прикладної фізики та наноматеріалів

Кафедра готує магістрів та докторів філософії за спеціальністю 105 - прикладна фізика та наноматеріали і є спільним освітньо-науковим підрозділом Київського академічного університету та Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України.

▼ Напрями досліджень

Надпровідники та інші квантові матеріали:
- пошук механізмів високотемпературної надпровідності
- фундаментальні та прикладні дослідження вихорової матерії;
- створення нових надпровідних матеріалів;
- синхротронні дослідження електронної структури, ARPES;
- надпровідна електроніка та спінтроніка, топологічні ізолятори.
Cпівробітництво з IFW Dresden, Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf та BESSY Berlin (Німеччина), Swiss Light Source та PSI (Швейцарія), Stockholm University (Швеція), International Laboratory of High Magnetic Fields and Low Temperatures у Вроцлаві (Польща)...
Обчислювальна фізика:
- квантово-механічні розрахунки електронної структури металів та моделювання їх фізичних властивостей;
- розвиток ab initio методів обчислювальної фізики;
- створення та удосконалення комплексів комп'ютерних програм для вивчення фізико-хімічних властивостей комплексних багатоатомних систем.
Cпівробітництво з Max-Planck Institute for Solid State Physics, Stuttgart, Germany; Max-Planck Institute of Microstructure Physics, Halle, Germany; Ames National Laboratoty, Ames, USA; Byalistok University, Byalistok, Poland.
Aтомна інженерія поверхні та наноструктур:
- атомно-силова, тунельна мікроскопія та спектроскопія поверхні;
- фізика моно- та багатошарових металевих систем;
- апатитові наноматеріали: синтез, властивості, застосування (замінники кістки, сорбенти, біоматеріали);
- нанодроти на основі рослинних вірусів та наночастинок металів.
Фізики міцності, пластичності і руйнування:
- дослідження атомних механізмів деформації і руйнування нанокристалів, зокрема двовимірних (графен) і одновимірних (карбін) кристалів та структур на їх основі;
- термомеханічна стабільність та довговічність елементів нанопристроїв;
- дослідження фазових і структурних перетворень в суттєво нерівноважних умовах і створення на цій основі конструкційних матеріалів для потреб аерокосмічної галузі, зокрема титанових сплавів, що працюють в екстремальних умовах;
- дослідження магнітної пам’яті форми в системі Ni-Mn-Ga для створення нових функціональних матеріалів;
- дослідження взаємодії водню із конструкційними матеріалами для використання в водневих технологіях (водневостійкі матеріали, накопичувачі водню, тощо)
Теорія твердого тіла:
- теорії недосконалих металічних кристалів і методів їх дослідження, кінематична та динамічна теорії розсіяння різного типу хвиль, зокрема теорії фотонів, у кристалах з дефектами, теорії фазових перетворень;
- розвиток теоретичних та експериментальних основ нових методів діагностики кристалічних і некристалічних (медико-біологічних) об’єктів на основі ефектів багаторазового розсіювання, зокрема, на пучках синхротронного випромінення та нейтронів;
- з’ясування самоорганізованих механізмів атомового, електронного та магнітного впорядкувань низьковимірних структур з реґульованими функціональними властивостями.

▼ Наукові керівники та теми магістерських робіт

Магістри Кафедри прикладної фізики та наноматеріалів, як і інші студенти КАУ, можуть обирати наукових керівників з будь-яких інститутів НАН України. Звісно, за взаємною згодою. Тут ми наводимо перелік наукових керівників, переважно співробітників Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України (ІМФ), що вже висловили бажання опікуватись магістрами КАУ та мають досвід такої роботи. Більш повний перелік тем від бакалаврів до аспірантів публікується на сайті ІМФ.

Татаренко Валентин Андрійович, д.ф.-м.н., проф. чл.-кор. НАНУ, директор ІМФ
Теми магістерських робіт (теорія):

Термодинамічні та кінетичні закономірності самоорганізації дисипативних модульованих структур у розподілі взаємодійних вакансій або нанопор у неперервно опромінюваних кристалах кубічної синґонії
Статистична термодинаміка утворення (за спинодальним механізмом) модульованих структур у «твердому розчині вакансій» на основі опромінених кристалів кубічної синґонії
Енергетичний спектр двовимірного електронного газу у магнетному полі
Спричинені магнетним полем зміни в електронній структурі та магнетоелектронних властивостях деформованих графенових шарів з дефектами
Конденсація Бозе–Айнштайна ферміонних пар (у суперсиметричному представленні)

Лень Євген Георгійович, д.ф.-м.н., проф., зав. відділу електронної структури та електронних властивостей,
Теми магістерських робіт у відділі:

Теоретичні та експериментальні дослідження електронних властивостей недосконалих кристалічних та некристалічних матеріалів, у т.ч. методом електрон-позитронної анігіляції.
Розробка та дослідження нових матеріалів для низько-, середньо- та високотемпературних термоемісійних перетворювачів теплової та променистої, зокрема сонячної, енергії в електричну, а також для теплових колекторів.
Синтез лазерними методами та дослідження фізичних властивостей екологічно безпечних напівпровідникових гетероструктур для фото- і термоелектричних високоефективних перетворювачів енергії та сенсорів.

