Институт по спектроскопия на рани. Споделен център

Институтът по спектроскопия на Руската академия на науките (ISAN) е изследователски институт на Руската академия на науките, който провежда изследвания в областта на спектроскопията.

Исторически фон

Институтът по спектроскопия на Руската академия на науките (ISAN) (до 1991 г. - Институт по спектроскопия на Академията на науките на СССР) е организиран през 1968 г. на базата на лабораторията на Комисията по спектроскопия на Академията на науките на СССР. Първоначалната задача на лабораторията е да подпомага научно-организационната дейност на Комисията по спектроскопия, да решава редица научно-технически проблеми, да обучава и обучава кадри и др. С времето дейността на лабораторията надхвърли първоначално планирания обхват. Извършва обширна изследователска работа, насочена към спектралното оборудване и въвеждането на атомна и молекулярна спектроскопия в националната икономика. Появиха се сериозни научни и практически резултати. Лабораторията на Комисията по спектроскопия се превърна в самостоятелна научна институция с висококвалифициран персонал. На 10 ноември 1967 г. Президиумът на Академията на науките на СССР прие решение за целесъобразността на реорганизирането на лабораторията на комисията в Института по спектроскопия на Академията на науките на СССР, водещата организация в областта на спектроскопията в СССР. Държавният комитет по наука и технологии скоро се съгласи да създаде института и на 29 ноември 1968 г. беше издадена резолюция от Президиума на Академията на науките на СССР за реорганизацията на лабораторията в институт. По предложение на академик-секретар на Отделението по обща физика и астрономия (OOFA) на Академията на науките на СССР академик Л. А. Арцимович беше планирано изграждането на Института по спектроскопия в създаващия се по това време научен център в Красная Пахра, където вече съществуваше Институтът по земен магнетизъм, йоносфера и разпространение на радиовълни (IZMIRAN) и Институтът по физика на високото налягане (IPHP). Институтът беше натоварен със задачата да изучава спектроскопичните константи на атомите и молекулите, необходими за астрофизиката, физиката, лазерната технология, органичната химия и химическата физика. Организатор, първи директор и идеолог на научноизследователската посока на института беше докторът на физико-математическите науки, професор Сергей Леонидович Манделщам, по-късно член-кореспондент на Академията на науките на СССР. Ядрото на института беше група от служители на комисията по спектроскопия: С. А. Ухолин, Н. Е. Жижин, В. Б. Белянин, Я. М. Кимелфелд, Е. Я. Кононов, М. П. Алиев, С. Н. Мурзин. В. Г. Колошников, Б. Д. Осипов, В. С. Летохов, Р. В. Амбарцумян, О. Н. Компанец, О. А. Туманов се преместиха от ФИАН в ИСАН, В. М. Агранович от Обнинск, от Московския държавен педагогически институт на името на. В. И. Ленина - Р. И. Персонов. От 1971 до 1977 г. С. Г. Раутиан работи в института. Участието на известни учени направи възможно бързото създаване на висококвалифициран научен екип. В същото време персоналът на института беше попълнен с млади, способни възпитаници на Московския физико-технологичен институт, които все още работят в института и заемат ключови позиции в световната класация на учените. От 1989 г. до 2015 г. институтът се ръководи от чл.-кор. РАН Евгений Андреевич Виноградов...

Изпълнителен редактор член-кореспондент на Руската академия на науките Е.А

Троицк, Московска област.

Издателство "Тровант"

Отпечатано по решение

Научен съвет на Института по спектроскопия на РАН

Отговорен за издаването: Научен секретар Институт по спектроскопия Е.Б.Перминов на Руската академия на науките /изпълнителен редактор Е.А.

Рос. академик Науки, Институт по спектроскопия RAS.

I71 Троицк Московска област: Издателство Тровант, 2008. 247 с.

ISBN Изданието е посветено на 40-годишнината на Института по спектроскопия - един от първите институти, изградени към Троицкия научен център на Руската академия на науките.

Изданието отразява насоките, текущото състояние, постиженията и перспективите на научните изследвания на института, както и дейността му в областта на подготовката на научни кадри.

Институт по спектроскопия RAS Троицк, Московска област, ул. Физически, www.isan.troitsk.ru [имейл защитен]ДИРЕКТОР НА ИНСТИТУТА МАНДЕЛЩАМ ВИНОГРАДОВ Сергей Леонидович Евгений Андреевич член-кореспондент на Академията на науките на СССР, член-кореспондент на Руската академия на науките, основател и първи директор на института (от 1989 г. до днес) на института (1968-1988 г.) .

Основни трудове в областта на спектроскопията Основни трудове в областта на атомното твърдо състояние и неговите приложения. Той разработва спектроскопия и нейните приложения, включително термично стимулиран изследователски метод за извънатмосферна астрономия. Той също получи поляритоново лъчение. Използвайки този метод за откриване, той изучава в лабораторни условия и в оръжия и изучава: радиационни спектри на кристали и филми върху спектрите на слънчеви изригвания;

силно йонизирани атоми. Той изучава и открива гигантски резонанси на електромагнитните условия на йонизация и възбуждане на атоми и нишки на филма с диполно възбуждане на йони в плазмата, разширяване и изместване на филмовия материал, което води до спектрални линии. За първи път той измерва усилването на инфрачервеното поглъщане до 105 пъти, както и температурата на мълнията и развива допълнителни вълни при полярните граници, хидродинамична теория на искровите тонове в тънкослойни структури;

фотоиндуциран разряд. Извърши задълбочено изследване на измерената промяна в оптичните свойства в теорията и практиката на спектралния анализ и филми, което доведе до ултра-бързото му (50 fs) въвеждане в индустрията.

промени в отражението на светлината при честоти Изчерпателно проучена рентгеновата емисия на интерферентни режими на филми. Разработил Слънцето, установил, че има главно принципите на конструиране на инфрачервени спектрометри с термична природа и се състои от висока фотометрична точност и с тяхната квазипостоянна и бавно променяща се помощ, открити и изследвани структурни компоненти. Той открива поляризационни фазови преходи в кристали със слоесто и радиационно излъчване, изучава спектри, структури и слоесто-верижна структура.

локализиране на рентгенови изригвания.

ВЪВЕДЕНИЕ Институтът по спектроскопия на Руската академия на науките (ISAN) е правоприемник на Института по спектроскопия на Академията на науките на СССР, организиран през 1968 г. на базата на лабораторията на Комисията по спектроскопия на Академията на науките на СССР. . Първоначално задачата на лабораторията беше да подпомага научната и организационната дейност на Комисията по спектроскопия, решаване на редица научно-технически проблеми, обучение и обучение на персонал и др. С течение на времето дейността на лабораторията надхвърли първоначално замисления обхват. Извършва обширна изследователска работа, насочена към спектралното оборудване и въвеждането на атомна и молекулярна спектроскопия в националната икономика. Персоналът на лабораторията нарасна до 44 души, служителите на лабораторията защитиха 2 докторски и кандидатски дисертации, публикуваха 160 научни статии и редица монографии.

Появиха се сериозни научни и практически резултати. Лабораторията на Комисията по спектроскопия се превърна в самостоятелна научна институция с висококвалифициран персонал. На 10 ноември 1967 г. Президиумът на Академията на науките на СССР прие решение за целесъобразността на реорганизирането на лабораторията на Комисията в Института по спектроскопия на Академията на науките на СССР. Институтът трябваше да стане водещата институция в областта на спектроскопията в СССР.

Държавният комитет по наука и технологии скоро се съгласи да създаде института и на 29 ноември 1968 г. беше издадена резолюция от Президиума на Академията на науките на СССР за реорганизацията на лабораторията в институт.

По предложение на академика-секретар на OOFA, академик L.A. Artsimovich, беше планирано изграждането на Института по спектроскопия в създадения по това време научен център в Красная Пахра, където вече съществуваха IZMIRAN и IFVD.

Организатор, първи директор и идеолог на научноизследователската посока на института беше докторът на физико-математическите науки, професор Сергей Леонидович Манделщам, по-късно член-кореспондент на Академията на науките на СССР.

Ядрото на института беше група от лабораторията по спектроскопия: С.А. Ухолин, Г.Н. Алиев, С.Н.Мурзин. В.Г.Осипов, В.С.Амбарцумян, О.А.Туманов от ФИАН, В.М.

В.И.Ленин - Р.И.Персонов. От 1971 до 1977 г. С. Г. Раутиан работи в института.

Участието на известни учени направи възможно бързото създаване на висококвалифициран научен екип. В същото време персоналът на института беше попълнен с млади, способни възпитаници на Московския физико-технологичен институт, които все още работят в института и заемат ключови позиции в световната класация на учените.

Според плана на С. Л. Манделщам броят на института не трябва да надвишава триста-четиристотин души. Малките лаборатории позволиха на мениджърите да се занимават предимно с научна, а не с административна работа и гъвкаво да променят изследователските теми.

В момента институтът има персонал от 239 души, от които 113 са научни работници, включително 30 доктори и 45 кандидати на науките.

Постоянният директор на института от 1989 г. е професор (от 2008 г. член-кореспондент на Руската академия на науките) Евгений Андреевич Виноградов.

Научната структура на института включва:

Секция по атомна спектроскопия Зав. Департамент за доктор на физико-математическите науки А. Н. Рябцев. Отделът включва: лаборатория по атомна спектроскопия (ръководител д-р.

A.N. Ryabtsev) и Лабораторията по плазмена спектроскопия (ръководител на лабораторията Ph.D.

К.Н.Кошелев);

Секция по молекулярна спектроскопия Зав. отдел на д-р.

В.Г.Колошников. Отделът включва: лаборатория по молекулярна спектроскопия с висока разделителна способност и аналитична спектроскопия (ръководител на лабораторията, д.ф.н.

В. Г. Колошников) и два сектора: сектор за микровълнова спектроскопия (гл.

сектор Доктор на физико-математическите науки Б. С. Думеш) и секторът на електронните спектри на молекулите (гл.

сектор Доктор на физико-математическите науки Ю. Г. Вайнер);

Секция по спектроскопия на твърдо тяло Ръководител на катедра чл.-кор

RAS E.A. Vinogradov. Отделът включва: лаборатория по спектроскопия на кондензирана материя (ръководител на лабораторията, д-р по физика и математика B.N. Маврин), лаборатория по спектроскопия на полупроводникови структури (ръководител на лабораторията, член-кореспондент на РАН Е.А. Виноградов) и сектор Фурие спектроскопия на центърът за колективно ползване на ISAN "Оптико-спектрални измервания" (ръководител проф. M.N. Попова);

Отделение по лазерна спектроскопия Зав. Професор В.С.Летохов. Отделът включва: лаборатория по лазерна спектроскопия (ръководител на лабораторията, доктор на физико-математическите науки V.I. Balykin), лаборатория по спектроскопия на възбудени състояния на молекули (ръководител на лабораторията, доктор на физико-математическите науки E.A. Ryabov) , лаборатория на спектроскопия на ултрабързи процеси (ръководител на лабораторията, доктор на физико-математическите науки С. В. Чекалин) и сектора за фемтосекундна спектроскопия на центъра за колективно ползване на ISAN "Оптико-спектрални измервания" (ръководител на кандидата на физико-математическите науки Ю.А. .Матвеец);

катедра по лазерно-спектрална апаратура, гл. отдел д.ф. м.с. О. Н. Компанец;

завеждащ теоретичен отдел Професор В.М. Катедрата включва: сектор по спектроскопия на фазовите преходи (ръководител на сектора, доктор на физико-математическите науки.

А. Г. Малшуков) и сектора за нелинейна спектроскопия (ръководител на сектора д-р.

С.А. Дарманян);

лаборатория по спектроскопия на наноструктури гл. лаборатория на д.ф.н.

Ю.Е.Лозик;

Лаборатория по експериментални методи на спектроскопия – зав.

лаборатория на д.ф.н. Е.Б.Перминов.

Всички основни въпроси на научната и организационната дейност на института се решават от научния съвет, който включва водещи научни служители на института: Е. А. Виноградов (заместник-председател), Е. Б. Перминов (научен секретар) , В. М. Агранович , B.P.Antonyuk, M.A.Boureva, Yu.G.Vainer, B.S.Kamchatnov, V.G.Koshelev, V.S.Lozovik, B.N.Mavrin, G.N. Г. Малшуков , Ю.А.Матвеец, А.В.Наумов, Е.А.Рябов, А.Н.Рябцев, С.В.Чекалин, Е.П. Чукалина, В.А.

Институтът има специализиран Академичен съвет за присъждане на научни степени на кандидат и доктор на физико-математическите науки по специалностите "оптика" и "теоретична физика" (председател на специализирания съвет Е. А. Виноградов, научен секретар М. Н. Попова).

Институтът има лиценз за провеждане на образователна дейност в областта на следдипломното обучение (т.е. редовна и задочна аспирантура) по следните специалности: „Оптика“, „Теоретична физика“, „Физика на кондензираната среда“ и „Лазер“. Физика“.

В института има основен отдел по квантова оптика на Московския физико-технологичен институт (ръководител на отдела е проф. Е. А. Виноградов, зам.

главата катедра доцент В. Г. Колошников), което осигури постоянен приток на талантливи младежи в ISAN през всичките тези години.

Институтът разполага с уникален набор от оборудване, което позволява едновременното провеждане на проблемно-ориентирани оптични изследвания в широк спектрален диапазон, със свръхвисока спектрална, времева и пространствена разделителна способност, което позволява допълващи се изследвания на материали и процеси в един научен платформа за получаване на надеждна подробна информация за структурата, оптичните и магнитните свойства, спектроскопските, релаксационните и други характеристики на различни материали и структури при запазване на техните свойства и функционална активност.

Уникалните прибори и съоръжения на института са част от научното оборудване на Центъра за колективно ползване "Оптико-спектрални измервания" ИСАН (ЦСК ИСАН):

Лазерен широкообхватен фемтонанооптичен спектрометричен комплекс, който няма аналог в Европа, създаден на базата на най-новите модели твърдотелни лазери на Newport/Spectra Physics, лазерен проекционен спектромикроскоп, параметрични честотни преобразуватели и записваща система, разработени от ISAN .

Няколко съвременни Фурие-спектрометъра от BRUKER, включително вакуумният широкообхватен Фурие-спектрометър IFS-125HR със спектрален диапазон 0,2-2000 микрона и максимална разделителна способност 0,001 cm-1, който също няма равен в света.

По-подробна информация за устройствата и инсталациите на централния контролен център е дадена в съответните раздели на тази публикация.

