НДЛ фізики кристалів активних діелектриків

Науковцями НДЛ ФКАД синтезовано понад 50 нових матеріалів. Нові функціональні матеріали створюються шляхом варіацій хімічного складу, контролю за фазовими станами, вмістом власних дефектів і домішок, формуванням структур на нано- і мікрометровому рівнях. Розроблені технології запатентовані.ивних діелектриків (ФКАД) заснована у 1988 році проф. Кудзіним А.Ю. з метою проведення фундаментальних і прикладних досліджень для виявлення закономірностей склад – структура – властивості кристалічних матеріалів, перспективних для застосування в пристроях функціональної електроніки.


Співробітники НДЛ ФКАД працюють над розробкою технологічних засад створення і комплексним вивченням кристалічних, скло-керамічних і аморфних матеріалів для функціональної електроніки. Дослідження проводяться в рамках наукової школи «Фізика кристалів активних діелектриків».


Технологічні розробки в НДЛ ФКАД присвячено:
• вирощуванню за методом Чохральського кристалів складних оксидів, серед яких: сцинтилятори Bi4Ge(Si)3O12, акустооптики ТеО2, РbМоО4, Pb2MoO5 піроелектрики Рb5Ge3О11, фоторефрактивні матеріали Bi12Ge(Si)O20, ВаТіО3, LiNbО3, KNbО3, сегнетоелектрики-релаксори Pb3MgNb2O9, NaBiTi2O6, слабкополярні сегнетоелектрики Li2Ge7O15 та інші;
• створенню наноструктурованих склокерамічних діелектричних матеріалів;
• отриманню нанокомпозитів на основі люмінесцентних матеріалів, введених у пори опалових матриць;
• осадженню тонких плівок, багатошарових, квантоворозмірних напівпровідникових та діелектричних структур і надрешіток;

Фізико-хімічні властивості синтезованих матеріалів досліджуються методами рентгенофазового аналізу, диференціальної скануючої калориметрії, діелектричної та імпедансної спектроскопії, оптичної спектроскопії та магнітного резонансу (ЕПР).

Шифр	Назва	Роки
д/б НДР №6-684-24	«Функціональні матеріали на основі кристалів, стекол і нанокомпозитів складних оксидів», прикладне дослідження, секція: 6. Матеріалознавство	2024 – 2025
д/б НДР №6-673-23	«Кристали, склокераміка та стекла складних оксидів для техніки подвійного призначення», прикладне дослідження, секція: 3. Загальна фізика	2023 – 2025
д/б НДР №6-684-23	«Акустооптичні комірки для оптико-електронних пристроїв ціленаведення високоточної зброї та перешкодостійких засобів зв’язку», науково-технічна (експериментальна) розробка, секція: 3. Загальна фізика	2024 – 2025
д/б НДР №6-669-22	«Функціональні матеріали на основі складних оксидів для техніки оборонного та цивільного призначення» (прикладне дослідження, Секція 6: Наукові проблеми матеріалознавства)	2022-2023
д/б НДР №6-653-20	«Активні діелектрики на основі складних оксидів для функціональної електроніки» (прикладне дослідження, Секція 3: Загальна фізика)	2020-2022
д/б НДР №6-647-19	«Високоефективні матеріали для функціональної електроніки на основі складних оксидів і халькогенідів металів» (фундаментальне дослідження, Секція 6: Наукові проблеми матеріалознавства)	2019-2021
д/б НДР №1-323-17	«Активні діелектрики та широкозоннінапівпровідники для іоніки твердого тіла, акустооптики, п’єзотехніки та сенсорики» (фундаментальне дослідження, Секція 3: Загальна фізика)	2017-2019
д/б НДР №1-297-15	«Мікро- та наносегнетоелектричні кристали з просторовою неоднорідністю. Монокристали, склокераміка, тонкі плівки зі специфічними електрофізичними властивостями» (прикладне дослідження, Секція 6: Фізико-технічні проблеми матеріалознавства)	2015-2017
д/б НДР №6-312-15	«Монокристалічні та низькорозмірні, екологічно безпечні сполуки для функціональної електроніки. П’єзоелектричні матеріали» (прикладне дослідження, Секція 3: Загальна фізика)	2015-2016
д/б НДР №1-266-12	«Фізичні основи підвищення оптичної якості кристалів для функціональної електроніки» (фундаментальне дослідження, Секція 6: Фізико-технічні проблеми матеріалознавства)	2012-2014
д/б НДР №7-199-09	«Функціональні неоднорідності в активних діелектричних кристалах» (фундаментальне дослідження, Секція 6: Фізико-технічні проблеми матеріалознавства)	2009-2011

