ФГУП “НТЦ оборонного комплекса “Компас”

РУС | ENG 

Научные и информационные издания ФГУП «НТЦ оборонного комплекса «Компас»

Новости

Статистика

01.11.2018
К 100-летию со дня рождения Евгения Григорьевича Фесенко – физика,  кристаллофизика, создателя сегнетопьезоактивных материалов


Фесенко-100 лет-1.png


Профессиональные интересы Евгения Григорьевича Фесенко охватывают область физики от фундаментального исследования природы, внутреннего строения и физических проявлений вещества до конкретных, не имеющих аналогов в мире, практически важных пьезо-, сегнето-, диэлектрических, полупроводниковых и сверхпроводниковых материалов, широко используемых в изделиях современной техники.


 Как кристаллограф и кристаллохимик Евгений Григорьевич "видел" изолированные атомы, которые умел "собрать" в определенные устойчивые структуры. Как кристаллофизику ему удавалось добиваться в таких структурах необходимых электронике электрофизических свойств. Как физик он видел физические закономерности, управляющие атомными взаимодействиями, ответственными за появление особых физических свойств в природных и синтезированных соединениях и материалах.


В 1936 г., окончив с отличием среднюю школу в Кисловодске, Евгений Григорьевич поступил на физическое отделение физико-математического факультета РГУ. Окончание университета совпало с началом Великой Отечественной войны, которую он прошел в должности военного инженера-механика, руководителя специализированного моторизованного подразделения по ремонту военной техники, в апреле 1945 г. был тяжело ранен и встретил Победу в госпитале. 

Свою научно-преподавательскую деятельность Евгений Григорьевич начал ассистентом Новочеркасского политехнического института (ныне Южно-Российский государственный политехнический университет имени М. И. Платова), в 1954 г. под руководством акад. Н. В. Белова в Институте кристаллографии АН СССР он защитил кандидатскую диссертацию, посвященную определению кристаллической структуры цоизита, в 1972 г. — докторскую диссертацию, посвященную исследованию целого структурного семейства перовскита, имеющего среди других семейств наибольшее количество сегнетоэлектриков, сегнетоэластиков, пиро- и пьезоэлектриков, которому посвящена его монография "Семейство перовскита и сегнетоэлектричество" (1972 г.).

Под руководством профессора Е. Г. Фесенко на основе комплексного исследования сегнетоэлектрических соединений и их твердых растворов, принадлежащих семействам перовскита, Bi-содержащих слоистых перовскитоподобных сложных оксидов, тетрагональных калиево-вольфрамовых бронз, пирохлора, псевдоильменита, создаются сегнетопьезоэлектрические материалы для электроники, медицинской техники, атомной энергетики, космической техники и других отраслей промышленности. Высокоэффективным керамическим материалам, превосходящим по свойствам многие отечественные и зарубежные аналоги и защищенным отечественными и зарубежными авторскими свидетельствами и патентами, присвоен шифр ПКР (пьезоэлектрическая керамика ростовская). К ним относятся:


-  материалы, устойчивые к электрическим и механическим воздействиям (ПКР-8, ПКР-8*, ПКР-77, ПКР-78, ПКР-23, ПКР-12, ПКР-22, ПКР-86, ПКР-6 и другие);


- материалы с высокой, средней и низкой диэлектрической проницаемостью ( ПКР-7, ПКР-7М, ПКР-66, ПКР-73, ПКР-88, ПКР-89, ПКР-3, ПКР-10, ПКР-11, ПКР-20, ПКР-24, ПКР-53 и другие);


-  высокочувствительные материалы (ПКР-1 и ПКР-37);


- материалы с высокой анизотропией пьезоэлектрических параметров (ПКР-40, ПКР-69 и ПКР-70);


- материалы с высокой стабильностью резонансной частоты (ПКР-13, ПКР-15, ПКР-28, ПКР-30, ПКР-31, ПКР-62, ПКР-80, ПКР-83 и ПКР-84);


-  пироэлектрические материалы (ПКР-3, ПКР-3М, ПКР-10 и ПКР-11);


-  высокотемпературные материалы (ПКР-26, ПКР-40, ПКР-50 и ПКР-61).


