Відділ іонних процесів

Завідувач - академік НАН України, іноземний член Угорської академії наук, доктор фізико-математичних наук, професор, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки, заслужений діяч науки і техніки України Шпеник О.Б.

Співробітники - доктор фізико-математичних наук, лауреат Державної премії України в галузі науки і техніки Завілопуло А.М., кандидати фізико-математичних наук, старші наукові співробітники Ердевді М.М. і Контрош Є.Е., кандидати фізико-математичних наук, наукові співробітники Чернишова І.В., Попик Т.Ю., кандидат хімічних наук, науковий співробітник Романова Л.Г., інженери Арсенович В.Д., Микита М.І., Ортіков Р.О.

Аспірант - Агафонова А.С.

      Відділ іонних процесів було засновано одночасно зі створенням Інституту електронної фізики у 1992 р. Він став спадкоємцем відділу під аналогічною назвою, який протягом 10 років (з 1982 р.) функціонував у рамках Ужгородського відділення Інституту ядерних досліджень АН УРСР. Впродовж всього зазначеного терміну відділ очолював і очолює доктор фізико-математичних наук, професор, член-кореспондент НАН України, заслужений діяч науки і техніки України Отто Бартоломійович Шпеник. За роки існування відділу в ньому працювало близько 15 співробітників, серед них – 2 доктори і 8 кандидатів фізико-математичних наук, аспіранти, інженерний персонал. Колишні співробітники, які внесли вагомий вклад у становлення та досягнення відділу, сьогодні очолюють відділи ОМКЕ (Гомонай О.В.) та електронних процесів (Снігурський О.В.), а інші плідно працюють у різних галузях народного господарства України (кандидати фізико-математичних наук М.І.Романюк, О.І.Жуков, інженери А.А.Луцишин і І.О.Цапфел) та за кордоном (кандидат фізико-математичних наук Ф.Ф.Папп, інженер Й.А.Манді). На даний час колектив відділу налічує 8 співробітників, які здійснюють наукові дослідження у лабораторіях електрон-іонних взаємодій, фотонної спектроскопії, електронної спектроскопії поверхонь, молекулярних пучків та мас-спектрометрії.


Основні наукові напрямки діяльності відділу:


  • електронна спектроскопія атомів, молекул та їх іонів при зіткненнях з моноенергетичними електронами;
  • фотонна спектроскопія атомів і молекул при зіткненнях з ультрамоноенергетичними електронами;
  • іонізація атомів і молекул електронним ударом;
  • мас-спектрометрія;
  • електронна спектроскопія поверхні твердого тіла та конденсованих на ній атомів і молекул.

У відділі функціонує ряд сучасних надвисоковакуумних експериментальних установок з рекордними навіть у світовому масштабі параметрами: установки для дослідження зіткнень електронів з атомами, іонами, молекулами, кластерами та поверхнею твердих тіл з трохоїдальним і гіпоциклоїдальним монохроматорами й аналізаторами енергії електронів, газодинамічним джерелом атомних і молекулярних пучків, дві мас-спектрометричні установки з монопольним та квадрупольним мас-аналізаторами. Досягнуто рекордних (9 меВ) значень моноенергетичності пучків електронів. Для отримання інформації про процеси взаємодії вказаних об'єктів широко застосовуються найсучасніші системи реєстрації і обробки даних у цифровому вигляді на базі персональних комп'ютерів. Значну частину експериментальної апаратури розроблено і виготовлено співробітниками відділу, поряд з тим широко застосовуються стандартні пристрої обробки і збереження інформації, її візуалізації тощо.


Найважливіші досягнення відділу:

Проведено комплекс досліджень повного і диференціального (на кут 180o) перерізів пружного розсіювання електронів низьких енергій на атомах Zn та Cd, а також перерізів іонізації атомів Zn, Cd, Mg, Ca, Sr, Ba, S, Se, Te та Bi при взаємодії з низькоенергетичними електронами в області енергій поблизу порогу. Виміряно енергетичні залежності збудження метастабільних 43Р-, 53Р- та резонансних 41Р, 51Р- рівнів атомів Zn і Cd, відповідно. Завдяки використанню авторських методик досліджень вперше визначено величини цих перерізів (Шпеник О.Б., Є.Е.Контрош, І.В. Чернишова).

За допомогою модернізованого гіпоциклоїдального електронного спектрометра з покращеними параметрами моноенергетичності електронного пучка досліджено процеси іонізації атома калію та складних органічних молекул - глюкози, аскорбінової кислоти, антрацену та РОРОР. Виміряно ефективні перерізи утворення негативних іонів вказаних молекул при зіткненні з повільними електронами, а також спектри втрат енергії електронів. Вперше досліджені повні перерізи розсіювання низькоенергетичних електронів молекулами глюкози і аскорбінової кислоти (Шпеник О.Б., Контрош Є.Е., Чернишова І.В.).

Прецизійно, при високій моноенергетичності (10-100 меВ) збуджуючого електронного пучка, виміряно оптичні функції збудження (ОФЗ) багатьох спектральних ліній атомів ртуті, кадмію, цинку та резонансних спектральних ліній атомів кальцію, вісмуту й ітербію. На виміряних ОФЗ знайдено велику кількість особливостей, більшість з яких виявлено вперше, що спряло більш коректній інтерпретації механізмів заселення вихідних рівнів досліджених спектральних ліній (каскадні переходи, утворення і розпад короткоживучих станів негативних іонів, збудження і розпад автоіонізіційних станів). На ОФЗ спектральних ліній, які виходять з n1S0 n3Dj рівнів атомів Cd і Zn, вперше виявлено ефект взаємодії після зіткнення ежектованого і розсіяного електронів з наступним захопленням повільного електрона у збуджений стан атома (Шпеник О.Б., Ердевді М.М., Вукстич В.С., Ремета Є.Ю.).

Досліджено оптичні спектри (в області 200-600 нм) випромінювання молекул гуаніну, тиміну та РОРОР при їх збудженні моноенергетичними електронами з енергіями 8-75 еВ. Виміряно шість ОФЗ найбільш інтенсивних смуг випромінювання молекул гуаніну, тиміну та спектральної смуги у максимумі молекули РОРОР (Шпеник О.Б., Ердевді М.М.).

На сучасній високовакуумній установці з використанням гіпоциклоїдального електронного спектрометра з високим енергетичним (20-50 меВ) і кутовим (1o- 2o) розділенням досліджено процеси взаємодії повільних (0-10 еВ) електронів з різномодифікованими поверхнями металів (Au, Ag, Cu, Ta, Mo, Mg), елементарних (Si і Ge) та складних напівпровідників (GaAs, GeS, GeSe, AsS, AsSe, BiTeI, BiTeBr). Вивчено енергетичні залежності інтенсивності пружного розсіювання електронів на 180o, спектри енергетичних втрат, спектри сталих залишкових енергій та енергетичні залежності повного відбивання електронів. Встановлено, що особливості на досліджуваних енергетичних залежностях обумовлені збудженням поверхневих і об'ємних електронних станів вказаних об'єктів. Виявлено резонансний характер збудження цих станів. Встановлено, що прояв тонкої структури у спектрах зворотного розсіювання повільних електронів суттєво залежить від геометричної досконалості поверхні та її хімічної чистоти (Шпеник О.Б., Попик Т.Ю., Фейер В.М., Ортіков Р.О.).