Атомарный дизайн полярных диэлектриков для электронной техники на основе спектроскопических данных в ультра-широком диапазоне частот

Проект направлен на решение актуальной научной проблемы, связанной с разработкой "умных" материалов, обладающих настраиваемыми функциями диэлектрического отклика, что особенно важно для современной электронной техники. В центре внимания находятся полярные диэлектрики, проявляющие сегнетоэлектрические и родственные свойства (пироэлектрические, пьезоэлектрические, сегнетоэлектрические-релаксорные, магнитоэлектрические ит.п.), чьи функциональные характеристики зависят от параметра порядка, возникающего из-за неустойчивости кристаллической структуры. Однако установление надежных корреляций между кристаллической структурой и физическими свойствами затрудняется значительной дисперсией диэлектрической проницаемости и связанными с ней изменениями функциональных свойств, вызванными доменной структурой и мезоскопическими неоднородностями. Основной задачей проекта является выявление доминирующих структурных вкладов в формирование диэлектрических свойств сегнетоэлектриков и родственных веществ с использованием широкодиапазонной диэлектрической спектроскопии. Это позволит получить информацию о механизмах управления функциональными свойствами и повысить физические характеристики материалов для их эффективного применения в устройствах электронной техники, таких как конденсаторы, пироэлектрические тепловизоры и др. Ожидаемые результаты исследования структуры диэлектрических спектров и их взаимосвязи с кристаллической структурой позволят сформулировать фундаментальные выводы о механизмах формирования макроскопических откликов и определить пути повышения функциональных характеристик. Полученные знания откроют возможности для оптимального выбора стратегии дизайна материалов, связывая структурные степени свободы с функциональными параметрами и используя теоретические модели для интерпретации экспериментальных данных. Конкретной задачей проекта является получение уникальных знаний о структуре диэлектрических спектров перспективных функциональных материалов, что позволит существенно расширить представления о механизмах диэлектрического отклика. Центральная новизна проекта заключается в использовании полученных данных, наряду с рентгендифракционными исследованиями и симметрийным анализом, для установления механизмов формирования функциональных характеристик и целенаправленного дизайна материалов с улучшенными параметрами. В рамках проекта будут проведены комплексные экспериментальные и теоретические исследования взаимосвязей структура-свойство для нескольких групп функциональных материалов с целью нахождения путей улучшения их физических характеристик.