Полный противоречий и специфических сложностей эмпирический путь интуитивно вел профессора и его учеников не только к успеху в создании новых материалов, но и к установлению полуэмпирических закономерностей, управляющих образованием соединений и твердых растворов на их основе и ответственных за возникновение в них особых сегнето-, пьезо- и диэлектрических свойств. Новые сегнетопьезоактивные керамические материалы продолжают создавать сотрудники НИИ физики под руководством ученицы профессора, доктора физико-математических наук, профессора Л. А. Резниченко и сотрудники Института высоких технологий и пьезотехники под руководством ученика профессора, доктора технических наук, профессора А. Е. Панича.


После защиты кандидатской диссертации Евгением Григорьевичем совместно с маститыми учеными РГУ – химиком И. Н. Беляевым и физиками Н. С. Новосильцевым и А. Л. Ходаковым – получены и исследованы кристаллы одного из самых знаменитых перовскитов — титаната бария (BaTiO3), интерес к которому наряду с другими не менее известными сложными оксидами семейства перовскита, PbTiO3 и KNbO3, Евгений Григорьевич пронес через всю свою научную деятельность. Промежуточным итогом исследований явилась монография "Титанат бария" (1971 г.).


В шестидесятые годы в РГУ под руководством Евгения Григорьевича начала создаваться экспериментальная база рентгеноструктурных исследований кристаллов и керамики: конструировалась оригинальная аппаратура, развивались специфические методы, которые до сих пор востребованы. Разработаны приставки к рентгеновским камерам, новые рентгеновские камеры для получения порошкограмм от отдельного кристалла, кристаллических сростков и двойников, устройства для выращивания кристаллов из растворов в расплаве, различные установки для спекания керамики методом изостатического горячего прессования, для поляризации сегнетоэлектрической керамики и другие устройства, равнозначных которым в то время в стране не было.


На возглавляемой Евгением Григорьевичем кафедре физики диэлектриков, а затем и на кафедре физики кристаллов и структурного анализа РГУ была организована новая специализация по кристаллографии. Первые ученики профессора — В. С. Филипьев, Р. В. Колесова, В. П. Дудкевич и М. Ф. Куприянов — создавали и читали соответствующие лекционные курсы и вели практикумы для студентов.


Следующий этап работы Евгения Григорьевича и его учеников — развитие методов выращивания монокристаллов, спекания керамики известных и новых сегнето- и антисегнетоэлектриков, родственных им соединений и их твердых растворов, исследование их фазовых переходов, микроструктуры, доменной структуры и электрофизических свойств, а также поиск, изготовление и исследование новых активных сегнетопьезоматериалов. Был начат поиск общих закономерностей, которые он кратко называл закономерностями "состав—структура—свойства—применение". Задачами первостепенной важности стали:


- точное определение симметрии и параметров решетки полученных кристаллических фаз;


-  изучение фазовых диаграмм сегнетоэлектриков;


- рентгеновские и оптические исследования доменных структур и их эволюции при фазовых переходах;


- измерения электрофизических свойств соединений и материалов на их основе в лаборатории, созданной его ученицей А. Я. Данцигер.


На основе синтеза и исследований нескольких сотен новых сложных оксидов, среди которых найдены ранее не известные новые соединения с заданными структурами, установлены общие кристаллохимические закономерности образования и устойчивости сложных оксидов обширного семейства перовскита, учитывающие электронные конфигурации атомов и деформации межатомных связей, разработанные профессором совместно с В. П. Сахненко, А. Т. Шуваевым и Г. А. Гегузиной, а также уточнены условия возникновения в них сегнетоэлектрического или сегнетоэластического состояния. Чтобы обнаруженные для семейства перовскита кристаллохимические закономерности применить и к другим родственным кислородно-октаэдрическим структурам, Евгений Григорьевич продолжил поиск сегнетоэлектриков в семействах сложных оксидов со структурами пирохлора и калиево-вольфрамовых бронз со своим учеником В. С. Филипьевым, в семействах псевдоильменита — с В. П. Сахненко и Н. В. Дергуновой, а позже и в семействах слоистых перовскитоподобных сложных оксидов — с А. Т. Шуваевым и Г. А. Гегузиной.


