Ташлыков, Игорь Серафимович

Свою научную работу по изучению радиационных дефектов в висмуте и его сплавах Ташлыков начал в аспирантуре в 1969 году под руководством доцентов Георгия Александровича Гуманского и Валерия Ивановича Прокошина. Поскольку источники радиационного воздействия в Белоруссии в те годы оказались недоступны (линейный электронный ускоритель использовался только для медицины в онкологическом центре) или не применимы (нейтроны в канале реактора выводились при повышенной температуре), то с помощью руководства БГУ была достигнута договорённость облучения образцов в ФИАН СССР и Институте ядерных исследований АН УССР. Эксперименты по электронному облучению сплавов висмута проводились на микротроне в лаборатории академика П. А. Черенкова (ФИАН СССР), а по протонному облучению – в Киеве на циклотроне У-120 в лаборатории директора института академика АН Украины М.В. Пасечника (Институт ядерных исследований АН УССР). В результате успешной работы Ташлыков был рекомендован на годичную стажировку в Отдел ионометрии Йенского университета им. Ф. Шиллера (ГДР, 1971-1972 гг.). Последнее во многом определило его научные интересы. Были освоены новые методы исследования структуры и состава: протонография и ионометрия, позже названные спектроскопией резерфордовского обратного рассеяния (РОР) ионов в сочетании с их каналированием. На общемосковском семинаре под руководством профессора О.Б. Фирсова было отмечено, что Ташлыков стал первым среди советских учёных, который провёл в 1971-1972 гг. эксперименты с применением каналирования ионов для послойного анализа радиационных нарушений в монокристаллах.

Полученные результаты явились основой для разработки совместно с учёным из НИИ ядерной физики МГУ М.А. Кумаховым оригинального метода расчёта концентрации радиационных дефектов в облучённых монокристаллах, используя метод ионометрии, с учётом многократного рассеяния каналированных ионов гелия. Эта работа обсуждалась на семинарах в ФИАНе и НИИ ЯФ МГУ и была опубликована в статьях в журнале Доклады АН СССР, 217(1974)1277-1280 по рекомендации академика П.А. Черенкова и журнале Доклады АН БССР, XVII(1973)797-800 по рекомендации академика АН БССР А.Н. Севченко. 25 сентября 1973 года в БГУ Ташлыковым была защищена кандидатская диссертация на тему «Исследование радиационных эффектов в висмуте и его сплавах».

Ускоритель ЭСУ-2 в НИИ ПФП БГУ им. А.Н. Севченко. Игорь Ташлыков, Евгений Котов и Александр Лисеенко, Минск, 1983

Как учёный Ташлыков И.С. сформировался в НИИ ПФП БГУ. Выполняя изучение радиационных нарушений в висмуте и его сплавах ядерно-физическими методами, Ташлыков был инициатором создания в Белоруссии в НИИ ПФП Белгосуниверситета в 1975-1979 гг. исследовательского комплекса ядерно-физических методов на базе электростатического ускорителя горизонтального типа ЭСУ-2. Этот легендарный с номером 2 ускоритель, построенный вскоре после Отечественной войны в лабораториях  Харьковского физико-технического института, использовался в 60-х и 70-х годах в качестве ускорителя электронов в ФИАН в секторе профессора В.С. Вавилова. При содействии директора НИИ ПФП академика АН Белоруссии А.Н. Севченко начальник лаборатории полупроводников академик Б.М. Вул передал этот ускоритель именно в Белоруссию.

Международная конференция Ion Beam Modification of Materials (IBM-78). Справа первый John Davies, второй - Larry Hou и др.,Будапешт, Венгрия, осень 1978

В организации нового исследовательского центра на базе ЭСУ-2, в реконструкции ускорителя (создании высокочастотного ионного источника и систем управления им), в материально-техническом обеспечении (передача мишенной камеры, оснащённой двухосевым прецезионным гониометром) лаборатории элионики была оказана большая помощь известными специалистами: Л.И. Пивоваром (ХФТИ), Г.М. Осетинским и И.А. Чепурченко из Объединённого института ядерных исследований (г. Дубна), а также коллегой и другом Ташлыкова доктором Xартвигом Треффом (Hardwig Treff) из Йенского университета (Friedrich Schiller University Jena, Йена, ГДР).

С начала 70-х годов в БГУ под руководством доцента Г.А. Гуманского были начаты исследования по заданиям Государственного комитета по науке и технике Совета Министров СССР по новому направлению, связанному с ионно-лучевым синтезом двойных и тройных соединений материалов оптоэлектроники. Актуальность исследований в этом направлении привела к активному международному сотрудничеству. В 1971-1972, 1973, 1975, 1977 гг. Ташлыков по приглашению руководителей отдела ионометрии Густава Ширмера и Герхарда Гетца неоднократно выполнял исследования в Йенском университете (Friedrich Schiller University Jena, Йена, ГДР).

