Кафедра физики твердого тела

Кафедра физики твердого тела (ФТТ) ведет отсчет своего существования с 1971 года, а набор абитуриентов на специальность «Физика твердого тела», предполагавшую обучение инженеров-физиков с основательной общетеоретической подготовкой, был осуществлен в Воронежском политехническом институте в 1969 году. Таким образом, подготовка студентов, аспирантов и исследования, проводимые по настоящее время на кафедре ФТТ, приобрели системный характер в Воронежском политехническом институте более 45 лет тому назад.

Огромный вклад в становление и развитие научных исследований по физике твердого тела внес заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических наук, профессор Валентин Семенович Постников, первый заведующий кафедрой ФТТ (рис. 1). Ученый с мировым именем, один из первых докторов наук в области релаксационных явлений в твердых телах, он возглавлял кафедру с 1971 до 1982 года. Обладая исключительным талантом организатора, Валентин Семенович добился того, что исследования воронежских физиков получили широкую известность в стране и в мире.

 Рис. 1. Заведующие кафедрой ФТТ в разные годы

За истекшие десятилетия заведующими кафедрой были: сначала ученик Постникова В.С. заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор И.В. Золотухин (1982 - 1994 гг.), а затем ученик Золотухина И.В. заслуженный работник высшей школы РФ, доктор физико-математических наук, профессор Ю.Е. Калинин (с 1994 г по настоящее время).

УЧЕБНАЯ РАБОТА

В 1974 году кафедра осуществила первый выпуск инженеров – физиков в количестве 25 человек (рис. 2). Из них семеро получили диплом с отличием (Гольтер Андрей Эдуардович, Зарников Владимир Сергеевич, Новокрещенова Елена Павловна, Путилин Владимир Васильевич, Харин Николай Митрофанович, Шведов Евгений Васильевич, Шведова Ольга Георгиевна).

Рис. 2. Первый выпуск инженеров-физиков в 1974 году

Можно считать, что первые выпускники кафедры оправдали возлагавшиеся на них надежды - многие из них защитили кандидатские и докторские диссертации, стали ведущими специалистами в самых разных отраслях науки и производства. Есть среди бывших твердотельщиков специалисты микроэлектронной промышленности, атомной энергетики, литейщики, преподаватели вузов, административные работники. К концу семидесятых годов общее количество выпускников приблизилось к двум сотням человек.

Существовавшая долгое время практика распределения выпускников на промышленные предприятия ставила инженеров-физиков в невыгодные условия: заводские отделы кадров считали, что заводам нужны технологи, инженеры, а не «физики» - ведь на предприятии делают продукцию, а не занимаются физикой. И, к сожалению, специальность «Физика твердого тела» была закрыта, однако ее традиции с 1981 года приняла новая специальность - «Физика и технология материалов и компонентов электронной техники», которая в дальнейшем была преобразована в специальность «Материалы и компоненты твердотельной электроники». Причем на эту специальность прием был увеличен до двух групп. В 1985 году состоялся первый  выпуск. Дипломы инженеров получили 39 человек, из них 4 выпускника – диплом с отличием (Агеева М.М., Балалаев С.Ю., Корнеева В.В., Новак А.А.). За эти годы было подготовлено несколько сот молодых специалистов в области микроэлектроники и твердотельной электроники для ведущих предприятий электронной, радиотехнической и приборостроительной отраслей народного хозяйства.

В связи с переходом от планового ведения народного хозяйства в СССР к рыночным отношениям в Российской Федерации с 1994 года подготовка молодых специалистов на кафедре ФТТ ведется по многоуровневой схеме (4+1) в рамках направления 140400 «Техническая физика». Параллельно, по системе (4 + 2) ведется подготовка магистров техники и технологии по специализации «Прикладная физика твердого тела». Первый выпуск 9 магистров техники и технологии совместно с кафедрой полупроводниковой электроники по специализациям  – «Прикладная физика твердого тела»  и  «Техника и физика полупроводников» состоялся в 2002 году. Из них 6 человек получили дипломы с отличием (Глазунов Алексей А., Посметьев Виктор В., Шуников Евгений А., Плешков А.П., Просвирин Д.Б., Шишкин И.А.), затем поступили в аспирантуру и защитили кандидатские диссертации.

В 1996 году на кафедре была открыта новая инженерная специальность  «Техника и физика низких температур», которая в соответствии с действующим в те годы классификатором входила в направление подготовки дипломированных специалистов 140401 – «Техническая физика». Первые выпускники этой специальности были выпущены в 2001 году, а к настоящему времени подготовлено более двухсот инженеров – механиков. Среди первых выпускников этой специальности следует отметить Пригородова Александра Владимировича, получившего диплом с отличием, а также Тюрина Александра Борисовича – ныне депутата Городской Думы города Воронежа.