През последните години Центърът за общо ползване на ISAN предоставя услуги на повече от 40 научни организации по 52 теми. В портфолиото на Центъра за общо ползване на ISAN винаги има писма за кандидатстване с искане за планиране на нови съвместни експерименти върху научното оборудване на Центъра за общо ползване за изследване на наноструктури и нови материали с предоставяне на изследвани проби. Географията на заявките е много широка:

Институт по философия SB RAS (Красноярск), ILP SB RAS (Новосибирск), IOA SB RAS (Томск), SPGU ITMO, Всеруски научен център "GOI" (Санкт Петербург), Казахски държавен университет (Казан) и институти KazSC RAS , IPM Уралски клон RAS (Екатеринбург), IPM (Нижни Новгород), BSTU (Брянск), JINR (Дубна), ISSP RAS (Черноголовка MO), TISNUM, IHVD RAS (Троицк MO), IOFAN, NTsVO RAS, FIAN, IRE RAS, IFChE RAS, STC UP RAS, Московски държавен университет и неговите факултети/институти, MITHT, MGISIS (Москва), както и в чужбина: Университет Париж VI, NTsNI, Лаборатория на името на. Aimé Cotton и Парижката обсерватория (Франция), Университета в Гронинген (Холандия), Университета на Нова Скотия (Канада), Технион (Израел), университетите Кеймбридж и Нотингам (Англия), CRC (Унгария) и др.

Естествено, най-големият обем услуги се предоставя на научни организации в Централния регион на страната и главно в Москва и Московска област. Ролята на Центъра за споделено ползване ISAN в научните изследвания на региона се посочва и от факта, че правителството на Московска област планира да създаде в Троицк на базата на Центъра за споделено ползване TISNUM и Центъра за съвместно ползване ISAN първият голям регионален разпределен споделен център в Московска област „Структурна и спектрална диагностика на материалите“ с разширяване на предоставяните от тях услуги.

Спектроскопията е динамично развиваща се наука. На всеки няколко години се появяват нови области на изследване. Всички те са представени в Института:

Оптика на близкото поле (спектроскопия на изчезване);

Фемтосекундна спектроскопия;

Квантова електродинамика на микрорезонатор;

Нови източници на радиация с нива на шум под квантовата граница;

Спектроскопия на единични атоми и молекули;

Атомна оптика (лазерно управление на движението на атомите) и много други.

Наред с новите фундаментални области на изследване в ISAN се раждат и нови технологии:

Лазерно изотопно разделяне;

Свръхчувствителни методи за наблюдение на състава на свръхчистите материали и замърсяването на околната среда;

Създаване на свръхплътна плазма;

Дълбоко охлаждане на атоми с лазерно лъчение;

Нови източници на радиация;

Нови комуникационни системи и голямо разнообразие от сензори, много повече.

Всяка година учените от института публикуват 120-140 научни статии във водещи рецензирани списания, книги и монографии и правят повече от доклади на международни научни конференции.

По-долу са най-важните научни резултати от световно ниво, получени в ISAN през последните пет години, които имат сериозни перспективи за тяхното използване във високите технологии.

1. Проведен е набор от изследвания за създаване на източници на радиация в екстремния ултравиолетов диапазон от 1017 nm за нанолитография.

Резултатът от изследването е създаването на лабораторен източник с гениална схема за използване на течен калай като работен елемент с радиационен изход при дължина на вълната 13,5 nm, достатъчен за промишленото използване на такъв източник на лъчение във фотонанолитографското производство на свръхголеми и свръхвисокоскоростни интегрални схеми.

2. Беше предложена концепцията за атомна нанооптика, базирана на „фотонни точки“ и „фотонни дупки“. Въз основа на тази концепция е предложена нова технология за производство на голям брой (107) идентични атомни наноустройства и наноелементи с характерни размери в диапазона от 20 nm чрез директно (заобикаляйки етапа на литография) отлагане на атоми върху силиций повърхност, използвайки принципа на камерата с дупка и лазерни нанополета, и вече са получени идентични наноструктури, по-малки от 50 nm.

3. Получава се чрез облъчване на всякакви материали или масив от въглеродни, силициеви нанотръби с импулсно лазерно лъчение с фемтосекундна продължителност и последващо предаване на фотопродукти (фрагменти) през нанокапиляр (100 nm), компресиран във времева скала, тясно насочен нанолокализиран в космически лъчи (например съдържащи силиций фрагменти), които могат да се използват в контролиран процес за модифициране на релефа и химичния състав на повърхността на различни материали и структури.

4. Беше предложена и изследвана възможността за откриване на един атом от един фотон с нанометрова пространствена и наносекундна времева разделителна способност (атомна наносонда с един фотон). Получените резултати са от голямо практическо значение за откриване на единични атоми с висока ефективност, включително създаването на ултрачувствителни детектори.

5. Предложена е и експериментално реализирана схема за дифракция на атоми върху контролирана дифракционна решетка, образувана от лазерни лъчи, позволяваща пространствено и времево управление на атомния лъч подобно на електронния лъч в електронната оптика. Доказана е възможността за създаване на „атомнолъчева тръба” за целите на атомната и молекулярната нанолитография. В експеримент с използване на магнитооптичен капан са получени ултрастудени атоми с температура T~10-4 К (съвместно с Университета по електрически комуникации, Токио, Япония).

6. Разработена е теория за транспорта на спиновата поляризация на електрони в полупроводникови микроструктури и оптоелектричните свойства на принципно нови наноматериали, предвидени в ISAN - хибридни хетероструктури, образувани от слоеве органични и полупроводникови нанофилми. Получените резултати са важни както за развитието на спинтрониката, ново направление в твърдотелната електроника, така и за създаването на високоефективни електрически изпомпвани източници на оптично лъчение.

7. Проведен е набор от изследвания и са произведени преносими биосензорни устройства за бързо определяне на биологично активни и токсични съединения (БАВ) в течности за целите на клиничната медицина, фармакологията, хранителната и биотехнологичната промишленост (съвместно с Института по биомедицина). на Руската академия на науките). Новостта на технологията, защитена с руски и международни патенти, е използването на базирани на ДНК наноструктури като биосензори, способни да разпознават BAS (разработени от Института по биохимия на Руската академия на науките), и преносим дихрометър, който измерва аномалните оптичен сигнал, генериран, когато BAS от анализираната течност взаимодейства с ДНК биосензор.

8. Предложен и внедрен е микрооптоакустичен лазерен детектор на следи от примесни молекули във въздуха, базиран на принципите на лазерната оптоакустична спектроскопия с помощта на кварцов камертон с висока добротност. Устройството ви позволява да откривате течове на токсични и експлозивни вещества в химически производствени и складови помещения, да анализирате газове в затворени обеми с изключителна чувствителност (ppb единици) и огромен (10 000) динамичен диапазон с изключително малък необходим обем на газовата смес ( ~0,1 кубически мм).

9. Разработен е нов метод за диагностика на индивидуалните параметри на молекулярни нанообекти, базиран на измерване на оптичните спектри на единични хромофорни молекули, използвани като наносонда.

Основните предимства на такъв наноинструмент са получаването на разнообразна микроскопична информация за околната среда, включително при липса на осредняване върху ансамбъл от изследвани молекули на примеси и нанообекти.

10. Предлага се да се започне от нова перспектива разработването на оптичен нанотранзистор и интегрални схеми на негова основа, които имат неоспорими предимства в сравнение с традиционните електронни елементи и схеми. Достигнатото ниво на производство на оптични нановлакна и резултатите от изследванията, проведени в ISAN (съвместно с учени от Япония и Германия), позволяват да се проектира оптичен нанотранзистор с минимално възможно количество материал (единични атоми) и минимално количество енергия управляващ транзистора (единични фотони).

Според чуждестранни източници Институтът по спектроскопия, заедно с най-големите институти и университети в Русия, е сред тридесетте научни организации в Русия с най-висок индекс на цитиране на трудовете на техните учени.

Институтът по спектроскопия на Руската академия на науките се превърна в страната в своеобразен „център за кристализация“ за професионалисти в областта на оптиката, спектроскопията, спектралния анализ и оптико-спектралното оборудване, независимо от мястото им на работа. ISAN беше организатор на Всеруската школа по спектрален анализ, която обединява спектроскописти-анализатори от изследователски институти, университети и фабрични лаборатории. Институтът е постоянен организатор на конгреси по спектроскопия с участието на чуждестранни учени и специалисти (XXIII такъв конгрес се проведе през 2005 г.), конференции и научни школи в различни области на оптичната спектроскопия (18-та конференция по фундаментална атомна спектроскопия се проведе на 22-26 октомври 2007 г.). ИСАН е организатор на първите три Тринити конференции “Медицинска физика и иновации в медицината”

(2004, 2006 и 2008 г.). Учените от института не се затварят в неговите стени и са широко ангажирани от други организации в противопоставяне на дисертации, провеждане на изпити, свързани с областта на оптиката и спектроскопията, участие в комисии по научно-технически въпроси, научни и дисертационни съвети.

Общопризнатите научни постижения на Института по спектроскопия са резултат от професионализма и високата всеотдайност на неговите учени, както и от усилията на дирекцията в организирането на научната работа, поддържането на инфраструктурата и подготовката на кадри.

Благодарение на предприетите мерки беше възможно да се поддържа ефективен, квалифициран персонал от изследователи и специалисти, съществуващо експериментално експериментално производство, научна библиотека (една от най-добрите в РАН), столова (единствената в града), цялата необходима инфраструктура, практически обновяване на целия парк от лабораторно оборудване и компютри и дори привличане на способни младежи в екипа. Специално трябва да се отбележи, че институтът никога не е отдавал помещенията си под наем на търговски структури - той сам се нуждае от тях, особено сега, в периода на подновен интерес на държавните агенции към науката и иновациите.

Литература 1. А.Н.Рябцев, С.С.Чурилов, Е.Я.Кононов. Автойонизация и силно възбудени състояния в спектъра на тройно йонизиран калай Sn IV.

Оптика и спектроскопия, 2006, т. 100, с. 713-720.

2. С.С.Чурилов, А.Н.Рябцев. Анализ на преходите 4p64d7 – (4p64d64f+4p54d8) в осмия спектър на калай (Sn VIII). Оптика и спектроскопия, 2006, т. 100, с. 721-727.

3. С.С.Чурилов, А.Н.Рябцев. Анализ на спектрите на In XII--XIV и Sn XIII--XV в далечната VUV област - Оптика и спектроскопия, 2006, т. 101, стр. 181-190.

4. С.С.Чурилов, А.Н.Рябцев. Анализи на спектрите на Sn IX–Sn XII в EUV областта. Physica Scripta, 2006, v.73, p.614-619.

5. И.Ю.Толстихина, С.С.Чурилов, А.Н.Рябцев, К.Н.Кошелев. Данни за атомен калай.

In.EUV Източници за литография, Изд. V.Bakshi, SPIE Press, Вашингтон, САЩ, 2006 г., стр.113-148.

6. К.Н.Кошелев, Х.-Й.Кунце, Р.Гаязов и др. Радиационен колапс в Z щипки.

In.EUV Източници за литография, Изд. V.Bakshi, SPIE Press, Вашингтон, САЩ, 2006, стр.175-196.

7.В.В. Иванов, П.С. Анциферов и К.Н. Кошелев. Числено симулиране на създаването на кух неутрален водороден канал от електронен лъч. Phys.Rev.Letters 2006, v.97, p.205007.

8. P.N.Melentyev, P.A. Борисов, С.Н. Руднев, А.Е. Афанасиев, В.И. Баликин Фокусиране на атомен лъч с двумерен магнитооптичен капан. JETP Letters, 83, 16 (2006).

9. В.И. Балыкин, В.Г. Миногин, С.Н. Руднев Фокусиране на атомен лъч с атомна микролеща в близко поле. ЖЕТФ, 130, 784 (2006) 10. V.I. Балыкин, П.А. Борисов, В.С. Летохов, П.Н. Мелентьев, С.Н. Руднев, А.П. Черкун, А.П. Акименко, П.Ю. Апел, В.А. Скуратов Атомна "камера обскура"

с нанометрова резолюция. JETP Letters, 84, 466–469, (2006) 11. V.I. Балыкин, В.В. Климов, В.С. Летохов. Атомна нанооптика. В „Наръчник по теоретична и изчислителна нанотехнология“, изд. от M. Reith и W. Schommers (Amer. Sci. Publ.), v.7, 1-78 (2006) 12. Асеев S.A., Миронов B.N., Чекалин S.V. и Летохов V.S. Фемтосекунден лазерен източник на нанолокализирани насочени фотоелектрони. Приложение Phys. Lett. 89 чл. (2006).

13. Миронов B.N., Асеев S.A., Чекалин S.V., Летохов V.S. Генериране на нанолокализиран, силно насочен лъч от фотоелектрони с помощта на фемтосекундни лазерни импулси. JETP Letters 83:(9) pp. 435-438 (2006) 14. Миронов Б.Н., Асеев С.А., Чекалин С.В., Летохов В.С. Лазерна фемтосекундна фотоемисионна микроскопия на капилярни нановърхове със свръхвисока пространствена разделителна способност - JETP 128(4) стр. 732-739 (2005) 15. Асеев С.А., Миронов Б.Н., Чекалин С.В., Летохов В.С. Фотоелектронна фемтосекундна лазерна проекционна микроскопия на органични нанокомплекси. JETP Letters 80:(8) стр. 645-649 (2004) 16. V. I. Balykin, „Atomic Nanoprobe with a Single Photon“, JETP Lett., 78, 408, 2003.

17. Х. Оберст, Ш. Kasashima, F. Shimizu и V. I. Balykin, „Управляема дифракционна решетка за вълни от материя“, Proc. на XVI Междунар. конф. Лазерна спектроскопия, p. 253-255, 2003 г.

18. Х. Оберст, Ш. Kasashima, V. I. Balykin и F. Shimizu, „Скенер за вълни на атомна материя“, Phys. Rev. A68, 013606, 2003 г.

19. А.Г. Малшуков, C.S. Чу, Спинов облак, предизвикан около еластичен разпръсквач от ефекта на Спин-Хол. Phys. Rev. Lett. 97, 076601, (2006).

20. А.Г. Малшуков, Л.Й. Wang, C.S. Chu, съпротивление на интерфейса Spin-Hall по отношение на спинови диполи тип Landauer, cond-mat/0610423. Phys. Rev. B 75, 085315 (2007).

21. Скуридин С.Г., Дубинская В.А., Лагутина М.А., Компанец О.Н., Голубев В.Г., Ребров Л.Б., Биков В.А., Евдокимов Ю.М. Откриване на генотоксиканти от растителен произход с помощта на филмови биосензори.

Биомедицински технологии и радиоелектроника, № 3, 2006, стр. 38-43.

22. Гусев В.М., Коляков С.Ф., Компанец О.Н., Павлов М.А., Евдокимов Ю.М., Скуридин С.Г. Оптичен биосензор на базата на преносим дихрометър, използващ течнокристални биочипове ДНК. Алманах по клинична медицина - М.: МОНИКИ, том XII, с. 119 (2006).

