Функциональные квантовые материалы

Проект реализован совместно с Национальным университетом Сингапура. Зарубежным партнером предоставлены экспериментальные образцы многослойных ван-дер-ваальсовых гетероструктур, полученные методом сухого трансфера, а также многоуровневые ван-дерваальсовы гетероструктуры из примыкающих слоев двумерных кристаллов с контролем гибридизации за счет смещения угла поворота кристаллических решеток и формирования структуры муара. Предоставленные образцы исследовались в МФТИ, кроме того, методы партнера для изготовления гетероструктур также успешно апробированы в МФТИ. В рамках реализации проекта подготовлен аналитический обзор современной научно-технической и методической литературы по теме функциональных квантовых материалов, определяющий наиболее перспективные направления исследований в этой области. Основные научные результаты работы над проектом – разработка метода предсказания новых устойчивых конфигураций функциональных квантовых материалов на основе двумерных материалов с помощью эволюционного алгоритма USPEX и T-USPEX и результаты расчетов оптических свойств ряда материалов на основе халькогенидов переходных металлов в сравнении с результатами экспериментальных исследований (PtS2, PtSe2, SnS2, SnSe2, MoS2/графен, MoS2/h-BN, графен/h-BN и другие); методами спектральной эллипсометрии, спектрофотометрии и рефлектометрии детально изучены оптические свойства ряда слоистых (ван-дер-ваальсовых) материалов и гетероструктур слоистых материалов и отработаны методы переноса двумерных материалов и создания ван-дер-ваальсовых гетероструктур и муаровых структур на основе двумерных материалов. Все полученные результаты обладают новизной, однако особенно следует отметить детальные данные по оптическим константам атомно-тонких дисульфида и диселенида олова и платины, которые включены в общедоступные базы данных оптических констант материалов. Проведенные в рамках проекта исследования создают необходимый базис для разработки быстродействующих оптоэлектронных устройств, фотодетекторов, оптических модуляторов, компактных источников излучения и высокоскоростной беспроводной связи и разработки однофотонных источников для квантовых систем телекоммуникации и квантовых вычислителей на основе двумерных систем. Все работы выполнены в соответствии с техническим заданием и календарным планом. По результатам проекта опубликовано 2 публикации в журнале Nanomaterials, индексируемом Web of Science и Scopus (со ссылкой на номер соглашения № 075-15-2021-987). Журнал входит в первый квартиль, как Web of Science, так и Scopus и имеет импакт-фактор 5,076.