Физические свойства металлов, сплавов, полупроводников и функциональных материалов на их основе, определяемые электронной структурой и межэлектронными взаимодействиями. Шифр «Электрон»

В отчете о научно-исследовательской работе представлены:  результаты исследований магнитотранпортного эффекта в селениде ртути, которые впервые продемонстрировали существование кирального магнитного эффекта и планарного эффекта Холла. Одновременное наблюдение этих эффектов свидетельствует о топологической природе электронного спектра HgSe;  исследования фотохимической деградации галогенидов свинца, которые показали, что PbBr2, в отличие от PbI2, остается устойчивым вплоть до 1000 часов воздействия видимого света, что позволяют рекомендовать использовать избыток PbBr2 в прекурсоры при синтезе MAPbI3 (CH3NH3PbI3) для повышения фотохимической стабильности перовскитых солнечных элементов;  описание электронной структуры, спинового состояния ионов Fe, магнитных и структурных свойств вюстита (Fe1-xO) в условиях сверхвысоких давлений и температур до 140 ГПа и 2100 K в рамках теории функционала плотности и динамической теории среднего поля. Полученные результаты демонстрируют существование высокоспинового металлического железа в условиях давлений-температур, близких к условиям на границе ядра и мантии Земли;  исследования влияния кулоновских корреляционных эффектов на структурные, спектральные и магнитные свойства сверхпроводника YFe2Ge2. Установлено, что кулоновские корреляции в YFe2Ge2 являются умеренными, то есть перенормирующими плотность состояний и зонную структуру в окрестности уровня Ферми, но не вытесняющими спектральный вес в хаббардовские зоны;  экспериментальные данные о влиянии высокого давления (до 10 ГПа) на электронные транспортные свойства монокристаллов CuxTiSe2 (0 ≤ x < 0.6). Установлено, что при нормальных условиях интеркалированные монокристаллы CuxTiSe2 (0 ≤ x < 0.6) обладают различными электронными состояниями (полупроводник, полуметалл, металл) в зависимости от содержания меди. Полученные результаты указывают на потенциальную возможность применения кристаллов CuxTiSe2 в электромеханических микроустройствах;  результаты исследований спиновых состояний ионов кобальта в монокристаллическом LaCoO3 с помощью рентгеновских фотоэлектронных, Co L2,3-, O K-рентгеновских абсорбционных и Co Kβ1,3-рентгеновских эмиссионных спектров. Показано, что при комнатной температуре в объеме монокристалла LaCoO3 ионы Co3+ находятся в низкоспиновом состоянии, а на поверхности LaCoO3 присутствуют высокоспиновые ионы Co2+ и Co3+, а также низкоспиновые и промежуточно-спиновые ионы Co3;  изученная электронная структура монокристаллических твердых растворов Nb1-xVxSe2 с использованием мягкой рентгеновской фотоэлектронной, резонансной фотоэлектронной и абсорбционной спектроскопии. Обнаружен перенос заряда между подрешетками VSe2 и NbSe2, который делает октаэдрическую координацию атомов Nb атомами Se более предпочтительной по сравнению с тригонально-призматической координацией в нелегированных NbSe2;  электронная структура соединения Pb9Cu(PO4)6O, также известном как LK-99, рассчитанные с использованием подхода DFT+DMFT. Обнаружено, что структура зон вблизи уровня Ферми формируется крайне узкими состояниями Cu-d и p-состояниями дополнительного кислорода, слабо гибридизованными друг с другом. Установлено, что p-состояния дополнительного кислорода играют значительную роль в электронных свойствах, и LK-99 нельзя свести к двухзонной модели Хаббарда;  модель электронной структуры сверхпроводника Y0.9Ca0.1Ba2Cu3O6.8, предложенная на основе сравнения экспериментальных данных фотоэмиссионных спектров с угловым разрешением и зонной структуры. Показана связь между пиком плотности электронных состояний при 0.4 эВ ниже уровня Ферми и локализацией носителей заряда при сжатии высоты пирамид CuO5;  расчеты электронного спектра в кубических твердых растворах феррита стронция SrFe1−xAlxO3, SrFe1−xMnxO3, SrFe1−xCoxO3, SrFe1−2xAlxCoxO3, SrFe1−y−zMnyCozO3 (0≤x≤0.15 и 0≤y, z≤0.125) методом когерентного потенциала, которые показали повышение концентрации электронных носителей и степень их локализации в SrFe1−x−0.15AlxCo0.15O3, что представляет интерес при разработке оксидных термоэлектриков и перспективных электродных материалов в твердых растворах SrFe1−y−zMnyCozO3 (y=z= (0.10−0.12)). Обобщая, в данном промежуточном отчете о научно-исследовательской работе за 2023 год представлены отмеченные и другие результаты экспериментального и теоретического изучения сильно коррелированных соединений переходных металлов, разбавленных магнитных полупроводников, двумерных материалов с различным типом проводимости, полупроводниковых и сверхпроводящих систем.