• «Вирощування експериментальних монокристалів та виготовлення експериментальних зразків світлозвукопроводів акустооптичних комірок», замовник ТОВ «Крис-Тех», 2022 -2023.
• «Розробка методики дифузійного зварювання монокристалічних блоків, виготовлених з ТеО2 та LiNbO3», замовник ФОП М. Коптєв, 2023.
• «Вирощування монокисталів TeO2 діаметром понад 120 мм. Дослідження оптичної якості отриманих зразків монокристалів», замовник ФОП М. Коптєв, 2024.

• Лагута В. В. , Трубіцин М. П. Радіоспектроскопія невпорядкованих сегнетоелектричних кристалів. Монографія, рекомендовано до друку Вченою радою ДНУ, прот.№3 від 23.10.2020 р. - Дніпро: Вид-во «Ліра». – 2021. –152 с. ISBN 978-966-981-479-1;
• Агарков К.В., Бочкова Т.М., Волнянский М.Д., Трубіцин М.П., Коптєв М.М. Монокристали активних діелектриків. Досвід вирощування.− Монографія, рекомендовано до друку Вченою радою ДНУ, прот. №5 від 24.10.2019 р. - Дніпро: ТОВ «Акцент ПП». – 2020 –132 с. ISBN 978-966-921-258-0;
• Trubitsyn M., Koptiev M., Volnianskii M. Ionic Conductivity in Single Crystals, Amorphous and Nanocrystalline Li2Ge7O15 doped with Cr, Mn, Cu, Al, Gd. Chapter in book: Fesenko O., Yatsenko L. (eds), Springer Proceedings in Physics, 2022, Springer, in print.
• Bochkova T., Bondar D., Trubitsyn M., Volnianskii M. Optical and Electrical Phenomena Caused by the Lattice Defects in PbMoO4 Crystal. Chapter in book: Fesenko O., Yatsenko L. (eds) Nanooptics and Photonics, Nanochemistry and Nanobiotechnology, and Their Applications. Springer Proceedings in Physics, 2021, vol 264, рр.11-29, Springer, Cham. Print ISBN 978-3-030-74799-2, Online ISBN 978-3-030-74800-5.
• Bilal Abu Sal, Khalil J. Hamam, Moiseyenko V.N., Ohiienko O.V., Derhachov M.P., Holochalov D.O. Impedance spectroscopy of NaBi(MoO4)2:Gd3+ nanocrystals in the pores of an opal matrix. Chapter in book: Fesenko O., Yatsenko L. (eds) Nanooptics and Photonics, Nanochemistry and Nanobiotechnology, and Their Applications. Springer Proceedings in Physics, 2021, vol 264, рр.117-130, Springer.
• Nesterov O., Trubitsyn M., Petrov O., Vogel M., Volnianskii M., Koptiev M., Nedilko S. , and Rybak Ya. Electrical Conductivity and 7Li NMR Spin-Lattice Relaxation in Amorphous and Nano- and Microcrystalline Li2O-7GeO2. In book: Fesenko O., Yatsenko L. (eds), Nanocomposites, Nanostructures, and Their Applications. Springer Proceedings in Physics, vol. 221, 610 p. ISBN 978-3-030-17759-1; Chapter 6 - p.85-96. Publisher: Springer, 2019.
• Moiseienko V., Derhachov M., Abu Sal B., Holze R., Brynza M. Nanocomposites on the Base of Synthetic Opals and Nanocrystalline Phases of Bi-containing Active Dielectrics. – 661-674. – In book: Nanoplasmonics, Nano-Optics, Nanocomposites, and Surface Studies. Publisher: Springer International Publishing Switzerland. – 2017. ISBN978-3-319-56422-7(Online), 978-3-319-56244-5 (Print). DOI:10.1007/978-3-319-56422-7_50.
• Трубіцин М. П. Спектроскопія ЕПР сегнетоелектричних кристалів, легованих іонами 3d-, 4f- груп. Монографія, рекомендовано до друку Вченою радою ДНУ, прот. № 12 від 30.06.2022 р. – Дніпро: Вид-во «Ліра». – 2023. – 192 с. ISBN 978-966-981-746-4

