Разработка перспективных магнитных материалов для новых технологий электроники, элементной базы информатики: построение теоретических моделей и экспериментальные подходы

Период реализации проекта: 02.2022 – 12.2026
Исполнитель: ФИЦ ПХФ и МХ РАН
Руководитель проекта: академик РАН, д.х.н. Алдошин Сергей Михайлович

Плановый результат

Разработка методов прогнозирования и технологий получения новых функциональных магнитных материалов с управляемой иерархической структурой, обладающих широким комплексом физических свойств.

Текущий результат
  • Проведен анализ литературы и патентной информации по методам получения магнитных наночастиц;
  • Разработана программа сравнительных испытаний FePt (L10 фаза) наночастиц;
  • Осуществлен подбор теоретических методов расчёта свойств магнитных наночастиц при увеличении их размера и концентрации в композите;
  • Анализ методов теоретического расчёта спиновых констант, зонной структуры в разных спиновых проекциях магнитных наночастиц;
  • Разработаны методики синтеза и технологии получения магнитных нанокомпозитов;
  • Проведены теоретические предсказания влияния дефектов наночастиц на функциональные свойства композитного материала FePt-TiO2;
  • Проведена верификация моделей, описывающих поведение ансамбля магнитных частиц;
  • Проведен синтез композитов на основе магнитных наночастиц FePt (L10 фаза) в соответствии с разработанной Программой испытаний;
  • Осуществлен анализ фазового состава и структурных характеристик, размера и формы наночастиц, термической стабильности;
  • Проведены исследования магнитных свойств новых магнитных композиционных материалов.
Потенциальные потребители и перспективы коммерциализации результатов проекта

С использованием разработанных технологий в рамках функционирования Центра компетенций организациям – разработчикам и производителям высокотехнологических изделий и продуктов будут на возмездной основе оказываться услуги по исследованию и выбору характеристик функциональных магнитных наноматериалов, обеспечивающих необходимые свойства с учетом предъявляемых требований потребителя.

Перечень и описание научно-технологических задач, решаемых в ходе выполнения проекта

В рамках проекта будут решены следующие задачи:

  1. Развитие теоретических методов расчёта магнитных наночастиц при увеличении их размера и концентрации в диамагнитной матрице в теоретической модели для прямого сравнения с экспериментом.
  2. Расчёт спиновых констант, зонной структуры в разных спиновых проекциях, изучения влияния дефектов материала на функциональные свойства композитного материала.
  3. Создание комплекса верифицированных моделей, описывающих поведение ансамбля магнитных частиц с использованием теории функционала плотности, неэмпирических расчетов высокого уровня.
  4. Разработка методик синтеза, получение и структурная характеризация наноструктур и композитных материалов на их основе с регулируемыми магнитными свойствами;
  5. Разработка и технологии получения магнитных нанокомпозитов в различных дисперсионных (жидких и полимерных эластомерных (блок-сополимеры с жесткими и мягкими фрагментами)), керамических средах;
  6. Экспериментальное изучения эффекта влияния платформы на магнитные и электронные свойства материала, основываясь на теоретических предсказаниях.
  7. Разработка подходов к созданию миниатюрного прототипа с хорошей термостабильностью, потенциально пригодного для магнитной записи высокой плотности при температурах около и выше комнатной.