Синтез и исследование наноразмерных и объемных магнитотвердых оксидов с рекордными характеристиками

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 21-79-10184

НазваниеСинтез и исследование наноразмерных и объемных магнитотвердых оксидов с рекордными характеристиками

Руководитель Алябьева Людмила Николаевна, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)" , г Москва

Конкурс №61 - Конкурс 2021 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-710 - Новые материалы для наноэлектронных приборов

Ключевые слова Магнитотвёрдые материалы, синтез, однодоменные частицы, магнитокристаллическая анизотропия, коэрцитивная сила, намагниченность, ферромагнитный резонанс, широкодиапазонная спектроскопия, терагерцовая спектроскопия

Код ГРНТИ29.35.33

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект посвящён разработке, получению и исследованию наноразмерных и объёмных магнитотвердых диэлектрических материалов, перспективных для создания элементной базы высокочастотной электроники нового поколения, например, технологий 6G. В качестве разрабатываемых материалов выбраны как хорошо известные – нанопорошки и керамики на основе феррита кобальта, так и весьма редкие – наночастицы эпсилон оксида железа, керамики на основе ортоферритов тербия и эрбия и феррита лютеция, а также ранее вообще не синтезировавшиеся однодоменные частицы феррита лютеция. В силу новизны и специфичности данных соединений, в научной литературе практически отсутствуют комплексные исследования их магнитных, диэлектрических, магнитодинамических и других характеристик, в том числе в широком температурном интервале и в особенности на частотах субтерагерцового и терагерцового диапазонов, которые сегодня рассматриваются в качестве рабочих в электронных приборах следующего поколения. Как следствие, общее понимание относительно природы рекордной магнитотвердости данных соединений в настоящее время отсутствует. Работы по синтезу и характеризации материалов будут проводиться в тесной и неразрывной связи с проведением измерений их спектральных свойств в чрезвычайно широком интервале частот, от герцовых до терагерцовых и инфракрасных, перекрывающем 14 порядков. В диапазоне температур от комнатных до гелиевых будут измеряться спектры поглощения, диэлектрической проницаемости, магнитной восприимчивости и других электродинамических свойств. С одной стороны, такие измерения предоставят количественную информацию о важнейших спектральных характеристиках синтезированных материалов, что важно для их конкретных приложений. Центральная же роль, которая отводится в данном проекте широкодиапазонной спектроскопии, состоит в том, что она позволит изучить природу фундаментальных процессов, определяющих магнитные и электрические свойства синтезируемых материалов – от релаксационной динамики магнитных и диэлектрических доменов (радиочастоты) и доменных стенок (суб-терагерцовые частоты), до ферромагнитных резонансов, электронных переходов, коллективных возбуждений на терагерцовых частотах и фононных резонансов в инфракрасной области. Использование такой диагностики на соответствующих этапах синтеза, в сочетании с методическим арсеналом группы Московского Государственного Университета, обеспечит практически в онлайн режиме получение информации о перечисленных (и не только) фундаментальных явлениях, на основании которой станет возможным целенаправленное определение направлений варьирования параметров и условий технологического процесса с целью получения желаемых конечных характеристик материалов. Тесное и оперативное взаимодействие двух групп, Московского Физико-Технического Института и Московского Государственного Университета, с соответствующими квалификациями послужит надежной гарантией решения ставящихся в проекте задач по получению магнитотвердых материалов с рекордными функциональными характеристиками для применения в электронных приборах нового поколения. Отметим, что подобного рода комплексные поисково-фундаментальные исследования оксидных магнитотвердых материалов до настоящего времени не проводились.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Евгений А. Горбачев, Лев А. Трусов, Минси Ву, Александр В. Васильев, Роман Д. Светогоров, Людмила Н. Алябьева, Василий А. Лебедев, Анастасия Е. Слепцова, Максим А. Карпов, Ярослав М. Можаров, Борис П. Горшунов, Павел Е. Казин Submicron particles of Ga-substituted strontium hexaferrite obtained by a citrate auto-combustion method Journal of Materials Chemistry C, 9, 13832-13840 (год публикации - 2021)
10.1039/D1TC03381F

2. Ахмед А., Прохоров А.С., Анзин В., Винник Д., Иванов С., Сташ А., Ченг Ю.С., Буш А., Горшунов Б., Алябьева Л. Terahertz-infrared dielectric properties of lead-aluminum double-cation substituted single-crystalline barium hexaferrite Journal of Alloys and Compounds, Volume 898, 25 March 2022, 162761 (год публикации - 2022)
10.1016/j.jallcom.2021.162761

3. Алябьева Л.Н., Ахмед А.Г,, ПРохоров А.С., Винник Д.А., Савинов М., Лункенхаймер П., Горшунов Б.П. Broadband electrodynamics of single-crystalline lead-substituted barium hexaferrite 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz) (год публикации - 2021)
10.1109/IRMMW-THz50926.2021.9567299