В 2011 году на кафедре была открыта подготовка бакалавров по направлению «Материаловедение и технология материалов» (профиль -  Конструирование и производство изделий из композиционных материалов), а в 2013 году – по направлению  «Нанотехнологии и микросистемная техника» (профиль «Компоненты нано- и микросистемной техники».

Таким образом, развитие кафедры вновь привело к рождению новых специальностей, удовлетворяющих запросы многих предприятий и научных центров и готовящих будущих ученых, исследователей и инженеров.

Естественно, что наиболее эффективная подготовка высококвалифицированного специалиста происходит при живой индивидуальной работе студентов в контакте с действующими учеными. А осуществляет все это замечательный коллектив (рис. 3), включающий 6 докторов наук (штатные сотрудники: Заслуженный деятель наук РФ, профессор Гриднев С.А., заслуженный работник высшей школы РФ, профессор Калинин Ю.Е., профессор Коротков Л.Н., профессор Стогней О.В., профессор  Ситников А.В. и совместитель:  академик РАН, д.ф.-м.н., профессор Иевлев В.М.), 7 кандидатов наук (штатные сотрудники: доценты Калядин О.В., Бабкина И.В., Костюченко А.В., Королев К.Г., Калгин А.В., Шушлебин И.М., Янченко Л.И.).

Рис. 3. Коллектив сотрудников кафедры ФТТ

Кафедра располагает достаточной для подготовки высококвалифицированных кадров материально-технической базой. В состав кафедры входят следующие учебные и учебно-научные лаборатории: лаборатория физического материаловедения, лаборатория физических свойств твердых тел, дисплейный класс, учебно-научная лаборатория материалов электронной техники, учебно-научная лаборатория структурных методов исследования, учебно-научная лаборатория наноструктурированных материалов, учебно-научная лаборатория физики твердого тела, учебно-научная лаборатория сегнетоэлектриков, учебно-научная лаборатория «Технологии МЭТ», учебные и учебно-научные лаборатории «Криогенного центра» и лаборатории электронной микроскопии и электронографии.

Кроме площадей учебных лабораторий кафедры для подготовки специалистов используются лаборатории филиалов кафедры на ОАО «Корпорация НПО «РИФ», а также учебно-научного центра испытательного комплекса ОАО «КБХА». Данные структуры эффективно используются также для организации различных видов практик, которые проводятся в цехах этих предприятий и научных лабораториях ФРТЭ ВГТУ.

За годы своего существования кафедра подготовила более 1000  выпускников, в том числе 100 магистров, 300 бакалавра, около 800 специалистов. Все выпускники кафедры трудоустроены в области наукоемких технологий, работают в научных, производственных или образовательных учреждениях.

НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

На кафедре физики твердого тела изучается поведение металлов, диэлектриков, полупроводников, ферромагнетиков и других материалов в широчайшем диапазоне от сверхнизких до сверхвысоких температур. Именно здесь можно выполнить дипломный проект, используя температуры жидкого азота - на факультете есть свой криогенный центр, обслуживающий, кстати, интересы целого региона. Именно здесь можно получать аморфные металлы и сплавы, нанокомпозиты и многослойные наноструктуры, фуллерены и углеродные нанотрубки, керамические диэлектрики и термоэлектрические полупроводники. Именно здесь можно освоить многообразие сложных технологических приемов получения тончайших и совершенных пленок, находящих применение в современной микро- и оптоэлектронике. Именно здесь можно открыть для себя целые классы диэлектрических материалов, обладающих поразительными свойствами и составляющих основу сенсорных устройств (рис. 4).

В 1966 году Минобразования совместно с Минэлектронпромом СССР на базе кафедры была организована отраслевая научно-исследовательская лаборатория материалов электронной техники НИЛМЭТ для установления тесной связи между наукой и производством и использования научного потенциала вузовских сотрудников для решения конкретных задач производства.

Рис. 4. Исследование наногетерогенных композитов аспирантом Горшковым А.Г.

В период с 70-х по 90-е годы результаты научных разработок кафедры были активно востребованы. Заказчиками выступали предприятия и организации электронной промышленности - НПО "Микрон", НИИ Пьезотехники (Москва), НИИ ГИРИКОНД, ЦНИИ Морфизприбор (Ленинград), НИИ измерительной техники (Пенза) и многие другие. Большой объем хоздоговорных исследований и разработок кафедры по заказам предприятий позволил сформировать современную базу приборов и оборудования, которая работает и до сегодняшнего дня.

В последние годы кафедра принимала участие в выполнении различных НИР и грантов, в том числе международных: «Физические свойства твердотельных гетерогенных сред со структурной размерностью различного масштаба»; грант INTAS  2001-2399 «Синтез и исследование эндоэдральных металлофуллеренов и пленок на их основе»; грант МНТЦ № 1580 «Разработка и исследование детекторов для обнаружения и регистрации водорода»; РФФИ № 10-02-90030 Бел_а; программа развития научного потенциала высшей школы (проект РНП 2.1.1/4406) и НИР «Модернизация лаборатории входного и выходного контроля ОАО «ВАСО»» в рамках комплексного проекта «Создание высокотехнологичного производства авиационных агрегатов гражданских самолётов нового поколения с применением концепции гибких производств (гибких производственных систем) для постановки в серийное производство регионального самолёта АН-148»; программа развития кооперации российских вузов и производственных предприятий и других.

