Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование влияния границ раздела и размерных эффектов на фундаментальные и функциональные свойства материалов и наноструктур для микро- и оптоэлектроники

Информация отсутствует

Участники проекта

Зам. руководителя работ
Мишина Елена Дмитриевна

Этапы проекта

1
30.09.2009 - 30.11.2009
Объектами исследования являлись: (i) граница раздела ферромагнитная пленка - антиферромагнитная подложка со скомпенсированными атомными плоскостями, параллельными границе раздела; (ii) многослойные толстоплёночные образцы, состоящие из чередующихся сегнетоэлектрических (цирконат-титанат свинца или ЦТС) и ферромагнитных (никель-цинковый феррит или НЦФ) слоёв; нанопорошки состава кобальт-никель и железо-кобальт-никель, изготовленные методом полиольного процесса; наноразмерные пленки феррита висмута и мультислои сегнетоэлектрик/манганит; (iii) Аморфные и микрокристаллические сплавы Fe – B в области составов (4 – 25) ат.% B; (iv) коллоидные микро- и наночастиц, обладающих магнитными и плазмонными свойствами; микрочастицы диоксида кремния покрытые слоями наночастиц магнетита и золота;
Цель работы: Разработка новых функциональных материалов, разработка методик исследования и исследование свойств полученных новых материалов, исследование влияния размерных эффектов и границ раздела на функциональные свойства полученных материалов; а также разработка на их основе лабораторных образцов устройств для микро- и оптоэлектроники.

В ходе выполнения НИР получены следующие основные результаты.
1. Проведен аналитический обзор по выбранным направлениям исследований.
2. Сформулированы возможные направления решения задач и проведена их сравнительная оценка.
3. Проведены патентные исследования. Показано, что в процессе выполнения проекта (на втором или третьем этапе) могут быть получены патентноспособные результаты.
4. Разработаны требования к специальному лабораторному оборудованию и программному обеспечению:
5. Проведены тестовые эксперименты: (i) для серии образцов феррит никеля/пленка ЦТС методом измерения диэлектрической проницаемости и диэлектрических потерь, методом измерения генерируемого образцом напряжения при помещении его в переменное магнитное поле; (ii) для серии образцов аморфных сплавов Fe(87-x)Bx (x = 13-25, ат.%) проведены рентгенографические дифракционные измерения, измерена удельная намагниченность насыщения; (iii) для серии образцов тонких пленок феррита висмута: проведены рентгенографические дифракционные и оптические измерения.
Результаты, полученные при выполнении первого этапа данной НИР, будут использованы при выполнении последующих этапов НИР.
По результатам первого этапа НИР подготовлено 6 научных работ, из них 3 статьи в отечественных и международных научных журналах и 3 тезиса докладов на международных конференциях, все с участием молодых ученых. К выполнению проекта привлекалось 8 студентов и 5 аспирантов.
Задачи первого этапа НИР выполнены полностью.
Развернуть
2
01.01.2010 - 15.06.2010
2.1. Разработка методов и теоретическо
пселедование концентрационной
зависимости
вклада Леви-Чанга, обусловленного
наличием доменных
стенок, в магнетосопролтвление многослойных Магнитных
наноструктур
2.2. Разработка методики и исследование сверхвысокочастотной бистабильности при нелинейном ферромагнитном резонансе в структуре пленка желе- зо-иттриевого граната — цирконат титанат свинца, перестраиваемой по частоте магнитным и электрическим полями, исследование влияния структуры границ раздела доменов.
2.3. Исследование толщинных зависимостей сегнетоэлектрического и электроиндуцированного нелинейно-оптического отклика в эпитаксиальных пленках феррита висмута;
2.4. Исследование локальной структуры аморфных и нанокристаллических сплавов железо-бор и определение типа, размеров и количества кластеров с характерными ближними порядками методом ЯМР на ядрах 1IВ;
2.5. Отработка методики создания
коллоидных функционалыных
микро- и наночастиц,
обладающих магнитными и
плазмонными свойствами.
Отработка методики функциионализации
микрочастиц
диоксида кремния методом
послойного осаждения
наночастиц магнетита и золота.
Разработка новой экспериментальной
методики магнитнофотонного
пинцета для изолирования
и оптического управления
одиночными колоидными
магнитными микро- и
наночастицами.
2.6. Разработка проекта и
учебно-методического плана
лабораторного практикума
«Материалы и наноструктуры
для микро- и оптоэлектроники»
для магистров
2.7. Составление промежуточного
отчета
2.8. Исследование кристалло-
графической структуры, топо-
графии поверхности и границ раздела, а также диэлектри-
ческих характеристик мульти-
ферроидныих пленок и структур.
Развернуть
3
16.06.2010 - 30.11.2010
3.1. Теоретическое исследование
распределений параметров
порядка В системе ферромагнетик-
антиферромагнетик с шероховатой
границей раздела в случае
компенсцрованных атомных плоскостей антиферромагнетика, исследования явления
<переключения> доменныих сте-
в спин-вентильных структурах с антиферромагнитной
прослойкой;
3.2.Эксперимеатальное и теоре-
тическое исследование сдвига
частоты ферромагнитного резо-
нанса в структуре пленка желе-
зоиттриевого граната — цирконат титанат при возбуж-
собственных акустичес-
ких колебаний структуры внеш-
ним электрическим полем; ис-
следование влияния структуры границ раздела
3.3 Исследование локальной
структурыг аморфных и микро-
кристаллических сила-
вон железо-бор и определение
типа, размеров и количества
кластеров с характерными
ближними порядками методом
ЯМР на ядрах 57В и 57Fe.
3.4. Исследование толщинных
зависимостей магнитоиндуци-
рованного нелинейно-оптичес-
кого отклика в эпитаксиальных
пленках феррита висмута
3.5. Экспериментальное исследование
элементарных процессов
оптического управления,
самоорганизации коллоидных
магнитных наночастиц, а также
усиления магнитооптических
эффектов парных магнитных
наночастицах за счет плазмонных
резонансов.
3.6. Тестирование лабораторного
практикума «Материалы и
наноструктуры для микро- и
оптоэлектроники» с привлечением
студентов 4-5 курсов.
3.7. Разработка Научно-методических
материалов для
конференции молодых ученых
«Функциональные материалы и
наноструктуры для микро- и
оптоэлектроники-2010»
3.8.Составление промежуточного
отчета
Исследование толщинных
зависимостей намагниченности
в эпитаксиальных пленках висмута;
сопоставление с результатами
оптических измерений
Развернуть
4
01.01.2011 - 14.06.2011
4.1. Теоретические исследования фазового перехода «полидоменная—монодоменная фаза» в антиферромагнитной прослойке спин-вентильной струк- туры, происходящего с ростом толщины прослойки.
4.2. Экспериментальное и
ретическое исследование пьезо-
индукционного эффекта в коль-
цевых структурах сегнетоэлекг-
рик-гтленка проводника; иссле-
дование влияния структуры
границ раздела
4.3. Экспериментальные и теоретические исследования магниоэлектрического эффекта оптическими методами в наноразмерных пленках феррита
висмута с различными
допантами, а также наноразмерных гетероструктурах
4.4. Построение фазовой
диаграммы: зависимость типа и количества кластеров с характерными ближними порядками от содержания бора в аморфных сплавах Fе-В; исследование намагниченности и среднего магнитного момента для различных типов и размеров кластеров.
4.5. Исследование элементарных процессов передачи импульса и момента импульса от электромагнитного поля отдельной захваченной магнитной микро- и наночастице.
4.6. Корректировка математических моделей объектов исследования по результатам испытаний.
4.7. Составление промежуточного отчета
4.8. Экспериментальные и теоретические исследования магнитоэлектрического эффекта прямыми электрофизическими методами в наноразмерных пленках феррита висмута с различными допантами а также наноразмерных гетероструктурах.
Развернуть
5
15.06.2011 - 31.07.2011
5.1. Обобщение результатов
теоретических и экспериментальных исследований;
5.2. Разработка рекомендаций по созданию датчиков, преобразователей ммагнитных полей и других устройств на основе пленочных структур ферромагнетик-сегнетоэлектрик;
5.3. Разработка рекомендаций по созданию устройств оптоэлектроники с использованием магнитных микро- и наночастиц, одиночные изолированные наночастицами с функциональным молекулярным покрытием и внедренными магнитными кластерами;
5.4. Разработка научно-методических материалов для конференции молодых ученых «Материалы и наноструктуры для Микро- оптоэлектроники 2011
5.5. Проведение технико-экономической оценки полученных результатов.
  5.6. Разработка программы внедрения результатов НИР в образовательный процесс.
  5.7. Составление итогового отчета
Развернуть

