О центре

Институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси основан в ноябре 1963 года. В 1975 году создано Отделение института в г. Витебске, которое в 1993 году было преобразовано в Институт технической акустики НАН Беларуси. В 2005 г. Институт переименован в государственное научное учреждение «Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси». В 2007 г. Институт преобразован в Государственное научно-производственное объединение «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению»

Государственное научно-производственное объединение «Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по материаловедению» (далее – Центр) создано в соответствии с Указом Президента Республики Беларусь от 01.11.2007 г. № 554 путем преобразования государственного научного учреждения «Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси», созданного постановлением Совета Министров Белорусской ССР от 05.11.1963 г. № 523 как «Институт физики твердого тела и полупроводников Академии наук БССР», переименованного постановлением Президиума Национальной академии наук Беларуси от 15 июня 2000 г. № 97 в государственное научное учреждение «Институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси», впоследствии переименованного Бюро Президиума Национальной академии наук Беларуси от 29.07.2005 № 405 в государственное научное учреждение «Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси», прошедшего государственную регистрацию и зарегистрированного в Едином государственном регистре юридических лиц и индивидуальных предпринимателей под № 100029036 решением Минского городского исполнительского комитета.

В состав Центра включены следующие юридические лица:

  • государственное научное учреждение «Институт механики металлополимерных систем имени В.А. Белого Национальной академии наук Беларуси»,
  • государственное научное учреждение «Институт прикладной физики Национальной академии наук Беларуси»,
  • государственное научное учреждение «Институт технической акустики Национальной академии наук Беларуси»,
  • государственное научное учреждение «Институт технологии металлов Национальной академии наук Беларуси»,
  • государственное научное учреждение «Институт химии новых материалов Национальной академии наук Беларуси»,
  • государственное научное учреждение «Физико-технический институт Национальной академии наук Беларуси»,
  • республиканское научно-производственное унитарное предприятие «Диатех»,
  • республиканское производственное унитарное предприятие «Техномаг»,
  • республиканское производственное унитарное предприятие «Феррит»,
  • республиканское производственное унитарное предприятие «Элкерм»,
  • республиканское унитарное предприятие «Специальное конструкторско-технологическое бюро «Металлополимер».
  • Центр является правопреемником всех имущественных и неимущественных прав и обязанностей государственного научного учреждения «Объединенный институт физики твердого тела и полупроводников Национальной академии наук Беларуси».

Основное направление научных исследований Центра — физика конденсированного состояния; создание новых магнитных, сегнетоэлектрических, полупроводниковых, металлических, сверхпроводящих, сверхтвердых и оптических материалов в виде кристаллов, керамики, неупорядоченных систем, наноматериалов и наноструктур – соответствует приоритетным направлениям фундаментальных и прикладных научных исследований и приоритетным направлениям научно-технической деятельности, а также приоритетам социально-экономического развития Республики Беларусь на 2005-2010 гг.

Цели и задачи Центра реализуются в ходе осуществления полного инновационного цикла, начиная от фундаментальных и прикладных научных исследований и заканчивая внедрением научной и научно-технической продукции в производство. В 2005– 2010 гг. Центр выполнял 300 заданий и проектов, из них: 134 задания в области фундаментальных и прикладных научных исследований, в т.ч. 60 заданий государственных программ научных исследований: ГКПНИ «Кристаллические и молекулярные структуры», «Наноматериалы и нанонотехнологии», «Электроника», «Фотоника», «Энергобезопасность»; ГППНИ «Материалы в технике», «Водород»; ГПОФИ «Высокоэнергетические, ядерные и радиационные технологии»; 74 проекта Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований; 2 проекта в рамках договора о научно-техническом сотрудничестве с Объединенным институтом ядерных исследований (г.Дубна, Россия); 21 задание в области научно-технических разработок, в т.ч. 12 заданий государственных научно-технических программ (ГНТП): «Новые материалы и технологии», «Микроэлектроника», «Эталоны и научные приборы», «Оптические технологии», «Информационные технологии», «Радиотехника», «Микроэлектронные технологии, компоненты, оборудование», «Белмедтехника»; 3 проекта в рамках Государственной программы инновационного развития Республики Беларусь на 2007–2010 годы; 2 задания научно-технической программы Союзного государства Беларуси и России «Космос-НТ»; 4 проекта по грантам МНТЦ, 6 проектов ИНТАС.

