Научно-исследовательской лабораторией наноструктурированных сегнетоэлектрических материалов КГУ ведутся исследования в области создания новых материалов современной электроники и реализации приборов и устройств на их основе. В частности, в 2022 году исследовано влияние поверхностных дефектов на диэлектрические, магнитные и оптические свойства наночастиц титаната бария и феррита висмута в рамках проекта «Влияние дефектов кристаллической решетки на диэлектрические и магнитные свойства наноструктурированных титаната бария и феррита висмута», поддержанного грантом Президента Российской Федерации для государственной поддержки молодых российских ученых - кандидатов наук МК-3916.2021.1.2, под руководством старшего научного сотрудника лаборатории, кандидата физико-математических наук Емельянова Никиты Александровича при содействии студентов и аспирантов кафедры физики и нанотехнологий.
В процессе работ были выполнены экспериментальные исследования по синтезу наночастиц титаната бария пероксидным методом и наночастиц феррита висмута методом соосаждения гидроксокарбонатов с регулированием pH среды и температуры термической обработки с последующей структурной характеризацией полученных образцов методами сканирующей электронной микроскопии, атомно-силовой микроскопии, рентгеновского фазового анализа и инфракрасной Фурье-спектроскопии. Исследование микроскопических диэлектрических и магнитных свойств выполнялось методами силовой микроскопии пьезоотлика и магнитно-силовой микроскопии. Макроскопическое исследование указанных свойств – методами импедансной спектроскопии и вибрационной магнитометрии.
В результате исследований установлено влияние дефектов (гидроксильных и карбоксильных групп) на процессы формирования кристаллических фаз (параэлектрической кубической и сегнетоэлектрической тетрагональной) для наночастиц титаната бария при их пероксидном синтезе в зависимости от его условий (pH среды, температура термической обработки) представляет практический интерес для получения сегнетоэлектрических наноматериалов со структурой перовскита.
Выполненные на макро- и микроскопическом уровнях исследования диэлектрического и магнитного отклика в наночастицах феррита висмута, полученных методом соосаждения гидроксокарбонатов, свидетельствуют о наличие у них магнитоэлектрического эффекта и слабого ферромагнетизма. Результаты исследований были доложены на XXII Всероссийской конференции по физике сегнетоэлектриков (Екатеринбург 2021 г.) и 10-м Международном семинаре по физике ферроэластиков (Воронеж 2022 г.) и нашли своё отражение в публикациях ведущих профильных научных журналов Ferroelectrics, MRS Advances.
При этом подходы, описанные выше к варьированию условий синтеза для титаната бария, могут быть использованы для этого материала с целью увеличить содержание фазы феррита висмута BiFeO3, снизив содержание побочных продуктов, а также для управления дисперсностью получаемых порошков наночастиц. Это поможет улучшить свойства материалов, находящих широкое применение в создании конденсаторов, датчиков различных типов, зондов для биологических исследований.
Информацию предоставил кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник НИЛ наноструктурированных сегнетоэлектрических материалов КГУ Емельянов Никита Александрович.
Младшим научным сотрудником научно-исследовательской лаборатории Наноструктурированных сегнетоэлектрических материалов Будаевым Артемом Викторовичем ведутся работы по созданию новых устройств для современной электроники – мемристоров (резисторов с эффектом памяти сопротивления в зависимости от прошедшего тока, по функционированию сходных с биологическими нейронами). Совместно со студентами и аспирантами кафедры физики и нанотехнологий и сотрудниками НИЛ Органического синтеза. В результате исследования «Влияние структуры интерфейсов полианилин/поли(винилиденфторид-трифторэтилен) на их мемристивные свойства», поддержанного грантом Российского фонда фундаментальных исследований (РФФИ), им предложена новая конструкция мемристоров на основе двуслойной полимерной структуры, переключение между состояниями в которой осуществляется путем переключения поляризации наноразмерных сегнетоэлектрических кристаллов в аморфной матрице. Результаты исследований были доложены на XVII Международной научно-практической конференции «Новые полимерные композиционные материалы. Микитаевские чтения» (Эльбрус, июль 2021 г.), 10-м Международном семинаре по физике ферроэластиков (Воронеж, сентябрь 2022 г.) и XII Всероссийской научно-практической конференция «Нанотехнологии: образование, наука, инновации» (Курск, октябрь 2022 г.), а также опубликованы в профильных научных журналах Key Engineering Materials, Пластические массы.
Информацию предоставил, младший научный сотрудник НИЛ Наноструктурированных сегнетоэлектрических материалов КГУ, Будаев Артем Викторович.
