ОБОСНОВАНИЕ - Физический факультет

Специальность – физика (010400)
Направление – физика (510400 – бакалавриат, 510400 – магистратура)
Специализация – физика кристаллов и структурный анализ
Кафедра физики кристаллов и структурного анализа факультета физики Южного федерального университета
более 40 лет является выпускающей, осуществляет подготовку специалистов и магистров, проводит фундаментальные
и прикладные научные исследования по одному из важнейших направлений современной физики – физике активных
материалов.
Физическая кристаллография, изучает физические свойства кристаллов и кристаллических агрегатов и изменение
этих свойств под влиянием различных воздействий. Кристаллофизика разрабатывает рациональные методы
измерений, необходимых для полного определения физических свойств анизотропных сред. Эти методы применимы
как при исследовании кристаллов, так и анизотропных поликристаллических агрегатов (текстур), занимается также
методами измерений разнообразных свойств анизотропных сред с помощью радиотехнических, резонансных,
акустических, оптических, диффракционных и иных методов. Важное место в кристаллофизике занимает физика
реального кристалла, изучающая различного рода дефекты в кристаллах (центры окраски, вакансии, дислокации,
дефекты упаковки, границы кристаллических блоков, доменов, зёрен и т. д.) и их влияние на физические свойства
кристаллов. Такими свойствами, в первую очередь, являются пластичность, прочность, электросопротивление,
люминесценция, механическая добротность и т. д. К задачам кристаллофизики относится также поиск новых
кристаллов, обладающих физическими свойствами, необходимыми для практических применений.
Рентгеноструктурный анализ (наряду с нейтронографией и электронографией) является дифракционным методом. В
его основе лежит взаимодействие рентгеновского излучения с электронами вещества, в результате которого возникает
дифракция рентгеновских лучей. Методами рентгеноструктурного анализа изучают металлы, сплавы, минералы,
неорганические и органические соединения, полимеры, аморфные материалы, жидкости и газы, молекулы белков,
нуклеиновых кислот и т.д. Кристаллы обладают строгой периодичностью строения и представляют собой созданную
самой природой дифракционную решётку для рентгеновских лучей. Дифракция рентгеновских лучей на кристаллах
была открыта в 1912 немецкими физиками М. Лауэ, В. Фридрихом и П. Книппингом В 1913 У. Г. и У. Л. Брэгги
впервые исследовали атомные структуры простейших кристаллов с помощью рентгеновских дифракционных
методов. В 1916 П. Дебай и немецкий физик П. Шеррер предложили использовать дифракцию рентгеновских лучей
для исследования структуры поликристаллических материалов. В 1938 французский кристаллограф А. Гинье
разработал метод рентгеновского малоуглового рассеяния для исследования формы и размеров неоднородностей в
веществе. Применимость рентгеноструктурного анализа к исследованию широкого класса веществ способствовала
становлению молекулярной биологии. В 1953 Дж. Уотсон и Ф. Крик предложили модель молекулы
дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК), которая хорошо согласовалась с результатами рентгенографических
исследований ДНК, полученными М. Уилкинсом. В 50-х гг. начали бурно развиваться методы рентгеноструктурного
анализа с использованием ЭВМ в технике эксперимента и при обработке рентгеновской дифракционной информации.
Учебная и научно-исследовательская работа кафедры обеспечена высококвалифицированным составом
преподавателей и учебно-вспомогательного персонала (3 профессора, доктора физ.-мат. наук, 7 кандидатов физ.-мат.
наук), наличием базового учебного и научного оборудования, а также наличием методических разработок в виде
учебно-методических комплексов по дисциплинам кафедры.
Учебная и научно-исследовательская работа кафедры в основном включает:
1. Изучение и использование различных методов создания активных материалов (сегнето-, пьезо-,
пироэлектриков, сверхпроводников, магнеторезисторов, ионных проводников и др.) в виде монокристаллов,
порошков, керамики, тонких пленок, различных видов наноматериалов.
2. Изучение и применение разных методов характеризации химического состава, структуры и физических
свойств разных материалов (минералов, металлов и сплавов, квазикристаллов, химических соединений,
биологических объектов и др.), обладающих активными свойствами.
3. Теоретическое описание и анализ закономерностей взаимосвязей между составом веществ, их строением и
свойствами, а также закономерностей изменений структур и свойств веществ при разных воздействиях
(изменения температуры, электрические поля, радиационное облучение и др.)
Результаты научной работы сотрудников, аспирантов и студентов кафедры отражены в многочисленных
публикациях в ведущих научных журналах России и мира, в ряде монографий и регулярно представляются в виде
докладов на престижных международных и российских конференциях. Успешно проходят защиты диссертаций
сотрудниками и аспирантами кафедры.
Выпускники кафедры, обладая высокой квалификацией в области физики активных материалов и владея
методами структурного анализа веществ, широко востребованы как различными подразделениями Ростовского
госуниверситета (НИИ Физики РГУ, НКТБ «Пьезоприбор» при РГУ), так и различными НИИ (в том числе
академическими) России, а также специализированными лабораториями (Ростовская таможня и др.). Многие
выпускники кафедры успешно работают преподавателями в вузах Ростова и Ростовской области.