23. С.Г. Скуридин, В.А. Дубинская, О.Н. Компанец, Ю.М. Евдокимов. Нов вид биосензори за биотехнологиите и медицината. Алманах по клинична медицина - М.: МОНИКИ, т. XII, с. 131 (2006).

24. Д.В. Серебряков, А.П. Черкун, Б.А. Логинов, В.С. Летохов. Базиран на камертон бърз високочувствителен повърхностен контактен сензор за атомно-силова микроскопия/сканираща оптична микроскопия в близко поле. Rev. Sci. Instr., 73(4), 1795 (2002).

25. А.П. Черкун Д.В. Серебряков, С.К. Секацкий, И.В. Морозов, V.S. Летохов.

Сонда с двоен резонанс за сканираща оптична микроскопия в близко поле. Rev. Sci. Инстр., 77(3): чл. не 033703 Част 1 (2006).

26. Ю. Г. Вайнер, А. В. Наумов, М. Бауер, Л. Кадор. Дисперсия на локалните параметри на квазилокализирани нискочестотни вибрационни режими в нискотемпературно стъкло: Директно наблюдение чрез едномолекулна спектроскопия. J. Chem. Phys., v. 122, № 24, стр. 244705 (6 страници) (2005).

27. А.В. Наумов, Ю. Г. Вайнер, М. Бауер, Л. Кадор. Приложения на лазерни техники за изследване на динамиката на аморфни твърди тела с висока пространствена разделителна способност: спектроскопия на единична молекула. Серия Тенденции на OSA в оптиката и фотониката, v. 98, стр. WB11 (страници) (2005).

28. Ю.Г. Вайнър. Вибрационна динамика на стъкла при ниски температури: Изследване чрез едномолекулна спектроскопия. J. Lumin., v. 125, № 1, стр. 279-286 (2007).

29. Ю.Г. Vainer, A.V. Наумов, М. Бауер, Л. Кадор. Изотопен ефект в разпределението на ширината на линията на едномолекулни спектри в легиран толуен при 2 K. J. Lumin., v. 127, № 1, стр. 213-217 (2007).

30. Ю.Г. Vainer, A.V. Наумов, М. Бауер, Л. Кадор, „Приложения на лазерни техники за изследване на динамиката на аморфни твърди тела с висока пространствена разделителна способност:

спектроскопия на единична молекула”, OSA Trends in Optics and Photonics Series, v. 98, стр. WB11-WB13, (2006).

31. Fam Le Kien, V. I. Balykin и K. Hakuta, "Светлинно индуцирана сила и въртящ момент върху атом извън нанофибър", Phys. Rev. A74, 033412, 2006 г.

32.В.И. Балыкин, В.В. Климов, В.С.Летохов. „Атомна нанооптика“. В “Наръчник по теоретични и изчислителни нанотехнологии” 2006 г.

33. Fam Le Kien, V. I. Balykin и K. Hakuta, „Ъглов импулс на светлината в оптичен нанофибър“, Phys. Rev. A, 2006 (изпратен).

34. Fam Le Kien, V. I. Balykin и K. Hakuta, „Разсейване на мимолетно светлинно поле от единичен цезиев атом близо до нанофибър“, Phys. Rev. A73, 013819, 2006 г.

35. Fam Le Kien, S. Dutta Gupta, V. I. Balykin и K. Hakuta, „Спонтанно излъчване на цезиев атом близо до нановлакна: Ефективно свързване на светлина към направлявани режими“, Phys. Rev. A72, 032509, 2005 г.

36. Fam Le Kien, V. I. Balykin и K. Hakuta, „Нечувствително към състояние улавяне и насочване на цезиеви атоми с помощта на двуцветно изчезващо поле около влакно с диаметър на дължината на вълната“, J. Phys. Soc. Jpn, 74, 910, 2005 г.

37.В.И. Balykin, Fam Le Kien, J. Q. Liang, M. Morinaga и K. Hakuta, CLEO/IQEC и PhAST Technical Digest на CD-ROM (Optical Society of America, Washington, D.C., 2004), презентация ITuA7.

38. Fam Le Kien, J.Q. Liang, K. Hakuta и V.I. Balykin, „Разпределения на интензитета на полето и поляризационни ориентации във вакуумно облицована подвълнова оптика с диаметър на дължината на вълната“, Opt, Commun., 242, 445, 2004.

39. V. I. Balykin, K. Hakuta, Fam Le Kien, J. Q. Liang и M. Morinaga, „Улавяне и насочване на атоми с оптично влакно с диаметър на дължината на вълната“, Phys. Rev. A70, 011401(R), 2004 г.

40. Fam Le Kien, V. I. Balykin и K. Hakuta „Атомен капан и вълновод, използващ двуцветно затихващо светлинно поле около оптично влакно с диаметър на дължината на вълната“, Phys.Rev. A70, 063403 (2004).

Награди, медали и звания на служители на Института С. Л. Манделщам Държавна награда на СССР за поредица от произведения на рентгеновото излъчване на Слънцето.

Награда С. Л. Манделщам на Академията на науките на СССР на името на академик Д. С. Рождественски за работа по спектроскопия на силно йонизирани атоми.

В.С.Летохов Ленинска награда за работа по нелинейна лазерна спектроскопия.

Ю.А.Макаров, А.А.Рябов, Н.П.Ленин Комсомол.

Награда М. Р. Алиев на Академията на науките на СССР и Чехословашката академия на науките за поредица от трудове по теория на вибрационно-ротационни спектри на нетвърди молекули.

V.G.Koloshnikov, Yu.A Kuritsyn Държавна награда на СССР за работа по диодна лазерна спектроскопия.

Е.И. Алшиц, Л.А.

Международен почетен медал V.S. Letokhov в чест на 600-годишнината от основаването на университета в Хайделберг (Германия).

Награда V.M.Agranovich на името на. Александър фон Хумболт (Германия).

Награда V.M.Agranovich на името на. П. Капица (Англия).

В. С. Летохов почетен доктор на университета Париж-Норд (Франция).

Награда R.I.Personov на името на. Александър фон Хумболт (Германия).

Награда V.M.Agranovich на името на академик L.I.Mandelstam за теоретични изследвания на повърхностната спектроскопия.

Награда V.S.Letokhov на Европейското физическо дружество за изследване на взаимодействието на лазерното лъчение с материята, включително атомна оптика, лазерно охлаждане на атоми, лазерно индуцирана химия и лазерни аналитични методи.

В. С. Летохов, В. И. Балыкин, Премия на Президиума на Руската академия на науките на името на академик Д. С. Рождественски за поредицата от произведения „Лазерно охлаждане и улавяне на атоми“.

О. Н. Компанец Златен медал и диплом от 50-ия Международен салон (изложба) на изобретенията и иновациите в науката и промишлеността „Брюксел Еврика 2001” (Белгия).

В. С. Летохов, държавна награда на Руската федерация в областта на науката и технологиите за поредицата от произведения „Физически и технически основи на лазерното разделяне на изотопи по метода на селективната многофотонна дисоциация на молекулите“.

Награда Yu.E.Lozovik на Международната академична издателска компания „Наука-Интерпериодика“ „За най-добра публикация“ в списанията, които издава.

В. С. Летохов Благодарност от губернатора на Московска област Б. В. Громов.

Награда „Г.Н.Макаров“ на Международната академична издателска компания „Наука-Интерпериодика“ „За най-добра публикация“ в издаваните от нея списания.

O.N. Kompanets Голямата награда на руския конкурс за иновации (вътрешна награда).

В. С. Летохов почетен доктор на университета в Лунд (Швеция).

Награда V.I. Balykin на името на. Александър фон Хумболт (Германия).

Награда Ю. Г. Вайнер на Президиума на Руската академия на науките на името на академик Д. С. Рождественски за работа по спектроскопия на единични молекули.

Медал на А. В. Наумов и награда на Европейската академия (Academia Europaea) за млади учени на Русия.

Екипът на ISAN Благодарност от губернатора на Московска област за високи постижения в производствените дейности и голям принос в развитието на научно-промишления комплекс на Московска област.

В. М. Агранович почетен доктор на университета Блез Паскал (Клермон-Феран, Франция).

Медал на А. В. Наумов и награда на Президиума на Руската академия на науките за млади учени на Русия.

Медал Н. Н. Новикова „Наставник на бъдещите учители“ на фондация „Династия“.

Е. А. Виноградов Почетен знак на губернатора на Московска област.

Награди на конференциите и конкурси за научни трудове А. В. Потапов Диплом първа степен на победител в открит конкурс за най-добра научна, техническа и иновативна работа в областта на природните науки;

А. В. Потапов Диплом на победителя във Всеруския конкурс за най-добри научни, технически и иновационни работи на студенти в областта на природните, техническите и хуманитарните науки.

A.V.Naumov Young Researcher Award of Wiley-VCH и Physica Status Solidi за най-добри работи, представени на международната конференция "Фонони-2004";

Награда на Международното общество за оптични инженери (SPIE) за най-добър доклад във Висшето лазерно училище на името на. С. А. Ахманова.

Н. М. Коротков Най-добър доклад на IV Международна младежка конференция на млади учени и специалисти „Оптика 2005”;

E.A.Romanov Най-добрият доклад на IV Международна младежка конференция на млади учени и специалисти “Оптика 2005”.

П. Н. Мелентьев Първа награда в открит конкурс за произведения на млади учени на Руската федерация в областта на „физиката и астрономията“ на фондация „Изток–Запад“ с нестопанска цел;

П. Н. Мелентьев Втора награда в открития конкурс за научни трудове на млади учени в памет на академик А. П. Александров в Държавния научен център на Руската федерация ТРИНИТ;

Ю.Г.Гладуш Първа награда за най-добър доклад на млад учен на Международната конференция CEWQO-2007 (юни, Палермо, Италия);

A.E.Afanasyev Диплома на победителя в конкурса за научни изследвания на студенти и докторанти на конференцията "Съвременни проблеми на фундаменталните и приложните науки."

А. В. Потапов Първа награда в открития конкурс за научни трудове на млади учени в памет на академик А. П. Александров в Държавния научен център на Руската федерация ТРИНИТ;

Т. Н. Станиславчук, К. Н. Болдирев Втора награда в открития конкурс на млади учени в памет на академик А.П. Александрова в Държавния научен център на Руската федерация TRINITY;

Ю.Г.Гладуш Втора награда в открития конкурс за научни трудове в памет на академик А.П.Александров в Държавния научен център на Руската федерация TRINITY.

Персонализирани стипендии и помощи

A.V.Naumov Конкурсна програма за подкрепа на млади учени на Руската фондация за фундаментални изследвания;

M.A. Kolchenko Конкурсна програма за подкрепа на млади учени на Руската фондация за фундаментални изследвания.

A.V.Naumov Конкурсна програма за подкрепа на млади учени на Руската фондация за фундаментални изследвания;

M.A. Kolchenko Конкурсна програма за подкрепа на млади учени на Руската фондация за фундаментални изследвания.

Конкурсна програма на Фонда за насърчаване на руската наука А. В. Наумов, номинация "Изтъкнати учени. Кандидати и доктори на науките на Руската академия на науките."

Грант на А. В. Наумов от фондация INTAS (постдокторска стипендия);

M.A. Kolchenko Grant от фондация INTAS (постдокторска стипендия);

В. А. Шарапов Конкурсна програма на Фонда за насърчаване на руската наука, номинация „Най-добри аспиранти на Руската академия на науките“;

А. В. Наумов Стипендия на президента на Руската федерация за млади учени на Руската федерация и техните научни ръководители.

M.A. Kolchenko Grant от NWO Foundation (постдокторска стипендия);

Конкурсна програма на Фонда за насърчаване на руската наука А. В. Наумов, номинация "Изтъкнати учени. Кандидати и доктори на науките на Руската академия на науките";

Конкурсна програма М. А. Колченко на Фондацията за насърчаване на руската наука, номинация "Изключителни учени. Кандидати и доктори на науките на Руската академия на науките";

М. А. Колченко Грант на президента на Руската федерация за млади учени на Руската федерация и техните научни ръководители.

А.В. Грант Наумов от Фондация CRDF и Министерството на образованието и науката на Руската федерация (програма за фундаментални изследвания и висше образование);

П.Н. Грант на Мелентьев на президента на Руската федерация за млади учени на Руската федерация и техните научни ръководители;

А.В. Наумов грант на президента на Руската федерация за млади учени на Руската федерация и техните научни ръководители;

М.А. Грант Колченко на президента на Руската федерация за млади учени на Руската федерация и техните научни ръководители;

Конкурсна програма на Фонда за насърчаване на руската наука А. В. Наумов, номинация "Изтъкнати учени. Кандидати и доктори на науките на Руската академия на науките";

M.A. Kolchenko Конкурсна програма на Фондацията за насърчаване на руската наука, номинация "Изключителни учени. Кандидати и доктори на науките на Руската академия на науките."

A.V.Potapov Конкурсна програма на фондация DAAD (постдокторска стипендия);

P.N.Melentyev Грант на президента на Руската федерация за млади учени на Руската федерация и техните научни ръководители;

А. В. Наумов грант на президента на Руската федерация за млади учени на Руската федерация и техните научни ръководители;

Конкурсна програма Ю.Г.Гладуш за подпомагане на студенти и млади учени без диплома от фондация „Династия“;

Конкурсна програма А. А. Соколик за подпомагане на студенти и млади учени без диплома от Фондация Династия;

Конкурсна програма П. Н. Мелентьев на Фонда за насърчаване на руската наука, номинация "Изтъкнати учени. Кандидати и доктори на науките на Руската академия на науките";

A.V.Potapov Конкурсна програма на Фонда за насърчаване на руската наука, номинация "Изключителни учени. Кандидати и доктори на науките на Руската академия на науките";

А. А. Соколик Конкурсна програма на Фонда за насърчаване на руската наука, номинация „Най-добри аспиранти на Руската академия на науките“.

Служители на института са членове на международни научни дружества Е.А.

Европейска академия на науките (EAS-TECH) Popova M.N.

Американско физическо общество (APS).

Чукалина Е.П.

Оптично дружество на Америка (OSA).

Сребърен N.R.

Международен център за дифракционни данни (ICDD).

Летохов В.С.

Оптично дружество на Америка (OSA);

Общество на името на Макс Планк, Германия;

Европейска академия за изкуства и науки;

Световен фонд за иновации;

Европейска академия на науките.

Агранович В.М.

Американско физическо общество (APS);

Институт по физика, Англия;

Академия САЩ-Европа ОТДЕЛЕНИЕ ПО АТОМНА СПЕКТРОСКОПИЯ Отделът по атомна спектроскопия е създаден от основателя на института, член-кореспондент на Академията на науките на СССР, професор С. Л. Манделщам, който е негов постоянен директор до пенсионирането си през 1989 г. Отделът се състои от две лаборатории по атомна спектроскопия (гл.

