Экспериментальное исследование электрофизических свойств наноструктурированных магнито-диэлектрических материалов, этап №2

В отчете представлены результаты, полученные в ИТПЭ РАН в 2022 г. в ходе выполнения НИР «Экспериментальное исследование электрофизических свойств наноструктурированных магнитодиэлектрических материалов». Исследования были проведены с целью получения материалов с высокими значениями СВЧ магнитной проницаемости для различных технических применений. Одним из объектов исследования, в отношении которого были получены экспериментальные данные, были тонкие плёнки диоксида ванадия, полученные магнетронным напылением на различные подложки. Были также выполнены исследования композитов, в состав которых входили ферромагнитные порошки с полой структурой, а также порошок гадолиния. Кроме того, было проведено численное моделирование активного метаматериала. Во всех случаях рассматриваемые материалы были наноструктурированными, поскольку включали в себя наноразмерные структурные элементы. Полученный массив систематизированных данных имеет самостоятельное научное значение, а также даёт возможность полноценного сравнения результатов СВЧ измерений с данными о проведенных структурных и физико-химических исследований. В частности, методом ультразвукового спрей-пиролиза с последующим восстановлением в водороде получены порошки железа с полой структурой. Также исследован композитный материал на основе порошка гадолиния. Показано, что диэлектрическая проницаемость такого композита не зависит ни от частоты, ни от температуры, а измеренная низкочастотная магнитная проницаемость композита близка к значениям, полученным из литературных данных о намагниченности. Показано, что свойства поглотителя из активного метаматериала выходят за пределы фундаментального ограничения для пассивных материалов, связывающего коэффициент отражения, диапазон длин волн и толщину покрытия. Разработан двухстадийный метод синтеза тонких плёнок диоксида ванадия, позволяющий получать плёнки с высокой амплитудой перехода металл-диэлектрик, применимого на различных типах подложек – кварц и поликор.