В 1977 году в МГУ на Международной конференции по атомным столкновениям в твердых телах (ICACS), организованной профессором А.Ф. Тулиновым, Ташлыков познакомился с профессором Джоном Дэвисом (John A. Davies)[5] из Чолк Риверских Ядерных лабораторий Канады (Chalk River Nuclear Laboratories), известным как один из отцов ионной имплантации, и профессором Джорджем Картером (George Carter) из Салфордского университета (Salford University, Манчестер, Великобритания), известным теоретиком в области ионной имплантации.

Семья John A. Davies – сын John, жена Florence, дочь Anne – и Игорь Ташлыков, Deep River, Canada, январь 1980

По приглашению профессора Джона Дэвиса в  1979-1980 гг. Ташлыков стажировался в МакМастерском университете (McMaster University, Гамильтон, Канада) и в Чолк-Риверских ядерных лабораториях Канады. Исследовалось дефектообразование в арсениде галлия при имплантации ионов N, Al, P, As, Sb в условиях управляемой плотности энергии, выделяемой в каскадах атомных столкновений, при температурах от 40 К до нескольких сот градусов по Цельсию c плотностью ионного тока от сотых долей до единиц мкА/см². Применяя РОР, были установлены профили распределения имплантированных As, Sb, с применением резонансной ядерной реакции ²⁷Al(p, γ)²⁸Si профили алюминия в арсениде галлия. Эти результаты, а также результаты исследований модифицирования каталитических свойств никелевых электродов для воднощелочного электролиза с целью получения водорода, легли в основу докторской диссертации. Были получены новые знания о механизмах образования радиационных нарушений и фазовой перестройки структуры в арсениде галлия при ионном облучении, влиянии на эти процессы плотности ионного тока, плотности энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений, вида ионов, температуры облучения.

Конференция ACS-1979. Игорь Ташлыков, John Davies и Мурадин Кумахов, Гамильтон, Канада, август 1979

Результаты исследований в Канаде ионной имплантации в электроды, используемые при воднощелочном электролизе с целью получения водорода и кислорода, были доложены Ташлыковым в Институте атомной энергии им. И.В. Курчатова. При поддержке заместителя директора института, руководителя всесоюзной программы по водороду, академика В.А. Легасова Государственный комитет по науке и технике Совета Министров СССР выделил в начале 80 - г гг. финансирование для начала в СССР с плановых исследований по НИР «Разработка технических регламентов ионно-имплантационного внедрения металлов катализаторов и других ионов с целью создания коррозионно-стойких электродов, используемых при электролизе воды». Данное направление явилось важным этапом в научной карьере Ташлыкова. Пять авторских свидетельств были получены по найденным техническим решениям создания активных и коррозионно-стойких электродов.

VI Семинар по методам быстрого анализа. Э.Т. Шипатов, В. Молчанов (Донецк), С.Н. Потапов (РГУ) и И.С. Ташлыков, Ростов-на-Дону, Россия, октябрь 1983

По пути в Конвей. Игорь Ташлыков, George Carter и Hilda Carter, Игорь Белло, Великобритания, февраль 1984

Активные научные исследования сопровождались и организационной работой. Ташлыков был введён в состав Координационной группы (руководитель Лауреат Государственной премии СССР, профессор А.Ф. Тулинов) по методам быстрого ядерного анализа Совета АН СССР (позже РАН) по приложению методов ядерной физики в смежных областях, и в состав Координационной группы электростатических ускорителей при Совете AН СССР (Секция ускорителей прямого действия и источников заряженных частиц) под руководством В.А. Романова (Обнинский физико-энергетический институт). По приглашению директора Отделения ОЯФ ИАЭ академика С.Т. Беляева консультировал в 1987-1988 гг. постановку метода спектроскопии резерфордовского обратного рассеяния и каналирования ионов в отделе ОЯВ Института атомной энергии. Этот же метод был внедрён в 1986 году на предприятии п/я Р - 6710, г. Ленинград. Разработанные регламенты ионно-лучевого синтеза и легирования полупроводниковых кристаллов были внедрены на предприятиях Министерств электронной промышленности (в 1987 г., п/я А - 1067, г. Фрязино, а также п/я А - 1561, г. Новгород) и радиопромышленности СССР (1988 г., п/я В - 8574, г. Каунас) с экономическим эффектом свыше 640 тыс. сов. руб. Регламенты создания имплантацией ионов Ag⁺ в Ni аноды каталитически активных и коррозионно-стойких анодов для водно-щелочного электролиза, применение которых обеспечивает снижение затрат электроэнергии на 10% на единицу продукции, были переданы в организации Минхимпрома и АН СССР. Экономический эффект составил 180 тыс. сов. руб.  Неоценимая помощь в этот период исследований с применением ядерно-физических методов была оказана  заведующим лабораторией ускорителей НИИ ядерной физики МГУ им. М.В. Ломоносова, кандидатом физ.-мат. наук, Лауреатом Государственной премии СССР В.С. Куликаускасом.