лаборатория на доктор на физико-математическите науки А. Н. Рябцев) и плазмена спектроскопия (ръководител на лабораторията д-р К. Н. Кошелев). Научната задача на отдела е да получи експериментални и теоретични данни за енергийните структури на атомите и йоните, необходими за астрофизиката, за работа по контролиран термоядрен синтез, за ​​създаване на вакуумни ултравиолетови (VUV) и рентгенови лазери, източници на мощни VUV лъчение, както и развитието на спектралната диагностика на високотемпературна плазма. В катедрата работят 13 служители, включително 4 доктори и 6 кандидати на науките.

Лаборатория по атомна спектроскопия Основите на систематиката на спектрите на йоните на леките елементи са положени от изследванията на шведския учен Б. Едлен през 30-40-те години във връзка с астрофизиката. През 60-те години извънатмосферните изследвания на Слънцето и работата по контролиран термоядрен синтез изискват тълкуване на късовълнови спектри на плазма, съдържаща множество йони. Нито табличните данни, нито нивото на теоретичните изчисления осигуряват това поради фундаменталните характеристики на такива спектри на нови сателитни линии, както и големия принос към енергийните нива на релативистичните ефекти и взаимодействието на конфигурациите в електронните обвивки на йони. Лабораторията по атомна спектроскопия под ръководството на Е. Я. Кононов е създадена при основаването на института за провеждане на систематични изследвания за изучаване на йони с висока множественост и разработване на изчислителни методи. Работата на лабораторията има голям принос за създаването на ново научно направление в Русия.

В първите години основното внимание беше отделено на създаването и развитието на спектрални инструменти с висока разделителна способност във вакуумната ултравиолетова и рентгенова област на спектъра, източници за възбуждане на силно йонизирани атоми и системи за спектрална обработка. За работа в областта 30-250 nm е създаден вакуумен спектрограф с нормално падане на радиация с дифракционна решетка 1200 линии/mm с радиус 6,65 m (Е. Я. Кононов, А. Н. Рябцев, Фиг. 1. VUV спектрограф на високо V.I. Kovalev ). Модернизирана и оборудвана с решетка с нормална разделителна способност на падане 3600 линии/mm с радиус на излъчване 3 m.

Спектрограф за пасищно падане DFS-26 (ъгъл на падане на радиацията 85°) с работен диапазон 5-35 nm (А.Н. Рябцев, Е.Я. Кононов). За областта с по-къси дължини на вълната са разработени спектрографи с извити кристали като диспергиращи елементи, изградени по различни оптични схеми (E.V. Aglitsky, Yu.V. Sidelnikov). Като цяло беше създаден постоянно модернизиран уникален комплекс от спектрографи, който позволява запис на спектри с почти възможно най-висока висока разделителна способност в областта 250-0,1 nm, от ултравиолетовата до рентгеновата област на спектъра.

Неодимов лазер с мощност 1 GW (енергия 10 J при продължителност на импулса 10 ns) е създаден за производство на високотемпературна плазма, която възниква, когато лазерното лъчение се фокусира във вакуум върху повърхността на твърда цел (S.S. Churilov, Е. Я. Кононов). Създаден е оригинален дизайн на вакуумна искра с ниска индуктивност, която има температура в горещата област от десетки милиони градуси, надвишаваща температурата на слънчевите изригвания (Ю. В. Сиделников, Е. В. Аглицки).

Разработен и изграден полуавтоматичен компаратор-микрофотометър, който направи възможно значително автоматизиране на процеса на измерване на спектрални линии на фотоспектрограми, повишаване на точността на измерванията и прехвърляне на обработката на измерванията към компютър (V.I. Kovalev, E.Ya. Kononov) . През 1991г

е въведена в експлоатация система за автоматична обработка на фотоспектрограми на базата на сканиращ микрофотометър (В. И. Азаров).

Резултатите от систематичните изследвания на йонните спектри са обобщени в таблицата. Таблицата илюстрира знанията за спектрите на атомите и йоните към края на 2007 г. Всяка клетка отговаря на определен йон;

Ако спектърът на йона е проучен до известна степен, клетката е сива.

Тъмните квадрати показват йони, за които е допринесла работата на тази лаборатория.

Обектите на изследване, в зависимост от нуждите, са били както относително прости спектри, състоящи се от дузина линии, така и много сложни спектри, съдържащи хиляди спектрални линии.

В рентгеновата област на спектъра, използвайки лазерна плазма, са изследвани йони, в които остават няколко електрона: резонансни серии във водородни и хелиеви йони на леки елементи (E.V. Aglitsky съвместно с Физическия институт Лебедев).

Освен това тези работи бяха продължени с помощта на вакуумна искра с ниска индуктивност, с която беше възможно да се премине в последователността от водородоподобни йони до Ga XXXI, хелиевоподобни йони до Y XXXVIII, неоноподобни Pr L (S.L. Mandelstam, Е.В.Аглицки, П.С.Анциферов, А.М. Важна и понякога доминираща характеристика на рентгеновите спектри на силно заредените йони са така наречените сателити на спектралните линии. Тяхното подробно проучване постави началото на методите за определяне на електронната температура и плътност в гореща плазма (К. Н. Кошелев, Ю. В. Сиделников и др.) и логично доведе до организирането на лаборатория за плазмена спектроскопия.

Друг голям клас изследвани обекти са йони на елементи от алуминий до арсен, съдържащи запълваща обвивка n= (Е.Я. Кононов, А.Н. Рябцев и др.). При регистриране на n=2-n"=2 прехода, разположени във вакуумната ултравиолетова област, както в случая на редица рентгенови спектри, споменати по-горе, бяха постигнати рекордни за времето си йонизационни кратности. В комбинация с теоретични изчисления , пълното разбиране на енергийната структура на външната L-обвивка беше постигнато чрез многократно йонизирани атоми с ядрени заряди Z=10-100.

Извършен е анализ на голям брой спектри от йони на разширени изоелектронни последователности на мед, никел, кобалт и желязо, съдържащи 3d електрони във външните обвивки. Изследвани са закономерностите в поведението на нивата по протежение на изоелектронни последователности, което позволи да се разработи надежден метод за прогнозиране и анализ на такива спектри, включително случаи на пресичане на взаимодействащи конфигурации (А. Н. Рябцев, Л. И. Подобедова). Намерен е начин за изследване на автойонизационни състояния в йони с умерени скорости на йонизация. За първи път са измерени техните енергии и ширини за такива йони в Ga III-Br VII (А. Н. Рябцев). По-късно бяха открити и измерени автоинизационни състояния в йони с ниски скорости на йонизация на по-тежки елементи: In, Sn, Sb, Te, I и Bi.

Експерименталното изследване на спектрите в момента все повече се измества към йони на тежки елементи. Това се дължи както на фундаменталния интерес към изследването на нарастващите корелационни и релативистични ефекти в тежките елементи, така и на практическите нужди за създаване на мощни източници на радиация за нанолитография, астрофизика във връзка с интерпретацията на получените спектри на химически специални звезди, по-специално, използвайки космическия телескоп Хъбъл, а също и рентгенови лазерни физици.

Съвместно (Университет на Антигониш, Канада;

Амстердамски университет, Холандия;

Обсерватория и лаборатория Meudon. Aimé Cotton, Франция) изследва спектрите на йони от втора до дванадесета йонизационна мощност на елементи от платиновата група (Re, Os, Ir, Pt, Au, Hg), които са били напълно неизвестни. Този проблем беше успешно решен благодарение на разработения в лабораторията метод за автоматизирана идентификация на сложни спектри, както и на нов метод за изчисляване на сложни атомни спектри, базиран на ортогонални оператори, разработен паралелно в Университета на Амстердам. В резултат на това бяха получени не само нови спектроскопични атомни данни, но също така, за първи път в тежки атоми, количествени данни за корелационни ефекти и релативистични взаимодействия от по-високи порядки от обикновените спин-орбитални взаимодействия.

Също така заедно с обсерваторията и лабораторията Meudon. Aime Cotton (Франция) изследва йони от Sb VI до Nd XV от изоелектронната последователност на паладия, за да подкрепи работата по създаването на рентгенови лазери. Успехът на тази работа се основава на комбинацията от високото качество на спектри с висока разделителна способност, получени в ISAN на спектрограф с 6,65 m решетка от плазма, създадена от 1-GW неодимов лазер, и френски изчисления чрез обобщени най-малки квадрати метод, при който, в рамките на общите закони, спектрите се изчисляват едновременно върху разширена изоелектронна последователност от Cd III до Nd XV. Във всички йони бяха открити и точно измерени спектрални линии, при които е възможно да се създаде лазерна генерация във вакуумен ултравиолет. Получените атомни данни (енергийни нива, дължини на вълните и вероятности за преход) са в основата за постигане на лазерно излъчване върху паладиево-подобни йони до ~24 nm.

Основната насока на изследванията на лабораторията през последните 5 години е да предостави фундаментални атомни данни за създаване на източник на радиация в късовълновата UV област на спектъра, както и да изследва спектрите на йони, съдържащи 4f електрони в техните електронни обвивки, с приложение към анализа на спектрите на химически специални звезди.

Новото поколение проекционна оптична литография, която в момента се разработва активно, изисква спектроскопски данни за вещество, което може да се използва за създаване на мощни източници на радиация във вакуумната UV област на спектъра. Един от най-обещаващите видове литографски VUV източници при дължина на вълната 135 е висока Фиг. 2. Спектър на калай в диапазона 120-170, възбуден във вакуумна искра с ток 25 kA и идентификацията му в диапазона 135±3.

температурна плазма, съдържаща калаени йони. Такава плазма произвежда много интензивен емисионен пик в тясна спектрална област 132-148, състояща се от резонансни преходи в спектрите на няколко йона със запълваща 4d обвивка (от Sn VIII до Sn XIV), което определя високата ефективност на преобразуването на доставената енергия в полезно лъчение (фиг. 2). Обаче спектрите на калаените йони в тази област досега остават почти неизучени.

В резултат на нашето изследване за първи път бяха класифицирани около линии в спектрите от Sn IV до Sn XIV, включително всички интензивни линии в спектрите на калаени йони, възбудени в областта 130-150. Установено е, че преобладаващата част от линиите в диапазона от 2% близо до 135, действително използвани за оптична литография, принадлежат на резонансни преходи в спектрите на Sn XII и Sn XIII. В изследваните йони са определени енергиите около нивата.

Резултатите от тази идентификация бяха достатъчни за разработването на диагностика на високотемпературна калаена плазма и нейните първи приложения за оптимизиране на работата на източник, базиран на вакуумна искра, за да се получи максимален добив на радиация в района на 13,5 nm. Те обаче не отговарят напълно на строгите критерии за фундаментални спектроскопски данни. Идентифицирането на такива сложни преходи трябва да бъде потвърдено чрез сравнение със спектрите на подобни преходи в изоелектронни йони на съседни по-леки елементи, които все още са неизвестни. Получени са спектри на елементи от индий до паладий (фиг. 3) и са анализирани. Това е по-дълга работа, резултатът от която ще бъде не само прецизиране на спектрите на калай, но и голямо количество фундаментални атомни данни за тези йони, чийто анализ ще изясни влиянието на корелационните и релативистичните ефекти върху спектри на йони със запълваща 4d обвивка.

Съвременните астрономически наблюдения предоставят богат материал за звездните спектри. Спектрите на химически специални звезди във видимата област са богати на линии от единично и двойно йонизирани атоми на редкоземни елементи. Редкоземните елементи съдържат запълваща 4f обвивка, така че техните спектри съдържат хиляди спектрални линии. Въпреки това, броят на експериментално известните преходи, по-специално в двойно йонизираните атоми, е от порядъка на стотици. През последните 5 години ISAN започна да разработва програма за изследване на такива спектри въз основа на опита, натрупан от работата с йони със запълващи d-обвивки. Допринесе за лабораторни данни за спектрите на Pr III, Nd III и Eu III. Във всеки спектър бяха извършени нови класификации на линиите и бяха изчислени вероятностите за преход. По-специално, 93 нови линии бяха идентифицирани в Eu III и бяха открити 39 нови нива. Списъкът с изчислени преходи между известни нива на Eu III съдържа повече от 1100 реда, а между всички нива под ~11 eV - ~23000.

В Института по астрономия на Руската академия на науките тези данни се използват за тълкуване на спектрите на химически специални звезди. Пример за съответствие между изчисления (с нашите данни за Pr III и Nd III) и измерения спектър на звездата Ap HD 144897 е показан на фиг. 4. Измерените и изчислени данни позволяват да се извършат надеждни измервания на изобилието на редкоземни елементи в звездите, както и да се изследват фините ефекти при формирането на звездните спектри, като отклонения от термодинамичното равновесие само за 40 години експериментално са изследвани спектрите на около 290 йона и са идентифицирани повече спектрални линии.

Създадена е и редовно се актуализира библиографска банка за атомните спектри. Той е свободно достъпен в Интернет на http://das101.isan.troitsk.ru/ (A.E.Kramida, G.V.Vedeneeva).

Фиг.3. Спектри на In, Cd, Ag и Pd, изоелектронни със Sn VIII - Sn XV.

В същото време бяха разработени методи за теоретични изчисления на спектрите. При идентифициране на преходи във водородни и хелий-подобни йони, сателитни преходи към тях, както и преходи между конфигурации на запълващата обвивка n=2, създаването и разработването на метод, който позволява да се представи приносът на електрон-електронните взаимодействия за разширения в 1/Z Фиг. 1 беше от решаващо значение. Част от спектъра на звездата Ap HD 144897.

(U.I. Safronova съвместно с Физическия институт Лебедев). Точки - експериментални данни, плътна линия За анализиране на приноса на различни линии - изчислен спектър.

корекции, получени чрез метода на теорията на смущенията, се оказа важно да се използва полевата форма на теорията на смущенията, която получи забележимо развитие в тези работи. Развитието на тези работи през последните години е повлияно от изследванията на основните свойства на разширението 1/Z: региона и скоростта на неговата конвергенция (I.A. Ivanov съвместно с обсерваторията Meudon, Франция). Получените данни за структурата на серията на теорията на смущенията в 1/Z доведоха до разработването на ефективен алгоритъм за приближаване на по-високи порядъци на теорията на смущенията, което прави възможно получаването на по-точни стойности на спектроскопичните величини.

От началото на 80-те години Л. Н. Иванов и Е. П. Иванова разработват оригинален метод за прецизно изчисляване на атомни структури. Методът се основава на енергийния подход на последователната квантова електродинамична теория.

Той стана известен като релативистичен метод на теория на смущенията с нулево приближение на модела. С негова помощ са изчислени енергийните нива на много изоелектронни последователности, Ридбергови състояния и състояния на отрицателни йони на някои редкоземни елементи, изследвани са кооперативни електронно-ядрени процеси и са изследвани квантови електродинамични ефекти в многозарядни йони. Методът се е утвърдил като един от най-надеждните и точни при изчисляване на атомни константи.