Центр является головной организацией-исполнителем работ по ГКПНИ «Кристаллические и молекулярные структуры» и ГКПНИ «Наноматериалы и нанотехнологии», координирует исследования в рамках государственной комплексной целевой научно-технической программы «Материалы» (в состав которой входят: ГКПНИ «Кристаллические и молекулярные структуры», «Нанотех»; ГППИ «Материалы в технике»; ГПОФИ «Высокоэнергетические, ядерные и радиационные технологии», «Строительство и архитектура»; ГНТП «Новые материалы и технологии», «Защита документов», «Строительные материалы и технологии»).

Основной целью Центра является организация и проведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ в области физического и физико-химического материаловедения, разработка и освоение производства новых видов конкурентоспособной продукции. В соответствии с этой целью задачами Центра являются: проведение фундаментальных и прикладных научных исследований в соответствии с принятыми приоритетными направлениями научно-технического прогресса Республики Беларусь в следующих областях:

  • физики конденсированного состояния;
  • создания новых магнитных, сегнетоэлектрических, полупроводниковых, металлических, сверхпроводящих, сверхтвердых и оптических материалов в виде кристаллов, керамики, неупорядоченных систем, наноматериалов и наноструктур;
  • физики воздействия концентрированных потоков энергии на конденсированные среды;
  • разработки методов и технологий получения материалов функционального и специального назначения;
  • металлополимерных композитов;
  • нефтехимии, лесохимии и тонкопленочных органических и неорганических материалов;
  • физики неразрушающего контроля;
  • разработки методов и средств неразрушающего контроля и технической диагностики материалов, изделий и технологических процессов;
  • создания научных основ информационных технологий неразрушающего контроля и технической диагностики;
  • композиционные материалы и изделия из них;
  • использование импульсных технологий для создания и производства материалов и изделий;
  • вакуумная техника и технология;
  • материалы и оборудование для нанесения защитных и функциональных покрытий;
  • конструкционная керамика;
  • медицинские материалы, инструменты и оборудование;
  • специальные технологии;
  • обеспечение конкурентоспособности создаваемой научно-технической продукции и организация ее промышленного освоения, в том числе на внешнем рынке;
  • разработка и реализация механизмов, обеспечивающих экономические, информационные и другие связи между исследованиями, разработками, производством и реализацией новой продукции;
  • выявление принципиально новых путей научно-технического прогресса, осуществление прикладных научных исследований по приоритетным направлениям научно-технической деятельности;
  • разработка рекомендаций по использованию результатов научных исследований Центра на практике, их сопровождение при освоении в производстве;
  • проведение по поручению руководства Академии наук, других органов государственного управления научных экспертиз важнейших научных, научно-технических и народнохозяйственных программ, инновационных проектов по профилю Центра;
  • изучение и обобщение достижений мировой науки по профилю Центра и содействие их практическому использованию;
  • подготовка научных кадров высшей квалификации через аспирантуру, докторантуру и соискательство;
  • повышение квалификации научных работников и специалистов, в том числе в зарубежных научных центрах;
  • развитие собственного научно-технического потенциала, создание и распространение новых методов и средств исследования закономерностей, явлений и процессов;

На Центр возлагаются обязанности по:

  • осуществлению общего руководства, управления, координации деятельности и представления интересов организаций Центра;
  • укреплению и развитию научно-технического и производственного потенциалов; рациональному использованию в установленном порядке интеллектуальных, финансовых и других ресурсов.

Создание и становление Института связано с именем крупного ученого-физика, заслуженного деятеля науки и техники РБ, академика Н.Н. Сироты. Благодаря своей широкой эрудиции и научному предвидению Н.Н. Сирота в короткие сроки сформировал направления научной деятельности Института, которые во многом остаются актуальными и в настоящее время, им создана известная в мире белорусская научная школа по физике твердого тела и современному физическому материаловедению.

