ОТДЕЛ ТЕОРИИ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

Зав.отделом: РУМЯНЦЕВ Владимир Васильевич
доктор физико-математических наук, профессор

(062) 311-53-48
rumyants@teor.fti.ac.donetsk.ua

Основан в 1966 году, как отдел теоретической физики, Кириллом Борисовичем Толпыго — доктор физико-математических наук, профессор, член-корр. НАН Украины

 

С 1966 года Кирилл Борисович ТОЛПЫГО работал заведующим отделом теоретической физики в Донецком физико-техническом институте АН  Украины, а с 1988 года и до последних дней своей жизни занимал должность главного научного сотрудника ДонФТИ НАН Украины.

   

C 1988 года по 2000 зав. отделом был ТЕЛЕЖКИН Вениамин Александрович, доктор физико-математических наук, профессор

C 2001 по 2014 зав. отделом теорфизики (впоследствии отдел теории динамических свойств сложных систем) был ПАШКЕВИЧ Юрий Георгиевич, доктор физико-математических наук, профессор

 

Состав отдела

Всего сотрудников — 12; из них докторов наук — 2, кандидатов наук — 8.

ОТДЕЛ ТЕОРИИ ДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

Направления научных исследований: динамические и статические свойства сложных систем во внешних полях.

Объекты исследований: низкоразмерные и сильнокоррелированные системы, фотонные кристаллы, металлооксиды, металлы, биополимеры.

Основные результаты

  • Впервые предложен механизм подпорогового дефектообразования в кристаллах типа алмаза и предложен новый метод расчета электронной и атомной структур точечных дефектов [1] (В.А.Тележкин, Госпремия Украины в области науки и техники 1995 года).
  • Впервые рассмотрено электродипольное спининдуцированное однофононное поглощение света, обусловленное магнитным упорядочением и изучены новые магнитооптические эффекты в антиферромагнетиках [2] (Ю.Г.Пашкевич, Госпремия Украины в области науки и техники 2003 года).
  • Предложена модель универсального первичного физического механизма механохимического преобразования энергии, осуществляемого белковыми молекулярными моторами, базирующаяся на учете возбужденных водородных связей [3] (К.Б.Толпыго, С.В.Беспалова).
  • Развит метод неэмпирического расчета электронной плотности и первопринципные расчеты структурных электронных, магнитных, фононных свойств упорядоченных систем различной размерности таких, как углеродные и бор-азотные нанотрубки, металлические нанопровода, нанотрубки инкапсулированные металлами, мультиферроики [4] (И.М.Резник, А.А.Гусев, В.Г. Бутько).
  • Развита микроскопическая теория пространственной дисперсии света в молекулярных кристаллах и алмазоподобных структурах в области частот экситонных переходов. Использование квазимолекулярной модели позволило  использовать для описания электронных возбуждений в алмазоподобном полупроводнике методику, разработанную для молекулярных кристаллов. Выполнено численное моделирование экситонных спектров и получены законы дисперсии экситонных поляритонов в несовершенных молекулярных кристаллах. Исследована генерация экситонных поляритонов полем движущейся в подобных кристаллических системах бета-частицей. Изучено рассеяние электромагнитного излучения тонким кристаллическим слоем [5].  (В.В. Румянцев).
  • Предложена модель полимеразно-таутомерного ультрафиолетового мутагенеза, байстендер эффектов и нестабильности генома, а также механизмы образования редких таутомерных форм оснований ДНК и модель образования горячих и холодных пятен ультрафиолетового мутагенеза, мишенных и немишенных мутаций замены оснований, мишенных делеций, инсерций и комплексных мутаций. Введено в научный оборот новое понятие — протонный экситон [6] (Е.А.Гребнева).
  • Выполнено моделирование электронного транспорта и энергетического спектра в туннельных гетероструктурах с металлическими электродами. Исследование транспортных и шумовых характеристик сверхпроводников с s- и d-типом симметрии сверхпроводящего параметра порядка [7] (М.А.Белоголовский, Т.А. Хачатурова, И.И. Бойло ).
  • Исследовано влияние эффектов разупорядочения в нанопленках и слоистых структурах на распространение электромагнитного излучения и акустических возбуждений. Изучены особенности дисперсии электромагнитных возбуждений в неидеальной решетке микрорезонаторов, содержащих квантовые точки, при вариации как резонаторов по составу и расстояниям между ближайшими соседями, так и квантовых точек по составу. [8] (В.В. Румянцев, С.А. Федоров, К.В. Гуменник).
  • Рассмотрены комбинационное и гиперкомбинационное рассеяния в молекулярных кристаллах с участием бифононов и бозе-эйнштейновского конденсата экситонов. Разработана методика применения функций Грина в нелинейных оптических эффектах. Изучены аномалии намагничения парамагнетиков и магнетиков с одноионной анизотропией типа “легкая плоскость” в окрестности точки пересечения нижайших энергетических уровней. [9] (Ю.Д. Заворотнев).

Прикладные исследования

Исследовано обогащение по протию газовой изотопной H-D-T смеси при ее фильтрации через каскад квазидвумерных палладиевых мембран  Проведено численное моделирование параметров обогащения изотопной водородной смеси по одному из изотопов, которое позволяет определить оптимальный режим сепарации H-D-T смеси через каскад тонких металлических мембран. [10] (В.В.Румянцев, В.М.Шаталов, К.В.Гуменник ).

