Про нас
Кафедри
Дистанційне навчання
Вступнику
Конференції
Наші партнери
Довідка
Підрозділи
Посилання
Програми

Наукова робота кафедри радіоелектронних і комп'ютерних систем

На кафедрі РЕМ вперше в Україні у 1977 році освоєна методика вирощування монокристалів галій-гадолінієвого гранату (ГГҐ) (наук. керівник доц. Савицький І.В.). Впроваджена в ЛНДІМ, вона дозволила одержати плівки з циліндричними магнітними доменами (ЦМД), які відкривали нову еру в магнітоелектроніці. В цьому ж матеріалі пізніше виявлено нове фізичне явище - фотоелектретний стан (доц. Болеста І.М., доц. Савицький І.В.).
Дуже важлива проблема радіаційної фізики невпорядкованих систем розв'язувалась при вивченні стимульованих лазерним та іонізуючим випромінюванням змін фізичних властивостей склоподібних халькогенідів миш'яку (СХМ) (доц.Савицький І.В., аспіранти Шпотюк О., Корнелюк В., Ковальський А.). Встановлено дозові залежності мікротвердості, зсуву краю фундаментального поглинання, зміни в інфрачервоних спектрах поглинання та електронного парамагнітного резонансу, швидкості поширення акустичних хвиль тощо. Виявлено, що в певних межах доз гамма-випромінювання досягається підсилення ефекту фотопотемніння плівок і масивних зразків СХМ (ефект радіаційної сенсибілізації фоточутливості). Цей ефект запропоновано використати для дозиметрії іонізуючого випромінювання.
Для встановлення природи мікроструктурних перетворень в матриці фоточутливого скла під дією теплової та світлової енергій використано метод різницевих спектрів оптичного поглинання у локальних коливних модах структурних одиниць скла в далекій інфрачервоній області спектра за допомогою Фур'є-спектроскопії. На підставі спостережень запропоновано конкретні моделі взаємних перетворень дефектів з відхиленою координацією хімічних зв'язків при фотозбудженні, термічній обробці та радіаційному впливові. Коли у фотостимульованих явищах переважають процеси розриву гомополярних зв'язків типу As-As, X-X, то радіація викликає також розриви гетерополярних зв'язків As-X (X - халькоген). Ці роботи велись у тісній співдружності Інституту матеріалів (м.. Львів) та Інституту фізики НАН (м. Київ) (1979–2002).
Досліджено особливості структури та фізичних властивостей інтеркальованих металами (Ag, Au, Cu) шаруватих кристалів йодистого кадмію. Показано різний характер взаємодії атомів металу в залежності від їх концентрації у Ван-дер-Ваальсових щілинах шаруватих кристалів. Запропонована модель для опису експериментальних даних, яка грунтується на переході від s-p взаємодії між атомами металу та йодом до s-s взаємодії між домішковими атомами. (проф.. Болеста І. М., ас. Футей О.В.).
Вивчалися електронні та іонні процеси, які протікають в світлочутливих гетерофазних системах типу “метал-напівпровідник”. Отримані результати дозволили запропонувати механізм твердофазних хімічних реакцій, які приводять до утворення нових сполук у цих системах, та розкрити причину їх чутливості до УФ випромінювання. (проф. Болеста І.М., асист. Футей О.В.) (1987-2002).
У 1996 році, доц. Болеста І.М. захистив докторську дисертацію на тему “Електронна структура та оптичні спектри домішок в галоїдах типу А2ВХ4 та ВХ2”. У 1998 році професор Болеста І.М. очолив кафедру радіофізики фізичного факультету Львівського національного університету ім. І. Франка.
Підготував та у 1992 році захистив докторську дисертацію на тему “Агрегативні процеси у полімервмістких дисперсних системах” Яремко З.М. (науковий консультант - академік Овчаренко Ф.Д.). З вересня 1993 р. Яремко З.М. - професор кафедри радіоелектронного матеріалознавства. У 1998 році проф. Яремко З.М. призначений завідуючим кафедри безпеки життєдіяльності Львівського національного університету.
