Кафедра "Фізика"

Постійне посилання колекціїhttps://repository.kpi.kharkov.ua/handle/KhPI-Press/7578

Офіційний сайт кафедри http://web.kpi.kharkov.ua/tef

Кафедра "Фізика" створена у 2016 році шляхом об'єднання кафедри "Загальна та експериментальна фізика" і кафедри "Теоретична та експериментальна фізика", заснованої в 1972 році. .

У 1885 р. для викладання в інституті курсу фізики на посаду ад’юнкт-професора був запрошений магістр фізики приват-доцент Харківського університету Олександр Костянтинович Погорілко. У різні роки на кафедрі працювали видатні вчені-фізики: Пільчиков Н. Д., Латишев Г. Д., Обреїмов І. В., Пінес Б. Я., Ландау Л. Д., Корсунський М. І., Веркин Б. І., Дмитренко І. М., Базакуца В. А., Кулик І. О., Янсон І. К., Басс Ф. Г. Гуревич Ю. Г., Косевич В. М., Кукушкін Л. С. та ін.

Кафедра входить до складу Навчально-наукового інституту комп'ютерного моделювання, прикладної фізики та математики Національного технічного університету "Харківський політехнічний інститут".

У складі науково-педагогічного колективу кафедри працюють: 2 доктора та 16 кандидатів фізико-математичних наук, 2 кандидата технічних наук, 1 кандидат педагогічних наук; 2 співробітника мають звання професора, 12 – доцента.

