Теоретические и экспериментальные основы разработки новых функциональных материалов и перспективных технологий

Целью научной ТЕМЫ является создание новых функциональных материалов и эффективных технологий для решения проблем импортозамещения и обеспечения технологической безопасности РФ. Работы ориентированы на получение фундаментальных и важных для практики результатов в области “smart”-материалов, разработку технологий их получения, всестороннее изучение структурных и спектральных характеристик, аттестацию свойств для приложений солнечной энергетики, химических источников тока, фотокатализа, фотоники и нано-технологий. Будут получены новые высокоэффективные материалы для сорбционно-химической и фотохимической очистки водных растворов промышленных предприятий. Развиваемые методы химии твёрдого тела в сочетании с новыми приёмами тонкого неорганического синтеза составляют новизну и оригинальность проекта, что позволит впервые осуществить: - разработку неорганических материалов-поглотителей лазерного излучения с длиной волны 0.7−1.0 мкм для солнечных элементов, оптических сенсоров, изделий для маскировки техники и людей, при создании скрытых изображений на ценных бумагах и документах и т.д.; - создание линейки перспективных дозиметрических материалов на основе матриц борфосфатов и фторфосфатов щелочных и щелочноземельных металлов; - разработку новых, в том числе прекурсорных, методов синтеза наноструктурированных материалов на основе оксидов и сульфидов переходных металлов с заданными размерными и морфологическими характеристиками для задач фотокатализа, оптики, сенсорики, химических источников тока, материалов с гигантской диэлектрической проницаемостью и материалов, обладающих оригинальными магнитными свойствами; - создание совершенных монокристаллов халькогенидов методом Бриджмена, экспериментальное исследование фундаментальных оптических и электронных свойств таких полупроводниковых соединений для поглощающего слоя тонкопленочных солнечных батарей методами оптической, магнитооптической и фотоэлектронной спектроскопии, а также модификация свойств полупроводников облучением МэВ- электронами; - разработку новых подходов к исследованию диффузии в твердых телах на примере перспективных ионных Li- и Na- ионных проводников для химических источников тока (ХИТ) методами ЯМР в сочетании с первопринципными теоретическими расчетами; новых методов фотоэлектронной дифракции и голографии для реконструкции атомной структуры поверхности в 3D-формате на примере слоистых структур халькогенидов – перспективных топологических изоляторов; - теоретическое моделирование широкого круга соединений и материалов с целью поиска новых фаз, оценки их термодинамической устойчивости, электронных свойств и перспективных функциональных характеристик; - изучение влияния высоких давлений и температур на твердофазные соединения различного состава с оригинальными электрическими, магнитными и люминесцентными свойствами. Объекты исследования: сплавы Гейслера Ni50Mn36Sb14-xMex (Me = Al, Ge) и оптически прозрачная нанокерамика на основе MgAl2O4 и NaREGeO4, сегнетоэлектрики CaCu3Ti4-xMexO12 (Me - Zr, Zn); - плазмохимический синтез нанокристаллических материалов на основе тугоплавких соединений элементов IV – VIA групп в форме «ядро-оболочка» с покрытием из металлических слоев Ni или Co.