Основні досягнення кафедри квантової електроніки та  Проблемної науково-дослідної лабораторії  фізичної електроніки

На кафедрі квантової електроніки та в Проблемній науково-дослідній лабораторії  фізичної електроніки функціонує наукова школа „Елементарні процеси зіткнень електронів, фотонів з атомами, іонами, молекулами і твердими тілами” (засновник проф. І.П. Запісочний (1922- 2003.) в рамках якої дослідження розвиваються в чотирьох наукових напрямках: 1) фізика електронних зіткнень (керівник проф. Шафраньош І.І.); 2) квантова електроніка (керівник проф.Шимон Л.Л.); 3) емісійна електроніка (керівник проф. Поп С.С.); 4) нелінійні процеси взаємодії потужного лазерного випромінювання з атомами (керівник проф. Суран В.В.).

Основні наукові досягнення

1. Виконані пріоритетні експериментальні дослідження  процесів збудження та утворення позитивних і негативних іонів молекул азотистих основ нуклеїнових кислот під дією повільних електронів. Визначені абсолютні величини повних та парціальних перерізів утворення  позитивних і негативних  іонів. Вперше визначені абсолютні ефективні перерізи збудження спектральних переходів із метастабільних станів атомів лужноземельних елементів, талію, міді та натрію та абсолютні перерізи іонізації вказаних атомів. Отримано нові дані для процесів надпружнього розсіяння електронів. Виявлена резонансна структура в перерізах збудження із метастабільних станів і надпружнього розсіяння електронів та дано пояснення природи її походження. Встановлені основні закономірності та механізми перебігу процесів непружних взаємодій електронів із збудженими атомами.

2. Отримано нові дані про явища, що мають місце у плазмових джерелах когерентного і спонтанного випромінювання у ВУФ, УФ та видимій областях спектру. Встановлено механізми процесів, що змінюють заселеність енергетичних рівнів ексиплексних молекул моногалогенидів ртуті та інертних газів в умовах низькотемпературної багатокомпонентної плазми. Визначені механізми, які обмежують ресурс роботи ряду ексиплексних лазерів. Встановлена фізика процесів збудження випромінювання ексимерних та ексиплексних молекул (зокрема моногалогенідів металів та інертних газів, молекул та атомів галогенів) у газорозрядній плазмі на багатокомпонентних сумішах. Виявлено способи оптимального використання активного елементу лазеру на моногалогенідах ртуті та ламп, які розширюють діапазон довжин хвиль випромінювання та підвищують вихідні енергетичні параметри випромінювання. На основі цих результатів створено та оптимізовано серію ефективних електророзрядних ексимерних та ексиплексних ламп з випромінюванням в ВУФ, УФ, видимому та ІЧ спектральних діапазонах, які захищені 30 патентами на винаходи.

3. Одержано фундаментальні знання про явища емісії фотонів, які мають місце при бомбардуванні електронами та іонами  поверхні твердого тіла. Встановлено основні механізми цих явищ, побудовано відповідні теоретичні моделі для їх опису. На базі отриманих знань розроблено унікальний метод допплерівської томографії для елементного аналізу поверхні на субатомному рівні та виготовлено унікальну установку для його практичної реалізації, що захищено патентами України. Методом емісійної спектроскопії з просторовим та часовим розділенням проведені фундаментальні дослідження фізичних процесів і характеристик лазерного факелу полікристалічних мішеней, які використовуються в сонячних елементах.

4.Виконані пріоритетні експериментальні дослідження  багатофотонної іонізації атомів лужноземельної групи лазерним випромінюванням видимого діапазону. Встановлено, що двозарядні іони утворюються шляхом як каскадного так і двоелектронного механізму. У випадку каскадного механізму.двозарядні іони утворюються в результаті багатофотонної іонізації однозарядних іонів. У випадку двоелектронного механізму двозарядні іони утворюються безпосередньо із атомів в результаті їх багатофотонної іонізації. Встановлено, що двоелектронний механізм проявляється для областей спектру, де має місце сильне збурення зв’язаних атомних станів.. Визначено ефективні перерізи три- та п’ятифотонної іонізації атомів магнію, кальцію, стронцію та барію.

За період 1990-2010 р.р. виконано 62 держбюджетних проектів , 7 проектів за грантами міжнародних програм, захищено 5 докторських та 13 кандидатських дисертацій, підготовлено понад 250 спеціалістів та магістрів, опубліковано 432 наукових статей у фізичних журналах, з яких 323 у міжнародних виданнях, видано 5 монографії та 10 навчальних посібників.