Сегодня высококвалифицированный коллектив ОИФТТП НАН Беларуси насчитывает 220 научных сотрудника, в их числе один академик и два член-корреспондента, 13 докторов и 83 кандидата наук. В Институте работали академик Б.Б. Бойко (директор Института в 1975 – 1993 гг.), члены-корреспондент Е.М. Лобанов, академик В.В. Клубович (руководитель Витебского отделения), работают академик Н.М. Олехнович (директор Института с 1993 по 2004 г.г.), член-корреспонденты Ф.П. Коршунов, И.О. Троянчук. В Институте функционирует аспирантура, в которой обучаются 9 человека, работает Совет по защите докторских и кандидатских диссертаций.

Институт проводит фундаментальные исследования в различных областях физики твердого тела: теории твердого тела, физики магнетизма и сегнетоэлектричества, физики полупроводников, высокотемпературных сверхпроводников и сверхчистых металлов в особых условиях, сверхтвердых материалов, роста кристаллов, радиационных воздействий на твердые тела, взаимодействия оптического излучения с конденсированными средами, занимается прикладными исследованиями в рамках указанного выше научного направления.

Сотрудниками Центра получены значимые научные результаты в области теории твердого тела, физики магнитных явлений, образования и структуры кристаллов, физики полупроводников и сегнетоэлектриков, радиационной физики твердого тела, физики сверхпроводящих материалов, физики высоких давлений и сверхтвердых материалов, наноматериалов и нанотехнологий, ориентированные на потребности радиоэлектронной промышленности, машино- и приборостроения. В их числе:

  • экспериментально подтверждена гипотеза о наличии спонтанного электрического момента в моно- и поликристаллах ванадатов кобальта и никеля;
  • впервые проведен полный квантовохимический расчет коэффициента диффузии междоузельных молекул водорода в кристаллах кремния и германия, результаты которого находятся в точном соответствии с экспериментальными данными;
  • впервые обнаружена интенсивная инфракрасная люминесценция в полупроводнике CuAlTe2, перспективном для создания светоизлучающих приборов;
  • разработана технология получения стабилизированных растворов коллоидного серебра для модификации полиэфирных волокон, придающей им бактерицидные свойства; созданные на этой основе материалы могут быть использованы для производства гигиенической одежды, изделий бытового и медицинского назначения;
  • показано, что насыщение пористого кремния после очистки пор вакуумно-термической обработкой серой приводит к увеличению интенсивности фотолюминесценции в 2 раза и уменьшению частот излучения; данный эффект используется при разработке кремниевых светоизлучающих устройств;
  • разработан простой универсальный метод низкотемпературного осаждения пленочных слоев сульфида индия с контролируемым положением краевого поглощения. Данные пленки относятся к широкозонным полупроводниковым материалам и являются наиболее перспективными для формирования буферных слоев в компонентах оптоэлектронных устройств нового поколения;
  • разработана технология глубокой химической трансформации поверхности фторопласта, придающей материалу свойство адгезии к металлам и клеям; это позволяет создавать композиционные структуры металл-полимер. Технология опробована для изготовления подшипников скольжения, а также для изготовления погруженных нагревательных элементов. Металлизация по рисунку позволяет применить данную технологию для производства СВЧ-антенн и печатных плат с высокой добротностью;
  • разработана методика получения пленочных структур мультиферроиков, которые могут быть использованы при создании СВЧ-резонаторов магнитоэлектрического типа;
  • разработана технология получения твердых растворов CdZnTe, установлена зависимость типа проводимости опытных образцов от условий роста;
  • впервые выращены монокристаллы CuAl0.99Fe0.01S2 и CuAl0.01Fe0.99S2, представляющие собой пластинки со средними размерами 10х4х1 мм3, которые могут применяться для создания поляризационно-чувствительных датчиков магнитного поля, температуры, акустических волн;
  • разработана лабораторная технология получения солнечных элементов на основе халькопиритных материалов Cu(In,Ga)Se2 с кпд 9,8 % на ситалловой подложке, и на гибкой подложке из нержавеющей стали – 5,6 % .

