Керівник проекту — доктор фіз. мат. наук В. М. Розенбаум

· Вивчення двовимірних дипольних систем та орієнтаційного структурування адсорбатів методами теоретичної фізики було одним з основних наукових напрямів Інституту хімії поверхні НАН України з часу його заснування й дозволило отримати численні результати, що істотно збагатили наше розуміння динаміки процесів, які відбуваються на поверхні.

Інтерес до цього наукового напряму спричиняється низкою обставин. Насамперед, для дальнодіючої анізотропної диполь-дипольної взаємодії неправомірне використання наближення взаємодії лише найближчих сусідів і необхідна розробка методів розрахунку, які б враховували всі парні взаємодії диполей системи. Відповідні результати показали, що в основному стані структури орієнтацій диполей на двовимірних ґратках досить різноманітні й суттєво залежать від типу ґратки. Крім того, на відміну від плоских вироджених систем з близькодіючою гейзенбергівською взаємодією, коли є характерним перехід до фази з близьким порядком (фаза Березинського-Костерліца–Таулесса), двовимірні ґратки диполей при низьких температурах знаходяться у фазі з далеким орієнтаційним порядком, а в невпорядкованій системі – у фазі дипольного скла. Якщо у тривимірних дипольних системах типу КСl : Li, NaВг : F, КСl : ОН, RbCl : OH концентрації нецентральних іонів такі, що температури переходів до фази дипольного скла становлять близько 1 K, то в двовимірних дипольних системах за рахунок високої поверхневої концентрації полярних радикалів температури фазових переходів доходять до 100 К, що вказує на перспективність експериментальних досліджень орієнтаційних фазових переходів у цих системах. Нарешті, для аналізу спектроскопічних даних є актуальним розвиток теорії орієнтаційних та коливних збуджень двовимірних дипольних систем, яка б описувала локальні та квазілокальні коливання ізольованого полярного радикала, що здійснює поворотні переорієнтації, і всієї впорядкованої чи структурно й орієнтаційно невпорядкованої системи таких об’єктів.

До найважливіших здобутків, отриманих при розробці даного напряму, належить пояснення спектроскопічних особливостей моношарів адсорбатів і характеристик їхніх орієнтаційних фазових переходів з точки зору різних типів міжмолекулярних взаємодій у молекулярному ансамблі на поверхні твердого тіла. 
Серед останніх досягнень заслуговують на увагу компактні аналітичні формули, виведені для зсуву та ширини спектральних ліній локальних коливань адсорбата з урахуванням усіх типів ангармонічного зв’язку між локальними коливаннями адсорбата та низькочастотними модами адсорбційної системи, а також латеральних міжмолекулярних взаємодій у шарі адсорбату. Ці узагальнюючі співвідношення є розрахунковою схемою для оцінки внесків різноманітних чинників у спектроскопічні характеристики адсорбатів. 

Вказані теоретичні розробки одержали визнання не тільки в Україні, а й за кордоном. Протягом 1993–2000 років вони були двічі підтримані грантами Державного фонду фундаментальних досліджень Державного комітету України з питань науки та технологій, а також грантами Американського фізичного товариства, Міжнародного наукового („соросівського“) фонду, фонду INTAS, Американського фонду цивільних досліджень і розвитку (CRDF). Керівник напряму належить до українських науковців, визнаних „соросівськими професорами“, його широке та плідне співробітництво з американськими, німецькими, ізраїльськими, тайванськими вченими, які проводять дослідження в галузі фізики поверхні, відображено в низці спільних публікацій та доповідей на міжнародних конференціях.

Вибрані публікації

1. Огенко В. М., Розенбаум В. М., Чуйко А. А. Теория колебаний й переориентаций поверхностньїх групп атомов. - Киев: Наукова думка, 1991. - 352 с.
2. Розенбаум В. М., Огенко В. М., Чуйко А. А. Колебательньїе й ориентационньїе состояния поверхностньїх групп атомов // Успехи физ. наук. - 1991. - Т. 161, № 11. - С. 79-119.
3. Rozenbaum V. М., Ogenko V. М., Chuiko A. A. Vibrational and orientational states of surface atomic groups// Sov. Phys. Usp. -1991. - V. 34, N 10. - P. 883-902.
4. Rozenbaum V.M. Ground state and vibrations of dipoles on a honeycomb lattice// Phys. Rev. B. - 1995. - v. 51, N 2. - P. 1290- 1293.
5. Rozenbaum V. M. Coulomb interactions in two-dimensional lattice structures// Physical Review B. - 1996. V. 53, N 9. - P. 6240-6255.
6. Klymenko V. E., Rozenbaum V. M. Orientations of linear nonpo-lar molecules in a regular chain//J. Chem. Phys. - 1999. - V. 110, N 12. - P. 5978-5982.
7. Rozenbaum V.M., Lin S.H. Dipolar dispersion laws and their contribution to dephasing of high-frequency collective vibrations in surface molecular ensembles // Surface Science. - 2000. - V. 452, N 1-3. - P. 67-78.