Gerhard Götz, Hardwig Treff, Elke Wendler, Йена, ГДР, 1987

В 1982 году руководил организацией и проведением в НИИ ПФП БГУ Всесоюзного семинара по методам мгновенного ядерного анализа. В 1985 и 1987 гг.  являлся учёным секретарём Всесоюзных школ, проведённых в БГУ по ионной имплантации и по излучению каналированных ионов. В июне 1985 года Ташлыков организовал приглашение в БГУ профессора Джона Дэвиса, который выступил с лекциями для учёных Беларуси и специалистов предприятий микроэлектроники. В Москве Джон Дэвис встретился с профессором Л.И. Ивановым[6] из Института металлургии им. А.А. Байкова, который был руководителем от СССР проекта «Союз-Аполлон». Позже Л.И. Иванов, являясь заместителем редактора научного журнала «Физика и химия обработки материалов», пригласил Ташлыкова войти в состав Редколлегии этого журнала, где он и работал до 2016 года включительно[7].

Чаепитие в гостинице "Юбилейная". Фадей Комаров, Мурадин Кумахов, John Davies, Игорь Ташлыков, Минск, июль 1985

По приглашению профессора Джорджа Картера (George Carter) в рамках научно-технического обмена между Великобританией и СССР Ташлыков в 1984 году продолжил в Салфордском университете (Великобритания) исследования механизмов дефектообразования в полупроводниках и металлах при ионном облучении. В это же время совместно с профессором Джоном Коллигоном (John S. Colligon) провёл эксперименты по изучению влияния плотности энергии, выделенной в каскаде атомных столкновений, на процессы ионно-ассистированного осаждения покрытий на материалы. В 1985 году во время поездки по линии ЮНЕСКО в Федеративную Республику Германия (ФРГ), начатые в Белоруссии и Великобритании исследования были продолжены в сотрудничестве с учёными из ФРГ в Гейдельбергском университете им. Карлоса-Рупрехта (Heidelberg University) в группе профессора Герхарда Вольфа (Gerhard K. Wolf) и в Институте ядерной физики им. М. Планка (Max-Planck-Institut für Kernphysik) в группе профессора Зигфрида Калъбитцера (Siegfried Kalbitzer).

Международная конференция REI-91. Florence и John Davies, Инесса и Ия Ташлыковы, Веймар, Германия, 1991

Вторая половина 80-х была посвящена организаторской работе по приобретению, устройству и запуску в НИИ ПФП нового ЭСУ-2.5 фирмы High Voltage Engineering, обобщению научных результатов для написания в соавторстве с Ф.Ф. Комаровым и М.А. Кумаховым монографии «Неразрушающий анализ поверхностей твердых тел ионными пучками» (Минск, изд-во Университетское, 1987, 256 с), переведённой затем и напечатанной в 1990 году на английском языке американским издательством Gordon and Breach, под названием «Nondestructive Ion Beam analysis of Surfaces». В это же время была написана докторская диссертация на тему «Модифицирование и исследование структуры в кристаллах с разным типом химической связи (Si, GaAs, Ni) ядерно-физическими методами», защищённая в Харьковском госуниверситете 17 марта 1989 года.

Грант Королевского общества Великобритании. Игорь и Инесса Ташлыковы, George Carter, Манчестер, Великобритания, июль 1996

Международная конференция REI-99. Ия и Игорь Ташлыковы, Gerhard Wolf, Йена, Германия, 1999