Проводились роботи з вивчення питань фізикохімії композиційних полімерних і керамічних матеріалів, зокрема проблеми редиспергування високодисперсних порошків у в'язких середовищах, однорідності дисперсних систем (проф. Яремко З.М.). На основі аналізу балансу далекосяжних поверхневих сил між дисперсними частинками і його зміни в процесі редиспергування встановлено умови повного редиспергування частинок порошків. Досліджена кінетика цього процесу і встановлена залежність рівноважного ступеня редиспергування від параметрів дисперсної системи: об'ємної долі твердої фази, енергії міжчастинкової взаємодії. Розроблені методи адсорбційної модифікації поверхні порошків з метою зміни енергії міжчастинкової взаємодії і досягнення найбільш рівномірного розподілу субмікронних частинок у формувальних масах при виробництві кераміки, полімерних композитів, функціональних паст. Обгрунтовано класифікація дисперсних систем за координаційним числом.
З 1997 року накові інтереси кафедри пов’язані з технологічними, теоретичними та експериментальними дослідженнями електричних та магнітних властивостей високотемпературних надпровідникових матеріалів YBa2Cu3O7-d та HgBa2Can-1CunO2n+2+d (n=1-3) з температурами надпровідного переходу Тс=92-134К.
На основі експериментальних залежностей магнітної сприйнятливості від магнітного поля cАС(Н) розраховано критичні параметри досліджуваних надпровідних матеріалів (НС1, НС2j JC(H)). Встановлено взаємозв’язок магнітних і транспортних властивостей керамічних ВТНП та їх кореляцію в поєднанні з характером гранулярності досліджуваного матеріалу та впливом зовнішніх теплових полів.
З’ясовано закономірності трансформації електронної густини станів в рамках феноменологічної моделі вузької зони (доц. Бабич О. Й.)
Проведено теоретичні розрахунки з використанням експериментальних даних по впливу легування та дефектності кисневої підсистеми на особливості електронної густини станів.
Проаналізовано зв’язок між особливостями розподілу електронної густини та властивостями членів ртутного ряду з n=1–4. Показано, що для Hg-ВТНП з n=3 з найбільшим значенням температури надпровідного переходу ТС»134К має місце максимальне значення ступеня ковалентності зв’язку Hg-O. Ці особливості інтерпретовано як немонотонний характер зміни ступеня ковалентності хімічного зв’язку в межах ртутного гомологічного ряду з максимумом у сполуці з трьома площинами CuO2 і зроблені припущення щодо їх зв’язку з надпровідними властивостями Hg-ВТНП (ст. викл. Бойко Я.В.).
Досліджені кінетичні явища електро-, масо-, теплоперенесення в неоднорідних напівпровідникових структурах на основі Cd-Hg-Te (KPT) та Si. Створена методика математичного моделювання за допомогою ЕОМ процесу часової еволюції розподілу складу твердого розчину у варізонних гетероструктурах, класичних надгратках і концентраційних профілів домішок в неоднорідно легованому матеріалі, яка дозволила прогнозувати одержання структур із наперед заданими властивостями (доцент Монастирський Л.С. (1996-2002)).
Вперше враховано вплив неоднорідності зонної структури та величини електронної спорідненості на міграцію заряджених домішок. Враховано вплив термопружних, термодифузійних, термоелектричних полів на міграцію іонізованих домішок при імпульсному (лазерному) впливі на легований кремній.
За допомогою плавних варізонних структур досліджено закономірності зміни механічних властивостей твердих розчинів CdHgTe, CdHgSe, ZnHgTe від складу твердого розчину. Показано, що мікротвердість та її анізотропія змінюються немонотонно зі зміною компонентного складу. Екстремум залежності пов'язаний з генерацією в процесі деформування ефективних стопорів рухомих дислокацій (1975-1995).
На кафедрі успішно проводяться роботи, пов'язані з розробкою лабораторних технологій отримання низькорозмірних структур світловипромінювального поруватого кремнію (доц. Монастирський Л. С., інж. Оленич І. Б.) (з 1996 р). Досліджено вплив кристалографічної орієнтації, типу електропровідності, ступеня поруватості та технологічних умов отримання на фотолюмінесцентні та поляриметричні властивості поруватого кремнію. Для встановлення механізму світловипромінювання поруватого кремнію застосовано взаємодоповнюючі методи Оже-електронної спектроскопії, фототермостимульованої екзоемісії та ЕПР. З 2009 р. під науковим керівництвом доц. Монастирського Л.С. та гол. наук. співроб. Аксіментьєвої О.І. виконуються спільні науково-дослідні теми: «Механізм взаємодії компонентів, електронні та транспортні процеси у гібридних наносистемах полімер-напівпровідник», «Фізико-хімія гібридних наноструктур на основі спряжених полімерів, карбонових, магнітних нанокластерів та просторово-неоднорідних напівпровідників».
