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