Переглянути

Результати пошуку

Зараз показуємо 1 - 10 з 13
  • Ескіз
    Публікація
    Size effects and thermoelectric properties of Bi0.98Sb0.02 thin films
    (Institute of Thermoelectricity National Academy of Sciences of Ukraine, 2020) Rogacheva, E. I.; Novak, K. V.; Orlova, D. S.; Nashchekina, O. N.; Sipatov, A. Yu.; Lisachuk, G. V.
    The room-temperature dependences of thermoelectric properties (the Seebeck coefficient S, the electrical conductivity σ, the Hall coefficient RH, and the thermoelectric power factor P = S2·σ) on the thickness (d = 5 - 250 nm) of the Bi0.98Sb0.02 solid solution thin films grown on mica substrates by thermal evaporation in vacuum from a single source were obtained. It is shown that the monotonic component of the σ(d) dependence is well described within the framework of the Fuchs-Sondheimer theory for the classical size effect. The presence of an oscillating component in the d-dependences of σ, S, RH and S2·σ is attributed to the manifestation of the quantum size effect, and the experimentally determined period of quantum oscillations Δd = 45 ± 5 nm is in good agreement with the Δd value calculated theoretically within the framework of the model of an infinitely deep potential well. Bibl. 77, Fig. 1.
  • Ескіз
    Публікація
    Thickness-dependent quantum oscillations of the transport properties in bismuth selenide thin films
    (Elsevier, 2019) Rogacheva, E. I.; Menshikova, S. I.; Sipatov, A. Yu.; Nashchekina, O. N.
    The objects of the present study were thin n-Bi2Se3 films with thicknesses d = 10–100 nm, grown by thermal evaporation of n-Bi2Se3 crystals in vacuum onto heated glass substrates. The room temperature d-dependences of the Seebeck coefficient, the Hall coefficient, and the electrical conductivity of the films exhibited an oscillatory behavior, which we attribute to quantum size effects. Such interpretation of the results is supported by the fact that experimentally determined values of the oscillation period are in quite good agreement with the theoretically calculated ones. We suggest that the large amplitude and undamped character of the oscillations in the studied range of thicknesses are connected with the topologically protected gapless surface states of Bi2Se3. The observed oscillatory character of the d-dependences of the transport coefficients should be taken into account when 2D-structures are applied in nanothermoelectricity and other fields of nanoscience and nanotechnology.
  • Ескіз
    Документ
    Размерный эффект в тонких пленках селенида свинца
    (Харківський національний університет ім. В. Н. Каразіна, 2010) Рогачева, Елена Ивановна; Ольховская, Светлана Ивановна; Сипатов, А. Ю.; Федоров, А. Г.
    Рассмотрено влияние толщины пленок селенида свинца (5,5-420 нм) на их кинетические коэффициенты при комнатной температуре. Установлено, что с ростом толщины при ~ 20 нм имеет место смена типа проводимости с дырочной на электронную. Электропроводность и подвижность носителей заряда возрастают при увеличении толщины пленок до ~ 150 нм и в дальнейшем практически не меняются с толщиной, что трактуется как проявление классического размерного эффекта. Результаты теоретического расчета зависимости электропроводности от толщины пленок с использованием теории Фукса-Зондгеймера достаточно хорошо согласуются с полученными экспериментальными данными.
  • Ескіз
    Документ
    Структура тонких пленок p-Bi₂Se₃, полученных термическим испарением в вакууме из одного источника
    (Інститут термоелектрики НАН України, 2015) Рогачева, Елена Ивановна; Будник, А. В.; Федоров, А. Г.; Кривоногов, С. И.; Матейченко, П. В.
    С использованием методов рентгеновской дифрактометрии, сканирующей электронной микроскопии, энергодисперсионной спектрометрии и атомной силовой микроскопии исследованы механизм роста, микроструктура и кристаллическая структура тонких пленок Bi₂Te₃ с толщинами d = 28-620 нм, полученных термическим испарением в вакууме кристаллов Bi₂Te₃ стехиометрического состава на стеклянные подложки. Полученные тонкие пленки были поликристаллическими, обладали р-типом проводимости и не содержали других фаз, кроме Bi₂Te₃. Показано, что с увеличением толщины пленок размер кристаллитов увеличивается до ~ 700-800 нм. Установлено, что преобладающим направлением роста кристаллитов является направление [00l], соответствующее направлению тригональной оси С₃ в гексагональной решетке. С увеличением толщины пленок свыше ~ 200-250 нм наряду с отражениями от плоскостей (00l) появляются отражения от других плоскостей, свидетельствующие о некоторой разориентации кристаллитов. Полученные результаты показывают, что, используя простой и недорогой метод термического испарения из одного источника и оптимальные технологические параметры, можно получить тонкие пленки p-Bi₂Te₃ достаточно высокого качества.
  • Ескіз
    Документ
    Размерные эффекты в тонких пленках GeTe
    (Інститут термоелектрики НАН України, 2014) Рогачева, Елена Ивановна; Николаенко, А. А.; Водорез, Ольга Станиславовна; Сипатов, А. Ю.; Григоров, С. Н.; Федоров, А. Г.
    Исследованы зависимости электропроводности σ, коэффициента Зеебека S, коэффициента Холла Rн, подвижности носителей заряда μн и термоэлектрической мощности P = S2σ от толщины d (d = 5-210 нм) тонких пленок GeTe, выращенных методом термического испарения в вакууме кристаллов GeTe с последующей конденсацией на подложки (001) KCl при температуре TS = 520 К. Для пленок различных толщин получены температурные зависимости σ, Rн и μн в интервале 80-300 К и определен степенной коэффициент ν в зависимости μн(Т). Методами электронной микроскопии и электронографии показано, что пленки обладают ромбоэдрической структурой, отвечающей низкотемпературной α-модификации GeTe, и растут с преимущественной ориентацией (111) и (111) (111) || (001) KСl. Установлено, что с ростом толщины пленок до ~ 100-150 нм значения σ, μн и ν монотонно увеличиваются, зависимости Rн(d), S(d) и P(d) имеют вид кривых с максимумом при ~ 75 нм, а при дальнейшем увеличении d кинетические коэффициенты практически не изменяются. Наличие зависимости свойств от толщины пленок свидетельствует о проявлении в пленках GeTe классического размерного эффекта. Теоретический расчет зависимости σ(d), проведенный в рамках теории Фукса-Зондгеймера, хорошо согласуется с экспериментальными данными. Установлено, что концентрации дырок в пленках ниже, а значения S и P выше, чем в массивном кристалле. Максимальные значения Р достигаются при d ~ 75 нм.
  • Ескіз
    Публікація
    Structure of thermally evaporated bismuth selenide thin films
    (Науково-технологічний комплекс "Інститут монокристалів", 2018) Rogacheva, E. I.; Fedorov, A. G.; Krivonogov, S. I.; Mateychenko, P. V.; Dobrotvorskay, M. V.; Garbuz, A. S.; Nashchekina, O. N.; Sipatov, A. Yu.
