НОЦ «Химическая физика»

Руководитель: Иванов Анатолий Иванович
доктор физико-математических наук, профессор.

Адрес: 400062, Южный федеральный округ, Волгоградская область,
г. Волгоград, ул. Богданова, 32
Аудитория: 1-13 К

Телефон: 8 (8442) 46-08-12
E-mail: anatoly.ivanov@volsu.ru

Положение о НОЦ "Химическая физика"

Основные цели:

повышение эффективности и качества научно-исследовательских работ, подготовки научных и научно-педагогических кадров в области химической физики;
привлечение молодежи в сферы науки, образования и инноваций.

Основные задачи:

проведение научных исследований и разработок в области химической физики;
приобщение преподавателей и обучающихся к научным исследованиям, проводимым в НОЦ;
привлечение специалистов из организаций-партнеров к чтению спецкурсов и руководству курсовыми и выпускными работами, практикой студентов и стажировкой аспирантов на условиях, определяемых отдельными договорами;
обеспечение взаимодействия фундаментальной и прикладной науки с образовательным процессом, включая использование результатов совместных научно-исследовательских работ в лекционных курсах, экспериментальной базы в для выполнения учебно-исследовательских, лабораторных работах, выпускных квалификационных работах студентов, диссертационных исследований аспирантов, преподавателей и сотрудников ВолГУ
эффективное использование имеющейся научной, кадровой, опытно-экспериментальной и приборной базы в исследовательском и учебном процессах по профилю НОЦ;
создание условий для развития внутрироссийской мобильности научных и научно-педагогических кадров, достижение молодыми исследователями уровня квалификации, позволяющего быть конкурентноспособными на рынке научных исследований;
осуществление международного сотрудничества в области химической физики путем выполнения контрактов, участия НОЦ в работе международных конференций, организация международного обмена сотрудниками, студентами и молодыми учеными с профильными университетами и академическими институтами, международными научными и образовательными организациями и фондами;
повышение уровня учебно-методической работы путем создания новых учебных программ, учебников, учебных и методических пособий, в том числе на электронных носителях;
содействие внедрению в практику полученных результатов научных исследований и разработок;
привлечение к выполнению НИР студентов, аспирантов и молодых ученых, формирование у них навыков проектного и инновационного менеджмента, опыта работы в проектных командах;
популяризация научных знаний и довузовская профориентационная работа, проведение школьных, вузовских олимпиад, научных конференций студентов и аспирантов, разработка и практическая реализация мер по мотивации талантливой молодежи для профессиональной деятельности в области химической физики.Научный коллектив включает профессоров и доцентов различных кафедр ВолГУ, из которых 4 доктора физико-математических наук и 4 кандидата физико-математических наук, а также аспирантов и магистрантов.

Основные направления исследований:

сверхбыстрые фотохимические процессы в растворах;
влияние спектральных характеристик возбуждающих лазерных импульсов на динамику фотохимических процессов;
фотоиндуцированный перенос электрона;
физические основы функционирования устройств молекулярной электроники;
молекулярные переключатели, сенсоры.
компьютерное моделирование в физике.

План работы на 2026 год:

1) Разработка математической модели, описывающей спектры люминесценции фотовозбужденных бихромофорных соединений. Численное исследование спектральных проявлений внутримолекулярного переноса заряда и взаимодействия с полярным растворителем. Разработка методов извлечения информации об энергетических характеристиках димера (недиагональных матричных элементах, ответственных за перенос электрона, дырки и энергии фотовозбуждения между хромофорами) из экспериментально наблюдаемых спектров поглощения и люминесценции бихромофоров.

2) Разработка математической модели, описывающей динамику образования эксимеров - особых состояний бихромофорных соединений, представляющих собой когерентную смесь локально-возбужденных и цвиттерионных электронных конфигураций. Численное исследование электронной структуры эксимеров. Численное исследование люминесцентных свойств эксимеров, влияния на них межхромофорных взаимодействий и внешней среды.

3) Исследование нарушения симметрии распределения зарядов в фотовозбужденных димерах и их проявлений в оптических спектрах. Изучение особенностей нарушения симметрии в растворителях различной полярности. Определение условий, способствующих асимметричному внутримолекулярному переносу заряда и образованию состояний с большим электрическим дипольным моментом.

4) Исследование влияние угла между направлениями дипольных моментов переходов из локально возбужденных состояний и состояний с разделенными зарядами, а также нарушения симметрии переносом заряда в квадрупольных молекулах на дипольный момент перехода в флуоресценции. Будут рассмотрены случаи нормального и обратного порядка электронных термов. Будет рассмотрено влияние вырождения нижних электронных уровней на суммарный дипольный момент перехода. Предполагается, что наличие вырождения нижних термов способно оказывать значительное влияние как на величину дипольного момента перехода, так и на нарушение симметрии.

5) Построение модели описывающей взаимодействие октупольных молекул с внешним переменным электрическим полем. Ось симметрии третьего порядка октупольных молекул приводит к двукратному вырождению низших возбужденных состояний. Этот дублет представляет реализацию спина 1/2, обладающего электрическим дипольным моментом, и являющегося перспективным кандидатом на роль кубита, управляемого электрическим полем (A.I. Ivanov, Electric dipole moment of excited octupolar molecules: Potential qubit implementation. J. Chem. Phys. 2025, 162, P. 024303. https://doi.org/10.1063/5.0243375). Модель включает вибронные взаимодействия, приводящие к эффекту Яна-Теллера. Будет рассчитан отклик организованных структур, содержащих октупольные молекулы, на внешнее электрическое поле и исследована его зависимость от свойств молекул. Ожидается, что вследствие вырождения уровней, поляризуемость молекулярной среды будет огромной, а отклик сильно нелинейным.

6) Подготовка и публикация по результатам исследований не менее 4 статей в российских и международных журналах, индексируемых в базах данных «Сеть науки» (Web of Science) или «Скопус» (Scopus) (из них не менее трех из квартиля Q1): The Journal of Chemical Physics, The Journal of Physical Chemistry A, B, C, Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry, Ж. физ. химии, Оптика и спектроскопия.

Исследования выполняются при поддержке РНФ в рамках проекта "Сверхбыстрые фотохимические процессы в донорно-акцепторных молекулярных системах и их проявления в нестационарных спектрах" № 22-13-00180-П.

Обнародование научных результатов НОЦ:

1) Доклад на Всероссийском лектории РНФ (апрель 2026, А.И. Иванов)
2) Лекция на пленарном заседании Тридцатой Всероссийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых ВНКСФ-30 (апрель 2026, А.И. Иванов).
3) Два доклада на Международной научной конференции «Современная химическая физика – на стыке физики, химии и биологии» (июнь 2026, А.И. Иванов, А.Е. Назаров).