С переходом на преподавательскую работу в БГТУ с августа 1989 года Ташлыковым были начаты исследования в новом научном направлении по изучению физических процессов при ионно-ассистированном нанесении покрытий на материалы и изделия в условиях саморадиации. Проведены исследования нанесения покрытий на основе металлов (Ti, Сr, Мо, W и др.) на кремний, графит, стали, алюминий и его сплавы, эластомеры с одновременным облучением ионами этих же металлов при управлении плотностью энергии, выделяемой в каскаде атомных столкновений. Установлены механизмы повреждения и взаимопроникновения компонентов в области раздела фаз покрытие/подложка под воздействием радиации, изучены прочностные, коррозионные, адгезионные, фрикционные характеристики модифицированных нанесением покрытий материалов. Получены патенты Российской Федерации (1994, 1995) и Республики Беларусь (1996, 1998). Используя запатентованный способ, в рамках ГНТП “Новые материалы и защита поверхностей” внедрил новую технологию на предприятиях РБ (Барановичский автоагрегатный завод, ОАО Беларусьрезинотехника г. Бобруйск), в результате чего была создана коррозионностойкая, инертная к адгезии с эластомером протекторная поверхность пресс-форм для изготовления резинотехнических изделий. Развивая методы модификации поверхности твердых тел атомным перемешиванием и ионно-ассистированным осаждением покрытий, Ташлыков по грантам Немецкой Службы Академических Обменов (DAAD, 1991-1992, 1996, 2002) и Королевского Общества Великобритании (Royal Society, 1996) продолжил сотрудничество с учёными из Гейдельбергского, Йенского и Салфордского университетов и Института ядерной физики им М.Планка. Научные результаты по новой тематике докладывались на Международной конференции «Взаимодействие Излучений с Твердым Телом» (Минск), ежегодно на Международных конференциях «Физика взаимодействия заряженных частиц с кристаллами» (Москва), а также за рубежом: «Ion Beam Modification of Materials» (Гейдельберг, 1992, ФРГ), «Plasma Surface Engineering» (Гармиш Партенкирхен, 1994, 1996, 1998, ФРГ), «On Adhesion and Surface Аnalysis» (Лоборо, 1996, Великобритания), Международном симпозиуме «Materials Science Applications of Ion Beams Technique»» (Зеехайм, 1996, ФРГ), «Surface Modification of Metals by Ion Beams» (Марбург, 2001, ФРГ).

Выпускники физфака БГУ. Игорь Ташлыков и Виктор Анищик, Закопане, Польша, 2005

Оргкомитет Международной конференции NEET, председатель Pawel Zukowski, Закопане, Польша, 2007

Являлся деканом физического факультета БГПУ (2003-2007), заведующим кафедрой общей физики (2007-2013), профессором кафедры физики и методики преподавания физики (2013-2016). После приглашения ректором Белорусского государственного педагогического университета (БГПУ)  им. М. Танка Кухарчиком П.Д. в 2003 году на должность декана физического факультета Ташлыковым И.С. была создана научно-педагогическая школа физики функциональных покрытий. В 2004 году им была открыта научная лаборатория изучения поверхности твердых тел, оснащённая современным исследовательским оборудованием (включая атомно-силовой микроскоп NT-206, а также установку прецизионного измерения краевого угла смачивания). Данная оригинальная установка по изучению смачиваемости поверхности изделий была создана по эскизам аналогичной установки в Институте межфазной инженерии и биотехнологии им. Й. Фраунгофера, на которой Ташлыков выполнял исследования в  2002  г. в городе Штутгарт, ФРГ. На установку получено 2 патента РБ на полезную модель.

В 2000-х гг. началось научно-техническое сотрудничество с научной группой профессора Жуковского П.В. в Люблинском техническом университете, которое привело к проведению совместных исследований. Полученные результаты докладывались на международных конференциях “New Electrical and Electronic Technologies and their Industrial Implementations” (Польша) и “Ion Implantation and other Applications of Ions and Electrons” (Польша).

Международная конференция NEET, Закопане, Польша

На базе созданной Ташлыковым И.С. лаборатории выполнялись научные исследования в рамках Государственных программ научных исследований, проектов Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований и Министерства образования Республики Беларусь. Как декан физического факультета в 2005 году Ташлыков И.С. инициировал открытие новой специальности «Физика. Техническое творчество». В 2012 г. имел персональную надбавку Президента Республики Беларусь за выдающийся вклад в социально-экономическое развитие республики. В 2015 году был получен и выполнен Грант Президента Республики Беларусь на разработку информационных технологий в техническом творчестве.

Hardwig Treff, Игорь Ташлыков, Львов, Украина, 2011

Оргкомитет Международной Тулиновской конференции “Физика взаимодействия заряженных частиц с кристаллами”: Григорий Похил, Игорь Ташлыков и Вацлав Куликаускас, Москва, Россия, май 2012

В исследованиях, выполненных под руководством Ташлыкова И.С. с 2012 года  по инновационным проектам Государственных программ научных исследований по созданию новых видов дешевых и экологически чистых тонкопленочных поглощающих слоев и токоведущих контактов для солнечных элементов, впервые показано, что получение тонких плёнок соединений системы SnPbS методом «горячая стенка» с различным элементным составом существенно изменяет структурные и морфологические характеристики плёнок и улучшает их физические свойства[8]. Выполнена идентификация ряда механизмов массопереноса в системах тонкая металлическая плёнка/кремниевая подложка, формируемых физическим вакуумным напылением в условиях гиперскоростной кристаллизации. Установлены механизмы диффузии и массопереноса в структуре плёнка/подложка в зависимости от плотности энергии, выделенной в каскадах атомных столкновений, и интегрального потока облучающих подложку ионов ксенона. Под его руководством разработана феноменологическая модель смачиваемости поверхности наноразмерных плёнок дистиллированной водой как эффективного метода изучения характеристик поверхностей и происходящих на них процессов.