і технологій Національного наукового центру «Харківський фізико-технічний інститут»
 Ксенофонтов В’ячеслав Олексійович, Великодна Ольга Олександрівна, Михайловський Ігор Михайлович, Мазілова Тетяна Іванівна, Саданов Євген Вікторович |
|
Михайловський Ігор Михайлович — провідний науковий співробітник, доктор фізико-математичних наук, професор. З 1963 р. очолює групу вчених, які провадять високопольові емісійні дослідження. Коло наукових зацікавлень І. М. Михайловського пов’язане з дослідженням структури меж поділу і радіаційних дефектів, а також характеристик міцності мікро- і нанокристалів. Під його керівництвом розроблено і створено низку різноманітних польових емісійних мікроскопів та польових мас-спектрометрів. Використання цих пристроїв забезпечило отримання інформації про процеси польового випаровування, формування поверхні та структуру дефектів на рівні атомів. Розроблена ним модель меж зерен широко застосовується для аналізу структурно-чутливих властивостей полікристалічних твердих тіл. Ігор Михайловський — автор понад 200 публікацій та 32 патентів на винаходи. |
|
Харківський Інститут фізики твердого тіла добре відомий в Україні та за її межами своїми традиціями з використання найрізноманітніших сучасних методів мікроскопії, зокрема електронної мікроскопії, польової іонної і електронної мікроскопії та високопольового атомного зондування. Цикл досліджень, виконаних в інституті під керівництвом І. М. Михайловского, дозволив вивести мікроскопічні дослідження на якісно новий рівень і реалізувати в польовому емісійному мікроскопі субангстремну роздільну здатність.
Розвиток сучасної мікроскопії рухається шляхом підвищення роздільної здатності, що дозволяє розширити можливості методу за рахунок підвищення інформативності. Однією з основних цілей мікроскопічного дослідження у фізичному експерименті є отримання детальної інформації на атомному рівні. На сьогодні прогрес у розвитку методу просвічувальної електронної мікроскопії і особливо силової атомної мікроскопії наблизив роздільну здатність приладів до 1 ангстрему, що суттєво відсунуло позиції польової іонної мікроскопії, яка тривалий час за цим показником тримала першість. Понад тридцять років тому з метою вдосконалення польових методик було висловлено ідеї, які вказували шлях суттєвого підвищення роздільної здатності — це мініатюризація досліджуваних зразків. Проте під час вивчення металів цей шлях було майже повністю вичерпано, а суттєвого підвищення роздільної здатності так і не вдалося досягти. Тільки в останнє десятиріччя завдяки накопиченню знань про матеріали на основі вуглецю, елемента, який забезпечує величезну структурну різноманітність, з’явились нові можливості для реалізації задумів вчених лабораторії фізики кристалів.
Лінійні вуглецеві утворення у вигляді нанотрубок і атомних ланцюгів стали ідеальними об’єктами для польових методів дослідження. Найцікавіших результатів на цьому шляху можна було чекати від моноатомних вуглецевих ланцюжків, яким властиві гранично малі поперечні розміри. Перший крок у цьому напрямі було зроблено, коли у камері польового іонного мікроскопа вченим вдалося реалізувати процес формування моноатомних вуглецевих ланцюжків, чим було доведено сам факт їх існування. Розробка авторами високопольового методу отримання вуглецевих ланцюжків, яким властиві унікальні фізико-механічні характеристики, відкрила широку перспективу для подальших досліджень і технологічного застосування. Ефекти парності-непарності, надвисокої провідності, теплопровідності, міцності, а також особливі кінцеві електронні стани ланцюжків ставлять їх в один ряд з найбільш перспективними об’єктами для використання в наноелектронних пристроях майбутнього.
Перші детальні зображення атомів, які демонструють різноманітні конфігурації електронних хмар, що оточують атом вуглецю. Мікрофотографії відповідають двом відмінним електронним станам
У результаті багаторічної роботи науковці лабораторії фізики кристалів довели можливість реалізувати в польовому електронному мікроскопі субангстремну роздільну здатність, що на сьогодні є рекордним. Експериментальним підтвердженням цього факту стало отримання детальних зображень, які демонструють різноманітні конфігурації електронних хмар, центрованих відносно атома вуглецю, що відповідають s- та p-подібним станам. Зображення формувались шляхом електронної емісії з кінцевого атома вуглецевого ланцюжка під дією електричного поля, що дозволило спостерігати форму атомних орбіталей у реальному просторі. Отримані зображення яскраво ілюструють хвильові властивості електрона і наочно демонструють квантово-механічні уявлення про будову атома. Результати роботи доводять широкі можливості методу польової електронної мікроскопії у дослідженні одномірних моноатомних об’єктів.
Вчені переконалися, що є певний мінімальний розмір, конфігурація якого не змінюється. А якщо й змінюється, то спеціальним квантово-механічним чином. За словами доктора фізико-математичних наук Ігоря Михайловського, їм вперше вдалося сфотографувати перехід атома з одного квантового стану в інший.
Матеріали досліджень та результати роботи колективу було опубліковано у журналі Physical Review. Вони викликали великий інтерес як у спеціалістів, так і широкого кола читачів, які цікавляться сучасною фізикою. За оцінкою провідних вчених, які працюють у галузі нанотехнологій і польових методик, отриманий результат може вплинути на подальші теоретичні дослідження в галузі фундаментальної квантової механіки і сприятиме появі нових нанотехнологічних підходів.
Вул. Академічна, 1, м. Харків, 61108. Тел.: 0 (57) 335-65-02, 700-26-76.
E-mail: mikhailovskij@kipt.kharkov.ua
Назад ] Зміст [ Вперед 