Синтез и исследование наноразмерных и объемных магнитотвердых оксидов с рекордными характеристиками

Проект посвящён разработке, получению и исследованию наноразмерных и объёмных магнитотвердых диэлектрических материалов, перспективных для создания элементной базы высокочастотной электроники нового поколения, например, технологий 6G. В качестве разрабатываемых материалов выбраны как хорошо известные – нанопорошки и керамики на основе феррита кобальта, так и весьма редкие – наночастицы эпсилон оксида железа, керамики на основе ортоферритов тербия и эрбия и феррита лютеция, а также ранее вообще не синтезировавшиеся однодоменные частицы феррита лютеция. В силу новизны и специфичности данных соединений, в научной литературе практически отсутствуют комплексные исследования их магнитных, диэлектрических, магнитодинамических и других характеристик, в том числе в широком температурном интервале и в особенности на частотах субтерагерцового и терагерцового диапазонов, которые сегодня рассматриваются в качестве рабочих в электронных приборах следующего поколения. Как следствие, общее понимание относительно природы рекордной магнитотвердости данных соединений в настоящее время отсутствует. Работы по синтезу и характеризации материалов будут проводиться в тесной и неразрывной связи с проведением измерений их спектральных свойств в чрезвычайно широком интервале частот, от герцовых до терагерцовых и инфракрасных, перекрывающем 14 порядков. В диапазоне температур от комнатных до гелиевых будут измеряться спектры поглощения, диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости и других электродинамических свойств. С одной стороны, такие измерения предоставят количественную информацию о важнейших спектральных характеристиках синтезированных материалов, что важно для их конкретных приложений. Центральная же роль, которая отводится в данном проекте широкодиапазонной спектроскопии, состоит в том, что она позволит изучить природу фундаментальных процессов, определяющих магнитные и электрические свойства синтезируемых материалов – от релаксационной динамики магнитных и диэлектрических доменов (радиочастоты) и доменных стенок (суб-терагерцовые частоты), до ферромагнитных резонансов, электронных переходов, коллективных возбуждений на терагерцовых частотах и фононных резонансов в инфракрасной области. Использование такой диагностики на соответствующих этапах синтеза, в сочетании с методическим арсеналом группы Московского Государственного Университета, обеспечит практически в онлайн режиме получение информации о перечисленных (и не только) фундаментальных явлениях, на основании которой станет возможным целенаправленное определение направлений варьирования параметров и условий технологического процесса с целью получения желаемых конечных характеристик материалов. Тесное и оперативное взаимодействие двух групп, Московского Физико-Технического Института и Московского Государственного Университета, с соответствующими квалификациями послужит надежной гарантией решения ставящихся в проекте задач по получению магнитотвердых материалов с рекордными функциональными характеристиками для применения в электронных приборах нового поколения. Отметим, что подобного рода комплексные поисково-фундаментальные исследования оксидных магнитотвердых материалов до настоящего времени не проводились.