Функциональные материалы для приборостроения

Объектами исследований на данном этапе являлись: материалы с низкой диэлектрической проницаемостью, проводящие оксиды, активные диэлектрики и гетерофазные композиты на их основе; гибридные и негибридные функциональные наноматериалы и структуры на основе двумерных дихалькогенидов переходных металлов; мультиферроидные поликристаллы и гетероструктуры; кристаллические сложнооксидные фазы с особыми физическими свойствами, полимерные электретные пленки); фундаментальные принципы функционирования устройств на их основе, а также разработка технологий их изготовления. Обобщенной целью проекта является разработка методик изготовления и синтеза перспективных функциональных материалов и наноматериалов, имеющих высокий потенциал применения в приборостроении, разработка методик их исследования и моделирования, определение фундаментальных и функциональных параметров проектируемых материалов. К наиболее значимым результатам исследования на отчетном этапе относится: 1. Получены новые данные, касающиеся механизмов транспорта носителей заряда в кремнийорганических пленках; установлены механизмы и факторы, влияющие на образование столбчатой микроструктуры в проводящих оксидах LaNiO3, сформированных на аморфном подслое; разработан новый подход к получению сегнетоэлектрических композитных пленок и продемонстрирован потенциальный метод управления фотопроводимостью через поляризацию. 2. Установлен характер формирования и спектрально-временные особенности различных неравновесных состояний (электронно-дырочной плазмы, ярких, тёмных и захваченных экситонов, а также трионов) в негибридных дихалькогенидах переходных металлов), включая многокомпонентные твёрдые растворы вида MoₓW₁₋ₓS₂ySe₂(1−y). Проведён комплексный анализ условий возникновения плазмонного усиления и влияния экситон-плазмонного взаимодействия на спектральные и временные характеристики двумерных полупроводниковых материалов. 3. Разработаны методы и режимы синтеза, получены новые монокристаллические, керамические и полимерные пленочные образцы с сегнетоэлектрическими и смежными свойствами, квазидвумерными антиферромагнитными характеристиками и эффектами порогового переключения сопротивления под действием электрического поля. Впервые обнаружено пороговое переключение из высокоомного в низкоомное состояние в SrFe10.8Al1.2O19, выявлено магнитоупорядоченное состояние в LiCu3O3 и электретный эффект в пленках диацетата целлюлозы с внедрёнными полярными молекулами. 4. Обнаружены новые МЭ эффекты: генерация напряжения в кольцевой гетероструктуре «аморфный ферромагнетик–кристалл лангатата» при возбуждении линейным током, ориентационный переход и гигантская перестройка резонансной частоты МЭ в гибкой структуре «магнитоактивный эластомер–пьезополимер» при различных ориентациях магнитного поля, а также повышение эффективности МЭ-преобразования в гибкой гетероструктуре «нанокомпозит с волокнами феррита–слюдяная подложка» за счёт ослабления демпфирующего влияния подложки. 5. Исследовано влияние частичного замещения ионов Bi³⁺ на Nd³⁺ и ионов Fe³⁺ на Cr³⁺ в мультиферроиках Bi(1–x)AxFe(1–y)TyO₃ (A=Nd, T=Cr; x=0–0.1, y=0–0.25) с ромбоэдрической фазой R3c. Показано, как это влияет на циклоидную спин-модулированную структуру, её параметры, а также на магнитные и валентные состояния ионов Fe. Исследования проводились методами рентгенографии и Мёссбауэровской спектроскопии на ядрах ⁵⁷Fe в широком диапазоне температур. 6. На основе САПР с открытым кодом предложены высокоточные методы обнаружения и защиты от аппаратных уязвимостей. Предложены варианты реализации физически неклонируемых функций на основе интегральных схем с программируемой логикой для реализации ключей идентификации устройств, препятствующих обратному проектированию оригинальных разработок и распространению контрафактных изделий. Все результаты, полученные в ходе выполнения проекта, являются оригинальными. Полученные результаты соответствуют тематике предприятий радиоэлектронного комплекса, поддерживают развитие отечественного приборостроения и могут использоваться при фундаментальных исследованиях в физике твёрдого тела, а также при разработке и совершенствовании технологий микро- и наноэлектроники для повышения производительности и надёжности систем. По результатам проведенных исследований за 2024 год опубликовано 41 научная публикация, в том числе 16 статей, индексированных Web of Science и Scopus (11 статей в журналах Q1 или Q2 квартилей), представлено 29 докладов на всероссийских и международных конференциях, оформлены 7 заявок на регистрацию результата интеллектуальной деятельности, защищено 3 диссертации. Программа исследований на отчетном этапе, установленная планом реализации проекта, выполнена полностью.