Керівник відділу

Доктор фіз.-мат. наук, професор Ю.П. Гнатенко. тел. +38 (044) 525 47 17 факс +38 (044) 525 30 22 ел. пошта

Склад відділу

На даний час у відділі оптики та спектроскопії кристалів працює 14 співробітників, в тому числі 2 доктора та 3 кандидати наук.

Головні напрямки наукових досліджень

• енергетична структура та динаміка елементарних збуджень у кристалах із різним типом хімічного зв’язку;
• оптична та фотоелектрична спектроскопія домішкових центрів і власних структурних дефектів та їх вплив на електронні процеси в кристалах;
• структурні фазові переходи в неметалевих кристалах;
• розробка високочутливих у ближній ІЧ-області спектру легованих напівпровідникових кристалів та створення на їхній основі ефективних електронних пристроїв.

Найважливіші досягнення

1. Встановлено механізми та закономірності спектроскопічного прояву динамічного ефекту Яна-Теллера для домішкових центрів 3d-елементів в напівпровідникових кристалах .
2. Вперше експериментально виявлено локалізацію екситонів на флуктуаціях намагніченості в напівмагнітних кристалах поблизу температури фазового переходу парамагнетик-спінове скло. Визначено вклади середнього обмінного поля і термодинамічних флуктуацій намагніченостів енергію зв”язку екситонного магнітного полярону.
3. Встановлено мікроструктуру та схеми енергетичних рівнів домішкових 3d-елементів та власних структурних дефектів в кристалах АІІВVІ та напівмагнітних напівпровідниках на їх основі.
4. Виявлено явище „антирезонансу” в фотоелектричних спектрах кристалів CdTe, легованих 3d-елементами, пов’язаного із автоіонізацією електронів із збудженого домішкового рівня, що знаходиться в резонансі із зоною провідності та запропоновано мікромеханізм його появи.
5. Відкрито принципово нове явище в умовах розповсюдження в п’єзоелектричному кристалі ультразвукових хвиль та визначена його природа.
6. Проведено комплексні дослідження шаруватих кристалів групи АІІІВVI, легованих 3d-елементами. Встановлено мікроструктуру домішкових центрів в таких кристалах та вперше виявлено ефект утворення в них екситонних магнітних поляронів – феронних екситонних станів.
7. Встановлено механізми структурних фазових переходів в сегнетоелектричних кристалах в умовах зовнішнього впливу (Державна премія УРСР, 1985 рік).
8. Розроблено фізичні основи отримання нових високоефективних фоторефрактивних матеріалів для ближнього ІЧ-діапазону спектру (900 – 1800 nm) на базі кристалів CdTe:Ti та CdHgTe:V(Ti), які мають високу чутливість та швидкодію. Запропоновано мікромеханізми фоторефрактивного ефекту в таких матеріалах із врахуванням їхньої реальної дефектної структури.
9. Встановлено механізми фотогенерації електронів із домішкових центрів : пряма фотоіонізація та автоіонізація із дискретного рівня в зону провідності. Показано, що процеси захоплення та звільнення електронів із участю домішкових центрів та власних структурних дефектів є швидкодіючими та знаходяться в наносекундному діапазоні.
10. На основі кристалів CdTe:V та CdTe:Ti розроблено швидкодіючі та високочутливі адаптивні фотодетектори, придатні для використань у новітніх лазерних віброметрах та лазерних ультразвукових системах неруйнівного контролю якості різного типу матеріалів