През последните години този метод се използва за моделиране на емисионните спектри на йони в плазмата, за изследване на физическите характеристики на радиацията и за определяне на оптимални условия за наблюдение на лазерния ефект във VUV и меката рентгенова област в лазерна плазма и капиляр разрядна плазма и за създаване на мощни източници на VUV лъчение.

В развитието на експерименталната работа по изследване на възможностите за създаване на VUV лазери върху паладиево-подобни йони бяха извършени изчисления на спектроскопични константи, кинетика на популацията на нивата и фактори на усилване на спонтанното излъчване в Pd-подобен Er XXIII – Re XXX. Дължините на вълните на преходите, при които е възможно усилване, са от порядъка на 10-15 nm.

Изчисленията са извършени за условия на ултракъс импулс на помпата. За всеки йон бяха определени оптимални условия в плазмата за наблюдение на тясно насочено, монохроматично, интензивно лъчение (няколко процента от енергията на импулса на помпата) при дължина на вълната на лазерния преход.

На базата на всички разработени теоретични методи са създадени алгоритми и универсални компютърни програми.

Литература 1. Спектроскопия на многозарядни йони в гореща плазма. - изд. Сафронова U.I., М.: Наука, 1991.

2. Кононов Е.Я., Сафронова У.И. Енергийна структура и систематика на електрони във външната L обвивка на многократно йонизирани атоми за Z = 10 100. - Оптика и спектър, 1977, т. 43, № 1, стр. 3-9.

3. Рябцев A.N. Прояви на взаимодействие на конфигурации в атомните спектри. - Изв. Академия на науките на СССР, 1986, т. 7, с.

4. Рябцев A.N. Автойонизиращи състояния в умерено заредени йони. Nucl.Inst.Meth.Phys.Res.B, 1988, v.31, No.1&2, p.196-205.

5. Рябцев A.N., Чурилов S.S., Джоши Y.N. Анализ на преходите от автойонизационни състояния на Bi III, Bi V и йони - Оптика и спектър, т. 88, с. 360-365.

6. Рябцев А.Н., Чурилов С.С., Кононов Е.Я. Конфигурация 4d95p2 в спектрите на In III - Te VI. - Оптика и спектър, 2007, т. 102, № 3, с. 400-408.

7. Рябцев A.N.,. Азаров V.I., Чурилов S.S., Килдиярова R.R., Ryabtsev A.N., Raassen A.J.J., Uylings P.H.M., Joshi Y.N., Tchang-Brillet L., Wyart J.-F. Проектът за йони на платинената група. - NIST Special Publ.926, 1998, p.103-105.

8.Рябцев А.Н. Спектроскопия на йони с 5d електрони в основно състояние. UFN, 1999, т. 350-351.

9.Азаров В.И. Формален подход към решаването на проблема за идентифициране на сложни спектри. 2. Внедряване. Phys.Scripta, 1993, v.48, No.6, p.656-667.

10. Churilov S.S., Ryabtsev A.N., Brillet Wan-U.L., Wyart J.-F. Спектроскопия на Pd-подобни йони. - Phys.Scripta T, 2002, v.100, p.98-103.

11. И.Ю.Толстихина, С.С.Чурилов, А.Н.Рябцев, К.Н.Кошелев. Данни за атомен калай. In.EUV Източници за литография, Изд. V.Bakshi, SPIE Press, Вашингтон, САЩ, 2006 г., стр.113-148.

12. С.С.Чурилов, А.Н.Рябцев. Анализ на спектрите на In XII--XIV и Sn XIII--XV в далечната VUV област. - Оптика и спектроскопия, 2006, т. 101, с. 181-190.

13. С.С.Чурилов, А.Н.Рябцев. Анализи на спектрите на Sn IX–Sn XII в EUV областта. - Physica Scripta, 2006, v.73, p.614-619.

14. Т. Рябчикова, А. Рябцев, О. Кочухов, С. Багнуло. Редкоземни елементи в атмосферата на магнитната химически пекулярна звезда HD 144897. Нова класификация на спектъра на Nd III. - A&A 2006, v.456, p.329-338.

15. Браун М.А., Гурчумелия А.Д., Сафронова У.И. Релативистка теория на атомите, М., Наука, 1984.

16. Е.П.Иванова, А.Л.Иванов. Супермощен източник на монохроматично лъчение в далечната ултравиолетова област. - ЖЕТФ 2005, т. 127, с. 957.

17. E.P.Ivanova, A.L.Ivanov, T.E.Pakhomova. Рентгенов лазер при 10-15 nm в Pd като йони Er XXIII - Re XXX. - в X-Ray Lasers 2006, Eds. P. V. Nickles and K. A. Janulewicz, Springer (2007), p.353-359.

Лаборатория по плазмена спектроскопия Основното направление на изследване на лабораторията (ръководител на лабораторията е K.N. Koshelev) е VUV и рентгенова спектроскопия на високотемпературна плазма на електрически разряди. По-долу ще предоставим кратък исторически преглед на научните направления, разработени в лабораторията, както и малко по-подробно описание на текущото състояние на изследванията.

Кратък преглед на историята на лабораторията. Физика на микрощипките.

В първите години от съществуването на лабораторията бяха проведени редица теоретични и експериментални изследвания на т. нар. “плазмени точки” (ПП). PT е обект в колона от аксиално симетрични разряди, който има висока температура, висока плътност и излъчва в рентгеновата област на спектъра. Първите експерименти са проведени с "нискоиндуктивна вакуумна искра", създадена от Ю.В.Сиделников и Е.Я.Голц по предложение на С.Л .

Използването на експериментални методи за запис на рентгенови спектри на многозарядни йони с най-добра спектрална разделителна способност по това време направи възможно изследването на параметрите на PT плазмата (K.N. Koshelev, Yu.V. Sidelnikov, P.S. Antsiferov, A.E. Kramida, и т.н.). Установено е, че PT са плазмени обекти с уникални параметри, температурата им надвишава 10 милиона градуса, а продължителността на живота им е в субнаносекундната област. Тези изследвания позволиха да се обяснят свойствата на РТ и доведоха до създаването на модел на „радиационен колапс“ на плазма с аксиален разряд, съдържаща йони на тежки елементи (К. Кошелев, В. Вихрев, В. Иванов). Моделът описва възникването на PT в резултат на развитието на m= нестабилност при условия на силни радиационни загуби поради линейно излъчване на йони.

Доказано е, че "радиационният колапс" е общо явление за много силнотокови разряди с аксиална симетрия. През 1988 г. е построена мощна инсталация тип Z-пинч с импулсно впръскване на газ „MP-100“, която се използва за изследване на постоянни токове с разряден ток над 1 MA (Ю. В. Сиделников, П. С. Анциферов, А. А. Палкин). Тази настройка направи възможно получаването на голям брой важни резултати за динамиката на компресия на щипка и развитието на микрощипка - PT (L.A. Dorokhin, Yu.V. Sopkin). По-специално, излъчването на He-подобен Xe беше открито в диапазона от 0,6 A; това беше йонът с максимален йонизационен потенциал, регистриран в лабораторна плазма.

Експериментите, проведени в сътрудничество с Сухумския физико-технологичен институт, разкриха режим на „радиационен колапс“ с появата на микрощипки в инсталацията „плазмен фокус“ ​​(Ю. В. Сиделников, П. С. Анциферов). Тази работа беше продължена в сътрудничество с университета в Дюселдорф върху уникален бърз „плазмен фокус“

SPEED-2, както и в съоръженията за освобождаване от отговорност в университета в Щутгарт. Те формираха експериментална основа за създаването на импулсни източници на рентгеново и неутронно лъчение, използващи разряди от типа "плазмен фокус" в много лаборатории.

В момента изследванията върху физиката на „радиационната компресия“

намери важно практическо приложение при създаването на източник на късовълнова радиация за ново поколение литография - „екстремна ултравиолетова литография“ (вижте по-долу по-подробно).

Рентгенови линии на свободни атоми Лабораторията изследва рентгеновите спектри (10А) на йони с помощта на електронен лъч, за да ги получи и възбуди (P.S. Antsiferov). Изследванията на рентгенови характеристични линии (XCL), излъчвани от свободни атоми, доведоха до измерване на отместванията на такива XRL спрямо тяхната позиция в случай на излъчване от твърдо тяло. Такива данни са от интерес за метрологични цели; те също са интересни за изчисляване на лентовата структура на твърдото тяло и енергийната структура на рентгеновите термини на свободните атоми.

Рентгенов лазер През 1976 г. ISAN за първи път предложи схема за получаване на усилване във VUV областта с помощта на Ne-подобни йони (A.N. Zherikhin, K.N. Koshelev, V.S. Letokhov). За първи път е приложен в Националната лаборатория в Ливърмор и сега се използва широко за получаване на усилване в диапазона на късите вълни. Първата демонстрация на възможността за инверсия при преходи в Li-подобни йони в режим на рекомбинация също беше извършена в ISAN (Е.Я. Кононов, К.Н. Кошелев, С.С. Чурилов).

Преди няколко години лабораторията се върна към проблема за разработването на източници на кохерентно излъчване в късовълновия диапазон на спектъра.

Лазерният ефект върху 3s–3p преходи в Ne-подобни аргонови йони при дължина на вълната 46,8 nm беше демонстриран в капилярен разряд (Antsiferov P., Dorokhin L., Nazarenko A. и Koshelev K. Това беше първото наблюдение на VUV лазерен ефект произведен в Русия .

Възможността за инверсия на населението в многозарядни йони и стимулирана емисия във VUV областта, дължаща се на презареждането на йони на плазмени лъчи, генерирани от щипки върху газови целеви атоми, беше предсказана теоретично (К. Кошелев, Г. Кунце) и демонстрирана експериментално във високи -токови Z-пинчове, както и при разряди от типа “плазмен фокус” (Л. Дорохин, Ю. Сиделников съвместно с Института по лазерна технология Фраунхофер в Аахен, Германия). Лабораторията участва в програмата на Европейската общност „FACADIX” за изследване на възможностите за използване на плазма с капилярен разряд за получаване на стимулирано излъчване във VUV спектралния диапазон. През последните няколко години лабораторията изследва нов подход - създаване на "стимулирани" нестабилности в плазмата на капилярен разряд (Анциферов, Дорохин, Назаренко).

Литература 1. Голц Е.Я., Житник И.А., Кононов Е.Я., Манделщам С.Л., Сиделников Ю.В., Лабораторно възпроизвеждане на спектъра на рентгеново изригване на слънцето.

ДАН СССР, сер.мат.физ., 1975, т.220, №3, с.560-563.

2. Кононов Е.Я., Кошелев К.Н., Сиделников Ю.В., Рентгеново спектроскопско изследване на микрощипки във вакуумна искра с ниска индуктивност. - Сов. J. Plasma Phys., 1985, v.11, N8, p.538-543.

3. Вихрев В.В., Иванов В.В., Кошелев К.Н., Образуване и развитие на микрощипкова област във вакуумна искра. - Физика на плазмата, 1982, т. 6, с. 1211-1219.

4. Голц Е.Я., Колошников Г.В., Кошелев К.Н., Крамида А.Е., Сиделников Ю. В., Вихрев В.В., Иванов В.В., Палкин А.А., Прут В.В., Високотемпературен микропинч в разряд с ток 1 МА. - Phys.Lett.A, 1986, v.115, N3, p.114-116.

5. Кошелев К.Н., Крауз В.И., Решетняк Н.Г., Салуквадзе Р.Г., Сиделников Ю.В., Хаутиев Е.Ю., Образуване на микропинчови структури в плазмено-фокусни разряди с примеси на тежки атоми, - Sov. J. Plasma Phys, 1989, v.15, N9, p.619 – 624.

6. Rosmej F.B., Schulz A., Koshelev K.N., Kunze H.-J., Асиметрично повторно изпомпване на Lyman-alpha компонентите на водородоподобни йони в плътна разширяваща се плазма, JQSRT, 1990, v.44, N 5, p.559 -566.

7. Antsiferov P.S., Характеристичните рентгенови спектри на свободни атоми на метали, Central European Journal of Physics, 2003, v.2, p.268-288.

8. Жерихин А.Н., Кошелев К.Н., Летохов В.С., За усилването в рентгеновата област при преходи в многозарядни йони - Квант. електрик, 1976, т. 1, с.

9. Кошелев К.Н., Анциферов П.С., Дорохин Л.А., Назаренко А.В., Сиделников Ю.

V., Glushklov D.A., Наблюдение на ASE ефект за Ne-подобен Ar в капилярен разряд, задвижван от индуктивно съхранение с превключвател за отваряне на плазмена ерозия - J. Physique IV, 2001, v.64, p.292-294.

10. Кошелев К.Н., Кунце Х.И., Инверсна заселеност в разрядна плазма с нестабилности от тип waist, - Квант. Електр., 1997, т. 2, с. 169-172.

LSP днес. Работа по създаването на източници на късовълнова радиация за ново поколение литография.

(съвместно с Лабораторията по молекулярна спектроскопия с висока разделителна способност и аналитична спектроскопия) Сред внушителния списък от научни, технически и технологични проблеми, които трябва да бъдат решени при създаването на късовълнова литография, източникът на радиация заема не на последно място по отношение на сложността. от възникналите проблеми. Дължината на вълната за новото поколение литография - EUV литография 13,5 nm беше избрана много преди да стане повече или по-малко ясно как точно може да бъде проектиран източникът, за да се осигури търговско жизнеспособно производство - HVM (High Volume Manufacturing).

Плазмата, излъчваща в далечния вакуумен ултравиолет (VUV), отдавна е добре проучен обект, но техническите изисквания за източника на HVM са толкова необичайни, че привидно простата задача за нагряване на плазмата до температура от няколко десетки електронволта се превръща в цял комплекс от сложни физически и инженерни проблеми.

Ефективният размер на излъчващата площ не трябва да надвишава 1 mm 3;

работната честота на източника е над 50 kHz и стабилността на дозата на облъчване е 3 (на светкавици) 0,3%. Прогнозите показват, че индустриалната версия на източника ще има обща мощност (електрическа или светлинна) от поне 100 kW.

От гледна точка на фундаменталната атомна спектроскопия, калайът е най-оптималното работно вещество за източник на лъчение при дължина на вълната 13,5 nm. Резонансните преходи в Sn+8 Sn+13 йони са 4dk - (4dk-14f + 4p54dk+1). Голямата величина на обменното взаимодействие 4d-4f в конфигурацията 4dk-14f и 4p - 4d в конфигурацията 4p54dk+1 води до разделяне на енергийните нива на тези конфигурации на две зони и вероятностите за преходи от горната зона далеч надхвърлят вероятностите за преходи от долната зона. Силното взаимодействие между конфигурациите 4dk-14f и 4p54dk+ води до още по-голямо стесняване на тази емисионна зона. В резултат на това, въпреки наличието на много стотици нива в широк енергиен диапазон, радиацията е концентрирана в тесен спектрален диапазон. Освен това, поради малката зависимост на енергията на възбуждане за преходите n=4 - n"=4, в този интервал попадат интензивни преходи в няколко съседни йона.

