Особые классы высокоэнтропийных оксидных соединений со структурами магнетоплюмбита и перовскита создали ученые ЮУрГУ. Результаты работы опубликованы в высокорейтинговых журналах «Ceramics International» (Q1) и «Nanomaterials» (Q1).
Исследование новых высокоэффективных функциональных материалов продолжают ученые Южно-Уральского государственного университета (вуз – участник Проекта 5-100). Они впервые в мире создали особый класс высокоэнтропийных (содержащих не менее пяти компонентов) оксидных соединений со структурой магнетоплюмбита, а также получили новые образцы представителей класса высокоэнтропийных перовскитов и теперь изучают их свойства и возможности управления их характеристиками.
«Современная электроника идет по пути миниатюризации, и, как следствие, ужесточаются требования к возможности оптимизации свойств кристаллов под конкретные задачи. Развитие исследований в области синтеза и изучения свойств высокоэнтропийных фаз такого рода с высокой вероятностью приведёт к созданию новых высокоэффективных функциональных материалов», – сообщил к.ф.-м.н., старший научный сотрудник НОЦ «Нанотехнологии» ЮУрГУ Алексей Труханов.
Свойства изучаемых многокомпонентных систем, отмечают ученые, тесно связаны с их структурой. Поэтому понимание взаимосвязей «свойство-состав» позволит вывести закономерности образования высокоэнтропийных соединений. Кроме того, специалисты получат информацию о возможностях плавной «подстройки» свойств кристаллов.
В исследовании участвовали не только ученые ЮУрГУ, но и их коллеги из Республики Беларусь, Китайской Народной Республики и Саудовской Аравии. Однако большая часть экспериментальной работы по синтезу и определению структурных характеристик выполнена в лабораториях Южно-Уральского государственного университета. Расчет энтропийного состояния изученных систем также выполнялся в ЮУрГУ.
«Научная идея, лежащая в основе проводимых исследований, заключается в том, что высокая энтропия смешения позволяет стабилизировать многокомпонентные кристаллические растворы. Варьируя их состав, мы можем существенно и достаточно плавно менять свойства таких материалов, добиваясь их оптимальных значений. В фазах, образованных сложными оксидами, эффект влияния высокой энтропии смешения на стабильность твёрдых растворов мало изучен. Так же как слабо изучено влияние высокой конфигурационной энтропии смешения в таких структурах на их свойства, что позволяет нам говорить о том, что теоретический уровень получаемых нами результатов сопоставим с мировым и даже опережает аналогичные зарубежные и отечественные разработки в данной области науки», – рассказал д.х.н., профессор кафедры «Материаловедение и физико-химия материалов» Политехнического института Евгений Трофимов.
Специалисты получили многокомпонентные оксидные соединения твердофазным методом – использовались только твердые реагенты без участия растворителей. Данные о стабильных режимах синтеза образцов будут использованы в дальнейших исследованиях. Также ученые проверили магнитные и микроволновые характеристики экспериментальных образцов. Это важнейшие свойства полученных соединений.
«Полученные результаты являются важным вкладом в теоретические основы планомерных исследований в рамках данного направления, которые будут направлены как на получение фундаментальных знаний, так и на прикладные разработки. Анализ полученных результатов уже позволил сформулировать рекомендации по использованию кристаллических структур, полученных в процессе исследования, для изготовления компонентов электронной техники», – прокомментировал д.х.н., директор НИИ «Перспективные материалы и ресурсосберегающие технологии», заведующий кафедрой «Материаловедение и физико-химия материалов» Политехнического института Денис Винник.
Создание на основе разработанных материалов деталей и устройств электроники – следующий шаг работы научного коллектива.
Отметим, что исследования поддержаны РНФ и выполняются в рамках проектов «Создание и исследование свойств высокоэнтропийных оксидных фаз со структурой магнетоплюмбита» и «Создание и исследование высокоэнтропийных фаз со структурой перовскита».
Информация и фото предоставлены пресс-службой Проекта 5-100