В восьмидесятые годы благодаря усилиям директора НИИФ построены хорошо оснащенный лабораторный корпус на 8000 м2 и здание Опытно-экспериментального производства и криогенной станции, появились новые возможности научной и организационной деятельности. Тематика исследований в НИИ физики охватывала почти всю теоретическую и экспериментальную физику: физику твердого тела, кристаллофизику, ядерную физику, оптическую, рентгеновскую и электронную спектроскопию, радиофизику, а также физику ионосферы, космическую физику и астрофизику. Евгений Григорьевич принимал непосредственное участие в развитии новых методов исследования атомного ядра, вещества, ионосферы Земли и Космоса. Институт приобрел EXAFS-спектрометр, микроанализатор CAMEBAX, два электронных микроскопа, ускоритель, дериватографы, ряд новых рентгеновских установок типа ДРОН, персональные компьютеры и другие приборы, оборудование и материалы; строилась и оснащалась ионосферная станция.


Евгений Григорьевич ориентировал своих учеников и сотрудников на развитие передовых технологий для получения и исследования соединений и материалов. В НИИ физики и на физическом факультете РГУ активно развивались известные и новые методы выращивания монокристаллов, а также напыления тонких и сверхтонких кристаллических пленок, обладающих сегнетоэлектрическими свойствами. Его учеником проф. В. П. Дудкевичем создана лаборатория тонких пленок сегнетоэлектриков, колоссальный собственный и мировой опыт получения, исследования и применения которых обобщен в их совместной монографии "Физика сегнетоэлектрических пленок" (1979 г.).


Под руководством директора НИИФ, заведующего кафедрой диэлектриков РГУ Е. Г. Фесенко и декана физического факультета Л. М. Рабкина разработана и реализована концепция комплексного программно-целевого планирования фундаментальных поисковых и прикладных исследований, внедрения и подготовки специалистов высокого ранга как единого процесса. Создан учебно-научно-производственный комплекс, включающий кафедру физики диэлектриков, отраслевые лаборатории сегнетоэлектрических материалов и устройств на поверхностных волнах, отдел кристаллофизики, отдел новой техники и технологии, а также Опытно-экспериментальное производство под руководством А. Е. Панича. В 1988 г. построено его отдельное здание на 2500 м2. Налажено серийное промышленное и полупромышленное внедрение научных разработок новых сегнето- и пьезоэлектрических материалов и изделий из них. Разработаны новая технология производства сегнетопьезокерамики методом горячего прессования, позволяющая приготавливать высокоплотные пьезокерамические материалы с оптимальными параметрами, и оригинальная аппаратура, необходимая для реализации технологии. Кроме плановых бюджетных НИР, в институте выполняются хоздоговорные НИР, в которых принимают активное участие аспиранты и студенты физического и химического факультетов РГУ.


Результаты огромной работы по созданию серии новых материалов типа ПКР нашли отражение в монографии Е. Г. Фесенко, А. Я. Данцигер и О. Н. Разумовской "Новые пьезоэлектрические материалы" (1983 г.). Материалы ПКР выпускались малыми сериями для применения в приборостроении, экспонировались на ВДНХ и были удостоены Золотой медали. Они успешно применяются в виде монокристаллов, керамики, пленок и различных композитов, а также для создания различного типа дефектоскопов, акселерометров, приборов медицинской диагностики, пироприемников, ультразвуковых излучателей, пьезотрансформаторов, пьезодвигателей, систем зажигания, гидрофонов, микрофонов, сейсмоприемников, вибровозбудителей микроперемещений, высокочастотных преобразователей на объемных и поверхностных волнах различных высокочастотных устройств и других приборов и устройств.


С 1987 г. развернуты работы по получению и изучению сверхпроводящих керамических материалов на основе сложных оксидов. По ранее разработанным методикам синтезируются и исследуются керамические сверхпроводники, устанавливаются закономерности их существования и поведения. Результаты исследований публикуются в центральных российских журналах и в специальном двухтомном сборнике "Проблемы ВТСП" (1990 г.). Более 40 лет посвятил Евгений Григорьевич исследованию доменной структуры титаната свинца и титаната бария, им установлены закономерности формирования доменного строения многоосных сегнетоэлектриков, которое во многом определяет их физические свойства. Совместно с учениками В. Г. Гавриляченко и А. Ф. Семенчевым им издана монография "Доменная структура многоосных сегнетоэлектрических кристаллов" (1990 г.).


