Моделирование и разработка новых функциональных материалов с заданными электромагнитными и механическими свойствами

Основным содержанием планируемых работ является реализация комплексного подхода к созданию новых функциональных материалов, включающего в себя: моделирование электромагнитных свойств новых материалов, изготовление и исследование структуры и свойств (электрических, магнитных и механических) разрабатываемых материалов.Актуальной задачей современного материаловедения является создание функциональных материалов, обеспечивающих возможность «настройки» свойств под конкретные задачи («tunable materials»). Наиболее остро потребность в таких материалах испытывают области электроники, в которых необходимо решать задачи по генерации, преобразованию или поглощению электромагнитных волн. Примерами таких приложений могут служить информационно-телекоммуникационные системы (связь наземная и космическая, радиолокация, радионавигация), элементы новой электронной компонентной базы для терагерцового, субтерагерцового и СВЧ диапазона (фильтры, фазовращатели, вентили, генераторы), устройства радиофотоники и др. Перспективными сегодня направлениями исследований являются создание поглощающих покрытий и объемных элементов на основе ферритов для самолетов, кораблей, танков и других объектов, представляющих стратегический интерес, таких как материалы для устройств телекоммуникации. Данное научное направление отмечено в качестве перспективного в Прогнозе научно - технологического развития России: 2030, составленном Министерством образования и науки Российской Федерации и Национальным исследовательским университетом «Высшая школа экономики».Среди материалов, применяемых в перечисленных устройствах, особое значение имеют гексагональные ферриты, в частности, ферриты со структурой магнетоплюмбита (наиболее распространенным из которых является гексаферрит бария). Эти вещества известны более полувека и благодаря своим свойствам – химической инертности, механической твердости, высоким значениям температуры Кюри, коэрцитивной силы и поля анизотропии – получили широкое распространение в различных отраслях науки и техники, в первую очередь в устройствах хранения и записи информации, а также при изготовлении постоянных магнитов. Корунд (различного фракционного состава) выгодно отличается по своим механическим и электромагнитным свойствам. Добавление частиц корунда различной фракции в функциональный материал позволит получить гибкое композитное покрытие с прогнозируемыми значениями относительной диэлектрической проницаемостью, относительной магнитной проницаемостью и удельной электропроводностью среды.В то же время развитие методов и устройств для исследования материалов в последние два десятилетия расширило возможности характеризации объектов, что привело к появлению новых приложений ранее известным материалам. Предусмотренный работой теоретический анализ связи электрофизических и магнитных характеристик с особенностями структуры исследуемых кристаллических веществ позволит на новом материале подтвердить справедливость принятых закономерностей, используемых для объяснения взаимосвязи структуры и свойств, или может дать дополнительный материал для пересмотра условий корректного применения этих закономерностей.Всё это позволяет утверждать, что полученные в рамках данного проекта результаты будут иметь мировой уровень научной новизны, а успешная реализация проекта позволит сделать заметный шаг вперёд в области разработки новых функциональных материалов с уникальными магнитными и микроволновыми свойствами.