• Panchenko T.V. and Trubitsyn M.P. Thermally induced effects on optical absorption in pure and doped with Cr and Mn single crystals of Bi12SiO20. Ukrainian Journal of Physical Optics. 2023. V. 24, Iss. 4. P. 4001-4007. (Scopus Q2, WoS).
• https://doi.org/10.3116/16091833/24/4/04001/2023
• Panchenko, T.V. Optical and EPR spectroscopy of manganese doped LiNaGe4O9 single crystals / Т.V. Panchenko, M.P. Trubitsyn, V. Laguta, V.M. Sidak, M.D. Volnianskii, А. Yu Osetsky, O. Laguta // Optical Materials. – 2024. – V. 154. – P. 115793 (Scopus Q1, WoS). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2024.115793
• M.P. Trubitsyn, V. Laguta, Т.V. Panchenko, M.D. Volnianskii, O. Laguta, A.Yu. Osetsky, A.O. Diachenko / Ferroelectric phase transition in LiNaGe4O9 crystal studied by EPR of Mn4+ and optical absorption spectroscopy // Journal of Applied Physics. – 2025. – V. 137, iss. 16. – P. 164103 (Scopus Q1, WoS). https://pubs.aip.org/aip/jap/article/137/16/164103/3344931/Ferroelectric-phase-transition-in-LiNaGe4O9
• Sidak V.M., Trubitsyn M.P., Panchenko T.V. Dielectric relaxation induced by oxygen vacancies in Na0.5Bi0.5TiO3 ceramics // Condensed Matter Physics. – 2022. – in print;
• Sidak, V.M., Trubitsyn, M.P. Dielectric relaxation and the dipole defects in Na0.5Bi0.5TiO3 single crystal // Applied Nanoscience (Switzerland). – 2022. – V.12, N3. – P.775-780. DOI: 10.1007/s13204-021-01712-y;
• Bochkova T.M., Bondar D.S., Trubitsyn M.P., Volnianskii M.D. and Volnyanskii D.M. Photoinduced Effects in Single Crystals of PbO–MoO3 System // Acta Physica Polonica A. – V. 141, No. 3. – 2022. – P.400–405. Doi: 10.12693/APhysPolA.141.400;
• Suchanicz, J., Wąs, M., Nowakowska-Malczyk, M., Konieczny, K., Czaja, P., Kluczewska-Chmielarz, K., Marchewka, J., Wcisło, D., Wolański, R., Stanuch, K., Trubitsyn, M.P., Sokolowski, M. Effect of Nb-doping and E-poling on dielectric and electric properties of NBT ceramics // Phase Transitions.- 2021.- V.94, issue 3-4.- P. 210-218. DOI: 10.1080/01411594.2021.1931204;
• Diachenko, A.O., Trubitsyn, M.P., Volnianskii, M.D., Jankowska-Sumara, I., Skrypnik, Y.V., Koptiev, M.M. Glass devitrification and electrical properties of LiNaGe4O9 // Molecular Crystals and Liquid Crystals.- 2021.- V.721, issue 1.- P.10-16. DOI: 10.1080/15421406.2021.1905271;
• Skrypnik Ye.V., Trubitsyn M.P., Diachenko A.O., Volnianskii M.D. Non-isothermal crystallization of LiNaGe4O9 glass // Journal of Physics and Electronics. - 2021. - V.29(1). - P.73-76. DOI: 10.15421/332111, http://jphe.dnu.dp.ua/index.php/jphe/article/view/132/124

