Новые функциональные нанопористые, композитные и пространственно-периодические структуры на основе материалов, состоящих из элементов IV группы и их соединений

Будут созданы и исследованы структурные, оптические и электрические свойства новых функциональных материалов, изучены возникающие в этих материалах фундаментальные физические явления и осуществлен поиск новых направлений их применений. Основными задачами являются: Разработка дизайна и методов формирования метаповерхностей с резонансными свойствами (одно и двумерные дифракционные решетки) на основе на основе металлических (Au), полупроводниковых (Si, Ge) и диэлектрических (C, SiO2) материалов в различном фазовом состоянии. Исследование особенностей резонансного взаимодействия электромагнитного излучения с синтезированными периодическими структурами с метаповерхностями в зависимости от их геометрических характеристик и диэлектрических свойств. Оптимизация дизайна метаповерхностей с целью достижения максимального усиления оптического отклика в заданном спектральном диапазоне. Развитие методов формирования и изучение оптических свойств плазмонных композитных «сэндвич» структур, свойства которых обусловлены наличием структурированного кремния, наночастиц металла (Ag, Au, Cu) и диэлектрика (SiO2). Создание гибридных нанофотонных и наноплазмонных структур с интегрированными центрами окраски в наноалмазах, содержащими элементы IV группы, для управления спонтанной эмиссией данных центров. Разработка подходов к синтезу частиц диоксида кремния с управляемыми формой, размерами и внутренней нанопористой структурой с варьируемыми параметрами (размером, формой пор, удельным объемом и поверхностью). Разработка методов создания функциональных нанокомпозитов на основе нанопористых частиц посредством стерической стабилизации в порах нанокристаллов (наночастиц) соединений с различными функциональными свойствами и исследование их физическо-химических свойств. Разработка новых кремний-содержащих материалов для отрицательных электродов литий-ионных аккумуляторов. Исследование их физико-химических характеристик и способности обратимо интеркалировать литий. Изучение функционирования полученных анодов в составе электрохимической ячейки.