Разработка новых полифункциональных материалов на основе сложных оксидов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O: физико-химические аспекты синтеза и теплофизические свойства

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 20-73-00241

НазваниеРазработка новых полифункциональных материалов на основе сложных оксидов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O: физико-химические аспекты синтеза и теплофизические свойства

Руководитель Кондратьева Ольга Николаевна, Кандидат химических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук , г Москва

Конкурс №49 - Конкурс 2020 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 03 - Химия и науки о материалах; 03-202 - Химия твердого тела, механохимия

Ключевые слова теплофизические свойства; теплоемкость; температуропроводность; теплопроводность; прозрачные проводящие оксиды; наноразмерные материалы; оксидные керамические материалы; галлаты; индаты; метод твердофазного синтеза; методы «мягкой химии»

Код ГРНТИ31.15.19

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение актуальной научной проблемы, заключающейся в установлении фундаментальных корреляций между химическим составом, кристаллической структурой, микроструктурой и теплофизическими свойствами новых полифункциональных материалов на основе сложных оксидов в многокомпонентной системе Mg(Zn)-Ga(In)-O. Сложные оксиды на базе магния, цинка, галлия и индия, в частности со структурами типа шпинели и перовскита, были выбраны в качестве объектов исследования благодаря высокой термической устойчивости и сочетанию уникальных электрофизических и оптических свойств, позволяющих рассматривать их в качестве перспективных материалов для электроники, оптоэлектроники и фотовольтаики. В связи с этим разработка новых функциональных материалов с заданными характеристиками на основе предложенных соединений будет способствовать переходу к передовым интеллектуальным производственным технологиям. Научная новизна предлагаемого Проекта заключается в оптимизации синтетических подходов, а также в экспериментальном исследовании теплофизических, в том числе термодинамических, свойств перспективных материалов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O. Особое внимание в предлагаемом Проекте будет уделено исследованию получаемых материалов с помощью рентгенофазового анализа (РФА), термогравиметрического и дифференциального термического анализа (ТГА/ДТА), рентгенофлуоресцентной (РФС) и ИК-спектроскопии, а также растровой и просвечивающей электронной микроскопии (РЭМ/ПЭМ). Теплофизические свойства, включающие в себя теплоемкость (и рассчитанные на ее основе стандартные термодинамические функции), а также температуро- и теплопроводность предложенных соединений, имеющие крайне важное значение для оценки возможности их практического применения, будут исследованы в широком диапазоне температур с применением комплекса современных прецизионных методов, таких как релаксационная, адиабатическая и дифференциально-сканирующая калориметрия и метод лазерной вспышки. В результате реализации Проекта будут предложены оригинальные подходы к синтезу сложных оксидов в системе Mg(Zn)-Ga(In)-O с различной кристаллической структурой и дисперсностью. Также будет установлено влияние параметров синтеза на химический состав, структуру, морфологию и теплофизические свойства этих соединений, что в конечном итоге позволит приблизиться к разработке концепции поиска и создания полифункциональных оксидных материалов с направленно изменяемыми свойствами.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Кондратьева О.Н., Никифорова Г.Е., Смирнова М.Н., Печковская К.И. Синтез и теплофизические свойства керамики на основе галлата магния Журнал неорганической химии (год публикации - 2021)
10.31857/S0044457X21070060

2. Кондратьева О.Н., Смирнова М.Н., Никифорова Г.Е. Синтез и теплофизические свойства слоистых соединений в системе In-Ga-Zn-O XI Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тезисы докладов конференции, Москва, 2021.- 312 с., с. 208 (год публикации - 2021)

3. Кондратьева О.Н., Смирнова М.Н., Никифорова Г.Е., Разумов М.И., Хорошилов А.В. Layered ceramics based on InGaO3(ZnO)2: preparation and experimental investigation of high-temperature heat capacity and thermal conductivity Journal of the European Ceramic Society, Volume 41, Issue 13, pp. 6559-6566 (год публикации - 2021)
10.1016/j.jeurceramsoc.2021.05.063

4. Кондратьева О.Н., Смирнова М.Н., Никифорова Г.Е., Хорошилов А.В., Архипенко А.А., Гуревич В.М. Синтез и термодинамические свойства индата магния Журнал неорганической химии (год публикации - 2022)

5. Кондратьева О.Н., Смирнова М.Н., Никифорова Г.Е., Гуревич В.М. Экспериментальное исследование теплоемкости индата магния в интервале 4–1346 K XII Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тезисы докладов конференции, Москва, 2022. - 259 с., С. 68 (год публикации - 2022)

Публикации