Кафедра лазерной химии и лазерного материаловедения

Кафедра лазерной химии и лазерного материаловедения является одной из самых молодых кафедр Института химии. Она была создана в 2007 году в результате объединения научно-исследовательского Института лазерных исследований Учебно-научного центра химии и учебно-научной Лаборатории химии полупроводников Химического факультета.

В 1991 году тогда еще доцентом физического факультета ЛГУ, а позднее профессором СПбГУ, Валерием Борисовичем Смирновым, при поддержке группы профессоров Физического факультета, был создан научно-исследовательский институт «Российский центр лазерной физики», подчиненный напрямую министерству образования РФ. В этот период в институте велись исследования в области волоконной оптики, включая эффект генерации супер континуума, люминесценции оптических сред, допированных лантаноидами. Особое место занимали материаловедческие исследования, в частности, масштабные работы по синтезу высокостехиометрических монокристаллов ниобата лития под руководством Вячеслава Тиграновича Габриэляна. Помимо этого в функции института входило координирование исследований в области лазерной физики, проводимых под эгидой министерства образования. В 2002 году после скоропостижной смерти В. Б. Смирнова институт возглавил профессор Ю. С. Тверьянович.

В самом начале нового тысячелетия сложившаяся ситуация потребовала введения Института в состав Санкт-Петербургского государственного университета. И в составе УНЦ химии появился «НИИ лазерных исследований». Все большую роль в проводимых исследованиях стала играть материаловедческая тематика. Помимо продолжения развития метода выращивания высокостехиометрических кристаллов ниобата лития были начаты работы по осаждению металлов на диэлектрические поверхности из растворов солей под действием лазерного излучения. Начала складываться концепция лазерного материаловедения, как научного направления. Согласно этой концепции лазерное материаловедение включает: получение и модификация материалов под действием лазерного излучения; разработку новых материалов для лазерных технологий и изучение материалов с использованием лазерного излучения.

История Лаборатории химии полупроводников началась в конце 50-х годов, когда выдающийся исследователь стеклообразных материалов, один из создателей технологии очистки редкоземельных металлов, вернувшийся из заключения профессор Рудольф Людвигович Мюллер продолжил на химическом факультете ЛГУ исследования стеклообразных материалов. Дополнительную значимость этим исследованиям придает обнаружение Борисом Тимофеевичем Коломиецем и ученицей Р. Л. Мюллера Ниной Александровной Горюновой полупроводниковых свойств халькогенидных стекол. Примерно в 1960 году Р. Л. Мюллер организует на химическом факультете ЛГУ «Проблемную лабораторию химии полупроводников». В лаборатории ведутся интенсивные исследования в первую очередь электрических свойств стеклообразных материалов. Одновременно Р. Л. Мюллер ведет работы в Государственном оптическом институте. После гибели Р. Л. Мюллера в 1964 году лабораторию возглавила Зоя Ульяновна Борисова. Большое внимание уделяется подготовке высококвалифицированных кадров. Возникают научные коллективы, изучающие халькогенидные стекла, в Калининградском государственном университете, Кировском политехническом институте. Все большее внимание уделяется оптическим свойствам этих материалов. На базе огромного полученного материала ведется анализ взаимосвязи состава стекол с их свойствами. З. У. Борисова в составе коллектива из ряда организаций становится лауреатом Государственной премии за разработку материалов инфракрасной оптики, пишет монографии «Химия стеклообразных полупроводников» и «Халькогенидные полупроводниковые стекла», последняя также издавалась за рубежом. Работы по теории стеклообразных материалов проводятся Михаилом Дмитриевичем Бальмаковым. Михаил Дмитриевич Михайлов создает технологию применения халькогенидных стекол в качестве фоторезистов высокого разрешения. Юрий Станиславович Тверьянович разрабатывает представление о размытом фазовом переходе первого рода полупроводник — металл в халькогенидных стеклообразующих расплавах, изучает влияние соединений переходных и щелочных металлов на свойства полупроводниковых стекол.

В 1992 году лабораторию возглавляет Ю. С. Тверьянович. Создается и апробируется на полученных экспериментальных данных модель, позволяющая получать информацию не только о появлении в структуре стекла кристаллических зародышей соединений переходных металлов, но и отклонений от их статистического распределения по объему стекла. Изучаются халькогалогенидные стекла, расширяющие область прозрачности в коротковолновой части спектра. Особое внимание уделяется синтезу и изучению халькогенидных стекол, активированных лантаноидами, явлениям апконверсии, обмену энергией между примесями и матрицей стекла.

В 2007 году в результате объединения НИИ Лазерных исследований и Лаборатории химии полупроводников под руководством проф. Ю. С. Тверьяновича создается кафедра лазерной химии и лазерного материаловедения. В 2011 году при непосредственном активном участии сотрудников кафедры создается Ресурсный центр «Оптические и лазерные методы исследования вещества» Научного парка СПбГУ. Его директором становится заместитель заведующего кафедрой ЛХЛМ Алексей Викторович Курочкин. Научные исследования кафедры охватывают широкий спектр материаловедческих направлений. Продолжают развиваться исследования осаждения металлических и неметаллических структур из растворов солей и металлокомплексных соединений, включая создание биосенсоров. Разрабатываются сенсорсные структуры, использующие плазмонный резонанс и люминесценцию лантаноидов. Изучается воздействие лазерного излучения на взрывчатые вещества, разложение природного газа в лазерной плазме с целью получения водородного топлива. Исследуются медико-биологические применения лазерного излучения. Начало развиваться направление оптогенетики, в дальнейшем продолженное ее руководителем М. Н. Рязанцевым на кафедре медицинской химии. Разрабатываются неорганические материалы ИК оптики с повышенной пластичностью, способные к релаксации возникающих механических напряжений.

В настоящий момент ведущими сотрудниками кафедры являются: профессор, д-р хим.наук Юрий Станиславович Тверьянович, профессор д-р хим.наук Алина Анвяровна Маньшина, профессор, д-р хим.наук Алексей Валерьевич Поволоцкий, доцент, д-р хим.наук Андрей Сергеевич Мерещенко, доцент, д-р хим.наук Андрей Станиславович Тверьянович, доцент, канд. хим. наук Максим Сергеевич Панов. За неполные двадцать лет существования кафедры ее сотрудниками было защищено четыре докторских диссертации. На проходившей в Брюсселе Международной торговой ярмарке технологических инноваций научные разработки сотрудников кафедры были удостоены серебряной медали.