Сотрудники отдела обеспечивают работу ГРИД-кластера института (9 серверов, 132 ядра), подсоединенного к украинскому академическому ГРИДу. На кластере установлены лицензионные программы ab-initio расчетов WIEN2k и VASP4.6.

Научное сотрудничество

Институты НАН Украины: Физико-технический институт низких температур НАН (г.Харьков), Институт металлофизики НАН (г.Киев); Институт физики твердого тела и полупроводников АН Беларуси (г.Минск), Физический институт (г.Брауншвейг, Германия), Институт им. Макса Планка (г.Штутгарт, Германия), Университет (г.Братислава, Словакия), Университет им. Фридриха Шиллера (г.Йена, Германия), Средиземноморский институт фундаментальной физики (г.Рим, Италия), Университет (г. Саутгемптон, Великобритания), Университет (г.Владимир, Россия).

В рамках международного сотрудничества отдел принимал и принимает участие в выполнении грантов INTAS, исследовательских грантов CRDF и NATO, в реализации совместного проектов:  НАНУ и РФФИ (ДонФТИ НАНУ- Владимирский гос. университет), а также в рамках европейской программы FP7-PEOPLE-IRSES.

Сотрудники отдела Румянцев В.В., Заворотнев Ю.Д., Гусев А.А., Хачатурова Т.А. работают по совместительству в ВУЗах (в Донецком национальном университете,  Донецком национальном техническом университете),  участвуют в научно-педагогической деятельности, привлекают студентов к научным исследованиям.

Избранные публикации

  1. P.W.M.Jacobs, V.A.Telezhkin. Application of Green-function method to molecular systems. In book Modelling of Electronic and Atomic Processes in Solids, NATO ASI Ser.3/22. Kluwer Acad. Publ., 31 (1997)
  2. Ю.Г.Пашкевич, В.В.Пишко, В.В.Цапенко, А.В.Еременко. Индуцированное магнитным упорядочением однофононное инфракрасное поглощение в Nd2CuO4./ ЖЭТФ 109, 1433 (1996); Yu.G.Pashkevich, V.A.Blinkin, V.P.Gnezdilov, V.V.Tsapenko, V.V.Eremenko, P.Lemmens, M.Fischer, M.Grove, G.Güntherodt, L.Degiorgi, P.Wachter, J.M.Tranquada, D.J.Buttrey Stripe conductivity in La1.775Sr0.225NiO4 / Phys. Rev. Lett. 84, 3919 (2000).
  3. С.В.Беспалова, К.Б.Толпыго / Биофизика 41, 22 (1996); С.В.Беспалова, К.Б.Толпыго./  Биофизика 43, 484 (1998).
  4.  A.A.Gusev, I.M.Reznik, V.A.Tsitrin. Electron-electron interaction and antishielding constants of core shells of atoms./ J. Phys.: Condens. Matter, 7, 4855 (1995). B.P.P. Mallet, Yu.G. Pashkevic, A. Gusev, Th. Wolf, C. Beruhard. Muon-spin-rotation study of the magnetic structure in the tetragonal antiferromagnetic state of weakly under doped Ba1-x Kx Fe2 S2 / EuroPhysics Leters, 111, 57001 (2015).
  5. В.В. Румянцев Взаимодействие электромагнитного излучения и легких частиц с несовершенными кристаллическими средами. – Донецк: Норд-Пресс, 2006, 347 с. Румянцев В.В., Подлипаев С.С. Спектральная плотность излучения, возбужденного в алмазоподобной нанопленке полем бета-частицы / Известия РАН. Сер. Физическая. 76 733-736 (2012).
  6. Е. А. Гребнева. Механизмы образования мишенных сложных инсерций при синтезе молекулы ДНК, содержащей цис-син циклобутановые тиминовые димеры / Доповіді НАН України. 5, 145-154 (2015).
  7. M.A.Belogolovskii. Tunneling density of states of MgB2: evidence for a dominant π–band contribution. Physica Status Solidi (c) 2, 1633 (2005). И.В. Бойло. Электрический шум в мезоскопических структурах нормальный металл – изолятор – сверхпроводник / Металлофизика и новейшие технологии.6, 723-730. (2015).
  8. V.V.Rumyantsev. Peculiarities of propagation of electromagnetic excitations through nonideal 1D photonic crystal / J. of Electrical & Electronic Systems. 1, 109-112 (2013). V.V. Rumyantsev,  S.A. Fedorov, K.V. Gumennyk, M.V. Sychanova, A.V. Kavokin. Exciton-like electromagnetic excitations in non-ideal  microcavity supercrystals / Nature. Scientific Reports4: 6945 (2014). V Rumyantsev V.V., Fedorov S.A., Gumennyk K.V., Sychanova M.V., Kavokin A.V. Polaritons in a nonideal periodic array of microcavities / Superlattices and Microstructures. 89, 409-418 (2016).
  9. Yu. D. Zavorotnev, O. Yu. Popova, Polariton Spectrum Subject to Bose-Einstein Condensate  of  Excitons  / J. of Photonic Materials and Technology. 1, 10-14.(2015)
  10. V.V.Rumyantsev, V.M.Shatalov, G.Ya.Misuna Gas separation of hydrogen isotopes by means of multicell metal membrane./ Desalination 148, 293 (2002). К.В. Гуменник, В.В. Румянцев, В.М. Юрченко, М.К. Галинский Kинетика абсорбции водорода металлами вблизи границы насыщения / ФТВД. 23, 46-53 (2013).