В Научно-исследовательском институте физики ЮФУ работает множество талантливых ученых, которые в ряде случаев получают гранты на свои приоритетные исследования. Одним из проектов, который в настоящее время разрабатывается учеными в сотрудничестве с Южным научным центром РАН при поддержке гранта РНФ, является «Гетероструктуры на основе бессвинцовых сегнетоактивных материалов со структурой тетрагональной вольфрамовой бронзы: особенности синтеза и роста, фазовые состояния и фазовые превращения, физические свойства».

В рамках этого гранта коллектив ученых НИИ физики ЮФУ и ЮНЦ РАН под руководством ведущего научного сотрудника Анатолия Павленко занимается разработкой новых материалов в наноразмерном состоянии, главным образом, в виде тонких пленок. По словам ученого, данное направление было выбрано из-за больших перспектив применения данных материалов в современной технике.

«В последние годы мы занимались, главным образом, изучением свойств сегнетоэлектрических тонких пленок ниобатов бария стронция (SBN) различного состава и мультиферроика феррита висмута. Нами впервые показано, как их можно получать высокого качества одностадийным методом роста, а также как влияет их толщина на структуру и физические свойства. Интересными оказались эксперименты по изучению двухслойных структур, когда нами было показано, что управлять отдельными свойствами таких гетероструктур можно просто чередованием слоев, что удобно в практическом приложении», – рассказал ведущий научный сотрудник НИИ физики ЮФУ Анатолий Павленко.

Как объясняют специалисты, сегнетоэлектрики и мультиферроики – это активные материалы, которые способны преобразовывать, например, механическое воздействие в электрический сигнал и наоборот. Это позволяет использовать их, например, в датчиках в автомобиле, приборах УЗИ, устройствах военной техники и прочее. Однако стремление к миниатюризации данных элементов привело к тому, что востребованными становятся эти материалы в виде тонких пленок – размером от единиц до сотен нанометров. «Оказалось, что при изготовлении данных материалов в виде тонких пленок их свойства могут изменяться катастрофически, и предсказать это достаточно сложно. Мы как раз и занимаемся данного рода исследованиями для ряда материалов», – отметил Анатолий Павленко.

Научным коллективом НИИ физики ЮФУ исследования по этому направлению ведутся только восемь месяцев, но уже за этот период удалось разработать одностадийную технологию получения мультиферроика химического состава BaNdFeNbO на подложках MgO c сегнетоэлектрическими свойствами лучшими, чем у зарубежных коллег.

«Самая главная ценность наших исследований, с моей точки зрения, состоит в том, что мы базируемся, главным образом, на подходах и элементной базе Российского производства, обеспечивая разработку материалов с характеристиками, равными или опережающими мировые аналоги», – дополнил специалист.

За 2021 год учеными Научно-исследовательского института физики ЮФУ было опубликовано около 10 публикаций по данному проекту в таких научных журналах, как Journal of Alloys and Compounds, Inorganic Materialsthis link is disabled и Physics of the Solid Statethis link is disabled. Последние результаты опубликованы в статье «Twin-boundary engineering and thickness effect on strontium-barium niobate thin films on MgO substrate» в журнале Journal of Alloys and Compoundsthis.

По словам исследователей, на данный момент продолжается активная работа над проектом, совсем скоро будут опубликованы новые результаты.