Фазовые превращения и макроотклики сегнетоактивных сред со структурами перовскита и тетрагональной вольфрамовой бронзы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор наук Павленко Анатолий Владимирович

• Павленко Анатолий Владимирович
• доктор наук
• 2019

Оглавление диссертации доктор наук Павленко Анатолий Владимирович

ВВЕДЕНИЕ

1 СЕГНЕТОАКТИВНЫЕ СРЕДЫ СО СТРУКТУРАМИ ПЕРОВСКИТА И ТЕТРАГОНАЛЬНОЙ ВОЛЬФРАМОВОЙ БРОНЗЫ (обзор литературы)

1.1 Феррониобат свинца (PbFe0.5Nb0.5O3)

1.2 Твердые растворы (1-.х)В1ЕеОз - хРЬ(Еео.5^о.5)Оз

1.3 Твердые растворы бинарной системы В11-уЬауМпО3

1.4 Мультиферроики АЕе2^шОз (А = Бг, Ва)

1.5 Ниобаты бария-стронция SrxBa1-xNb2O6

2 ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Объекты исследования

2.2 Методы изготовления экспериментальных объектов

2.3 Методы исследования образцов

3 ФЕРРОНИОБАТ СВИНЦА В РАЗЛИЧНЫХ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ СОСТОЯНИЯХ (ПОЛИ-, МОНОКРИСТАЛЛЫ, ТОНКИЕ ПЛЕНКИ); ИЗОМОРФНЫЕ ЗАМЕЩЕНИЯ, РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ

3.1 Структура, микроструктура, диэлектрические, сегнетоэлектрические и пьезоэлектрические свойства, магнитодиэлектрические и магнитоэлектрический взаимодействия в поликристаллическом (керамическом) феррониобате свинца

3.2 Влияние Ы2СО3 и МпО2 на физико-химические характеристики мультиферроика феррониобата свинца

3.3 Структура, диэлектрические и магнитные характеристики монокристаллов РЬЕе05№05Оз, выращенных в различных условиях

3.4 Получение, структура и свойства тонких пленок РЬЕе05№05Оз

4 ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ БИНАРНОЙ СИСТЕМЫ (1-*) В1БеО3

- * РЬЕе0.5№>0.5О3: СТРУКТУРА, МИКРОСТРУКТУРА,

СЕГНЕТОПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И

МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА

2

4.1 Элементный и фазовый составы твёрдых растворов (1-x)BiFeO3-•xPbFe0.5Nb0.5O3

4.2 Фазовая диаграмма системы ТР (1-x)BiFeO3-xPbFe0.5Nb0.5O3 (комнатная температура)

4.3 Зёренное строение, диэлектрические и пьезоэлектрические характеристики керамик ТР системы (1-x)BFO-xPFN

4.4 Установление ^ методом Мессбауэровской спектроскопии

4.5 Диэлектрическая спектроскопия в диапазоне 20 < Т < 1000 К

4.6 Эволюция P(U)зависимостей при Т = 293 К

4.7 Структура, магнитные и диэлектрические характеристики монокристаллов состава 0.05BFO-0.95 PFN

5 ФАЗОВЫЙ И ЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ, СТРУКТУРА, МИКРОСТРУКТРА, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТВЁРДЫХ РАСТВОРОВ КЕРАМИК Bil-yLayMnOз

5.1 Фазовый состав, структура и зёренное строение керамик

5.2 Элементный состав керамик Bi1-yLayMnO3 по данным рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии и электронно-зондового микроанализа

5.3 Диэлектрические и магнитные свойства при Т= (20^300) К

5.5 Магнитодиэлектрический эффект в керамике Bi0.5La0.5MnO3

5.6 Диэлектрическая релаксация, магнитодиэлектрические и магнитоэлектрические взаимодействия в керамике Bi0.6La0.4MnO3

6 СТРУКТУРА, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ЭФФЕКТ МЕССБАУЭРА В МУЛЬТИФЕРРОИКАХ ЛБе^^ (Л = Ba, Sr)

6.1 Структура, диэлектрические и магнитные характеристики, эффект Мессбауэра в керамиках ЛБе2/^1/303 (Л = Ва, Sr)

6.2 Структура и диэлектрические свойства тонких пленок SrFe2/3W1/3O3 на подложках Р1(111)/Л1203 и Мв0(001)