Разгледани са два основни вида източници на лъчение - разрядна плазма (DP) и плазма, която се появява при фокусиране на лазерното лъчение върху цел - лазерна плазма (LP).

Разрядна плазма Като източник на разрядна плазма избрахме класическа вакуумна искра - разряд между два електрода с подаване на работно вещество в междуелектродната междина чрез аблация на катодния материал (калай) с помощта на лазерен импулс. Изследванията на аксиално симетрични разряди, по-специално във вакуумни искри, показват, че мекото рентгеново и VUV лъчение възниква в плазмата с токове над 10 kA в момента на развитие на нестабилност на талията в колоната на разряда. Известно е, че тези талии или „микрощипки” се развиват в резултат на изтичане на плазма при условия на силни радиационни загуби, в този случай поради линейното излъчване на многозарядни калаени йони (виж например К. Кошелев и Н. Перейра “Плазмени точки и радиационен колапс във вакуумни искри”, J. Appl. 69, R21- (1991)). Потокът от плазма от талията е придружен от компресия и нагряване на плазмата и преход към все по-високи скорости на йонизация. Радиусът на талията се определя от баланса на джауловото нагряване и загубите на енергия, главно загубите на радиация в оптически плътна плазма.

Наблюдава се образуването (често последователно във времето) на няколко микропинча, излъчващи в EUV диапазона. Този ефект на „плъзгане“ на излъчващата област по оста на разреждане определя интегрирания във времето аксиален размер на източника.

Фиг.1. Изображение на плазмена колона, получено в нейното собствено късовълново излъчване с помощта на микроканален детектор с регулируемо време на отваряне (от 3 до 50 nsec).

Горното изображение е радиация в целия диапазон на чувствителност на MCP (100 nm);

долна – през Zr/Si филтър. Разстоянието между анод А и катод К е 3 mm.

За разряд с размери от няколко милиметра средната отделена мощност от 100 kW или повече остава невъобразимо висока стойност. Възможно решение на проблема е така нареченото „умножаване“ на източника, тоест създаването на множество източници с разпределение на електрически и топлинни товари в тях. Изискването за постоянно положение на излъчвателя в пространството и високата работна честота (до 50-100 kHz) обаче практически изключват „въртяща се“ система с механично повторение на голям брой вакуумни искри с аксиално симетрична система от електроди. и изолатори.

Използването на калай в комбинация с лазерно иницииране отваря специални възможности. Доставянето на вещество в междуелектродната междина чрез изпаряване на повърхността на електрода с лазерен импулс директно осигурява аксиална начална симетрия независимо от формата на електродите - първоначалните плазмени разсейки под формата на конус с ос, перпендикулярна на повърхността на електрода. Система с въртящи се електроди, долният от които е покрит с течен калай (за улесняване на обновяването на повърхността), (Krivtsun V.M., Koloshnikov V.G., Yakushev O.) е показана схематично на фиг. 2.

ориз. 2. Схематична диаграма на анимация „колело“ Когато електродите се въртят във всеки нов кадър, лазерът, чиято позиция на фокуса не се променя, изпарява калай от нова секция на катодния пръстен. Така възниква поредица от елементарни вакуумни искри, разположени на едно и също място в пространството, но лежащи върху различни части на плоския катод. Желателно е само в интервала между импулсите предишното положение на лазерния фокус да се „отдалечава“ от новото на разстояние 1–2 mm - размера на зоната на повърхността, временно „повредена“ от разряда. При честота на повторение от 104 Hz, това съответства на минимално необходима линейна скорост на въртене от около 10 m/s. Принципът на този подход беше тестван на инсталациите „PROTO 1” и „PROTO 2” (фиг. 3).

Експериментите и изчисленията показват, че такива системи са способни да издържат на електрически мощности до 50, евентуално до 100 kW.

Фигура 3. Прототип на EUV източник с въртящи се електроди. Работни параметри:

електрическа мощност – 18 kW;

полезна мощност на излъчване 360 W.

Фигура 4. Схематично представяне на „струен“ EUV източник на лъчение.

Идеята за „непрекъсната анимация“ беше доразвита в мастиленоструйната версия на източника. Предлага се да се използват две струи течен метал или сплав с ниска точка на топене, протичащи с висока скорост от метални дюзи като електроди. (Иванов В.В., Кривцун В.М., Якушев О.Ф.) Напрежението се прилага към струите и възниква разряд между тях, когато лазерното лъчение се фокусира върху една от тях (фиг. 4). Струите не само отвеждат топлината, генерирана в разряда, но и ефективно охлаждат най-близките до изпускателя метални елементи - дюзите. Струите влизат в топлообменника и след охлаждане се връщат в системата с помощта на помпи.

Енергийният ресурс на такова техническо решение е 200 kW.

Лазерна плазма Необходимата плътност на мощността на EUV лъчение може да се осигури не само в източник на плазмен разряд, но и чрез фокусиране на лазерното лъчение върху целевата повърхност (EUV LPP). И в този случай калайът се оказа най-добрият целеви материал. Основните процеси тук са нагряване на мишената (под формата на капка с размер ~ 30–100 μm) от лазерно лъчение, което води до частичното й изпаряване. Последващото разпадане на калаените пари образува плазма, която ефективно абсорбира енергията на лазерното лъчение. След повишаване на температурата на плазмата до ~50 eV и появата на многократно йонизирани йони (Z ~10), плазмата започва да излъчва близо 13,5 nm. Продължителността на лазерното лъчение е 10–100 ns, което означава, че параметрите на плазмата бързо достигат квазистационарен режим на изтичане с спад на плътността на плазмата ~ 1/r2. В резултат на това размерът на източника се определя главно от размера на капката калай ~ 100-200 µm. Малкият размер на източника на EUV лазерно плазмено лъчение позволява лъчението да бъде събирано от голям плътен ъгъл от ~2, като по този начин се намалява общата необходима мощност на лазерната енергия в сравнение с източник на лъчение с разряд. Въпреки това, общата необходима електрическа мощност в случая на EUV LPP е значително по-висока, отколкото в източник на разряд, поради ниската лазерна ефективност. Оптималната дължина на вълната на излъчване се счита за 10 микрона, съответстваща на CO2 лазер с ефективност ~ 5-10%. Лъчението на такъв лазер се абсорбира при относително ниска плазмена плътност ~ 1.e19 cm-3, при която оптичната дебелина на плазмата според EUV лъчението е близка до 1, т.е. тази област е ефективен излъчвател. Проблемът с умножението се решава чрез образуването на серия от бързо летящи капки (~ 100 m/s) и разработването на лазер с висока честота на повторение на импулса ~ 5.e4–1.e5 Hz. EUV LPP диаграмата е показана на фиг. 5.

Фигура 5. Схематично представяне на източник на EUV лъчение, базиран на лазерна плазма.

EUV LPP има и двете си предимства: голямо разстояние до всеки елемент от дизайна на камерата, голям плътен ъгъл на събиране на радиация и своите недостатъци: първото огледало, колекторът, осигуряващ голям плътен ъгъл на събиране на радиация, трябва да бъде многослойно огледало и е под въздействието на калаени пари и бързи йони (неутрални) лазерна плазма.

Изследването на EUV LPP в лабораторията започна сравнително наскоро. Към днешна дата е изготвена инсталация, която позволява провеждането на експерименти с измерване на ъгловото разпределение на EUV лъчение, спектъра на EUV лъчение, както и ъгловото разпределение на бързите плазмени йони и техния зарядов състав, за да се разработват методи за защита на колектора. Снимка на инсталацията е показана на фиг. 6.

Фигура 6. Инсталация за извършване на работа на източник на лъчение EUV LPP.

Успоредно с разработването на експерименталната инсталация, съвместно с Института по приложна математика на Руската академия беше разработен числен двумерен RZLine модел на процесите, протичащи в EUV LPP, включително процеса на изпаряване на капките и подробен спектър на плазмени емисии. на науките. Източниците на EUV използват тесен спектрален интервал, така че позицията на изчислените спектрални линии трябва да съвпада с голяма точност с експерименталните данни (Иванов В. В. заедно с Новиков В. В. и Соломяна Ф. (IPM).

За изчисляване на радиационните явления беше използвана новата програма THERMOS-BEELINE, която позволява самосъгласувани изчисления на кинетиката на нивата и радиационния транспорт за различни конфигурации на плазмата. Той включва радиационен транспорт на припокриващи се спектрални линии с произволна оптична плътност с реалистични линейни профили, валидирана атомна база данни за материали с ниско Z (H, He, O), както и за Xe, Sn и техните смеси. Подробности са описани в статията в “High Energy Density Physics”, V.3, 2007, p. 198-203.

Капилярен разряд за създаване на плазмени оптични вълноводи Създаването на лазерни системи, способни да осигурят плътност на мощността на светлинното лъчение от 1018-1019 W/cm2, направи възможно поставянето на редица нови проблеми, които доскоро бяха обект на чисто теоретични изследвания. Те включват ускоряване на електрони в поле, възбудено от лазерен импулс във водородна плазма, както и генериране на хармоници с честоти, попадащи в рентгеновата област. Спецификата на тези задачи е необходимостта от поддържане на ефективно взаимодействие на радиацията с материята на дължини от няколко сантиметра или повече. Особен интерес към проблема с лазерното ускоряване на електрони е свързан с възможността за създаване на „настолни“ ускорители с енергия около 100 GeV, които от своя страна могат да формират основата за лазери без рентгенови лъчи. Отбелязаните високи плътности на излъчване се постигат в резултат на фокусиране, докато надлъжният мащаб на зоната на фокусиране се определя в идеалния случай чрез дифракция (виж Фиг. 8).

Числената му стойност се дава от дължината на Релей ZR: ZR = w02/.

ориз. 7. Използване на плазмен оптичен вълновод за преодоляване на ограничението на Релей за дължината на взаимодействие на електрони с лазерното поле.

Най-разработеният досега метод за преодоляване на това ограничение на дължината на взаимодействие е създаването на плазмен оптичен вълновод с помощта на капилярен разряд (виж Фиг. 5). Разряд с ток 300-500A в капиляр с вътрешен диаметър 200-500 микрона, пълен с водород под налягане от около 0,1 atm, позволява да се получи плазмена структура с радиално кух профил на електронна плътност.

За такива плазмени канали с дължина до 5 cm експериментално е демонстрирано пропускане на радиация с плътност 1017 W/cm2.

Институтът по спектроскопия се включи в създаването на плазмени оптични вълноводи през 2002 г. заедно с FOM Institute of Plasma Physics, Холандия. Първата идея, разработена в лабораторията по плазмена спектроскопия, беше използването на магнитно поле за значително подобряване на характеристиките на плазмените канали в капилярните разряди (V.V. Ivanov, K.N.

Кошелев, Е.С. Toma, F. Bijkerk, Влияние на аксиално магнитно поле върху профила на плътност на капилярни плазмени канали – J. Phys. D: Прил. Phys. 36, p.832-836, (2003)).

Въпреки това, методът за създаване на плазмен вълновод, описан в тази работа, има редица недостатъци, като например трудността при създаване на канали с дължина над 10 cm и проблема с контролирането на плътността по оста на разреждане поради десорбция от капилярна стена.

В Лабораторията за плазмена спектроскопия е разработена нова техника за преодоляване на тези V.V. Иванов, П.С. Анциферов и К.Н.

Институт по спектроскопия RAS (ISAN)
Международно име	Институт по спектроскопия RAS (ISAN)
Основан
Директор	Проф., доктор на физико-математическите науки В. Н. Задков
служители	230
Следдипломно обучение	Оптика, Теоретична физика, Физика на твърдото тяло, Лазерна физика
Местоположение	Русия Русия, Троицк, Москва 55°27′53″ н.ш. w. 37°17′51″ и. д d. зЖазО
Юридически адрес	142190, Троицк, Москва, ул. Физически, 5
уебсайт	isan.troitsk.ru

Институт по спектроскопия на Руската академия на науките(ИСАН) - РАН, който провежда изследвания в областта на спектроскопията.

Исторически фон

Институтът по спектроскопия на Руската академия на науките (ISAN) (до 1991 г. - Институт по спектроскопия на Академията на науките на СССР) е организиран през 1968 г. на базата на лабораторията на Комисията по спектроскопия на Академията на науките на СССР. Първоначалната задача на лабораторията е да подпомага научно-организационната дейност на Комисията по спектроскопия, да решава редица научно-технически проблеми, да обучава и обучава кадри и др. С времето дейността на лабораторията надхвърли първоначално планирания обхват. Извършва обширна изследователска работа, насочена към спектралното оборудване и въвеждането на атомна и молекулярна спектроскопия в националната икономика. Появиха се сериозни научни и практически резултати. Лабораторията на Комисията по спектроскопия се превърна в самостоятелна научна институция с висококвалифициран персонал. На 10 ноември 1967 г. Президиумът на Академията на науките на СССР прие решение за целесъобразността на реорганизирането на лабораторията на комисията в Института по спектроскопия на Академията на науките на СССР, водещата организация в областта на спектроскопията в СССР.

Държавният комитет по наука и технологии скоро се съгласи да създаде института и на 29 ноември 1968 г. беше издадена резолюция от Президиума на Академията на науките на СССР за реорганизацията на лабораторията в институт. По предложение на академик-секретар на Отделението по обща физика и астрономия (OOFA) на Академията на науките на СССР академик Л. А. Арцимович беше планирано изграждането на Института по спектроскопия в създадения по това време научен център в Красная Пахра, където вече съществува Институтът по физика на високото налягане (IPHP). Институтът беше натоварен със задачата да изучава спектроскопичните константи на атомите и молекулите, необходими за астрофизиката, физиката, лазерната технология, органичната химия и химическата физика.

Организатор, първи директор и идеолог на посоката на научните изследвания на института беше докторът на физико-математическите науки, професор Сергей Леонидович Манделщам, по-късно член-кореспондент на Академията на науките на СССР. Ядрото на института беше група от служители на комисията по спектроскопия: С. А. Ухолин, Н. Е. Жижин, В. Б. Белянин, Я. М. Кимелфелд, Е. Я. Кононов, М. П. Алиев, С. Н. Мурзин. В. Г. Колошников, Б. Д. Осипов, В. С. Летохов, Р. В. Амбарцумян, О. Н. Компанец, О. А. Туманов се преместиха от ФИАН в ИСАН, В. М. Агранович от Обнинск, от Московския държавен педагогически институт на името на. В. И. Ленина - Р. И. Персонов. От 1971 до 1977 г. С. Г. Раутиан работи в института. Участието на известни учени направи възможно бързото създаване на висококвалифициран научен екип. В същото време персоналът на института беше попълнен с млади, способни възпитаници на Московския физико-технологичен институт, които все още работят в института и заемат ключови позиции в световната класация на учените.

