Получение и свойства функциональных материалов на основе сложных наномасштабных структур

Данная тема научных исследований реализуется в рамках созданной в ИФТТ РАН в 2018 году молодёжной лаборатории («Лаборатория новых функциональных материалов и структур») - дополнительное Соглашение между МИНОБРНАУКИ РОССИИ и ИФТТ РАН № 075-03-2019-697/1 от 17 мая 2019г. Нормативная документация по такой лаборатории диктует требования к количеству, возрасту исследователей, а также устанавливает плановые показатели деятельности лаборатории (публикации в научных журналах, индексируемых в международных базах научного цитирования Web of Science Core Collection и (или) Scopus в количестве 3-х единиц в год). При этом кадровый потенциал лаборатории формируется из молодых исследователей, впервые приходящих в институт. В лаборатории они на практике проходят школу научной работы, создают задел для дальнейших самостоятельных исследований, разрабатывают методы и подходы к исследованиям. Именно этим обусловлена разноплановость заявленных исследований, широта охвата тематик лаборатории, отражённая в публикациях, а также высокий процент защит кандидатских диссертаций. При этом сама защита происходит уже после выхода молодого человека из состава лаборатории в поле самостоятельных исследований, хотя задел и ключевые результаты чаще всего получены именно при работе в составе молодёжной лаборатории как школе будущих исследователей. В качестве примера можно привести успешные защиты кандидатских диссертаций молодыми исследователями, начинавшими свою научную деятельность в данной лаборатории: 2024 год: Кораблёва Г.М. - "Изучение переноса заряда и протекания токогенерирующих реакций в электродах твердооксидных топливных элементов методом спектроскопии комбинационного рассеяния света" 2023 год: Есин В.Д. - "Транспорт в топологических полуметаллах в нелинейном режиме: спиновый диод и нелинейный эффект Холла" 2022 год: Можчиль Р.Н. - "Особенности электронной и локальной атомной структуры металлоорганических соединений на основе редкоземельных элементов" Швецов О.О. - "Исследование транспорта в топологических полуметаллах с наведенной сверхпроводимостью" Основная цель работ по данной тематике заключается в разработке и исследовании новых материалов с высокими функциональными свойствами, перспективных для ряда активно развивающихся областей современной промышленности, в частности: - Создание базовых ячеек сверхпроводниковой электроники (сверхпроводящих интерферометров), - разработка новых метаструктур, обеспечивающих гигантское комбинационное рассеяние в инфракрасном диапазоне длин волн фотовозбуждения, - изучение явлений, возникающих в двумерной сильнокоррелированной электронной системе в режиме квантового эффекта Холла, - Исследование общих свойств двумерных заряженных Ферми-жидкостей – структура основного состояния, модифицированного взаимодействием, характер корреляций, - Исследование электродинамических свойств слоистых плазмонных метаструктур, отдельные исследования по применению плазмонных метаструктур для создания сверхчувствительных терагерцовых детекторов. Планируется решение следующих задач: В 2025 году будут изучены механизмы поглощения электромагнитного излучения двумерным электронным газом с различными конфигурациями прямого и обратного затворов, а также модификация плазмон-поляритонного спектра в таких системах. Также планируется исследование явлений, возникающих в сильно-коррелированных двумерных электронных системах на основе AlAs под воздействием внешнего механического напряжения, в частности ферромагнитный фазовый переход. В 2026-2027гг. будут проведены: - разработка новых модулированных металл-диэлектрических гетероструктур на основе Si/SiO2, а также подложек из GaP, обеспечивающих наблюдение эффекта гигантского усиления интенсивности неупругого рассеяния света в инфракрасном диапазоне длин волн возбуждающего излучения, - изучение гибридных структур для задач криогенной электроники, таких как элементы джозефсоновской памяти, SFS структуры на основе тонких металлических плёнок и более сложных систем, в том числе на основе магнитных топологических систем; - выявление новых когерентных состояний, коррелированных фаз и квазичастиц в различных реализациях двумерной ферми-жидкости в низкоразмерных электронных системах, – исследование новых физических эффектов взаимодействия электромагнитных волн с двумерной плазмой, в частности проблемы контролируемого усиления электромагнитного поля, а также увеличения силы взаимодействия электромагнитной волны с веществом, что может найти применение в широком спектре прикладных областей, включая разработку новых технологий и устройств для терагерцовой электроники, - изучение методов формирования наноструктур на основе тугоплавких (Mo, Ti, W) материалов, а также аморфно-кристаллических материалов.