    The Bi₂Se₃ thin films with thicknesses d = 7-420 nm were grown by thermal evaporation in vacuum of stoichiometric n-Bi₂Se₃ crystals onto heated glass substrates under optimal technological conditions determined by the authors. The growth mechanism, microstructure, and crystal structure of the prepared thin films were studied using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy-dispersive X-ray spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and atomic force microscopy. It was established that the prepared thin films were polycrystalline, with composition close to the stoichiometric one, did not contain any phases apart from Bi₂Se₃, were of a high structural quality, and the preferential growth direction [001] corresponded to the direction of a trigonal axis C₃ in a hexagonal lattice. The films, like the initial crystal, exhibited n-type conductivity. It was shown that with increasing film thickness, the grain size and the film roughness remain practically the same at thicknesses d < 100 nm, and after that increase, reaching their saturation values at d ~ 300 nm. It follows from the results obtained in this work that using the method of thermal evaporation in vacuum from a single source, one can prepare thin n-Bi₂Se₃ films of a sufficiently high structural quality with a composition close to the stoichiometric one and the preferential growth orientation.
  • Ескіз
    Документ
    Structure of p-Bi₂Te₃ thin films prepared by single source thermal evaporation in vacuum
    (2015) Rogacheva, E. I.; Budnik, A. V.; Fedorov, A. G.; Krivonogov, A. S.; Mateychenko, P. V.
    The growth mechanism, microstructure, and crystal structure of thin Bi₂Te₃ films with thicknesses d = 28 - 620 nm prepared by thermal evaporation of stoichiometric Bi₂Te₃ crystals in vacuum onto glass substrates were studied using X-ray diffraction, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy, and atomic force microscopy. The obtained thin films were polycrystalline, exhibited p-type conductivity and did not contain any other phases except for Bi₂Te₃. It was shown that with increasing film thickness, the crystallite size increased up to ~ 700-800 nm. It was established that the preferential orientation of crystallite growth was [00l] direction corresponding to a trigonal axis С3 in hexagonal lattice. When the film thickness exceeded ~ 200-250 nm, along with reflections from (00l) planes, reflections from other planes appeared, which indicated a certain disorientation of crystallites. The results obtained show that using a simple and inexpensive method of thermal evaporation from a single source and choosing optimal technological parameters, one can grow thin p-Bi₂Te₃ films of sufficiently high quality.
  • Ескіз
    Документ
    Зависимости термоэлектрических свойств от толщины тонких пленок теллурида свинца, легированного индием
    (Институт термоэлектричества Национальной академии наук, 2014) Меньшикова, Светлана Ивановна; Рогачева, Елена Ивановна; Сипатов, А. Ю.; Матейченко, П. В.; Добротворская, М. В.
    Получены зависимости термоэлектрических свойств (коэффициента Зеебека S, электропроводности σ, коэффициента Холла RH, подвижности носителей заряда μ и термоэлектрической мощности P = S²·σ) от толщины d (d = 10 – 255 нм) тонких пленок, полученных методом термического испарения в вакууме кристаллов PbTe, легированных индием, и последующей конденсации на подложки (111) BaF₂. При уменьшении толщины пленок до d ≈ 40 нм наблюдается инверсия типа проводимости с n- на р-тип, что связывается с изменением условий термодинамического равновесия и частичным реиспарением атомов свинца и/или индия. На толщинных зависимостях свойств при d1 ≈ 20 нм обнаружены экстремумы, наличие которых указывает на квантование дырочного газа. В области толщин с n-типом проводимости наблюдается плавное изменение термоэлектрических свойств с толщиной, что свидетельствует о проявлении классического размерного эффекта и достаточно хорошо описывается в рамках теории Фукса-Зондхеймера.
  • Ескіз
    Документ
    Размерные эффекты в тонких пленках PbSe, легированного хлором
    (Институт термоэлектричества Национальной академии наук, 2015) Меньшикова, Светлана Ивановна; Рогачева, Елена Ивановна; Сипатов, А. Ю.; Кривоногов, С. И.; Матейченко, П. В.
    Установлена возможность получения сильно вырожденных (≈ 3·10²⁰ см⁻³) тонких пленок PbSe (d = 5 – 220 нм) с n-типом проводимости методом термического испарения в вакууме кристаллов PbSe, легированных PbCl₂, с последующей конденсацией на подложки (001) KCl. Показано, что пленки обладают высокой степенью однородности, зеренная структура не наблюдается. Получены толщинные зависимости термоэлектрических свойств (коэффициента Зеебека S, коэффициента Холла RH и электропроводности σ) тонких пленок. В интервале толщин d ≈ 5 ÷ 30 нм наблюдаются осцилляции свойств с ростом d, наличие которых связывается с квантованием электронного газа. Показано, что расчет зависимости S(d) в предположении размерного квантования с учетом вклада нескольких подзон и толщиной зависимости энергии Ферми находится в согласии с экспериментальными данными. В области d > 30 нм наблюдается рост S и σ с толщиной, что связывается с проявлением классического размерного эффекта и интерпретируется в рамках теорий Фукса-Зондхеймера и Майера.
  • Ескіз
    Документ
    Size effects in lead telluride thin films and thermoelectric properties
    (Institute of Thermoelectricity, 2013) Olkhovskaya, S. I.; Rogacheva, E. I.
    The influence of thickness d on thermoelectric properties (the Seebeck coefficient S, electric conductivity σ, the Hall coefficient RH, charge carrier mobility μН) of films d = 8 – 170 nm in thickness, prepared by vacuum evaporation of PbTe crystals with lead excess onto (001) KCl substrates coated with Al2O3 layer has been studied. It has been established that films with d < 75 nm possess hole conductivity, and at d > 75 nm carrier transport is determined by n-type charge carriers. The inversion of conductivity sign close to d ≈ 75 nm is attributed to a change in thermodynamic equilibrium conditions in the films as compared to crystal, as well as to material evaporation and condensation features. Oscillations on the d-dependences of the kinetic coefficients of films with p-type conductivity are attributable to quantization of the hole gas of carriers. Calculation of oscillation period Δd using a model of infinitely deep rectangular potential well is in good agreement with the experimentally determined Δd value. For n-type conductivity films the values of kinetic coefficients increase with increase in d, which points to manifestation of a classical size effect.