ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОВ, СПЛАВОВ, ПОЛУПРОВОДНИКОВ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ИХ ОСНОВЕ, ОПРЕДЕЛЯЕМЫЕ ЭЛЕКТРОННОЙ СТРУКТУРОЙ И МЕЖЭЛЕКТРОННЫМИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯМИ

В отчете о научно-исследовательской работе представлены:  результаты исследований гальваномагнитных свойств ультрачистого монокристаллического образца HgSe в диапазоне температур (20–40) К, которые впервые показали линейное поперечное магнитосопротивление с рекордной для халькогенидов ртути величиной 15000 % и линейное холловское сопротивление в квантовом пределе при изменении поля приблизительно от 2 до 12 Тл;  результаты измерений вольт-амперных характеристик эпитаксиальных пленок Nd2-xCexCuO4/SrTiO3 (x=0.145, 0.15), которые продемонстрировали несколько резистивных ветвей, что указывает на немонотонный характер параметра порядка d-волновой или анизотропной s-волновой симметрии, связанный с сосуществованием сверхпроводимости и антиферромагнитных флуктуаций;  результаты измерений рентгеновских фотоэлектронных N 1s, Pb 4f и I 3d-спектров APbX3 перовскитных солнечных элементов, которые показали, что частичное замещение органического катиона OctI2 модификатором приводит к повышению фотохимической стабильности гибридных перовскитов при облучении видимым светом до 20000 часов;  результаты экспериментальных и теоретических исследований квантовой динамики ян-теллеровских комплексов в кристаллах со структурой флюорита, содержащих 3d примеси. На основе температурных зависимостей реальной и мнимой частей динамических модулей упругости получены температурные зависимости конфигурационного времени релаксации, зависящие от деформаций, которые возникают при прохождении ультразвуковой волны, которые могут служить универсальным индикатором комплекса;  результаты экспериментального обнаружения метастабильного состояния Cu2+-ионов на поверхности нанокерамики Cu2O, полученной методом кручения под давлением. Методом рентгеновской абсорбционной спектроскопии впервые обнаружено, что в системе Cu–O могут существовать два типа ионов Cu2+, различающиеся степенью ковалентности связи Cu–O и, соответственно, энергиями связи Cu 2p-электронов;  результаты теоретических и экспериментальных исследований электронной структуры, термоэлектрических и оптических свойств сплавов Гейслера Mn2MAl (M=Fe, Co, Ni), которые показали, что исследуемые соединения имеют антипараллельное расположение магнитных моментов Mn и металлический характер плотности электронных состояний. Расчеты коэффициента Зеебека показали, что сплавы Mn2CoAl и Mn2NiAl демонстрируют высокие отрицательные значения, благоприятные для возможных термоэлектрических применений;  результаты теоретических исследований электронной структуры сверхпроводящего электрида Li₈Au с целью выявления коррелированной природы и магнитных свойств. Установлено, что анионные состояния межузельных электронов, описанные методами локализованных функций Ванье, частично и слабо гибридизованы с почти полностью занятыми Au p-орбиталями, а рассчитанный параметр Хаббарда U (2 эВ) сравним с шириной зоны, что указывает на умеренные электронные корреляции;  результаты обнаружения ферромагнетизма нового типа в разбавленном магнитном полупроводнике Hg1-xFexSe с минимальной концентрацией Fe (x = 0.009 at%) при T1 = 5 K и T2 = 300 K в магнитном поле H = 50 кЭ. Установлено, что новый механизм магнитного упорядочения наблюдается в широком интервале температур (5-300) K, обусловленный эффектами гибридизации и обменным взаимодействием донорных электронов проводимости, более эффективным, чем косвенный обмен в обычных разбавленных магнитных полупроводниках (типа GaAs:Mn);  результаты молекулярно-динамического моделирования влияния температуры и объема на плотность фононных состояний низкотемпературной фазы термоэлектрика SnSe с пространственной группой симметрии Pnma. Продемонстрирована стабилизация фазы с кристаллической структурой Cmcm при высоких температурах. Из численного решения линеаризованного транспортного уравнения Больцмана получена аномально низкая решеточная теплопроводность SnSe, которая согласуется с экспериментальными данными в широком интервале температур;  результаты исследования модификации перовскитных солнечных элементов CsPbI3 и FAPbI3 путем частичной замены Pb2+ на Dy2+. Установлено, что включение Dy2+ значительно повысило устойчивость перовскитных пленок к гамма-излучению. Показано, что присутствие Dy2+ подавляет образование металлического свинца Pb0 при радиолизе и улучшает устойчивость пленок перовскита к электронным пучкам с энергией 8.5 МэВ, что указывает на перспективы применения изученных модифицированных перовскитов в аэрокосмической промышленности;  результаты исследования влияния окислительно-восстановительной пары Eu2+/Eu3+ на внутреннюю фотостабильность PbI2 и перовскитных солнечных элементов. Установлено, что допирование европием подавляет фотохимическое образование металлического Pb и других продуктов старения. Показано, что перовскит Cs0.12FA0.88Pb0.99Eu0.01I3 обладает высокой радиационой стойкостью к комбинированному воздействию света, гамма-излученя и электронам высокой энергии, наблюдаемому в космическом пространстве;  новая методология определения и использования параметра кулоновского взаимодействия U(t2g) с учетом различных энергетических локализаций состояний t2g и eg в неупорядоченных перовскитоподобных оксидах переходных металлов в рамках приближения локальной спиновой плотности с коррекцией кулоновского взаимодействия и приближения когерентного потенциала. Обобщая, в данном промежуточном отчете о научно-исследовательской работе за 2024 год представлены отмеченные и другие результаты экспериментального и теоретического изучения сильно коррелированных соединений переходных металлов, разбавленных магнитных полупроводников, двумерных материалов с различным типом проводимости, включая фотопроводимость, а также полупроводниковых и сверхпроводящих систем. Государственное задание по теме «Физические свойства металлов, сплавов, полупроводников и функциональных материалов на их основе, определяемые электронной структурой и межэлектронными взаимодействиями» выполнено.