Результаты научных исследований за 2005– 2010 гг. опубликованы в 1589 научных работах, в т.ч. 514 за рубежом, издано 13 монографий и 9 сборников научных трудов.

Результаты фундаментальных и прикладных научных исследований послужили основой для научно-технических разработок, большинство из которых уже используется в народном хозяйстве республики.

В 2005 – 2010 гг. создано объектов новой техники 116 шт., в т.ч.: оборудования, приборов – 17, новых материалов и инструментов – 36, технологических процессов – 36, закономерностей и методик – 59.

В числе важнейших научно-технических разработок можно отметить следующие.

В области физики магнетизма разработана технология получения сильных постоянных магнитов, с использованием которых созданы высокопроизводительные и малоэнергозатратные магнитные сепараторы, предназначенные для очистки и обогащения как рудных, так и нерудных материалов на горно-обогатительных комбинатах, стекольно-керамических производствах, предприятиях переработки вторичного сырья и в пищевой промышленности. Сепараторы на постоянных магнитах дают экономию электроэнергии до 80% по сравнению с электромагнитными сепараторами, например, выпускаемыми в России (Воронеж). Имеется возможность обеспечения полного импортозамещения по данному виду продукции и поставки ее на экспорт.

Разработана принципиально новая технология получения многослойных электромагнитных экранов на основе электролитически осажденных магнитомягких и медных слоев. Совместно с Институтом космических исследований РАН (Москва) в Центре проводятся работы по созданию многослойных пленочных экранов для космических аппаратов нового поколения – микроспутников. Данная разработка позволит обеспечить электромагнитную совместимость блоков и надежную защиту элементов бортовой аппаратуры от воздействия внешних магнитных и электромагнитных полей. Предварительные испытания показали, что эффективность экранирования многослойных пленочных экранов в 5–7 раз выше, чем у экранов, изготовленных по традиционной технологии. Работы выполняются в рамках научно-технической программы Союзного государства «Космос-НТ».

По результатам исследования влияния радиации на изменение физических свойств полупроводниковых материалов микроэлектроники, таких как кремний и арсенид галлия, и процессов радиационного дефектообразования в них разработаны эффективные радиационные технологии управления параметрами полупроводниковых приборов. Применение таких технологий позволило увеличить более чем в 2 раза быстродействие полупроводниковых приборов и исключить использование при производстве золота и платины. Внедренные на предприятиях Беларуси (НПО «Интеграл», г. Минск, ОАО «Электромодуль», г. Молодечно), радиационные технологии позволили повысить процент выхода годных изделий, улучшить качество и повысить их конкурентоспособность. Технологии защищены отечественными патентами.

Завершены работы по созданию малогабаритного сварочного аппарата с высокочастотным трансформатором на полученном ранее магнитомягком композиционном материале и выпущена опытная партия таких аппаратов, которые внедряются в производство на «Давид-городокском электромеханическом заводе».

Достижения в области полупроводниковой электроники позволили разработать компактный помехоустойчивый микропроцессорный измеритель температуры диапазона 50–1600 ˚С и класса точности 0,1, не имеющий аналогов в Беларуси и странах СНГ. Прибор успешно прошел государственные приемочные испытания на заводе «Транзистор».

Свои лучшие научно-технические разработки в 2005 – 2010 гг. Центр экспонировал на 46 выставках, более половины из которых – международные. Высокий уровень научно-технических разработок отмечен 3 золотыми, 3 серебряными и 3 бронзовыми медалями, 53 дипломами.

Центр обеспечивает полноценную охрану интеллектуальной собственности, создаваемой в рамках выполняемых исследований и разработок. В 2005– 2010 гг. подано 204 заявки на изобретения и полезные модели, получено 230 патентов.