Според плана на С. Л. Манделщам броят на института не трябва да надвишава триста до четиристотин души. Малките лаборатории позволиха на мениджърите да се занимават предимно с научна, а не с административна работа и гъвкаво да променят изследователските теми.

В момента в института работят около 160 души, от които около половината са изследователи, включително 30 доктори и 45 кандидати на науките.

В ISAN има основни катедри „Нанооптика и спектроскопия“ (бивша „Квантова оптика“) на Московския физико-технологичен институт (Физико-енергийни проблеми) и от 2017 г. „Квантова оптика и нанофотоника“ на Националния институт по физика и технологии Изследователски университет Висше училище по икономика (Физически факултет).

Структура на института

дирекция

• Директор (от 2015 г.) - Проф., доктор на физико-математическите науки Виктор Николаевич Задков
• зам реж. за научна работа - Проф., доктор на физико-математическите науки Леонид Аркадиевич Сурин
• зам реж. във финансите - Андрей Юриевич Плодухин
• зам реж. по общи въпроси - "Алексей Сергеевич Станкевич".
• научен секретар - д-р Евгений Борисович Перминов"

Научни отдели

1. Теоретичен отдел (ръководител на отдела, доктор на физико-математическите науки A.M. Kamchatnov)

• сектор по нелинейна спектроскопия (ръководител на сектора - доктор на физико-математическите науки А.М. Камчатнов)
• сектор по спектроскопия на фазовите преходи (ръководител на сектора - доктор на физико-математическите науки А.Г. Малшуков);

2. Катедра по атомна спектроскопия (ръководител на катедрата, доктор на физико-математическите науки A.N. Ryabtsev)

• Лаборатория по атомна спектроскопия (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки А. Н. Рябцев)
• Сектор за спектроскопия на високотемпературна плазма (ръководител на сектора, д-р П.С. Анциферов)
• сектор за източници на плазмени лъчения (ръководител на сектор V.M. Krivtsun);

3. Катедра по лазерна спектроскопия (ръководител - доктор на физико-математическите науки Е.А. Рябов)

• лаборатория по спектроскопия на възбудени състояния на молекули (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки E.A. Ryabov)
• лаборатория по лазерна спектроскопия (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки V.I. Balykin)
• Лаборатория по спектроскопия на свръхбързи процеси (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки С. В. Чекалин);

4. Катедра по спектроскопия на кондензирана материя (ръководител на катедрата - професор на Руската академия на науките, доктор на физико-математическите науки А. В. Наумов)

• лаборатория по спектроскопия на кондензирана материя (ръководител на лабораторията - Ph.D. S.A. Klimin)
• лаборатория по спектроскопия на Фурие с висока разделителна способност (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки М.Н. Попова)
• Лаборатория по електронни спектри на молекули (ръководител на лабораторията - професор на Руската академия на науките, доктор на физико-математическите науки А. В. Наумов);

5. Катедра по молекулярна спектроскопия (ръководител - доктор на физико-математическите науки Л.А. Сурин)

• Лаборатория по аналитична спектроскопия (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки М.А. Болшов)
• лаборатория по оптика и спектроскопия на нанообекти (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки Yu.G. Weiner)
• сектор по спектроскопия на междумолекулни взаимодействия (ръководител на сектора - доктор на физико-математическите науки Л.А. Сурин);

6. Катедра по лазерно-спектрална апаратура (ръководител - доктор на физико-математическите науки O.N. Kompanets)

• сектор многоканални регистрационни системи (ръководител на сектора - Ph.D. E.G. Silkis);

7. Лаборатория по спектроскопия на наноструктури (ръководител - проф. Yu.E. Lozovik)

8. Лаборатория по експериментални методи на спектроскопия (ръководител на лабораторията - д-р E.B. Perminov)

Споделен център

Центърът за колективно ползване „Оптични и спектрални изследвания” е създаден на 1 март 2001 г. Структурно Центърът за съвместно ползване включва лаборатория за спектроскопия на свръхбързи процеси и лаборатория за спектроскопия на Фурие. Целта на Центъра за използване е да предостави възможност на научни екипи да провеждат обширни оптико-спектрални изследвания на високо научно ниво и на съвременна апаратура за решаване на научни проблеми, определени от приоритетните насоки за развитие на науката, технологиите и инженерството на Руската федерация и списъкът на критичните технологии на Руската федерация; повишаване ефективността на използване на наличното в Централния център за споделяне измервателно, аналитично, диагностично, метрологично и технологично оборудване; по-нататъшно развитие на инструменталната база, експерименталните установки и методите за оптико-спектрални изследвания и измервания.

От редактора

В средата на 90-те години се роди идеята да се даде специален статут на такива градове - „научни градове“. Идеята като цяло е здрава, точно в духа на най-новите тенденции - да се помогне на учените да се фокусират върху това, което умеят най-добре, да се създадат условия за най-ползотворна дейност не само в мащаба на един институт, но и на ниво компактен географска точка на картата. Уви, както често се случва, изпълнението ни разочарова, въпреки че беше постигнат известен напредък в правилната посока - общините на новоизсечените научни градове все пак получиха някои преференции.

Като цяло обаче механизмът за обединяване на усилията на градовете и институтите и други научни и технически институции, разположени на техните територии, не работи. И не толкова поради липсата на ясна цел, а... казано политически коректно - поради факта, че нивото на финансиране на тези проекти беше толкова малко в мащаба на Русия, че не беше възможно да се „ правете пари“ от тях, което означава, че нямаше интерес към лобирането на научните градове, бързо изчезна.

Но самите научни градове, по един или друг начин, със или без официален статут, останаха! Отново останахме сами с проблемите си. Въпреки факта, че хората, живеещи в тези градове, продължават да правят това, което обичат. Те продължават, въпреки „загрижеността“ на родната им държава, която с ръцете и умовете на своите представители не развива най-доброто, което все още е съхранено в руската наука, а отива, почти в съответствие с класиката, към „разрушете стария град и изградете нов на друго място.“

Самата научна общност има част от вина за това, че държавата подценява качеството и възможностите на собствената си наука. Въпреки всички трудности руската наука е доста конкурентоспособна не само на ниво отделни учени, но и в рамките на сериозни проекти и цели институти. И по отношение на възвръщаемостта на инвестираната рубла (както доказва TrV-Nauka) заема водеща позиция в света. Много често нашите учени просто нямат компетентен PR. Тези постижения, които съществуват, колкото и очевидни да изглеждат на самите учени, трябва да бъдат представени така, че да са ясни на всеки чиновник (за репортаж) и на обикновения обикновен човек (за основателна патриотична гордост).

Именно тази глобална задача се опитва да реши нашият вестник - да покаже, че науката в Русия може да бъде интересна, качествена и полезна за обществото, тоест да носи не само морални, но и доста материални дивиденти. Правилно представената информация ще помогне и на самите учени - например ще даде нов тласък на развитието на същите научни градове, ще запази същността им и ще даде нов тласък на развитието.

Един от най-големите научни градове е Троицк, който се оказа в особено деликатна ситуация след разрастването на Москва. Възможностите на капитала са добре известни, включително, уви, по отношение на неутрализиране на всяко „чуждо“ образувание. Превръщането на Троицк в друг жилищен район ще лиши и без това отслабената местна наука от забележима част от нейния потенциал. Ще се опитаме да покажем в нашите публикации, че има потенциал и ако се използва правилно, ще помогне не само на Троицк, но и на други руски научни градове. Първата от тази серия е представянето на Института по спектроскопия на Руската академия на науките (ISAN), разположен в Троицк.

Събеседник на нашия кореспондент Александра Гапотченко- Зам.-директор на ИСАН, доктор по физика и математика. науки Олег Компанец.

- Олег Николаевич, първо, малко история - кога и за какви цели е създаден ISAN?

През 60-те години извънатмосферните изследвания на Слънцето, първите космически изследвания и работата по контролиран термоядрен синтез изискват интерпретация на получените късовълнови плазмени спектри. Нивото на теоретичните изчисления по това време не го осигуряваше поради изключителната сложност на подобни спектри. За извършване на систематични спектрални изследвания преди 45 години с решение на правителството е създаден Институтът по спектроскопия на Академията на науките на СССР. Организатор, първи директор и идеолог на научните области на ISAN беше професор С. Л. Манделщам, по-късно член-кореспондент на Академията на науките на СССР. Ядрото на института се формира от група служители от лабораторията на Комисията по спектроскопия на Академията на науките на СССР, към която след това се присъединиха служители на Физическия институт Лебедев, ръководени от доктора на физико-математическите науки. наук В. С. Летохов, който става заместник-директор и ръководи изследванията в областта на лазерната спектроскопия. Персоналът на ISAN беше попълнен главно от млади възпитаници на MIPT, които вече са заели сериозни позиции в световната класация на учените. Въпреки че броят на служителите на института не е толкова голям (в момента - 205 души, от които приблизително половината са научни работници, от които 23 доктори и 42 кандидати на науките), институтът неизменно се включва, според чуждестранни източници, сред тридесет научни организации в Русия с най-висок индекс, цитиращ трудовете на техните учени. А според изследване, проведено от „Корпуса на експертите” през 2012 г., ISAN е сред първите три. От 1989 г. институтът се ръководи от член-кореспондент на Руската академия на науките Е. А. Виноградов.

ISAN провежда изследвания на атоми, йони с високи скорости на йонизация, плазма, молекули (както прости в газова фаза, така и сложни в различни матрици), течности, кристали и филми, многослойни тънкослойни структури, метаматериали, повърхности на твърди тела и биологични обекти. Обхватът на изследваните спектри на различни обекти се простира от рентгеновия до сантиметровия диапазон на дължината на вълната. За получаване на спектри Институтът е създал голям набор от спектрални инструменти и инсталации, много от които са уникални и нямат аналози в света.

- Кои са основните постижения за 45 години и с чии имена се свързват?

През годините получихме важни научни резултати от световна класа, които отвориха нови области на науката и технологиите и поставиха техните физически и технически основи. Имаме много прекрасни учени, но бих искал специално да подчертая С. Л. Манделщам, В. С. Летохов и Р. И. Персонов.

Систематичните изследвания на енергийната структура на атомите и йоните позволиха да се получат необходимите данни за астрофизика и спектрална диагностика на високотемпературна плазма, както и да се разработят принципи и методи за създаване на един от най-важните елементи на литографския процес за производство на наноелектронни чипове - мощни източници на екстремно ултравиолетово лъчение в областта от 6–17 nm.

Това е голяма заслуга на първите и настоящите ръководители на работата по атомна спектроскопия С. Л. Манделщам, Е. Я. Кононов, А. Н. Рябцев, К. Н. Кошелев.

Пионерските изследвания, проведени на широк фронт в областта на лазерната спектроскопия, доведоха до редица принципно нови резултати, които до голяма степен определиха съвременния облик на лазерната физика, спектроскопията и нелинейната оптика. Сред тях:

• разработване на лазерни методи за разделяне на изотопи и създаване на тази основа, съвместно с редица други организации (включително TRINITI), първата в света индустриална инсталация за лазерно разделяне на въглеродни изотопи;
• създаване на научни основи на физиката на ултрастудените атоми и оптиката на атомните лъчи и тяхното приложение в нанооптиката, нанофотониката, атомната нанолитография и други съвременни нанотехнологии;
• получаване на свръхтесни резонанси в атомно-молекулни спектри и създаване на лазерни стандарти за честота и дължина на вълната въз основа на тях;
• разработване на лазерни методи за откриване на единични атоми и йони и на тази основа създаване на инсталации за свръхчувствителен мониторинг на следи от елементи и микропримеси в природни обекти и вещества с висока чистота;
• иницииране на химични реакции чрез ултракъси импулси и лазерна фемтохимия, лазерен оптичен „наноскоп” за визуализация на нанообекти.

В тези изследвания, белязани от таланта на рано напусналия ни В. С. Летохов, се проявиха екипи, ръководени от негови ученици и колеги (В. И. Балыкин, Е. А. Рябов, С. В. Чекалин, Р. В. Амбарцумян, П. Г. Крюков, М. А. Болшов).

Основни научни резултати са получени в отдела по молекулярна спектроскопия под ръководството на Р. И. Персонов. Разработен е метод за селективно лазерно възбуждане на тесни линии в спектрите на примесни молекулярни системи при ниски температури и свързан метод за получаване („изгаряне“) на стабилни спектрални спадове след излагане на примесни молекули на интензивна лазерна светлина. Това направи възможно получаването на голямо разнообразие от информация за свойствата на примесните молекули и тяхната среда. В същия отдел се роди нов подход за изследване на микроскопичната природа на динамичните процеси в неподредени среди в твърдо състояние, благодарение на който за първи път беше получена уникална информация за динамиката на свойствата на стъклата и полимерите в широк диапазон на температурите и времената на наблюдение (Ю. Г. Вайнер).

Фундаментален принос в спектроскопията на твърдото тяло са пионерските изследвания на Е. А. Виноградов за инфрачервеното топлинно излъчване на кристали и филми. Той също така разработи принципите за конструиране на инфрачервени спектрометри с висока фотометрична точност и създаде серия от такива устройства за изследване на оптичните свойства на полупроводникови съединения. Лабораториите на катедрата по спектроскопия на твърдо тяло (G.N. Zhizhin, Kh.E. Sterin, B.N. Mavrin, N.N. Novikova) са изследвали в института най-голям брой спектри на различни материали от оптоелектрониката и нанофизиката, за да предложат начини, които водят до създаване или подобряване на технология за производство на нови материали с определени полезни свойства.

Нашите теоретици В. М. Агранович, Ю. Е. Лозовик, А. М. Камчатнов, А. Г. Малшуков, В. И. Юдсон, които предложиха много идеи и написаха огромен брой монографии, както и статии и рецензии в най-престижните научни списания.

Невъзможно е да не споменем отново голямата гама от различни научни инсталации и инструменти, създадени в продължение на 45 години - от уникални, като многоцелеви автоматизиран фемтосекунден лазерен диагностичен спектрометричен комплекс, до различни видове анализатори, намерили широко приложение в практика (анализатори на метали и сплави, емисионни анализатори на прахове, минералогични обекти, почви, биосензорни анализатори на биологични течности) и миниспектрометри. Ще отнеме много време да изброя всичките им създатели, има ги във всички лаборатории на института, само ще им кажа една добра дума.

Основните насоки на текущите изследвания, техните цели и перспективи, основни резултати, водещи изследователи?

В момента научната структура на института включва отдели по атомна спектроскопия, молекулярна спектроскопия, спектроскопия на твърдо състояние, лазерна спектроскопия, лазерно спектрално оборудване, теоретичен отдел, лаборатории за спектроскопия на наноструктури и експериментални методи на спектроскопия.