Карбівський Володимир Леонідович, д.ф.-м.н., проф., зав. відділу фізики наноструктур, керівник Центру сканувальної зондової мікроскопії та резонансної спектроскопії
Напрями досліджень:

Атомна інженерія поверхні та моношарові структури металів - зондова мікроскопія і спектроскопія атомно-чистих поверхонь монокристалів; взаємодія нуль-, одно- і двовимірних наноструктур з поверхнями твердих тіл і біооб'єктів.
Наноструктурні металеві та металооксидні системи - розроблення фізико-хімічних основ синтезу, діагностики та формування функціональних властивостей наноструктурних металевих і металооксидних наносистем.
Біонанотехнології - взаємодія випромінювання різних спектральних діапазонів з біонаносередовищами ока; технології отримання наноструктур біомедичного і екологічного призначення.
Апатитознавство - синтез, фізико-хімічні та функціональні властивості нуль-, одно-, дво- і тривимірних апатитоподібних нанострукту

Кордюк Олександр Анатолійович, д.ф.-м.н., проф., академік НАНУ, зав. відділу надпровідності, профілі: GoogleScholar, Facebook
Теми магістерських робіт (експеримент, див. презентацію в pdf або ppt):

Особливості електронної структури багатозонних надпровідників та інших квантових матеріалів
Комп’ютерне розпізнавання ключових особливостей електронної структури квантових матеріалів
Квазічастинкові збудженння поверхневих станів в топологічних ізоляторах
Геометричні ефекти проникнення магнітного потоку у високотемпературні надпровідники...

Котречко Сергій Олексійович, д.ф.-м.н., проф., чл.-кор. НАНУ, зав. відділу фізики міцності, пластичності і руйнування сталей
Теми магістерських робіт (експеримент та моделювання):

Дослідження атомних механізмів деформації і руйнування нанокристалів, зокрема двовимірних (графен) і одновимірних (карбін) кристалів та структур на їх основі.
Термомеханічна стабільність та довговічність карбін-графенових наноелементів. Cпівробітництво з Brno University of Technology, Institute of Physics of Materials ASCR, Central European Institute of Technology (Брно, Чеська республіка), The University of Vienna (Австрія).
Локальний підхід до крихкого руйнування реакторних сталей (теорія і експеримент). Співробітництво з НАЕК Енергоатом (Україна).

Гаврилюк Валентин Геннадійович, д.т.н., проф., профіль на GoogleScholar
та Шиванюк Владислав Миколайович, д.ф.-м.н., зав. відділу фізичних основ легування сталей і сплавів, профіль на GoogleScholar
Теми магістерських робіт (експеримент):

Фазові перетворення при кріогенних температурах в сплавах на основі заліза.
Перспективна задача: Розробка нової сталі для шарикопідшипникової промисловості - більш детально тут.

Білоголовський Михайло Олександрович, д.ф.-м.н., проф., зав. лабораторії динаміки електронних процесів у гібридних структурах
Теми магістерських робіт (теорія):

Моделювання зарядового транспорту в багатотермінальних тунельних гетероструктурах (розподіл струмів і електричних напруг, неоднорідні бар‘єри, пошук оптимальної конфігурації для практичного застосування в наноелектроніці, тощо).
Маніпулювання квантовою інформацією (квантові графи, парадокс Бреса, квантова інтерференція і квантова заплутаність в системах нанорозмірних проводів, тощо).
Термодинаміка інформаційних процесів (демон Максвелла, принцип Ландауера, кубіти як теплові машини, тощо).

Шатернік Володимир Євгенович, д.ф.-м.н., пров.наук.співр. відділу надпровідності
Теми магістерських робіт (експеримент, детальніше в pdf):

Надпровідникові переходи Джозефсона з малою ємністю

Сизов Федір Федорович, д.ф.-м.н., проф., чл. кор. НАН України, зав. відділу фізики і технології низьковимірних системфізики і технології низьковимірних систем Інституту фізики напівпровідників ім. В.Є. Лашкарьова НАН України

Дослідження властивостей ІЧ та ТГц низьковимірних структур

Жолковський Емілій Костянтинович, к.х.н., та Ковальчук Володимир Іванович, д.ф.-м.н., зав. відділу макрокінетики природних дисперсних систем Інституту біоколоїдної хімії ім. Ф. Д. Овчаренка НАН України

Електрокінетичні явища в природних нано/мікро-флюїдних та дисперсних системах: характеризація, обробка, моделювання
Energy harvesting via wetting/drying cycles with nanoporous electrodes

...

Цей список постійно оновлюється але є принципово неповним. Студенти можуть також обирати тематику та наукового керівника серед інших співробітників ІМФ (див. список зареєстрованих в НАНУ керівників проектів або список профілів в GoogleScholar) та інших профільних інститутів НАН України.