Разработка новых полифункциональных материалов на основе сложных оксидов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O: физико-химические аспекты синтеза и теплофизические свойства

Проект направлен на решение актуальной научной проблемы, заключающейся в установлении фундаментальных корреляций между химическим составом, кристаллической структурой, микроструктурой и теплофизическими свойствами новых полифункциональных материалов на основе сложных оксидов в многокомпонентной системе Mg(Zn)-Ga(In)-O. Сложные оксиды на базе магния, цинка, галлия и индия, в частности со структурами типа шпинели и перовскита, были выбраны в качестве объектов исследования благодаря высокой термической устойчивости и сочетанию уникальных электрофизических и оптических свойств, позволяющих рассматривать их в качестве перспективных материалов для электроники, оптоэлектроники и фотовольтаики. В связи с этим разработка новых функциональных материалов с заданными характеристиками на основе предложенных соединений будет способствовать переходу к передовым интеллектуальным производственным технологиям. Научная новизна предлагаемого Проекта заключается в оптимизации синтетических подходов, а также в экспериментальном исследовании теплофизических, в том числе термодинамических, свойств перспективных материалов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O. Особое внимание в предлагаемом Проекте будет уделено исследованию получаемых материалов с помощью рентгенофазового анализа (РФА), термогравиметрического и дифференциального термического анализа (ТГА/ДТА), рентгенофлуоресцентной (РФС) и ИК-спектроскопии, а также растровой и просвечивающей электронной микроскопии (РЭМ/ПЭМ). Теплофизические свойства, включающие в себя теплоемкость (и рассчитанные на ее основе стандартные термодинамические функции), а также температуро- и теплопроводность предложенных соединений, имеющие крайне важное значение для оценки возможности их практического применения, будут исследованы в широком диапазоне температур с применением комплекса современных прецизионных методов, таких как релаксационная, адиабатическая и дифференциально-сканирующая калориметрия и метод лазерной вспышки. В результате реализации Проекта будут предложены оригинальные подходы к синтезу сложных оксидов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O с различной кристаллической структурой и дисперсностью. Также будет установлено влияние параметров синтеза на химический состав, структуру, морфологию и теплофизические свойства этих соединений, что в конечном итоге позволит приблизиться к разработке концепции поиска и создания полифункциональных оксидных материалов с направленно изменяемыми свойствами.