Спектроскопията е динамично развиваща се наука. На всеки няколко години в него възникват нови направления и всички те са представени в ISAN. Всяка година учените от Института публикуват 120-140 научни статии във водещи рецензирани списания, книги и монографии и правят повече от 50 доклада на международни научни конференции. Постиженията на института редовно се включват сред основните научни постижения на Руската академия на науките; докладите на учени от ISAN се изслушват на научните сесии на Отделението по физически науки и на заседанията на Президиума на Руската академия на науките.

Невъзможно е да говоря за цялата текуща работа; ще се съсредоточа само върху няколко от най-важните проекти.

Проблемът за създаване на елементната база на нано- и оптоелектрониката се решава и по друг начин - чрез метода на атомната камера обскура (доктор на физико-математическите науки В. И. Балыкин), който позволява с помощта на атомен лъч директно да се получи повече от милиони идентични (>10 6) обекти едновременно на атомни, молекулярни структури и хетероструктури с произволна форма с размер до 30 nm или по-малко. Работата се извършва съвместно с Опитния завод за научно оборудване на Руската академия на науките (Черноголовка). Вече е създаден прототип на инсталацията „Атомен нанолитограф“, която се намира в чиста стая клас ISO5 в Центъра „Наноптика и нанофотоника“ на ISAN. С нейна помощ са получени образци на наноструктури от благородни метали с различна форма повърхността на диелектрик: нановълноводи, пръстен нанорезонатор, оптична наноантена.

Важна област на работа остава спектралната диагностика на нови материали и наноструктури (Е. А. Виноградов). Оптичната спектроскопия на Фурие и вибрационната спектроскопия позволяват да се изследват оксиди на редкоземни елементи в пори с диаметър 40–150 nm, наночастици от редкоземни елементи и съединения в кристали и стъкла, наночастици и техните комплекси с редкоземни елементи в полимерни матрици; слоести филмови структури, оптични свойства на квазикристали, свръхтвърди и свръхздрави покрития, нанотръби, нанокомпозити и други перспективни за използване материали. Работата се извършва на широк фронт в тясно сътрудничество с много руски и чуждестранни партньори.

Диагностиката на локалните параметри на твърдотелни органични структури е тясно свързана с това направление (доктор на физико-математическите науки А. В. Наумов). Методът се основава на използването на единични хромофорни молекули, чиито оптични спектри са изключително чувствителни към параметрите на най-близката микросреда и съдържат разнообразна информация за параметрите на тази среда, като спектрална наносонда, въведена в твърдо състояние среден. Новият метод има редица уникални предимства: липса на осредняване по обема на пробата, нисък ефект на изкривяване, високо съдържание на информация, диагностика на нанообекти от почти всякакво естество.

Сред спектрометричните проблеми, които сега трябва да бъдат решени, е уместно да се спомене абсорбционната спектрометрия на пламъците (доктор на физико-математическите науки М. А. Болшов) за търсене на оптимални условия за горивни процеси в свръхзвукови потоци от горими смеси от самолети и ракети (в сътрудничество с JIHT RAS и TsAGI на името на Н. Е. Жуковски); разработване на оборудване за емисионен спектрален анализ на специални сплави (кандидат на техническите науки Е. Г. Силкис) за създаване на по-прости, евтини и мобилни инструменти за анализ на нови материали, композити и сплави със специално предназначение по време на тяхното производство (съвместно с MORS LLC), както и, съвместно с IMB RAS разработването на преносими биосензорни аналитични тестови системи (доктор на физико-математическите науки О. Н. Компанец) за експресно наблюдение на съдържанието на биологично активни и токсични съединения в течности, както и наночастици - при тяхното производство и приложения, предимно в медицината и фармакологията.

Електронната микроскопия на обещаващи материали и структури и техните трансформации се превръща във важна област на съвременните изследвания (доктор на физико-математическите науки Е. А. Рябов). В рамките на този проект, разработването на нов метод за изследване на свръхбърза (10 -10 -10 -13 s) структурна динамика на кондензирана материя на базата на четириизмерна (разрешена във времето) електронна микроскопия и създаването на уникален експериментален комплексът се разработва (съвместно с Ломоносов MITHT и IPLIT RAS) за изследване на динамични процеси в нови обещаващи материали, включително по време на техните структурни и физически трансформации и по време на взаимодействие с радиация.

Тясно свързан с тази работа е друг проект (доктор по физика и математика S.V. Chekalin), насочен към прилагане на възможността за пространствено контролирана модификация на повърхностните свойства на материала и получаване на химически модифициран нанорелиф с помощта на лазерно лъчение с фемтосекундна продължителност и тясно насочени, компресирани във времето нанолъчи от електрони.

Вероятно ще спомена още няколко работи, които са обещаващи от гледна точка на възможни приложения - създаването на нови, евтини методи за лазерно разделяне на изотопи, включително широко популярните изотопи на въглерода и силиция (доктор по физика и Математика Е. А. Рябов) и разработване на нанолокализирани източници на радиация за проблеми на нанофотониката и оптоелектрониката (доктор на физико-математическите науки В. И. Балыкин).

- ISAN има много проекти, свързани с нови технологии. Получават ли служителите стипендии, средства по договори и т.н., какъв е делът на спечелените по този начин пари в бюджета на института в сравнение с финансирането от Академията? Ако искаме да сме конкурентоспособни в световната наука, то и заплатите на учените трябва да бъдат конкурентни, това е едно от основните условия за привличане на млади хора в науката. Може ли да се дадат данни колко печели един млад специалист, колко един старши научен сътрудник? - Кандидат на науките?

разбира се В допълнение към държавните задачи и работата по програмите на RAS, много лаборатории извършват допълнителна приложна работа по държавни договори с Министерството на образованието и науката и по споразумения, те имат стипендии на RFBR и президентски стипендии за млади учени. Делът на тази работа миналата година възлиза на приблизително една трета от общото финансиране. Средната заплата според ISAN през 2012 г. е около 49 хиляди рубли. Доходът на всеки специалист, разбира се, зависи от размера на допълнителното финансиране и, ако има такова, варира (приблизително) между 20-30 хиляди рубли. за млад изследовател без диплома и 30–50 хиляди рубли. за ст.н.с. Разбира се, трудно е да спестим пари за апартамент (за наш срам можем да разчитаме само на помощта на родителите си), въпреки че за младите хора в Руската академия на науките има (поне имаше) специална програма за закупуване апартаменти и това изигра много важна роля за нашите момчета.

Стилът на тази статия е неенциклопедичен или нарушава нормите на руския език. Статията трябва да бъде коригирана в съответствие със стилистичните правила на Уикипедия.

Тази статия или раздел трябва да бъде преработена, моля, подобрете статията в съответствие с правилата за писане на статии.

Институт по спектроскопия RAS (ISAN)
Международно име	Институт по спектроскопия RAS (ISAN)
Основан
Директор	Проф., доктор на физико-математическите науки В. Н. Задков
служители	230
Следдипломно обучение	Оптика, Теоретична физика, Физика на твърдото тяло, Лазерна физика
Местоположение	Русия, Троицк, Москва 55°27′53″ н.ш. w. 37°17′51″ и. д d. зЖазОЛ
Юридически адрес	142190, Троицк, Москва, ул. Физически, 5
уебсайт	isan.troitsk.ru

Институт по спектроскопия на Руската академия на науките(ИСАН) - РАН, който провежда изследвания в областта на спектроскопията.

Исторически фон

Институтът по спектроскопия на Руската академия на науките (ISAN) (до 1991 г. - Институт по спектроскопия на Академията на науките на СССР) е организиран през 1968 г. на базата на лабораторията на Комисията по спектроскопия на Академията на науките на СССР. Първоначалната задача на лабораторията е да подпомага научно-организационната дейност на Комисията по спектроскопия, да решава редица научно-технически проблеми, да обучава и обучава кадри и др. С времето дейността на лабораторията надхвърли първоначално планирания обхват. Извършва обширна изследователска работа, насочена към спектралното оборудване и въвеждането на атомна и молекулярна спектроскопия в националната икономика. Появиха се сериозни научни и практически резултати. Лабораторията на Комисията по спектроскопия се превърна в самостоятелна научна институция с висококвалифициран персонал. На 10 ноември 1967 г. Президиумът на Академията на науките на СССР прие решение за целесъобразността на реорганизирането на лабораторията на комисията в Института по спектроскопия на Академията на науките на СССР, водещата организация в областта на спектроскопията в СССР.

Държавният комитет по наука и технологии скоро се съгласи да създаде института и на 29 ноември 1968 г. беше издадена резолюция от Президиума на Академията на науките на СССР за реорганизацията на лабораторията в институт. По предложение на академик-секретар на Отделението по обща физика и астрономия (OOFA) на Академията на науките на СССР академик Л. А. Арцимович беше планирано изграждането на Института по спектроскопия в създадения по това време научен център в Красная Пахра, където вече съществува Институтът по физика на високото налягане (IPHP). Институтът беше натоварен със задачата да изучава спектроскопичните константи на атомите и молекулите, необходими за астрофизиката, физиката, лазерната технология, органичната химия и химическата физика.

Организатор, първи директор и идеолог на посоката на научните изследвания на института беше докторът на физико-математическите науки, професор Сергей Леонидович Манделщам, по-късно член-кореспондент на Академията на науките на СССР. Ядрото на института беше група от служители на комисията по спектроскопия: С. А. Ухолин, Н. Е. Жижин, В. Б. Белянин, Я. М. Кимелфелд, Е. Я. Кононов, М. П. Алиев, С. Н. Мурзин. В. Г. Колошников, Б. Д. Осипов, В. С. Летохов, Р. В. Амбарцумян, О. Н. Компанец, О. А. Туманов се преместиха от ФИАН в ИСАН, В. М. Агранович от Обнинск, от Московския държавен педагогически институт на името на. В. И. Ленина - Р. И. Персонов. От 1971 до 1977 г. С. Г. Раутиан работи в института. Участието на известни учени направи възможно бързото създаване на висококвалифициран научен екип. В същото време персоналът на института беше попълнен с млади, способни възпитаници на Московския физико-технологичен институт, които все още работят в института и заемат ключови позиции в световната класация на учените.

Според плана на С. Л. Манделщам броят на института не трябва да надвишава триста до четиристотин души. Малките лаборатории позволиха на мениджърите да се занимават предимно с научна, а не с административна работа и гъвкаво да променят изследователските теми.

В момента в института работят около 160 души, от които около половината са изследователи, включително 30 доктори и 45 кандидати на науките.

В ISAN има основни катедри „Нанооптика и спектроскопия“ (бивша „Квантова оптика“) на Московския физико-технологичен институт (Физико-енергийни проблеми) и от 2017 г. „Квантова оптика и нанофотоника“ на Националния институт по физика и технологии Изследователски университет Висше училище по икономика (Физически факултет).

Структура на института

дирекция

• Директор (от 2015 г.) - Проф., доктор на физико-математическите науки Виктор Николаевич Задков
• зам реж. за научна работа - Проф., доктор на физико-математическите науки Леонид Аркадиевич Сурин
• зам реж. във финансите - Андрей Юриевич Плодухин
• зам реж. по общи въпроси - "Алексей Сергеевич Станкевич".
• научен секретар - д-р Евгений Борисович Перминов"

Научни отдели

1. Теоретичен отдел (ръководител на отдела, доктор на физико-математическите науки A.M. Kamchatnov)

• сектор по нелинейна спектроскопия (ръководител на сектора - доктор на физико-математическите науки А.М. Камчатнов)
• сектор по спектроскопия на фазовите преходи (ръководител на сектора - доктор на физико-математическите науки А.Г. Малшуков);

2. Катедра по атомна спектроскопия (ръководител на катедрата, доктор на физико-математическите науки A.N. Ryabtsev)

• Лаборатория по атомна спектроскопия (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки А. Н. Рябцев)
• Сектор за спектроскопия на високотемпературна плазма (ръководител на сектора, д-р П.С. Анциферов)
• сектор за източници на плазмени лъчения (ръководител на сектор V.M. Krivtsun);

3. Катедра по лазерна спектроскопия (ръководител - доктор на физико-математическите науки Е.А. Рябов)

• лаборатория по спектроскопия на възбудени състояния на молекули (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки E.A. Ryabov)
• лаборатория по лазерна спектроскопия (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки V.I. Balykin)
• Лаборатория по спектроскопия на свръхбързи процеси (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки С. В. Чекалин);

4. Катедра по спектроскопия на кондензирана материя (ръководител на катедрата - професор на Руската академия на науките, доктор на физико-математическите науки А. В. Наумов)

• лаборатория по спектроскопия на кондензирана материя (ръководител на лабораторията - Ph.D. S.A. Klimin)
• лаборатория по спектроскопия на Фурие с висока разделителна способност (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки М.Н. Попова)
• Лаборатория по електронни спектри на молекули (ръководител на лабораторията - професор на Руската академия на науките, доктор на физико-математическите науки А. В. Наумов);

5. Катедра по молекулярна спектроскопия (ръководител - доктор на физико-математическите науки Л.А. Сурин)

• Лаборатория по аналитична спектроскопия (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки М.А. Болшов)
• лаборатория по оптика и спектроскопия на нанообекти (ръководител на лабораторията - доктор на физико-математическите науки Yu.G. Weiner)
• сектор по спектроскопия на междумолекулни взаимодействия (ръководител на сектора - доктор на физико-математическите науки Л.А. Сурин);

6. Катедра по лазерно-спектрална апаратура (ръководител - доктор на физико-математическите науки O.N. Kompanets)

• сектор многоканални регистрационни системи (ръководител на сектора - Ph.D. E.G. Silkis);

7. Лаборатория по спектроскопия на наноструктури (ръководител - проф. Yu.E. Lozovik)

8. Лаборатория по експериментални методи на спектроскопия (ръководител на лабораторията - д-р E.B. Perminov)

Споделен център

Центърът за колективно ползване „Оптични и спектрални изследвания” е създаден на 1 март 2001 г. Структурно Центърът за съвместно ползване включва лаборатория за спектроскопия на свръхбързи процеси и лаборатория за спектроскопия на Фурие. Целта на Центъра за използване е да предостави възможност на научни екипи да провеждат обширни оптико-спектрални изследвания на високо научно ниво и на съвременна апаратура за решаване на научни проблеми, определени от приоритетните насоки за развитие на науката, технологиите и инженерството на Руската федерация и списъкът на критичните технологии на Руската федерация; повишаване ефективността на използване на наличното в Централния център за споделяне измервателно, аналитично, диагностично, метрологично и технологично оборудване; по-нататъшно развитие на инструменталната база, експерименталните установки и методите за оптико-спектрални изследвания и измервания.

Научна и образователна дейност

Конференции, училища

Международно сътрудничество

• Съосновател на Международния виртуален институт за нанофилми (