ФИЗИКА КОНДЕНСИРОВАННОГО СОСТОЯНИЯ: ДИЭЛЕКТРИКИ, МАГНЕТИКИ, МУЛЬТИФЕРРОИКИ, СВЕРХПРОВОДНИКИ. СИНТЕЗ, ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ, ТЕОРИЯ

Целью исследований большого числа новых высококачественных образцов многокомпонентных оксидов, бороксидов, фторидов и оксифторидов переходных и редкоземельных ионов, наноматериалов различной размерности является получение фундаментальных знаний о физических механизмах формирования разных видов упорядоченных состояний: сегнетоэлектриков, сегнетоэластиков, магнетиков, сверхпроводников, топологических изоляторов, а также с сосуществованием различных видов упорядочения. Выяснена связь между особенностью атомного строения, структуры наноматериалов и объемных кристаллов с их физическими свойствами, предсказаны фазовые переходы между различными сверхпроводящими фазами в ВТСП купратах и ферропниктидах, исследованы особенности электронных и магнитных свойств в манганитах и кобальтитах, а также в магнитных материалах с низкомерной магнитной подсистемой, в том числе при высоких давлениях. Классификация краевых состояний в системах ограниченной геометрии. Изучение структуры и фермионной четности основного состояния сверхпроводящих нанопроволок. Анализ влияния спин-орбитального взаимодействия Рашбы на спин-поляризованный транспорт в системе сверхпроводящих квантовых точек. Прикладным аспектом проведенных исследований являются установленные рекомендации по целенаправленному изменению свойств материалов при различных внешних воздействиях, что позволит создавать новые устройства функциональной электроники. Полученные в проекте теоретические и практические результаты могут быть использованы в полупроводниковой промышленности, при создании устройств сверхплотной магнитной записи, а также приборов сверхпроводящей электроники. Полученные результаты и их новизна. При учете эффектов ограниченной геометрии рассчитана область параметров реализации краевых возбуждений для модели экситонного диэлектрика при наличии спин-орбитального взаимодействия. Рассчитана температурная зависимость глубины проникновения магнитного поля λ для интеркалированного водой кобальтата натрия NaxCoO2ꞏyH2O в предположении, что система находится в киральном d+id–волновом сверхпроводящем состоянии, а также для купратных ВТСП с сильным кулоновским взаимодействием и для двухзонной модели сверхпроводника на основе железа с учетом рассеяния носителей на немагнитных примесях.. Для полупроводниковой нанопроволоки с сильным спин-орбитальным взаимодействием Рашбы с наведенной сверхпроводимостью и помещенной во внешнее магнитное поле определены структура и фермионная четность основного состояния. Изучено влияние спин-орбитального взаимодействия Рашбы на процессы андреевского отражения в системе полуметалл/сверхпроводящая двойная квантовая точка/полуметалл. Исследованы топологические фазы в нанопроволоках с сильными электронными корреляциями и особенности спектра угловых возбуждений в сверхпроводящей двумерной системе на треугольной решетке. Показано, что в нормальной фазе ВТСП купратов изменения электронной структуры и ближнего антиферромагнитного порядка с ростом допирования и температуры взаимосвязаны. Исследовано влияние орторомбического искажения на электронную структуру и сверхпроводящие свойства купратов. Показана возможность переходов металл-диэлектрик при увеличении электрон-фононного взаимодействия в поляронной теории купратов. Исследована тонкая структура магнитоупругого резонанса в неоднородной среде в обеих точках пересечения законов дисперсии спиновых и упругих волн и дано объяснение природы её возникновения. Обнаружено и объяснено гигантское влияние водорода, вводимого в камеру напыления при магнетронном синтезе пленок полупроводника ZnO, допированного Co и Al, на морфологию и свойства пленок. Исследованы новые магнитооптические свойства монокристаллов HoFe3(BO3)4 со структурой хантита. Отработана технологии создания и исследование наночастиц ферромагнетик/золото как новых материалов для биомагнитных применений. Методами малоуглового рентгеновского рассеяния исследована пространственная структура биологических макромолекул с помощью синхротронного излучения. Экспериментально обнаружены и теоретически описаны особенности термодинамики и транспортных свойств допированных кобальтитов лантана. В рамках теории функционала плотности рассчитаны тройные гетероструктуры VTe2/графен/VTe2 как перспективные магнитные туннельные устройства. Отработаны технологии приготовления и характеризации новых магнитных пленок и частиц с улучшенными свойствами. Исследованы твердофазные реакции в нанослоях Zr/Al в процессе нагрева. Исследованы особенности ферромагнитного и спин-волнового резонанса в тонких пленках и наночастицах. Установлена роль химического давления в формировании пьезокалорического эффекта во фтор-кислородных ферроиках. Изучено влияние размерного фактора на чувствительность к внешнему давлению и калорические эффекты в керамических и нанокомпозитных образцах сегнетоэлектрика-ТГС. Исследованы оптические, дилатометрические и калориметрические свойства фторидотитаната железа FeTiF6×6H2O.