Науково-навчальну лабораторію інфрачервоної (ІЧ) спектроскопії (далі – Лабораторія) створено у 2017 році як структурний підрозділ Навчально-наукового інституту точних наук і економіки. Після реорганізаційних заходів сьогодні лабораторія знаходиться у складі факультету природничо-географічних і точних наук.

Лабораторія поєднала у собі низку наукових лабораторій («Оптики напівпровідників», «Синтезу тонких плівок», «Дослідження електрофізичних характеристик напівпровідників», «Дослідження оптичних характеристик напівпровідників та діелектриків» тощо).

Керівником Лабораторії є доктор фізико-математичних наук, професор Мельничук Олександр Володимирович. Мета діяльності Лабораторії – організація та проведення наукових досліджень кераміки, оптично-ізотропних та оптично-анізотропних напівпровідників, діелектриків та структур на їх основі.

Подальша мініатюризація сучасних пристроїв потребує синтезу нових речовин та дослідження їх фізико-хімічних властивостей неруйнівними методами ІЧ-спектроскопії, які відіграють основну роль в акусто-, нано- та оптоелектроніці, НВЧ-техніці, інфрачервоній оптиці та інших розділах фізики твердого тіла, що мають поряд із науковою зацікавленістю також велике практичне значення.

Основними напрямками наукової та навчальної діяльності Лабораторії з залученням науковців і викладачів факультету, аспірантів, магістрів, студентів є:

−експериментальні дослідження оптично-ізотропних та оптично-анізотропних

−напівпровідників, діелектриків та структур на їх основі методами ІЧ-спектроскопії та

−порушеного повного внутрішнього відбивання;

−експериментальні дослідження твердих розчинів ZrO₂ та інших оксидів металів, зокрема, EuO, Y₂O₃, Sc₂O₃, CeO₂, HfO₂, Er₂O₃, тощо;

−виготовлення та експериментальні дослідження кераміки Cd_xMg_1–xO та Zn_xMg_1–xO методами ІЧ-спектроскопії та порушеного повного внутрішнього відбивання;

−розробка математичних моделей та програм для ЕОМ щодо моделювання спектрів зовнішнього ІЧ-відбивання та порушеного повного внутрішнього відбивання досліджуваних матеріалів;

−визначення методами спектроскопії зовнішнього ІЧ-відбивання та поверхневих поляритонів оптичних і електрофізичних властивостей оптично-ізотропних та оптично-анізотропних напівпровідників, діелектриків та структур на їх основі;

−навчально-наукова робота із студентами, магістрами та аспірантами факультету з метою реалізації принципу «навчання через дослідження»;

−організаційне та інформаційне забезпечення виконання наукових досліджень.

Наявність сучасного наукового обладнання, необхідного для виготовлення нелегованих та легованих оксидів, а також кераміки та товстих шарів на основі оксидів металів та їх твердих розчинів, можливість проведення відпалів зразків за температур включно до 1700 °С у різних газових середовищах (азот, аргон, водень, кисень) за допомогою високотемпературної печі Nabertherm LHT 01/17D з регульованою подачею газів, з набором хімічно та термічно-стійких ємностей та з регульованим обмежувачем температури нагріву у комплекті (2021 року виробництва), спектрофотометра Shimadzu IRTracer-100 (виробник корпорація Shimadzu, Японія) з високою роздільною здатністю, який слугує для дослідження низки спектрів: ІЧ-відбивання, пропускання, порушеного повного внутрішнього відбивання (ППВВ), дифузного відбивання порошків та керамічних зразків у ближньому, середньому та дальньому ІЧ-діапазонах з низкою приставок, які ідуть як додаткові комплектувальні складові до спектрофотометра: дифузного відбивання (DRS-8000A), дзеркального відбивання (SRM-8000A), дзеркального відбивання (Veemax III Kit), багатократного ППВВ (АTR-8000A), ППВВ (QATR-10) тощо (2021 року виробництва), які дозволяють високоточно проводити безконтактні фундаментальні дослідження у галузі фізики напівпровідників і діелектриків, твердого тіла тощо та брати активну участь у конкурсах проєктів та грантів МОН України, НАН України тощо.

У проведенні експериментальних досліджень беруть участь науково-педагогічні працівники Ніжинського державного університету імені Миколи Гоголя та науковці Інституту фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України, Київського національного університету імені Тараса Шевченка, Ужгородського національного університету тощо.

На сьогодні Лабораторія є науковим центром із світовим іменем, що дозволяє проводити комплексні дослідження фізико-хімічних властивостей речовин неруйнівними методами ІЧ-спектроскопії, фотолюмінесценції, комбінаційного розсіювання світла та дифузного відбивання.

Під керівництвом завідувача Лабораторією професора Мельничука О.В. виконується низка наукових проєктів. Так, з 01 січня 2018 року по 31 грудня 2020 року в Лабораторії виконувався проєкт «Вплив легування на структурні, оптичні та електрон-фононні властивості та стабільність анізотропних кристалів» у межах держбюджетного фінансування МОН України. Мета проєкту полягала в з’ясуванні природи процесів, що протікають в оксидних матеріалах з анізотропією кристалічної ґратки при їх однотипному або сумісному легуванні різними домішками.

З 05 листопада 2020 року в Лабораторії виконується проєкт у межах держбюджетного фінансування НФД України «Структурні перетворення та нерівноважні електронні процеси в широкозонних оксидах та їх твердих розчинах». Рішення наукової ради Національного фонду досліджень України щодо визначення переможця конкурсу «Підтримка досліджень провідних та молодих вчених» (згідно з протоколом від 16‒17 вересня 2020 року № 21). Метою цього проєкту є з’ясування природи фізичних явищ, що протікають у широкозонних оксидах металів при їх легуванні і відпалах, та розвиток теорії взаємодії інфрачервоного випромінювання з полікристалічними матеріалами.

Результати наукового доробку Лабораторії висвітлюються у наукових монографіях, статтях, підручниках та навчальних посібниках, яких понад 60 (зокрема, 25 – статті у базах даних Scopus, Web of Sience): «Oxide-Based Materials and Structures: Fundamentals and Applications» (2020), «Наноструктури напівпровідникових сполук А₂В₆» (2020), «Анізотропія поверхневих плазмон-фононних поляритонів у монокристалах ZnO і 6H-SiC» (2020), «Вплив термічно- та радіаційно-стимульованих процесів дифузії на властивості матеріалів мікроелектроніки та приладів на їх основі» (2019), «Коливання і хвилі: Лабораторний практикум» (2021), «Оптичні методи дослідження та їх практичне застосування: Лабораторний практикум» (2019), «Оптика. Лабораторний практикум» (2018), «Задачі з загальної фізики. Механіка» (2018), «Структурні, оптичні та електрон-фононні властивості легованих широкозонних оксидів» (2018), «Фізика. 9 клас» (2017), «Фізика. 10 клас» (2018) та ін., опублікованих у видавництвах «Taylor & Francis Group», «Вища школа», «Академперіодика», «Наукова думка» та ін.

Вказане обладнання використовуватиметься і в навчальному процесі: при написанні дипломних, кваліфікаційних та магістерських робіт студентами фізичних спеціальностей Ніжинського державного університету імені Миколи Гоголя, які в подальшому обійматимуть посади викладача, наукового співробітника, інженера.

Фахівці матимуть змогу працювати в наукових установах та на виробництві, де потрібні глибокі знання фізики, математики, фізичного та математичного моделювання, де необхідно обслуговувати складне наукове облад­нання, технологічні процеси виробництва приладів та матеріалів, проводити стандартизовані експертні випробування.