Энергия для науки и жизни

    9 сентября отмечает 60-летие директор Института физики металлов УрО РАН академик Владимир Васильевич Устинов. Благодаря судьбе его юбилей проходит под знаком трех девяток (09.09.09), для многих символизирующих высокую степень чистоты и качества. В этот день известному российскому физику есть что предъявить, поднимаясь на новую ступень жизни: мощный коллектив института, динамично развивающегося под его руководством многие годы, научные труды, завоевавшие широкое признание во всем мире, впечатляющие результаты организационной деятельности в отечественных и международных академических сферах и еще многие достижения в жизни и работе.

    Научная деятельность Владимира Устинова началась с поступления в аспирантуру Института физики металлов после окончания физического факультета Уральского университета. С первых работ по электронной теории металлов он начал формировать основной стержень направления, в русле которого выполнен большой цикл фундаментальных исследований, составивший основу его кандидатской и докторской диссертаций, а затем многих трудов по теории проводимости и магнетизма металлических наноструктур и спинтроники. По сути три основных физических объекта сочетаются в предмете этих исследований. Это электроны проводимости, поверхность металла и спин электрона. Проявления такого сочетания особенно актуальны в физике тонких слоев и малых частиц, свойства которых напрямую зависят от характера движения электронов и распределения спинов вблизи поверхности. Серьезное и глубокое их понимание связано со сложными теоретическими и экспериментальными проблемами, прогресс в решении которых многие годы был недостаточным. Работами В.В. Устинова во многом заложен фундамент такого прогресса.
 

Наиболее известной точкой преткновения было то, как проявляется рассеяние электронов на поверхности в электросопротивлении металлов. Распространенный способ решения этой проблемы основан на введении коэффициента диффузности отражения электронов от поверхности и выражении величины электросопротивления через этот коэффициент. Квантовомеханическая теория приводит к необходимости заменить коэффициент диффузности вероятностью рассеяния электрона с данным импульсом. Академик Устинов сделал важный шаг, позволивший строго связать поверхностный вклад в электросопротивление с электронной структурой и свойствами дефектов поверхности (шероховатостей, примесных атомов и других). Таким образом, вместо фигурировавших ранее в теории феноменологических и модельных величин появилась надежно обоснованная связь поверхностного сопротивления с характеристиками поверхности. В итоге была развита теория электросопротивления металлических пленок, которая в своей основе не превзойдена до сих пор и принадлежит к фундаментальным достижениям в данной области. Важные результаты получены также в области теории высокочастотных электромагнитных, акустических и оптических явлений, где структура поверхности также играет существенную роль благодаря скин-эффекту — концентрации высокочастотного электромагнитного поля вблизи границ металла. Последовательные теории, развитые Владимиром Васильевичем, привели к установлению связи зависимости высокочастотных параметров металла от частоты с характером дефектности поверхности.
 

Основополагающие результаты получены ученым при исследовании явлений, относящихся к физике спинового резонанса в металлах. В резонансных эффектах, которые детально изучались в экспериментах, существенными оказываются такие особенности и дефекты поверхности, которые при рассеянии приводят к перевороту спина электрона. Для решения связанных с этим проблем была развита адекватная полная теория, учитывающая структуру поверхности, в рамках которой впервые была сформулирована общая система исходных уравнений, объяснены наблюдаемые и предсказаны новые закономерности в многих спиновых высокочастотных явлений. Поверхностные спиновые эффекты еще более важны для кинетики электронов в ферромагнитных пленках. В.В. Устинов развил теорию электросопротивления таких пленок и получил ряд результатов, касающихся гальваномагнитных и высокочастотных свойств.
 

Разработав теоретические основы поверхностных и размерных эффектов в спин-транспортных явлениях в металлах, ученый внес фундаментальный вклад в становление и успешное развитие в России новой перспективной области физической кинетики — спинтроники металлических наноструктур.
 

