Казанский физико-технический институт (КФТИ)

Организован в августе 1945 г. в составе Казанского филиала АН СССР (с 1963 г. АН СССР, с 1972 г. КФАН СССР, с 1990 г. КНЦ АН СССР, с 1992 г. КНЦ РАН), с 1984 г. имени Е.К.Завойского.

Первым директором института был назначен член-корреспондент АН СССР Н.Г.Чеботарёв.

В структуре института функционируют 4 отдела, 17 научных лабораторий.

Институт выполняет исследования по следующим основным направлениям:

• разработка и использование методов магнитного резонанса для исследования конденсированных сред, в т.ч. сверхпроводников и жидких кристаллов;
• разработка и применение новых магниторезонансных, оптических и акустических методов для исследования быстропротекающих процессов;
• разработка физических и физико-химических основ наноэлектроники и спинтроники, диагностика поверхности твердых тел;
• разработка медицинских приборов нового поколения на новых физических принципах.

Успешному развитию физических исследований в КФТИ способствовало открытие в Казанском университете (1944 г.) явления электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) Е.К.Завойским. Он руководил сектором физики КФТИ до осени 1947 г. и определил в качестве главного направления деятельности изучение конденсированных сред методами радиоспектроскопии.

В области радиоспектроскопии учеными КФТИ было сделано открытие ЭПР в свободных радикалах, обнаружено проявление сверхтонких взаимодействий в спектрах ЭПР, произведено определение спина ядра изотопа ⁵⁷Fe. Успешно развивались исследования в области когерентных оптических явлений и квантовой акустики. Было открыто явление поляризационного эха. Среди других достижений – обнаружение сигналов многоканального фотонного эха, обнаружение и теоретическое описание гигантского магнитоакустического эффекта в антиферромагнетиках.

Важным направлением научных исследований института является разработка физических основ микроэлектроники на базе ионной и лазерной модификации полупроводников. Учеными КФТИ обнаружено явление импульсной рекристаллизации разупорядоченных полупроводников (1973 г.), получившее известность как лазерный отжиг. Были развиты методы ионно-лучевого синтеза субмикронных пленок новых фаз на поверхности полупроводников, разработаны новые ионно-импульсные методы формирования полупроводниковых слоев с рекордно высокими концентрациями электроактивных примесей и новые способы ионно-индуцированного повышения адгезии и модификации оптических материалов.

Была развита нелинейная теория взаимодействия тонкостенных элементов конструкций с жидкостью, газом, упругим заполнителем. Результаты исследований нашли применение в нефтедобывающей промышленности, авиа-, ракето- и судостроении, химическом машиностроении, при проектировании твердотопливных двигателей, трубопроводных и парашютных систем.

Применение методов радиоспектроскопии для изучения конденсированного состояния вещества остается одним из главных направлений исследований. Среди значительных результатов, полученных в КФТИ с использованием современных методов магнитного резонанса, – первые в мире синтез и исследования магнитных жидких кристаллов, наблюдение электронного спинового резонанса в сверхпроводниках и спинового эха на электронах проводимости.

Мировое признание получили достижения в области обычной и высокотемпературной сверхпроводимости, в т.ч. обнаружение гетерогенности высокотемпературных сверхпроводников на основе YBa₂Cu₃О₇, реализация метода подвижного спинового зонда для исследований критического состояния, установление универсальной связи критической температуры и плотности состояний, исследования многослойных гетероструктур сверхпроводник – ферромагнетик.

С 1998 г. в институте развиваются теоретические исследования магнитных и спиновых эффектов в химических и фотохимических процессах. В КФТИ успешно развиваются новые направления исследований: оптическое детектирование ЭПР, высокочастотная ЭПР-спектроскопия, времяразрешенные методы ЭПР, позволяющие исследовать быстропротекающие процессы, ЯМР- и ЭПР-томография, фемтосекундная лазерная спектроскопия для изучения быстропротекающих процессов; сканирующие туннельная, атомно-силовая и магнитная микроскопии для диагностики поверхности твердых тел; методы компьютерного моделирования прочностных испытаний несущих систем конструкций и динамики фильтрации нефтяных пластов, разработка медицинских приборов нового поколения на новых физических принципах.

Для подготовки высококвалифицированных специалистов по методам магнитного резонанса при КФТИ на базе лабораторий института организован Центр радиоспектроскопии (1992 г.).

Среди прикладных разработок, выполненных в институте, – медицинские магнитно-резонансные томографы ТМР-0.02-КФТИ и ТМР-0.06-КФТИ. Институт имеет прочные творческие связи с научными учреждениями РАН, Казанским, Московским, Новосибирским университетами, отраслевыми институтами и научными организациями Германии, Италии, Польши, Швейцарии и др. стран. С 1990 г. совместно с издательством «Springer Wien New York» институт выпускает международный научный журнал «Applied magnetic resonance» (главный редактор – К.М.Салихов), посвященный приложениям магнитного резонанса в физике, химии, биологии, медицине и др. науках.

С 2001 г. институт издает ежегодник «Казанский физико-технический институт имени Е.К.Завойского».

По инициативе КФТИ учреждена Международная премия имени Е.К.Завойского, которая с 1991 г. ежегодно вручается в Казани ведущим зарубежным и российским ученым за исследования в области магнитного резонанса.

Большой вклад в развитие физических исследований в КФТИ внесли крупные ученые, работавшие в институте в разные годы: С.А.Альтшулер, Р.З.Бариев, Н.С.Гарифьянов, Б.М.Козырев, У.Х.Копвиллем, В.Р.Нагибаров, А.И.Ривкинд, К.М.Салихов, И.А.Сафин, Э.Г.Харахашьян.