Программа

Программа "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" на 2009 - 2013 годы

Программное мероприятие

1.1 Проведение научных исследований коллективами научно-образовательных центров
Продолжительность работ
2010 - 2012, 26 мес.
Бюджетные средства
2,25 млн
Организация
НИЯУ МИФИ
профинансировано
Продолжительность работ
2010 - 2012, 30 мес.
Бюджетные средства
2,25 млн
Организация
ЮЗГУ
профинансировано
Тема
Исследование фундаментальных и функциональных свойств материалов и наноструктур для микро- и наноэлектроники.
Продолжительность работ
2008, 3 мес.
Бюджетные средства
1,2 млн
Количество заявок
3
Тема
Конструкционные и функциональные наноструктури-рованные металлические материалы, методы их получения и обработки
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
40 млн
Количество заявок
15
Тема
Изучение влияния физико-химических свойств гидрофильно-гидрофобных наноструктур поверхности материалов медицинского назначения на биосовместимость медицинских изделий
Продолжительность работ
2005 - 2006, 23 мес.
Бюджетные средства
6 млн
Количество заявок
2
Тема
Повышение эксплуатационных свойств металлических сплавов путем направленного воздействия на межфазные границы и границы зерен.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 13 мес.
Бюджетные средства
15 млн
Количество заявок
3
Тема
Обеспечение центром коллективного пользования научным оборудованием комплексных исследований кристаллических сред с наноструктурами для оптоэлектроники и лазерной техники.
Продолжительность работ
2008 - 2009, 9 мес.
Бюджетные средства
17,2 млн
Количество заявок
2