Основні публікації

1. Yu.P.Gnatenko, P.M.Bukivskij, Yu.P.Piryatinski, I.O.Faryna, M.S.Furyer, R.V.Gamernyk, The effect of impurity and intrinsic defects on the energy structure and dynamic of electronic processes in semiinsulating CdTe:V and Cd1-XHgXTe:V crystals, Functional Materials, 15, No1, 23-29 (2008)
2. Yu.P.Gnatenko, I.ABeinik, A.I Barabash, I.G. Vertegel, E.D. Chesnokov, A.I. Ovcharenko,L.I. Ivanova, NQR investigation of crystal structure peculiarities of layered Pbx-1CdI2 semiconductors, Functional Materials, 15, № 2 , 175-177 (2008)
3. N.Kukhtarev, T.Kukhtareva, P.Land, J.C.Wang, T.Murray, Yu.P.Gnatenko, I.O.Faryna, P.M.Bukivskij, O.A.Shigiltchoff, R.V.Gamernyk, Dynamic holographic interferometry with double functions – optical and electrical, Nonlinear Optics and Applications, Trivandrum-695 023, Kerala, India, Ed. H.A.Abdeldayem and D.O.Fraizier, 257-268 (2007)
4. Yu.P.Gnatenko, V.S.Brodyn, I.O.Faryna, P.M.Bukivskij, O.A.Shigilchoff and M.S.Furyer, R.V.Gamernyk, N.Kukhtarev, and T.Kukhtareva, Energy structure and micromechanism of photo-electromotive force effect in V-doped CdTe crystals, Phys.Stat.Sol. (a) 204 , No7, 2431-2440 (2007)
5. Yu.P.Gnatenko, Yu.P.Piryatinski, P.M.Bukivskij, D.D.Kolendryckyj, O.A.Shigilchoff and R.V.Gamernyk, Time-resolved photoelectric spectroscopy of photorefractive CdTe:V crystals, J.Phys.: Condens.Matter 18, No 42, 9603-9613 (2006)
6. Yu.P.Gnatenko, I.O.Faryna, P.M.Bukivskij, O.A.Shigiltchoff, R.V.Gamernyk, S.Yu.Paranchych, Nature and energy structure of impurity and intrinsic defects in V-doped Cd1-XHgXTe crystals, Semicond. Sci. Technol. 20 , No5, 378-388 (2005)
7. K.Paivassari, H.Tuovinen, T.Jaaskelainen, T.Raita, A.A.Kamshilin, Yu.P.Gnatenko, P.M.Bukivskij, R.V.Gamernyk, S.Yu.Paranchych, High sensitivity detection of laser ultrasound by photorefractive CdTe:Ti under an applied ac field, Conferences on Lasers and Electro-Optics (CLEO) 3 , 1620-1622 (2005)
8. Yu.P.Gnatenko, A.O.Borshch, N.Kukhtarev, T.Kukhtareva, I.O.Faryna, V.I.Volkov, P.M.Bukivskij, R.V.Gamernyk, V.I.Rudenko, S.Yu.Paranchych, L.D.Paranchych, Optical, photoelectric, and photorefractive properties of Ti-doped CdTe crystals, J.Appl. Physics, 94, No8, 4896-4903 (2003)
9. Yu.P.Gnatenko, I.O.Faryna, P.M.Bukivskij, O.A.Shigiltchoff, R.V.Gamernyk, S.Yu.Paranchych and L.D.Paranchych, Optical and photoelectric properties of vanadium-doped Cd1-XHgXTe crystals, J.Phys.: Condens. Matter 14, No29, 7027-7033 (2002)
10. Ю.П.Гнатенко, Р.В.Гамерник, И.А.Фарина, П.И.Бабий, Глубокие примесные состояния и собственные дефекты в фоторефрактивных кристаллах Cd1-XFeXTe, ФТТ, 40 , №7, 1216-1220 (1998)
11. Ю.П.Гнатенко, П.Н.Букивский, А.Х.Рожко, О.А.Шигильчев, Образование связанных магнитных поляронов в кристаллах Сd1-XMnXTe : вклад в энергию связи среднего обменного поля и термодинамических флуктуаций намагниченности, ФТТ, 39, №3, 527-535 (1997)
12. 12.Yu.P.Gnatenko, R.V.Gamernyk, , I.A.Faryna, V.S.Blazhkiv, A.S.Krochuk, Impurity states of vanadium in cadmium and zinc tellurides, Semiconductors, 30, No 11, 1216-1219 (1996).
13. П.Н.Букивский, Ю.П.Гнатенко, А.Х.Рожко,Локализация экситонов в кристаллах Сd1-XMnXTe вблизи температуры перехода с парамагнитного в состояние спинового скла, ФТТ, 37, 2916-2922 (1995).
14. P.N.Bukivskij, Yu.P.Gnatenko, A.Kh. Rozhko and I.A.Farina, IR-spectroscopy of crystals containing Jahn-Teller impurity centers, Infrared Physics, 29, №2-4, 739-742 (1989)
15. 15.Yu.P.Gnatenko, A.Kh.Rozhko, Jahn-Teller effect for the 3A2-term, Infrared Physics, 25, No1/2, P.385-392 (1985).