Естественные нанослойные материалы, перспективные для преобразования энергии ПЕРВЫЙ ЭТАП ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТ

Объект исследования – тонкие плёнки на основе компонент MAX материалов Mn, Cr, Ge и С. Цель работы – Разработка, исследование и тестирование новых магнитных и сверхпроводящих высокостойких к окислению фаз MAX материалов для применения в магнитной записи, постоянных магнитах, магнитном охлаждении и спинтронике. Общими задачами научного исследования на весь срок является: 1) Синтез тонких пленок новых магнитных MAX-фаз на основе 3d-элементов. 2) Синтез тонких пленок новых магнитных MAX-фаз, включающих редкоземельные элементы. 3) Синтез тонких пленок сверхпроводящих МАКС-фаз. 4) Химическая, структурная и магнитная характеризация синтезированных пленок. 5) Изменение и достижение необходимых полевых и температурных зависимостей магнитных свойств (магнитная анизотропия, намагниченность, температура магнитного упорядочения) путем легирования и комбинированного роста пленки с использованием градиентного латерального синтеза. 6) Рост многослойных пленок МАКС-фаз с различными послойными составами. 7) Расслоение пленок MAX-фаз для получения двумерных материалов (Максины) для использования в качестве химических датчиков. 8) Исследования спинового, электронного и термодиффузионного транспорта в двумерных Максенах. В отчете за первый этап по Соглашению о предоставлении субсидии от 03.12.2019г. № 075-15-2019-1886 представлены результаты по определению основных характеристик закупаемой высокопроизводительной системы магнетронного распыления с интегрированными средствами определения физических свойств MAX материалов, а также результаты тестирования компонентов системы с известными MAX материалами на основе Mn. Отчёт содержит информацию о проведённой модернизации имеющегося оборудования лаборатории для выполнения поставленных в проекте задач и о работах для организации успешного функционирования новой лаборатории магнитных MAX материалов (Сокращенно: Лаборатория МММ), в частности сведения о техническом обслуживании лаборатории, выделении и ремонте офисных помещений и организации и рабочих мест. При тестировании компонентов системы с известными MAX материалами было проведено тестирование компонентов на основе Mn, Ge, Cr, C. Были получены двух- и трехкомпонентные пленки на основе указанных материалов. Показано, что модернизированная и используемая напылительная система позволяет проводить синтез MAX материалов, но не позволяет проводить эффективные поисковые работы требуемых свойств в широком диапазоне химических составов MAX материалов. В результате была разработана высокопроизводительная система магнетронного распыления с интегрированными средствами определения физических свойств MAX материалов. С помощью кристаллогеометрических подходов была проведена оценка возможных ориентационных соотношений между MAX материалами и некоторыми кристаллическими материалами, с использованием буферных слоёв для улучшения кристаллического качества эпитаксиальных плёнок MAX материалов.