Евгений Григорьевич — автор более 600 научных публикаций в отечественных и зарубежных журналах, 170 авторских свидетельств и патентов на изобретения и 6 монографий. Начиная с 1990 г., когда родственные семейства перовскита, пирохлора и калиево-вольфрамовых бронз были в основном изучены, Евгений Григорьевич особо заинтересовался семейством Bi-содержащих слоистых перовскитоподобных оксидов (ВСПО). Их исследованию были посвящены последние годы его научного творчества. Руководить заявленным им проектом на фундаментальные исследования семейства ВСПО, получивший грант Министерства образования Российской Федерации он поручил своей ученице Г. А. Гегузиной. На основе установленных закономерностей образования ВСПО предсказаны, синтезированы и исследованы новые соединения этого семейства с достаточно высокими температурами сегнетоэлектрических фазовых переходов.


Евгений Григорьевич — один из создателей широко известной школы ученых в области физики, кристаллофизики и кристаллохимии сегнетоэлектриков, которую он возглавлял с 1962 г. Им подготовлено около 50 кандидатов физико-математических и технических наук, некоторые из его учеников стали докторами наук и имеют десятки собственных учеников.


Немало энергии вкладывал Евгений Григорьевич в организацию сотрудничества отечественных и зарубежных ученых: он был экспертом ЮНЕСКО, работал за границей, сотрудничал с учеными Силезского университета (Польша). Результаты его работы докладывались им на международных и европейских конференциях по сегнетоэлектричеству в Чехии, Японии, Франции, Англии, Швейцарии, Югославии, США и Испании. Долгое время Евгений Григорьевич был членом бюро Научного совета АН СССР по физике диэлектриков и сегнетоэлектриков. После проведенной в РГУ Всесоюзной конференции по физике сегнетоэлектриков в 1964 г. издана первая в стране монография по проблемам создания керамических сегнетоэлектриков "Поляризация пьезокерамики" (1968 г.). В 1972 г. по поручению Научного совета АН на базе РГУ была проведена Всесоюзная школа по сегнетоэлектричеству, затем — две представительные (более 1000 участников и докладчиков) конференции по сегнетоэлектричеству (в 1979 и 1989 гг.), изданы три сборника научных статей по материалам ростовских конференций под общим названием "Сегнетоэлектрики" (1961, 1968 и 1983 гг.). Евгений Григорьевич подготовил совместные планы АН СССР и соответствующих вузов по тематике совета на две советские пятилетки. Он был членом Технического совета Минвуза РСФСР, председателем Отделения физики и атомной энергетики Северо-Кавказского научного центра высшей школы.


Характеризуя свой творческий путь, Евгений Григорьевич как-то написал: "Это обычный, лишенный драматизма и внешних эффектов путь, который был уготован большинству ученых послевоенного поколения. Меня не смущает эта простота и бесконфликтность…". Почти каждое из этих слов теперь можно подвергнуть сомнению: его путь не был обычным и, увы, не был лишен драматизма, внешних эффектов и конфликтов. В последние годы своей жизни, омраченные тяжелой болезнью, Евгений Григорьевич был полон творческих планов по дальнейшему исследованию кристаллов титаната бария и титаната свинца, решению проблемы направленного поиска новых соединений. Он планировал написание монографии о закономерностях образования и поведения сложных оксидов с различными кислородно-октаэдрическими структурами, статей по истории науки и своих воспоминаний.


В памяти учеников, коллег, друзей и близких Евгений Григорьевич останется человеком, обладающим высокой эрудицией, неиссякаемой энергией, всю жизнь посвятившим служению науке. Он многое сделал, но еще больше не успел из того, что планировал, за свою сравнительно недолгую жизнь, лучшие годы которой "похитила" война.


Г. А. Гегузина, старший научный сотрудник отдела кристаллофизики 

НИИ физики ЮФУ

А. Е. Панич, директор Института высоких технологий и пьезотехники ЮФУ

г. Ростов-на-Дону 

ВСЕ НОВОСТИ