• Патент № 122634 Україна, МПК (2020.01) C30B 15/00 C30B 29/32 (2006.01) / Спосіб отримання знебарвлених кристалів PbMoO4 / Волнянський М. Д., Бочкова Т. М., Трубіцин М. П., Бондар Д. С. / Заявник і власник Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара – Опубл.10.12.2019 Бюл. №23. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1467760/ (дата перевірки 01.11.2021 р.)
• Патент на корисну модель № 142197 Україна, МПК (2020.01) H01M 10/0562 (2010.01) C03C 10/02 (2006.01) C03B 25/00 C03B 32/02 (2006.01) Спосіб отримання склокераміки Li2O – 7GeO2 / Бочкова Т. М., Волнянський М. Д., Коптєв М. М., Трубіцин М. П. / Заявник і власник Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара – Опубл.25.05.2020. Бюл. №10. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1436661/ (дата перевірки 01.11.2021 р.)
• Патент на корисну модель № 138590 Україна, МПК (2019.01) H01M 10/0562 (2010.01), C03C 10/02 (2006.01), C03B 1/00, C03B 25/00, C03B 32/02 (2006.01) / Спосіб отримання скла Li2O – 7GeO2 для виготовлення склокераміки / Бочкова Т. М., Волнянський М. Д., Коптєв М. М., Трубіцин М. П. / Заявник і власник Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара –. Опубл. 10.12.2019. Бюл. № 23. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1396251/ (дата перевірки 01.11.2021 р.)
• Патент на корисну модель № 138827 Україна, МПК (2019.01) C03B15/00, C03B29/32 / Спосіб отримання знебарвлених кристалів PbMoO4 / М.Д. Волнянський, Т.М.Бочкова, М.П. Трубіцин, Д.С. Бондар / Заявник і власник Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара – Опубл.10.12.2019. Бюл. № 23. https://sis.ukrpatent.org/uk/search/detail/1396190/ (дата перевірки 01.11.2021 р.)
• Заявка на корисну модель № а 2021 03708 Україна МПК C30B 15/00, C30B 29/32. Спосіб отримання монокристалів для пристроїв функціональної електроніки / Агарков К.В., Садовська Л.Я., Трубіцин М.П., заяв. та власник Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, заявл. 29.06.2021.
• Заявка на корисну модель № а 2021 05335 Україна МПК C03C 4/16. Спосіб отримання скла з діоксиду телуру / Агарков К.В., Садовська Л.Я., Коптєв М.М., Трубіцин М.П., заяв. та власник Дніпровський національний університет імені Олеся Гончара, заявл. 20.09.2021.
• Склокераміка на основі гептагерманату літію із вмістом нанокристалічної фази: патент на винахід 128998 / Т.М. Бочкова, М.Д. Волнянський, М.М. Коптєв, М.П. Трубіцин – опубл. 18.12.2024, Бюл. № 51.
• Термочутлива склокераміка на основі діоксиду ванадію: заявка на винахід 12280 / В.Р. Колбунов, М.П. Трубіцин, О.Ю. Ляшков – № а202405674; заявл. 02.12.2024.
• Спосіб отримання кристалів PbMoO4: патенту на корисну модель 155902 / Т.М. Бочкова, М.Д. Волнянський, Д.М. Волнянський, М.П. Трубіцин - опубл. 17.04.2024, Бюл.№ 16.