Физик БФУ им. Канта принял участие в изучении материалов, которые можно использовать в качестве нанопереключателей
Недавно в весьма авторитетном научном журнале Ceramics International вышла
статья, написанная международным коллективом авторов, среди которых исследователь БФУ им. И. Канта, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник департамента структуры и динамики Берлинского центра материалов и энергии имени Гельмгольца Вадим Сиколенко.
Это было масштабное исследование, участие в котором приняли ученые из России, Беларуси, Германии и Франции.
По словам Вадима Витальевича, сложные оксиды кобальта и марганца давно привлекают внимание специалистов - прежде всего благодаря необычным магнито-транспортным свойствам, а именно высокой проводимости, сильной зависимости магнитных свойств от легирования другими элементами.
«Эти материалы очень удобны для тестирования различных моделей магнитных взаимодействий в конденсированных средах, - говорит Сиколенко. - В последние годы интерес к этим материалам (или, если говорить, правильным физическим языком, твёрдым растворам) резко возрос из-за возможного практического их применения».
Ученый отметил, что использовать эффект гигантского магнитосопротивления можно для создания компактных магнитных нанопереключателей. Имеются в виду переключатели невероятно малых размеров - на уровне микрона.
«Мы имеем пленку или кристалл, через который протекает ток, и приложением внешнего магнитного поля мы можем этот ток прерывать, или направлять по другому пути. Это всё очень компактно и может использоваться как часть какого-то миниатюрного электронного оборудования», - пояснил Сиколенко.
На сегодняшний день инженеры-физики пробуют применять кобальтиты в качестве электродов для твёрдооксидных топливных ячеек, работающих при умеренных температурах (500 - 800 градусов), в качестве мембран для сепарации газов, а также для катализаторов для сгорания сажи в дизельных двигателей.
Естественно, для того, чтобы целенаправленно менять свойства функциональных материалов, надо очень хорошо представлять физические механизмы взаимодействия, реализуемые на микроскопическом уровне. В опубликованной статье исследуются структурные и магнитные свойства смешанного оксида кобальта-марганца, легированного стронцием. Было обнаружено, что даже малое добавление стронция достаточно сильно меняет магнитные свойства материала. На основании экспериментов построена фазовая диаграмма, показывающая зависимость магнитотранспортных свойств от уровня легирования, а также была разработана модель взаимодействия ионов кобальта и марганца с разными спиновыми состояниями, которая может объяснить такие свойства.
Эксперименты, связанные с нейтронным рассеянием проводились в Гренобле (Франция) и Берлине (Германия), а опыты по исследованию магнитотранспортных свойств в материалов - в Минске, в Научно-практическом центре академии наук по материаловедению и в Зеленограде, в Национальном исследовательском университете электронных технологий МИЭТ (академик Национальной академии наук Беларуси Игорь Троянчук, старшие научные сотрудники Дмитрий Карпинский, Максим Бушинский и Сергей Гаврилов, завлаб Максим Силибин).
Вадим Сиколенко: «Я сотрудничаю с БФУ им. Канта уже два года и нахожу это сотрудничество весьма перспективным. У БФУ огромный научный потенциал, прекрасно оборудованные лаборатории в научно-технологичном парке «Фабрика», мотивированная и активная молодёжь. Современная наука не может делаться в рамках одного предприятия или университета, только объединив усилия, можно делать конкурентноспособные работы, а мы нацелены именно на такие».
Партнёр:
Балтийский федеральный университет имени Иммануила Канта