Экспериментальное и теоретическое исследование физических свойств перспективных наноматериалов

Цель исследования – получение значимых научных результатов, относящихся к физическим свойствам перспективных наноматериалов и систем с пониженной размерностью на основе диэлектриков, полупроводников, сегнетоэлектриков и сверхпроводников. Были получены следующие основные результаты: 1) Показано, что при легировании керамики (Ba0.9Ca0.1)(Zr0.1Ti0.9)O3 оптимальное содержание Sn составляет 0,3 %. В кристалле сегнетоэлектрика PMN-PT с составом вблизи морфотропной фазовой границы изучен индуцированный полем фазовый переход. 2) Для определения параметров энергетического спектра валентной зоны в квантовых ямах HgTe шириной 20-200 нм измерены магнитополевые и температурные зависимости сопротивления и эффекта Холла. Экспериментально исследовано магнитосопротивление электронного газа в одиночной квантовой яме HgTe шириной 14 нм. 3) Разработана методика компьютерного моделирования, позволяющая рассчитывать в рамках ab initio подхода, структуру и свойства кристаллов с подрешеткой редкоземельных ионов с минимальными затратами компьютерных ресурсов. 4) При изучении спектров ЭПР легированных Cr кристаллов Y2SiO5 впервые зарегистрирован спектр иона Cr4+, получены параметры тонкой структуры и сделан вывод о его тетраэдрической координации. 5) Показано, что в трехкомпонентных системах Cr−Cu−HfSe2 в результате интеркалирования атомами хрома и меди формируется парамагнитное состояние. Измерена температурная зависимость эффективных магнитных моментов и температура Кюри. 6) Исследована эволюция доменной структуры сегнетоэлектриков при импульсном лазерном облучении и наличии диэлектрического слоя. Обнаружены и объяснены эффекты внутриобъемного переключения, образования самоорганизованных нанодоменных структур, эволюции формы доменов, и формирования двойных трековых структур. Выявлен механизм появления пироэлектрических и пьезоэлектрических свойств в легированных центросимметричных кристаллах. Показано, что обработка алюминиевых пластин фемтосекундным лазерным излучением формирует сложную систему капилляров. 7) Показано, что необычные свойства материалов на основе ян-теллеровских 3d- и 4d-ионов с различной кристаллической и электронной структурой могут быть отнесены за счет их неустойчивости относительно анти-ян-теллеровского диспропорционирования.