Инновационная деятельность, последовательно проводимая Центром, дает ощутимый вклад в социально-экономическое развитие различных отраслей народного хозяйства. В 2005 – 2010 гг. выполнялось 432 хозяйственных договора с отечественными и зарубежными предприятиями и организациями. Объем выполненных хозяйственных договоров в 2008 г. составил 3082,5 млн.руб., что более чем в 8 раз превышает показатель 2004 г. При этом произведено продукции на экспорт в 2008 г. на 890,0 млн. руб., что почти десятикратно превышает соответствующий объем 2004 г.

В настоящее время Центр, благодаря наличию современного оборудования по производству ожиженного гелия и высококвалифицированного инженерно-технического персонала, на 100% удовлетворяет потребности научных организаций, медицинских учреждений и предприятий республики в криогенных жидкостях; объем поставок составляет более 400 млн. руб. ежегодно.

Среди потребителей уникального обрабатывающего инструмента, созданного на основе разработанных высококачественных сверхтвердых материалов (искусственного алмаза и кубического нитрида бора) и экологически чистых технологий, Минский тракторный завод, Минский моторный завод, МЗАЛ им. П.М. Машерова, МПОВТ, Гомельский завод станочных узлов. Центр в состоянии обеспечить к 2012 г. практически всю потребность машиностроительных предприятий республики в сменных сверхтвердых неперетачиваемых пластинах, напайных резцах и резцовых вставках из сверхтвердых материалов и поставлять их на экспорт.

Разработанные новые радиационно-технологические методы управления характеристиками биполярных транзисторов с изолированным затвором (БТИЗ) внедрены на УП «Завод Транзистор» НПО «Интеграл». В результате применения радиационной технологии быстродействие БТИЗ увеличилось в 5 раз, повысился выход годных приборов, снизилась себестоимость изделий.

Разработанная оригинальная технология получения синтетических драгоценных камней – кристаллов изумруда – позволила наладить производство этой продукции в виде ювелирных украшений. В 2008 г. заключен договор с латвийской фирмой «Композит Плюс» на поставку партии изделий на сумму 70 млн. руб..

Ежегодно на экспорт в Россию (Москва, С.-Петербург) отправляется новых сегнетокерамических и СВЧ диэлектрических керамических материалов, структур и устройств на их основе на сумму более 600 млн. руб.

Малые предприятия Центра («Феррит», «Элкерм» и «Холтрон») за период 2005-2010 г.г. произвели и реализовали научно-технической продукции на сумму более 25 млрд. руб. (в среднем ежегодный объем выпускаемой малыми предприятиями продукции существенно превышает объем финансирования Центра из бюджетных источников). Это новые ферритовые и керамические материалы, сильные постоянные магниты, высокопроизводительные и малоэнергозатратные магнитные сепараторы сыпучих веществ. Среди потребителей – многочисленные отечественные предприятия, а также предприятия стран ближнего и дальнего зарубежья.

В ходе выполнения Государственной программы инновационного развития Республики Беларусь на 2007 – 2010 гг. разработана серия новых магнитных материалов различного назначения для использования в электротехнике, электронике, горнорудной промышленности, в устройствах сепарации и обогащения сыпучих веществ, что позволило существенно повысить эксплуатационные характеристики изделий и снизить себестоимость производимой продукции. Создан участок по изготовлению изделий из магнитомягких и магнитожестких ферритов и постоянных магнитов на основе системы Nd-Fe-В; организовано производство изделий и осуществляется их поставка потребителям Республики Беларусь и на экспорт. Разработана серия новых керамических материалов различного назначения для использования в СВЧ-технике. Создан участок по изготовлению изделий из СВЧ-керамики (фильтры, антенны); организовано производство и осуществляется поставка изделий в Россию, а также в Китай по контракту на сумму 1,3 млн. долларов.

Постоянно проводится обновление материально-технической базы Центра. На эти цели в аттестационный период из республиканского бюджета и собственных средств было израсходовано более 6,5 млрд. рублей.