На базе кафедры было проведено 11 Международных семинаров "Физика сегнетоэластиков", 23 Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференций "Физика релаксационных явлений" с участием известных ученых дальнего зарубежья и бывшего Советского Союза (рис. 5).

Рис. 5. На Международной конференции ВКР-22, Воронеж, 2010 г.

Международные связи кафедры ФТТ устанавливаются путем направления ее представителей на научные стажировки в Германию, Нидерланды, Японию и для участия в научных конференциях (Германия, США, Франция, Япония, Австрия, Голландия). Кроме того, сотрудники кафедры активно публикуют научные труды в международных журналах (США, Германия, Великобритания).

Рис. 6. Защита кандидатской диссертации аспирантом Калгиным А.В. (2010 г.)

За годы своего существования в стенах кафедры физики твердого тела было выращено немало блестящих преподавателей и ученых. Из числа выпускников кафедры 19 человек защитили докторские и 161 человек - кандидатские диссертации по физико-математическим и техническим наукам (рис. 6). На кафедре успешно функционируют аспирантура и докторантура по специальностям: 01.04.07 – «Физика конденсированного состояния» и 05.27.01 – «Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах». Только за последние годы на кафедре защищено 5 докторских диссертации (Голев И.М., Иванов О.Н., Стогней О.Н., Коротков Л.Н., Ситников А.В.) и несколько кандидатских. В настоящее время на кафедре проходят обучение 22 аспиранта  и 1 докторант. Преподаватели  кафедры тесно сотрудничают с учеными многих академических институтов (ФТИ им. Иоффе, ИК, ИСПМ им. Н.С. Ениколопова, ИФТТ и др.) отраслевых НИИ (ЦНИЧерМет, НИИ «Домен», Курчатовский  и др.) и высших учебных заведений России (МГУ им. М.В. Ломоносова, СПЭТУ, ТГУ,  ВГУ,  МИСиС и др.) и за рубежом (БГУ, Минск), ИФТТиП (Минск), ИМФ (Киев), Университет Мартина-Лютера (Галле, Германия) и др.).

Научные исследования на кафедре ФТТ ведутся по следующим приоритетным направлениям:

1. Синтез, структура и физические свойства аморфных и нанокристаллических материалов и гетерогенных структур.

2. Физические явления в сегнетоэластиках и сегнетоэлектриках.

3. Физические явления в неупорядоченных полярных диэлектриках.

4. Синтез, структура и свойства высокотемпературных сверхпроводников.

5. Термоэлектрические материалы и устройства (совместно с «Корпорацией НПО «РИФ»).

6. Материалы и устройства водородной энергетики (совместно с ИК АО «КБ ХИМАВТОМАТИКА»).

7. Объемные композиционные материалы различного назначения (совместно с ОАО «ОЭЗ «ЛИПЕЦК» и Воронежским Авиационным заводом) и др.

ВЫПУСКНИКИ

Имена многих выпускников кафедры известны не только в Воронеже, но и в других городах России и за рубежом. Так, выпускник 1974 года Ларин Юрий Иванович является заместителем директора Новолипецкого металлургического комбината по технологии и качеству, выпускник 1975 года Демьянов Сергей Евгеньевич – начальником отдела научно-практического центра НАН Беларуси по материаловедению, выпускник 1984 года Балалаев Сергей Юрьевич – заместитель управляющего Воронежского филиала Банка внешней торговли. Выпускник 1980 года Борис Сергеевич Кузнецов в 1991-95  годы был представителем Президента Российской Федерации в Центрально-Черноземном регионе. Некоторые наши выпускники живут и работают за рубежом (А. Уклеин в Канаде, С.Е. Демьянов – в Белоруссии и др.)

Говоря о будущем, необходимо отметить приоритетные направления в развитии кафедры физики твердого тела. Известно, что новое слово в науке и технике связывается с поиском материалов и технологий, основанных на использовании объектов нанометрового масштаба. Вклад в решение этой проблемы станет одной из приоритетных задач коллектива кафедры ФТТ на ближайшие годы. Уже в настоящее время имеется результаты, базирующиеся на исследованиях в области нанотехнологий. Разработана и обоснована теоретически и экспериментально возможность формирования нанокомпозитов и многослойных наноструктур на основе ферромагнитных гранул для СВЧ-диапазона.

Вся многогранная деятельность профессорско-преподавательского и учебно-вспомогательного состава кафедры позволила завоевать кафедре физике твердого тела заслуженный авторитет не только в университете, но и в научной среде страны.