Термин «спинтроника» связан с наличием у электрона наряду с электрическим зарядом (на целенаправленном управлении которым основана микроэлектроника) другой важной характеристики электрона — спина. Спин управляется магнитным полем, соответственно спинтроника — это управление потоком электронов посредством действия на спин магнитным полем. Огромный импульс исследованиям спинтронных явлений придало обнаружение в 1988 году гигантского магниторезистивного эффекта в металлических многослойных наноструктурах, состоящих из чередующихся нанослоев ферромагнитного и «немагнитного» металлов. Только благодаря инициативе и активной деятельности академика Устинова это многообещающее в научном и практическом плане направление исследований стало развиваться в Институте физики металлов. В ИФМ появилась высоковакуумная установка молекулярно-лучевой эпитаксии, позволяющая выращивать металлические магнитные сверхрешетки — уникальные наноматериалы нового класса. Большой интерес для физики магнитных явлений и технических приложений представляют выращенные в отделе наноспинтроники сверхрешетки с управляемым неколлинеарным магнитным упорядочением слоев и кластерно-слоистые наноструктуры с сильно немонотонной температурной зависимостью электросопротивления, подобной эффекту Кондо.
 

Благодаря неистощимой энергии и целеустремленности директора ИФМ оснащается новым высококлассным технологическим оборудованием, позволяющим синтезировать широкий спектр магнитных наногетероструктур, исследовать их атомную структуру и физические свойства и создавать на их основе многофункциональные наноматериалы для практических приложений.
 

Владимир Васильевич имеет огромный опыт международных научных контактов. Поистине неутомимо ведет он работу по организации в институте крупных российских и международных конференций. По его инициативе в 2001 году в Екатеринбурге была проведена международная конференция по магнетизму «EASTMAG-2001», название которой — Euro-Asian Symposium «Trends in Magnetism» — было предложено Устиновым и отразило связь со многими странами азиатского континента, такими как Япония, Китай, Корея. Конференции серии EASTMAG проводились затем в Красноярске, Казани, а в 2010 году такая конференция снова пройдет в Екатеринбурге и будет посвящена 100-летию со дня рождения академика С.В. Вонсовского. Большой успех имела также проведенная в апреле 2009 года в стенах ИФМ под руководством юбиляра всероссийская конференция по нанотехнологиям, на которую прибыло более 400 участников.
 

В трудное для российской науки время Владимир Васильевич принял пост директора института. Большой его заботой было сохранить научные кадры и оснастить ИФМ современным оборудованием и электронными средствами информации. Отремонтирован главный корпус института, открыты и оборудованы два новых конференц-зала, благодаря чему стало возможным приглашать в ИФМ делегации самого высокого уровня.
 

Владимир Васильевич постоянно находится в институте: большую часть дня в директорском кабинете, позже — в отделе наноспинтроники и лабораториях. Его работоспособность просто поражает. Несомненно, хорошую рабочую форму и выносливость придали ему занятия альпинизмом, спелеологией, горнолыжным спортом, водным туризмом. Во время отпусков он увлекается речным и морским надводным и подводным плаванием, чаще всего в тропических морях. Излюбленным местом отдыха и спорта в последние годы стали для него Сейшельские острова, где на обширных диких пляжах почти никого нет, только гигантские морские черепахи выползают на девственно чистый коралловый песок. Особенно любит спортивную рыбалку на катере в открытом море (big game). Но такие поездки, конечно, не бывают продолжительными. Основное место отдыха, когда Владимир Васильевич дома, — дача около Екатеринбурга. Тот, кто бывал там, знает, как ухожена территория, как хороша и свежа баня, построенная его руками. Только активно отдыхая, человек может делать так много, как это удается академику Устинову.
 

Президиум Уральского отделения РАН, коллеги, друзья и редакция газеты «Наука Урала» по случаю юбилея от всей души желают Владимиру Васильевичу доброго здоровья и успехов в реализации творческих начинаний на благо российской науки!
 

Фото В. АРАШКЕВИЧА