Наноструктурированные полупроводники, дираковские материалы и кристаллы биологически активных веществ для фотоники, спинтроники, квантовых вычислений и биомедицины

"Объектами исследования являются наноструктуры на основе классических полупроводников и топологических изоляторов с магнитными и немагнитными примесями, мемристивные структуры, а также различные биологически активные соединения. Целью работы является расчет характеристик изучаемых объектов и экспериментальное исследование их структурных, тепловых и транспортных свойств, с точки зрения возможного использования их в квантовых вычислениях, устройствах памяти, био-медицине. При решении задач проекта использовались аналитические и численные методы квантовой механики, теории полупроводников, а также рентгеноструктурный анализ, низкотемпературная рентгенография, дифференциальная сканирующая калориметрия, послойное магнетронное осаждение и сканирующая кельвиновская микроскопия. На этапе проекта 2022 года были решены следующие задачи: расчет поперечного термомагнитного эффекта в двоякопериодических сверхрешетках без центра инверсии на основе полупроводниковых материалов; построение модели, описывающей динамику заряда и спина в двойной квантовой точке на основе арсенида галлия в периодическом электрическом поле для различных режимов; микроскопическое обоснование модели локализованных состояний на крае двумерного топологического изолятора с магнитными барьерами; расчет персистентных токов (зарядовых и спиновых) изолированных одномерных квантовых колец Ааронова-Бома с периодически модулированным спин-орбитальным взаимодействием Рашбы; получение дисперсионных уравнений для определения энергетического спектра колец с однородным спин-орбитальным взаимодействием и внедренной немагнитной, или магнитной, примесью; расчет электронной зонной структуры гексагональных и ромбоэдрических фаз (политипов) кремния и германия в зависимости от степени гексагонализации (последовательности «алмазных» и гексагональных слоев); исследование электрических и фотоэлектрических характеристик лабораторных макетов фоточувствительных мемристоров видимого и ближнего ИК диапазонов; определение атомной структуры сольвата кортизон ацетата при температуре 100 К, структуры хелатного комплекса церия(III) с монопротонированной нитрило-трис (метиленфосфоновой) кислотой, ряда дикарбоксилатов трифенилвисмута с общей формулой Ph3Bi(O2CR)2, определение кристаллической структуры 9,10-бис(триизопропилсилилэтинил)антрацена при 100К и 295К. Рекомендации по внедрению: результаты рекомендуется использовать в образовательном процессе и при разработке нового поколения устройств нано-, оптоэлектроники и спинтроники, а также био-препаратов, регулирующих протекание процессов в живых клетках."