Информация o научной
  и дидактической работе

I. Научная работа

            Мои научные интересы связаны с  исследованием физических проблем ядерного магнитного резонанса (ЯМР) твёрдых тел  и с применением метода ЯМР для исследования структуры и динамики твёрдых тел. Исследования включают в себя теоретические и экспериментальные аспекты различных  проблем неравновесной динамики многочастичных спиновых систем: явления эха спинового и  второго начала термодинамики; неэргодичности в динамике спиновых систем;  квазиравновесных состояний и динамики многоквантовой когеренции в спиновых системах с взаимодействиями диполь-дипольными и квадрупольными.
                   Научные исследования условно можно разделить на следуюшие разделы.

 1.     Исследования структуры и динамики твёрдых тел методами ЯМР

        1.1. Разработы общие принципы применения ориентационных зависимостей (анизотропии) моментов (Mn) спектров ЯМР и времён спин-решёточной релаксации (T1, T1p) для исследования структуры и динамики монокристаллов. В тензорном виде получены общие выражения для ориентационных зависимостей моментов любого порядка спектров ЯМР и времён спин решёточной релаксации для кристаллов произвольной симметрии и для различных  взаимодействий магнитных ядер: диполь-дипольных, электронно-ядерных (химический сдвиг), квадрупольных. На основе полученных формул и теории оптимального планирования эксперимента  предложены D - оптимальные плны ЯМР экспериментов. Используя метод моментов исследована кристаллическая структура и динамика магнитных ядер в монокристаллах  H2SeO3,  NH3SO3,  (COOH)2 2H2O,  LiH3(SeO3)2 ,  CaBSiO4(0H) и др. Метод моментов был использован также при исследованиях  с помощью µSR-спектроскопии мест локализации мюонов в металлах.
        1.2. Для области медленных молекулярных движений, когда частота тепловых движений порядка ширины линии ЯМР, теоретически и экспериментально исследованы температурные трансформации формы спектров ЯМР твёрдых тел с молекулярной внутренней подвижностью для различных возможных механизмов тепловых движений. На основе анализа температурных изменений форм линий ЯМР исследованы структура и динамика молекул и молекулярных групп в кристаллах: BeSO4 4H2O,  ABF6 6H2O,  Na2Al2Si3O10 2H2O, Ca5(PO4)3 [F1-x(OH)x] и др. Предложено использовать метод моментов при исследовании температурных изменений формы спектра ЯМР многоспиновых  динамических систем.
           1.3. Методом ЯМР исследованы трансформации спектров ЯМР ядер  93Nb и 7Li  в кристалле ниобата лития LiNbO3  при различных температурах и значениях напряжения внешнего электричного поля. Развита новая  методика исследования дефектов кристаллов на основе анализа ориентационной зависимости моментов линии ЯМР центрально спектроскопического перехода квадрупольных ядер. Используя методы компьютерного моделирования спектров ЯМР  показано, что в LiNbO3 реализуются дефекты типа  NbLi +3VLi  и VLi .

2.      Сигналы эха спинововго в твёрдых телах

        2.1. Предложен новый подход для исследования формы спинового эха в твёрдых телах. Основу подхода составляет формализм развитый Мори и другими для исследования неравновесных процессов.
       2.2. Развита новая теория (метод „моментов”) формы сигнала спинового эха в твёрдых телах с внутренней подвижностью.
             2.3. Исследовано влияние ширины импульсов РЧ и тепловых движений на временное положение и амплитуду сигналов солид-эха. Показано, что в области медленных молекулярных  движений, когда частота тепловых движений ядер становится  порядка ширины линии ЯМР, временное положение сигнала эха перемещается в сторону конца второго радиочастотного импульса. Показано, также, что в температурной зависимости амплитуды сигналов эха наблюдается минимум, величина которого даёт возможность получить важную информацию относительно динамики молекулярных групп в твёрдых телах. Полученные теоретические результаты были использованы при экспериментальном исследовании тепловых движений в соединениях:: C6H12, CH2Cl-CH2Cl, Na2Al2Si3O10 2H2O, C6H6, NaCa4(Al10Si26O72) 28H2O, NH4Cl, [C(NH2)3]3Sb2Cl9  методом солид-эха.
     2.4. Теоретически и экспериментально показано, что в спиновых системах с дипольными взаимодействиями существует возможность формирования сигналов эха для двухимпульсной последвательности  9000 - t - ß00  в которой отсутствует сдвиг фазы  второго импульса относительно  фазы первого РЧ импульса.
           2.5. Исследовано влияние внутренней молекулярной подвижности на сигналы  так называемого магического эха в твёрдых телах с дипольными взаимодействиями и показано, что в температурной зависимости амплитуды магического эха наблюдается минимум, величина которого позволяет получить важную информацию относительно динамики твёрдого тела.
             2.6. Предложена простая импульсная последовательность   (2n+1) 9000  -  900900  - t ,   которая позволяет получить магическое эхо в спиновых системах с дипольными взаимодействиями. В отличие от хорошо известных из литературы импульсных последовательностей (WHH-4 и др.), содержащих не менее четырех импульсов, предложенная импульсная последовательность содержит только два импульса, что значительно упрощает анализ влияния ширины импульсов и тепловых движений на временное положение и амплитуду сигнала магического эха. Показано, что импульсная последовательность (2n+1)9000  - 900900 - t, позволяет получить сигнал магического эха в спиновых системах с взаимодействиями квадрупольными. "Магическая" последовательность  (2n+1) 9000  - 900900 - t использовалась для исследования тепловых движений в кристаллах: C6H6,  NH4Cl,  [C(NH2)3]3Sb2Cl9.