У 2010 р. мол. наук. співроб. Оленич І.Б. захистив кандидатську дисертацію “Оптико-люмінесцентні властивості поруватого кремнію, одержаного методом анодизації” (наук. керівник – доц. Монастирський Л.С.).
У 2011 р. захистив докторську дисертацію доц. Монастирський Л.С. на тему "Кінетичні явища та електронні процеси в просторово неоднорідних і низькорозмірних напівпровідникових структурах з розвинутою поверхнею" (наук. консультант – чл. – кор. НАН України Блонський І.В.).

Підвищення кваліфікації педагогічних працівників кафедри здійснювалося шляхом навчання в аспірантурі та стажування в провідних навчальних закладах України та за кордоном. На кафедрі функціонує аспірантура. В теперішній час – 1 аспірант.
На кафедрі існує науково-дослідна лабораторія “Радіоелектронне матеріалознавство”, де в основному зосереджена наукова діяльність викладачів, науковців та студентів старших курсів.
Науково-дослідна тематика на кафедрі ведеться у таких напрямках:
Фундаментальна держбюджетна тема:
«Фізико-хімія гібридних наноструктур на основі спряжених полімерів, карбонових, магнітних нанокластерів та просторово-неоднорідних напівпровідників», наук. кер. –доц. Монастирський Л.С., гол. наук. співроб. Аксіментьєва О.І.,
Тема в межах робочого часу викладачів:
«Високотемпературні ртутновмісні надпровідникові матеріали» наук. кер. – доц. Бабич О.Й.

Подавався проект на фінансування за рахунок наукового фонду ЛНУ “Комп”ютерне моделювання процесів переносу в неоднорідних напівпровідниках” (наукові керівники проф.Савула Я.Г., доц.Монастирський Л.С.,2010 р.) та проект «Явища переносу та електронні процеси в низькорозмірних твердотільних структурах фрактального типу», наук. кер. – доц. Монастирський Л.С., проф. Цмоць В.М., 2012 р.

Розроблена технологія формування поруватого кремнію n- і p-типу провідності, кристалографічних орієнтацій (111), (110), (100) та неруйнівна методика оцінки ступеня поруватості зразків в діапазоні 5 – 80% на основі еліпсометричних вимірювань. Експериментально досліджені явища зарядопереносу в мезопоруватому кремнію методами ВАХ, ТСД, ФТСД, С–U характеристик, імпедансно – частотних вимірювань. Зокрема досліджено характер впливу зовнішньої атмосфери на імпедансні та оптико-люмінесцентні властивості поруватого кремнію.
На основі результатів скануючої електронної та атомно-силової мікроскопії гібридних шарів підтверджено організацію їхньої структури на нанорівні та впровадження органічних нанокластерів (спряжені полімери, фулерен, нанотрубки) у поруваті матриці кремнію. Аналіз ІЧ спектрів з перетворенням Фур’є дав змогу виявити природу взаємодії компонентів у гібридних структурах. Наявність полімеру, інтегрованого в пори кремнію, спричиняє суттєву зміну спектрів фотолюмінесценції - зміщення найбільш інтенсивних смуг випромінювання в бік менших довжин хвиль, та появу додаткових смуг ФЛ. Отримані результати підтверджують значний вплив полімерного компонента на люмінесцентні властивості поруватого кремнію.
Особливістю гібридних систем на основі поруватого кремнію є можливість формувати наноструктури з величезною питомою площею поверхні, що сприяє високій чутливості сенсорів до адсорбованих газів. Виявлено, що при адсорбції газових молекул на поверхні ПК спостерігаються адсорбоелектричні ефекти, які можуть призвести до значних змін електрофізичних параметрів сенсорних структур, які легко реєструються (наприклад, провідність або електрична ємність), і можуть бути використані для створення газочутливих сенсорів. Досліджено люмінесцентні властивості низькорозмірних гібридних структур, які сформовані на основі ПК, модифікованого полімерами. Зареєстровано вплив газового оточення (етанолу, аміаку) на фотолюмінесценцію поруватого кремнію, зменшення інтенсивності і зміщення максимуму випромінювання в короткохвильову область на 15-30 нм. Отже, зміна молекулярного покриття поверхні впливає на процеси рекомбінації носіїв заряду.
