Физика функциональных материалов и гибридных мезоскопических структур для микроэлектроники, энергетики и информационных технологий

В рамках темы ставится задача формирования научно-исследовательской междисциплинарной платформы для разработки новых функциональных материалов и мезоскопических гетероструктур для применения в технологиях ближайшего будущего, основанных на использовании их инновационных функциональных свойств. Особое внимание уделяется разработке методов и технологий синтеза новых тонкопленочных сверхпроводящих, магнитных и магнито-оптических гетероструктур, а также комплексному исследованию их свойств; исследованию высокотемпературных сверхпроводников, топологических материалов и гибридных мезоскопических структур, в том числе – изучению свойств магнитных, зарядовых и высокопроводящих состояний на интерфейсах гетероструктур с целью использования таких материалов в спинтронике и электронике. Существенная часть исследований направлена на разработку, получение и исследование новых материалов для литий (натрий) ионных аккумулирующих систем, и электропроводящих композитных материалов на основе полимерных сред, легированных наноструктурными углеродными материалами; ионно-лучевому синтезу новых материалов на основе металлов и их оксидов, полупроводниковых материалов, углеродных наноструктур; исследование их элементно-фазового состава, структуры, оптических, ферромагнитных, сорбционных и электрических свойств; прогнозированию свойств материалов с использованием моделирования. В плане расширения элементной базы микроэлектроники и импортозамещения особое внимание уделяется разработке тонкопленочных полупроводниковых материалов – нитрида алюминия и галлия алюминия (AlN, AlGaN), карбида кремния (4H-SiC) с привлечением методов высокодозной ионной имплантации, ионно-лучевого синтеза, импульсного отжига наносекундными лазерными или ионными пучками в режиме отжига и плавления. Модификация приповерхностного слоя полупроводников позволит синтезировать материалы с улучшенным поглощением в УФ-области, повышенной фотолюминесценцией, усиленными фотовольтаическими свойствами.