамках подготовки двух кандидатских диссертаций аспирантов, выполнены и успешно защищены 2 магистерских диссертации, 4 бакалаврских ВКР.
По итогам выполненных СНИЛ «Физико-химических свойств твердых тел» исследований за 2022 год опубликованы следующие работы:
1. Popov P.A. Hot pressing of Ho2O3 and Dy2O3 based magneto-optical ceramics. // Optical Materials: X. Vol. 13. January 2022. Номер статьи 100125. ISSN 2590-1478
2. Popov P.A. Assessment of Cs2HfCl6 crystals applicability as low-temperature scintillating bolometers by their thermodynamic characteristics. // Journal of Materials Chemistry C. Vol. 10, Iss. 13. 17 February 2022. P. 5218-5229. ISSN 2050-7534
3. Popov P.A., Krugovykh A.A., Zentsova A.A. Thermal Conductivity of Single Crystals of CaF2–BaF2 Solid Solutions. // Inorganic Materials. Vol. 58, Iss. 4. April 2022. P. 396-402. ISSN 0020-1685
4. Popov P.A., Praded A.S. Thermal Conductivity of Yttria-Gadolinia Solid Solution Optical Ceramics in the Temperature Range 50–300 K. // Inorganics. Vol. 10, Iss. 6. June 2022. Номер статьи 78. ISSN 2304-6740
5. Popov P.A. Thermal conductivity of single crystals zirconia stabilized by scandium, yttrium, gadolinium, and ytterbium oxides. // Modern Electronic Materials. 2022. Vol. 8, № 1. P. 1–6. ISSN 2452-2449
6. Popov P.A. Comparison of the Properties of the MgO–Y2O3 and MgO–Gd2O3 Ceramic Composites Obtained by the Method of Hot Compaction. Journal of engineering physics and thermophysics. 2022. Vol. 95. P. 1595–1603. ISSN 1062-0125
7. Popov P.A. Thermal conductivity of Y2O3-stabilized ZrO2 cubic single crystals: effects of defect structure. // Journal of Solid State Electrochemistry. 2022. ISSN 1433-0768
Сотрудники НИЛ участвовали в ряде научных конференций:
1. Popov P.A. Growth, thermal conductivity and spectroscopic properties of Nd:MgMoO4 laser crystal
2. 20-th International Conference on Laser Optics "ICLO 2022" Санкт-Петербург, Россия, 20-24 июня 2022
3. Прадед А.С., Попов П.А. Теплопроводность оптических керамик на основе твердых растворов оксида иттрия в температурном диапазоне 50-300 К. // Тезисы докладов XVII Всеросс. конф. «Высокочистые вещества. Получение, анализ, применение». X Школа молодых ученых «Особочистые стекла для волоконной оптики». Институт химии высокочистых веществ им. Г.Г. Девятых РАН. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 7-9 июня 2022. 184 с. С. 129
4. Прадед А.С., Попов П.А. Сравнение теплоемкостей полуторных оксидов редкоземельных элементов на основе обзора литературных источников. // Химия и физика - XXI век. Теория, практика, образование. Сборник материалов V Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Под редакцией Н.А. Титова. Брянск, 2022. С. 153-155
По итогам исследований в 2023 году сотрудниками лаборатории проделан следующий объем работ:
Опубликованы статьи в научных журналах:
1. Popov P.A. Growth and characterization of optical and thermal properties of LiGdF4 single crystal. // Optical Materials 2023 V. 137. Номер статьи 113490. ISSN 09253467 Popov P.A. Growth, structure and spectroscopy of Tm3+-doped MgMoO4. // Optical Materials 2023. V. 138. Номер статьи 113648. ISSN 09253467
2. Popov P.A. Growth and characterization of Dy3+-based fluoride crystals for the Faraday rotator application. // Optical Materials 2023. Vol. 142. Номер статьи 114016. ISSN 09253467
3. Popov P.A., Krugovykh A.A. Thermal conductivity of single crystals of CaF2-SrF2-BaF2-YbF3 solid solution. // Inorganic Materials. 2023. Т. 59, № 5.p. 507-511. ISSN 16083172
4. Popov P.A., Zentsova A.A., Krugovykh A.A. Thermal conductivity of single crystals of Na0.4(Y1-xNdx)0.6F2.2 solid solution. // Inorganic Materials. 2023. Т. 59, № 9. ISSN 16083172
5. Попов П.А., Зенцова А.А., Круговых А.А. Исследование теплопроводности кальцитового и доломитового мраморов. // Конденсированные среды и межфазные границы
Опубликованы работы в сборниках международный научно-исследовательских конференций:
1. Попов П.А. Рост, структура, тепловые свойста и спектроскопия монокристалла MgMoO4, легированного ионами Tm3+. //Cборник XII международной конференции по фотонике и информационной оптике. Сборник научных трудов. Москва, 01–03 февраля 2023. С. 396-397.
2. Попов П.А. Исследования нового лазерного кристалла Tm3+:MgMoO4. // XIX Международная молодежная конференция по люминесценции и лазерной физике. Иркутск, 03–07 июля 2023 года, С. 92.
3. Егоров Г.В., Палий Н.М. Влияние примесей замещения на колебательный спектр кристаллов. // В сборнике: ХИМИЯ И ФИЗИКА - ХХI ВЕК. ТЕОРИЯ, ПРАКТИКА, ОБРАЗОВАНИЕ. сборник материалов VI Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. Брянск, 2023. С. 93-96.
