Робота - переможець конкурсу

Цикл робіт присвячений встановленню основних закономірностей формування електронно-енергетичної будови, атомної структури та фізичних властивостей функціональних апатитоподібних матеріалів на основі кальцію і кадмію. При поєднанні сучасних методів розрахунку «з перших принципів», а також різних спектральних методик проведено систематичне, комплексне і всебічне дослідження електронної будови, атомної структури і фізичних властивостей ізоморфно-модифікованих в аніонній і катіонній підгратці апатитних сполук. В ізоморфно-заміщених по ізовалентній схемі в катіонній та аніонній підгратках сполук апатитного ряду описані зміни закономірностей формування електронно-енергетичного будови і характеру міжатомних хімічних зв'язків. Встановлено зміни в оточенні атомів і довжинах міжатомих зв'язків в елементарній комірці при різних типах ізоморфних заміщеннях. Описано зміни в структурі валентних смуг і зарядових станів атомів при заміщеннях в структурі кальцієвого гідроксоапатиту катіонів кальцію на катіони кадмію, фосфатних груп на ванадатні і арсенатні, а гідроксильних груп на аніони фтору, хлору і брому. Використовуючи сучасну теорію збурення функціоналу електронної густини, розраховано тензори пружності, п'єзоелектрики, діелектричні константи, тензори ефективних зарядів Борна і фононні густини станів широкого спектру апатитних сполук на основі кальцію і кадмію. Встановлено, що швидкість звуку в фосфатних фторо-, хлоро- і бромоапатитах кальцію більша вздовж гвинтової осі шостого порядку, ніж у площині, що їй перпендикулярна. Даний висновок повинен бути використаний при застосуванні апатитів в якості штучної кісткової тканини і дозволяє пояснити орієнтацію кістки людини строго уздовж осі шостого порядку. Отримані в циклі робіт результати мають як фундаментальне, так і прикладне значення, оскільки дають можливість значно розширити області застосування апатитних структур, зокрема, в якості сорбентів, матриць для захоронення радіоактивних відходів і накопичувачів екологічно шкідливих речовин, забезпечити розвиток спектральнонаправленного синтезу матеріалів із заданими властивостями.