4. Алябьева Л., Горбачев Е., Слепцова А., Прохоров А., Горшунов Б., Трусов Л. Ultra-high coercivity and terahertz ferromagnetic resonance in single-domain hexaferrite nano-ceramics 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz) (год публикации - 2021)
10.1109/IRMMW-THz50926.2021.9567534

5. Карпов М.А, Горбачев Е.А., Трусов Л.А., Алябьева Л.Н., Горшунов Б.П. TOWARDS OBTAINING ε-Fe2O3 NANOCERAMICS Сборник научных трудов VIII международного симпозиума «Химия и химическое образование» и Молодежная школа по радиоэкологии", Сборник научных трудов VIII международного симпозиума «Химия и химическое образование» и Молодежная школа по радиоэкологии", стр 43 (год публикации - 2021)

6. У Минси, Горбачев Е.А., Алябьева Л.Н., Карпов М.А., Трусов Л.А., Горшунов Б.П. СИНТЕЗ НАНОЧАСТИЦ ЭПСИЛОН ОКСИДА ЖЕЛЕЗА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ МАГНИТНЫХ СВОЙСТВ Сборник научных трудов VIII международного симпозиума «Химия и химическое образование» и Молодежная школа по радиоэкологии", Сборник научных трудов VIII международного симпозиума «Химия и химическое образование» и Молодежная школа по радиоэкологии", стр. 55 (год публикации - 2021)

7. Горбачев Е.А., Сошников М.В., Алябьева Л.Н., Козлякова Е.С., Фортуна А.С., Ахмед А., Сыетогоров Р.Д,, Трусов Л.А. Sub-terahertz/terahertz electron resonances in hard ferrimagnets Materials Today, Volume 63, pp. 99-107 (год публикации - 2023)
10.1016/j.mattod.2023.02.008

8. Дуань Цзинтун, Горбачев Е.А., Алябьева Л.Н. ПОЛУЧЕНИЕ ε-Fe2O3 ПУТЁМ КОНВЕРСИИ НАНОЧАСТИЦ ГЕКСАФЕРРИТА М-ТИПА XIII Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тезисы докладов конференции, XIII Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тезисы докладов конференции, стр. 159 (год публикации - 2023)

9. Сошников М.В., Горбачев Е.А., Алябьева Л.Н., Асмаа А., Козлякова Е.С. СУБТЕРАГЕРЦОВЫЕ/ТЕРАГЕРЦОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ РЕЗОНАНСЫ В МАГНИТОТВЕРДЫХ ФЕРРИМАГНЕТИКАХ НА ПРИМЕРЕ НАНОЧАСТИЦ И КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ФЕРРИТА КОБАЛЬТА XIII Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тезисы докладов конференции, XIII Конференция молодых ученых по общей и неорганической химии: Тезисы докладов конференции, стр. 67 (год публикации - 2023)

10. Горбачев Е.А., Трусов Л.А., Алябъева Л.Н. МАГНИТОТВЕРДЫЕ ФЕРРИТЫ КАК НОВЫЙ КЛАСС МАГНИТОАКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ ТЕРАГЕРЦОВОЙ СПИНТРОНИКИ Ломоносовские чтения. Научная конференция. 04-14 апреля 2023 г.: тезисы докладов., Ломоносовские чтения. Научная конференция. 04-14 апреля 2023 г.: тезисы докладов, стр. 5-6 (год публикации - 2023)

11. Сошников М., Алябьева Л., Ахмед А., Козлякова Е., Горбачев Е. Sub-Terahertz/Terahertz Electron Resonances in Hard Ferrimagnets the 5th International Conference "Terahertz and microwave radiation: generation, detection and applications" (TERA-2023), Proceedings of the 5th International Conference "Terahertz and microwave radiation: generation, detection and applications" (TERA-2023), p. 20 (год публикации - 2023)

12. Горбачев Е., Алябьева Л., Сошников М., Лебедев В., Морозов А., Козлякова Е., Ахмед А., Елисеев А., Трусов Л. Nanoceramics of metastable ε-Fe2O3: an effect of sintering on the magnetic properties and sub-terahertz electron resonance RSC, Materials Horizons, 2023, V. 10, pp. 3631-3642 (год публикации - 2023)
10.1039/d3mh00626c

13. Алябьева Л, Горбачев Е Tunable Ferromagnetic Nanomaterials for 6G Technology: Fundamentals and Prospects IFMBE Proceedings book series (IFMBE,volume 87), V. 87, 2022, pp. 24-31 (год публикации - 2022)
10.1002/adma.200305297

14. Лукьянов М.Ю., Ахмед А.Г., Буш А.А., Прохоров А.С., Абалмасов В., Анзин В.Б., Горшунов Б.П., Аябьева Л.Н. Terahertz soft mode in Ba-Pb M-type hexaferrite ceramics 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz), 2021 46th International Conference on Infrared, Millimeter and Terahertz Waves (IRMMW-THz) (год публикации - 2021)
10.1109/IRMMW-THz50926.2021.9567545

Публикации