Физика низкоразмерных систем и конденсированного состояния вещества

Наноэлектроника

Созданы прототипы солнечных элементов на основе гетероперехода аморфный гидрогенизированный кремний — монокристаллический кремний, характеризующиеся высокой эффективностью преобразования солнечного излучения. Продемонстрирована возможность получения эффективной электролюминесценции на таких структурах. Разработана методика детектирования водорода с помощью нанокомпозита In2O3/ZnO при комнатной температуре. Созданы прототипы

Схема солнечного элемента и его вольт-амперная характеристика

сенсоров, в которых вместо нагрева используется освещение чувствительного элемента зелёным светом. Это позволяет существенным образом снизить энергопотребление и обеспечивает возможность использования сенсора для детектирования малых концентраций различных горючих и взрывоопасных веществ в атмосфере.

Продемонстрирована возможность оптической записи информации на поверхности халькогенидных стеклообразных полупроводников, таких как GeSbTe (GST), с помощью фемтосекундных лазерных импульсов.

	Использование предлагаемой технологии записи открывает возможность увеличения в несколько раз плотности кодирования информации на единицу площади. Подбор режимов облучения позволяет не только записывать, но и перезаписывать информацию за счет обратимых лазерно-индуцированных переходов из кристаллической фазы в аморфную.
Схема распределения аморфной и кристаллической фазы в облучённых образцах GST и СЭМ изображения их поверхности

Синтез и диагностика твердых тел и наностуктур

Создана технологическая база для выращивания монокристаллов и синтеза керамических образцов высокотемпературных сверхпроводников, низкоразмерных магнетиков и топологических изоляторов. Получен ряд фундаментальных результатов по этим направлениям, включая обнаружение и исследование спиновой жидкости в уникальных неорганических соединениях с решеткой квадратного кагоме.

Разработаны методы получения динатронного покрытия с углеродными нанотрубками, подавляющего эффект изменения тока в электровакуумных приборах. Разработанные композитные материалы на основе полимерных матриц с включением углеродных нанотрубок, в том числе ориентированных углеродных нанотрубок, могут быть использованы в качестве функциональных и конструкционных материалов для наноспутников.

Разработан новый оригинальный метод определения положения энергетических уровней спиновых центров (дефектов) в запрещенной зоне полупроводниковых наноматериалов с помощью электронного парамагнитного резонанса.

Разработана теория и созданы экспериментальные устройства для реализации 3D сканирующей электронной микроскопии рельефа поверхности микроструктур и томографии многослойных наноструктур, создана теория кинетики радиационной зарядки диэлектриков.

Разработана методика определения энергетического спектра полупроводниковых гетероструктур. Обнаружен эффект зависимости направления фототока от длины волны возбуждения (фотореверсивный эффект), перспективный для диагностики качества гетероструктур в процессе роста.			Динатронные покрытия (вверху) и проводящие композитные (внизу) материалы под микроскопом

Разработан, изготовлен, апробирован и внедрен в серийное производство комплекс из 19 типов аппаратуры для рентгеноструктурных исследований.

Разработана методика дифференциальной конверсионной мессбауэровской спектроскопии.

Разработан и экспериментально реализован рентгендифракционный метод контроля управляемых атомных смещений.

Предложен метод создания перспективных материалов для твердотельного магнитного охлаждения.

Физика магнитных явлений

Выявлены различия в процессах магнитного фазового перехода, индуцируемого нагревом от внешнего магнитного поля в тонкой пленке сплава железо-родий (FeRh). Результаты работы помогут сформулировать теорию магнитных фазовых переходов, а также лягут в основу твердотельных охлаждающих систем.

В композитной двухслойной структуре на основе пьезополимерного слоя и слоя магнитного эластомера с железными микрочастицами исследован магнитоэлектрический эффект в градиентном переменном магнитном поле. Получено резонансное усиление эффекта, зависящее от состава магнитоэластомерного слоя, в частности, от концентрации частиц, толщины слоя и его модуля упругости, а также обнаружена зависимость от амплитуды переменного поля и величины внешнего однородного магнитного поля смещения. Определены условия линейного усиления эффекта, а также обнаружено уменьшение резонансной частоты при увеличении поля смещения.

Показана возможность получения редкоземельных составов с 3d- и 4p-металлами, а также их гидридов, с высокими значениями магнитокалорического эффекта и магнитострикции в заданной области температур. Экспериментально продемонстрировано, что намагниченность структурно изотропных ферромагнитных пленок приводит к возникновению анизотропии интенсивности второй гармоники.

Создан новый класс магнитоактивных эластомеров (МАЭ) на основе молекулярных щеток, которые воспроизводят вязкоупругий отклик живых тканей и демонстрируют гигантский магнитореологический эффект.

Созданы гибридные МАЭ, демонстрирующие гигантское изменение диэлектрической проницаемости и проводимости при намагничивании.

Разработаны теоретические подходы для описания магнитного отклика МАЭ.

Разработан магнитный фиксатор сечатки шлаза на основе МАЭ.

Обнаружено влияние размерных эффектов и совершенства структуры на намагниченность наночастиц.

Усовершенствована технология создания элементов магнитной памяти.