Наука


Компьютерное материаловедение и компьютерная гидродинамика

В настоящее время, наряду с  революцией в области нанотехнологий, наблюдается не менее значительный прорыв в области компьютерного материаловедения – разработки и использования программ для прогнозирования структуры и свойств технологических материалов в твердом и жидком состоянии. Развитие  первопринципной  молекулярной динамики, позволило одновременно находить и структуру и электронные свойства рассматриваемой атомной системы, задавая только атомные номера элементов входящих в ее состав. Теперь для моделирования стали доступны дефекты в кристаллах, явления на поверхности и в межзеренных границах, процессы зарождения трещин в материалах, строение нанокластеров, фуллеренов, белковых молекул и множество других приложений.

 

Расчеты на уровне атомной и электронной структуры проводятся на кафедре ОТФ (проф.Бескачко В.П., проф. Гельчинский Б.Р. и проф. Мирзоев А.А.) методами функционала электронной плотности  с помощью всемирно признанных пакетов программ TB-LMTO, WIEN-2k, SIESTA, а также методами молекулярной динамики и Монте-Карло на суперкомпьютере ЮУрГУ, входящем в тройку самых мощных компьютеров России. В 2004-2006 гг.независимо и практически одновременно со шведской группой, возглавляемой И.Абрикосовым,  исследована энергия смешения системы Fe-Cr  и  впервые в мире показано, что ее знак меняется при малых содержаниях хрома.  Эти работы вывели ЮУрГУ в группу лучших центров страны по компьютерному дизайну материалов. Не случайно студенческая команда кафедры уже пять лет входит в тройку призеров Всероссийской олимпиады по компьютерному моделированию в физике, а 30 % наших выпускников работает в США.

Физика поверхности твердых тел

Когда в 1949 году был создан первый транзистор, физика твердого тела стала необходимым технологическим инструментом и на передний план выдвинулись проблемы физики поверхности. По мере того, как кремниевая пластинка – «чип», который служит основным элементом современных ЭВМ, становился все миниатюрнее, именно его поверхность, а не объем стала играть определяющую роль и при выполнении им логических функций, и при взаимодействии с другими элементами. Уже одной этой технологической причины было бы достаточно для специальных исследований поверхности твердых тел. Но для многих ученых поверхность представляет интерес и с точки зрения фундаментальной физики. Дело в том, что атомы поверхностных слоев твердого тела находятся в особых условиях по сравнению с атомами в объеме. Это связано с обрывом трансляционной симметрии кристалла. Физики стремятся понять, как ведут себя поверхностные атомы и электроны. Ответы на эти вопросы дает изучение атомарно-чистых поверхностей, которые «живут» только в сверхвысоком вакууме и которые раскрывают неповторимую индивидуальность «поверхностного вещества»

Цифры и факты:

  • За последние 10 лет защищено пять докторских диссертаций, за пять последних лет опубликовано 65 научных работ. Научные исследования кафедры поддерживаются  3 грантами Российского Фонда Фундаментальных Исследований, и грантом Минобразования РФ.
  • По инициативе сотрудников кафедры и благодаря их усилиям издается международный электронный журнал “Известия Челябинского научного центра», один из первых в России электронных журналов, распространяемых по компьютерным сетям.
  • Признанием научных заслуг кафедры служит создание в Университете решением Высшей аттестационной комиссии Российской федерации (ВАК) специализированного совета по защитам докторских диссертаций в области физической химии и физике конденсированного состояния.
Вы нашли ошибку в тексте:
Просто нажмите кнопку «Сообщить об ошибке» — этого достаточно. Также вы можете добавить комментарий.