Для нужд центра криогенных исследований приобретен и введен в эксплуатацию гелиевый ожижитель фирмы «Linde Cryogenik», что позволило полностью обеспечить потребности научных, производственных и медицинских учреждений (томографы) Беларуси в жидком гелии и отказаться от импорта жидкого гелия из России. Запущена в действие универсальная измерительная магнитная криогенная система (Cryogenic Ltd, Англия), которая не имеет аналогов в Беларуси и позволяет исследовать электрофизические свойства различного класса материалов: диэлектриков, проводников, полупроводников, ферритов и др. Центром оказываются услуги по проведению исследований с использованием данной установки для многих научных центров Беларуси (БГУ, БГТУ, БГУИР, ГНПО порошковой металлургии, ИФ НАН Беларуси и др.) и ряду промышленных предприятий. Приобретение шлифовального центра «WAMeco» позволило осуществлять шлифовку режущих пластин из кубического нитрида бора по перефирии с высокой точностью, выполняя заказы машиностроительных заводов и других предприятий, осуществляющих изготовление деталей из труднообрабатываемых материалов на операциях фрезерования и точения.

Центр активно сотрудничает с зарубежными научными центрами. Одной из форм такого сотрудничества является выполнение совместных научных проектов, финансируемых международными фондами и организациями. Так, например, в аттестационный период выполнялись исследования по 16 грантам, представленным МНТЦ, Королевским обществом Англии, Институтом минералогии, кристаллографии и материаловедения Лейпцигского Университета, CNRS, ОИЯИ. Достижения Центра в области разработки и создания высокоэффективных солнечных элементов и модулей позволили продолжить начатые работы в рамках научно-технической программы Союзного государства «Разработка базовых элементов, технологий создания и применения орбитальных и наземных средств многофункциональной космической системы» («Космос-НТ» 2008-2011гг.), а также получить грант на выполнение в 2008-2010 гг. проекта, финансируемого Немецким центром авиации и космических полетов.

Кроме того, выполняются совместные исследования на основании договоров о сотрудничестве с рядом ведущих научных центров (в т.ч. в рамках совместных проектов БРФФИ) зарубежных стран: России, Украины, Германии, Франции, Англии, Италии, Австрии, Португалии, Польши, Латвии, США, Китая и др.

В Центре проводится работа по подготовке кадров высшей квалификации в области физики конденсированного состояния и физики полупроводников: в 2005 – 2010 гг. защищено 4 докторских и 16 кандидатских диссертаций. Специалисты Центра читают лекции, ведут лабораторные и практические занятия со студентами, руководят выполнением курсовых и дипломных проектов.
Центром в 2005 – 2010 гг. организованы и проведены 4 международные конференции: «Актуальные проблемы физики твердого тела» (2005, 2007, 2009 гг.), «Наноструктурные материалы: Беларусь-Россия-Украина» (2008 г.).

Центр, выступая с 2008 года как государственное научно-производственное объединение (включает в себя ГНУ НАН Беларуси: Институт механики металлополимерных систем им. В.А.Белого, Институт прикладной физики, Институт технической акустики, Институт технологии металлов, Институт химии новых материалов, Физико-технический институт, а также РУП: «Диатех», «Техномаг», «Феррит», «Элкерм», «Специальное конструкторско-технологическое бюро «Металлополимер»), произвел в этом же году научно-технической продукции (работ, услуг) в объеме 10559,6 млн. руб., при плане 7747,3 млн. руб., превышение плановой суммы составило 36,3%. Объем выполненных бюджетных договоров 9282,2 млн. руб. превысил запланированный объем на 28,1 %. На экспорт произведено продукции на сумму 3078,2 млн. руб., при плане 2357,1 млн. руб., превышение плана составило 76,7%. В общем объеме выполненных научными организациями Центра работ доля прямых хозяйственных договоров составляет больше половины. Предприятиями, входящими в состав Центра, в 2008 г. произведено товарной продукции на сумму 10707,0 млн. руб., что на 15,7% превышает показатель предыдущего года. Доля экспортируемой продукции определяется суммой в 5510,0 млн. руб..

Темпы роста среднемесячной заработной платы с 2007 г. составили: для всех работающих – 126,6%, для работающих в научных организациях – 125,6%, для работающих на предприятиях – 130,5%.

В настоящее время Центр является лидером в области физики твердого тела и физического материаловедения в Республике Беларусь.