Освоєно методику числового розв’язку нелінійних нестаціонарних дифрівнянь в частинних похідних 2-го порядку. Вивчено явища тепло-, масопереносу при імпульсному нагріві гетероструктури поруватий кремній – кремнієва підкладка в наближенні суцільного середовища. Розраховано вплив геометрії та розміру пор на фотопровідність мезопоруватого кремнію.
За результатами наукових досліджень одержано більше 30 авторських свідоцтв (патентів), опубліковано близько 400 статей у вітчизняних та закордонних наукових журналах.
Кафедра мала угоду про співробітництво з факультетом хімічних технологій Fachhochschule Muenster, ФРН в галузі неорганічної хімії і матеріалознавства, яка передбачала спільні дослідницькі проекти, обмін науковою інформацією і літературою, спільні публікації і представлення результатів на міжнародних конференціях та розвиток спільних навчальних програм.
В теперішній час виконується договір про співпрацю кафедри радіоелектронного матеріалознавства Львівського національного університету імені Івана Франка з Інститутом Фізики АН України (м. Київ); є спільний науково-дослідний проект з Дрогобицьким державним педагогічним університетом імені Івана Франка.
Кафедра радіоелектронного матеріалознавства має наукові контакти з рядом зарубіжних організацій:Університет Прикладних Наук м. Мюнстер (Німеччина), Інститут Фізики ПАН м. Варшава (Польща), Університет М. Кюрі–Склодовської м.Люблін (Польща), ІЗНХ НАНБ м. Мінськ (Білорусь). Можливими споживачами результатів наукових розробок можуть бути підприємства мікроелектронного профілю, інститути Академії Наук, установи Міністерства освіти і науки, молоді та спорту України.
Для наукової роботи та виконання курсових, дипломних робіт на кафедрі використовують нижче перераховані пристрої та засоби:
Рентгенофазовий і рентгеноструктурний аналізи – рентгенівський дифрактометр ДРОН-4-07 і програмне забезпечення (DIRDIF, EXPO, GSAS, FULLPROF, DBWS).
Синтез матеріалів – спеціально сконструйовані печі резистивного нагріву. Регулювання температурних умов – програмні терморегулятори типу РИФ-101 (точність підтримування температури ±0,1 К).
Термогравіметричні дослідження – удосконалена установка Q - 1500 D (Угорщина).
Проводяться вимірювання:
n магнітної сприйнятливості в постійному магнітному полі проводилися за методом Фарадея – спеціально сконструйована установка з використанням електронної ваги типу ЭМ-1-3 МП та магнітних полів спеціальної конфігурації 0 – 4000 Е.
n магнітної сприйнятливості на змінному струмі – міст Хартшорна з наступним швидким Фур’є-перетворенням. Область температур 77 – 300 К, величина зміни амплітуди магнітного поля 5 – 100 Е і постійного 0 – 5000 Е.
n електрофізичні та гальваномагнітні вимірювання – установка “ВЕСНА” (розробки Донецького фізико-технічного інституту НАНУ); магнітнi поля до 8,8 Т, температурний інтервал 77 – 300 К .
n термостимульованої провідності і деполяризації в температурному діапазоні 77-300 К.
n спектрів фотолюмінесценції та газоадсорбційних процесів в поруватих структурах.
Теоретичні розрахунки – модифікована програмна реалізація методу FP‑LMTO для обчислення зонної структури ВТНП на серійних PC, Symmetric Multiprocessors і Beowulf Clusters.
Обробка матеріалу неперервним лазерним випромінюванням – ЛГ-23, ЛГ-704 і установка типу “Катунь”; імпульсним лазерним випромінюванням –ГУК-400, ГОС-301, “Квант-16” і ГОР-300.
На кафедрі функціонує бібліотека спеціальної літератури, включаючи дисертаційні роботи співробітників кафедри, фахові журнали, методичні розробки. Крім того, в електронному варіанті наявні копії статей зарубіжних та вітчизняних авторів по науковій тематиці кафедри (800 статей), демонстраційний матеріал для читання лекційних курсів кафедри. На кафедрі є досить обширне програмне забезпечення для поглибленого вивчення матеріалу спецкурсів та проведення практичних занять. Лабораторії кафедри під’єднані до локальної комп’ютерної мережі кафедри, факультету, університету та глобальної інформаційної мережі Інтернет.