3. ЯМР в магнитно упорядоченных твёрдых телах.

            3.1. Предполагая, что тепловые флуктуации электронной намагниченнности вызывают флуктуации сверхтонкого взаимодействия развита теория релаксации сигналов спинового эха ядер со спином  I = 1/2 в магнетиках. Теория хорошо объясняет экспериментальную ориентационную зависимость затухания сигналов спинового эха  ядер 57Fe  в монокристаллической плёнке  Y3Fe3O12.

     3.2. Теоретически и экспериментально исследована возможность формирования в магнитно упорядоченных телах сигналов двухимпульсных эхо в момент времени 4тау (тау - расстояние временное между импульсами) от квадрупольных ядер со спином  I = 3/2. Показано, что сигнал эха в момент времени 4тау формируется в результате возбуждения в системе квадрупольных ядер первым радиочастотным импульсом "трёхкватовой когерентности". Дополнительный сигнал эха в момент времени 4тау проявляет необычные свойства: спектр ЯМР  зарегестрированный  с помощью этого сигнала эха отражает только спектральные спектроскопические переходы (+1/2) -- (-1/2), в то время как спектр ЯМР зарегестрированный с помощью основного сигнала эха  (эха Хана) в момент 2тау содержит линии от всех возможных спектроскопических переходов. Многоквантовое (в момент времени 4тау) и основное (в момент времени 2тау) эхо были использованы при исследовании сверхтонких и квадрупольных  взаимодействий ионов хрома в ферромагнетиках: CdCr2Se4, HgCr2Se4 , CuCr2Se4 ,  Li0,5Fe2,5-xCrxO4.
            3.3. Предполагая, что тепловые флуктуации электронной намагниченности вызывают флуктуации сверхтонкого и квадрупольного гамильтонианов, развита теория релаксации сигналов спинового эха ядер со спином I = 3/2 в магнетиках. Теория хорошо описывает экспериментальные данные по релаксации сигналов эха в моменты времени  2тау и 4тау в Cd0,985Ag0,015Cr2Se4.
             3.4. Показано, что сигналы спинового эха в "дробные" моменты времени: (4/3)тау, (3/2)тау, (5/3)тау,  (5/2)тау, (7/2)тау, (9/2тау, 5тау, 6тау, наблюдаемые в HgCr2Se4 связаны с  корреляцией между неоднородными магнитными и квадрупольными уширениями,  которые обусловлены разбросом направлений электронной намагниченности отнгосительно локальных осей симметрии.
4. Другие исследования

        4.1. Исследовано влияние колебаний и диффузии молекул воды в кристаллах на симметрию ориентационных зависимостей спектров ЯМР.
            4.2. Методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) свободных радикалов исследованы фазовые переходы (параэлектрик - ферроэлектрик, параэлектрик - ферроэластик) в гамма-облучённых кристаллах семейства  MeH3(SeO3)2,  где  Me = Li, K, Na, Cs, Rb, NH4.
     4.3. Показано, что затухание сигнала свободной прецессии многоспиновой системы с взаимодействиями дипольными и квадрупольными начинается от середины возбуждающего 900 радиочастотного импульса.
      4.4. Поучена формула учитывающая вклад квадрупольных взаимодействий ядер S > 1/2  взаимодействующих с ядрами со спином  I = 1/2   на  второй момент  спектра ЯМР ядер I.
            4.5. Исследованы температурные зависимости затухания сигналов эха в ядерном квадрупольном резонансе ядер 35Cl. Показано, что время релаксации амплитуды сигнала эха может уменьшаться (а не увеличиваться) при увеличении температуры образца, что согласуется с экспериментальными данными в (NH2)2CS C2Cl6.
            4.6. Получено общее выражение для функции корреляции локального дипольного поля в случае сосуществования в твёрдым теле одновременно нескольких независимых от себя движений группы молекулярной. Полученные теоретические результаты использованы при анализе температурных изменений второго момента спектра ЯМР, времён спин-решёточной релаксации и сигналов  спинового эха в твёрдых телах, содержащих молекулярные группы, совершающих  сложные тепловые движения.

II. Дидактическая работа

        За 35 лет работы в Высших учебных заведениях (Красноярский Университет, Симферопольский Университет, Высшая педагогическая школа - Слупск (Польша), Шчечинский Университет (Польша)) проводил занятия (лекции, решения задач, лабораторные работы) практически по всем разделам Общей физики и теоретической физики. В рамках специализации проводил занятия (лекции, решения задач, лабораторные работы) по физике магнитного резонанса, физики кристаллов, квантовой химии, физики магнитных явлений, физики твёрдого тела.
        Был научным руководителем более 100 дипломных работ и 4 кандидатских диссертаций. Опубликовал 10 научно-дидактических работ и 2 учебника.