7 ПОЛУЧЕНИЕ, СТРУКТАРА И СВОЙСТВА ТОНКИХ ПЛЕНОК

НИОБАТОВ БАРИЯ-СТРОНЦИЯ

3

7.1 Структура, микроструктура и диэлектрические характеристики керамической мишени Sr0.5 Вао.5№2О6

7.2 Состав, структура и диэлектрические характеристики пленок (8г0.5Ва0.5)^2О6/Р1(111)/Б!(001)

7.3 Структура и оптические характеристики пленок Srо.5Baо.5Nb2O6 на подложках А12О3

7.4 Структура, диэлектрические и оптические свойства с-ориентированных пленок БВ№50, выращенных на подложке Р1/А12О3

7.5 Структура и релаксация поляризованного состояния в тонких пленках Вао.5Бг05№2О6 на подложке (001)

7.6 Структура и свойства тонких плёнок Srо.5Baо.5Nb2O6 на монокристаллических подложках Mg0(001)

8 СТРУКТУРА, ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ СИСТЕМЫ (1-x)(Kо.46Naо.54)(Nbо.9Taо.l)Oз+xLiSbO

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ. Публикации, перечень РИД, аппробация, проекты и гранты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Фазовые превращения и макроотклики сегнетоактивных сред со структурами перовскита и тетрагональной вольфрамовой бронзы»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Интенсивное развитие в последние десятилетия функциональной электроники, напрямую связанное с успехами в области физического материаловедения, привело к тому, что в настоящее время в физике конденсированного состояния получению и исследованию свойств активных диэлектрических материалов, таких как мультиферроики и сегнетоэлектрики, уделяется огромное внимание. Это обусловлено тем, что освоение технологических решений в этом направлении, на фоне стремления к миниатюризации, универсализации и удешевлению продукции, требует проведения комплекса фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований этих групп материалов, направленных на понимание особенности электрического и магнитного упорядочений в керамиках, монокристаллах и тонких пленках, формирующихся под действием деформационных, электрических и магнитных полей. При этом движение, с одной стороны, в область многоэлементных сред, а, с другой, - к наноразмерным состояниям веществ ставит изучение влияния внешних воздействий на свойства подобных объектов, полученных в различных твердотельных состояниях, в ряд наиболее важных задач в научном и практическом плане. В силу вышесказанного актуальным представляются исследования, посвящённые выявлению общих принципов формирования корреляционных связей состав - термодинамическая предыстория (условия получения) - внутренняя структура (кристаллическая, доменная, зёренная) -внешние воздействия (температура, электрические, магнитные, деформационные поля) - области применения электроактивных сред на основе ниобатов щелочных и щелочноземельных металлов, мультиферроиков с участием в качестве базовых соединений PbFe0.5Nb0.5O3, AFe2/зWl/зOз (Л = Sr, Ва), BiFeO3, BiMnO3 и их твёрдых растворов (ТР), в том числе, модифицированных, выполненных в виде керамик, монокристаллов и тонких плёнок, что и выступило целью данной работы.

Для достижения цели исследований необходимо было осуществить

5

решение следующих основных задач:

• на основе анализа библиографических и патентных сведений определить перспективные для экспериментальных и теоретических исследований объекты и дать физико-химическое обоснование этого выбора;

• опираясь на результаты подготовленного обзора современных трендов в области создания, исследования и применения Fe-, Мп-, содержащих активных материалов, оценить эффективность использования известных методов их получения в различных твердотельных состояниях;

• путем направленной вариации термодинамических параметров, выступающих в качестве деталей технологий (температур, длительностей, кратностей обжигов, начальной температуры подложки, рабочего давления, величины ВЧ - мощности), на серии проб каждой исследуемой композиции осуществить постадийную оптимизацию условий получения, адаптированных к конкретным типам твердотельных состояний (керамики, монокристаллы, тонкие пленки) объектов и обеспечивающих, в том числе, реализацию в них целевого набора макрохарактеристик и их сочетаний;

• изучить процессы фазообразования, эволюцию дефектной ситуации, связанной с кристаллохимической спецификой объектов, и влияние термодинамической предыстории на их физические свойства;

• изготовить экспериментальные образцы заданной топологии по выбранным технологическим режимам и оценить воспроизводимость их свойств;

•осуществить анализ микроструктуры монокристаллов и керамик, поверхности тонкоплёночных структур и их качественно - количественного (концентрационного) состава, применяя методы электронной, оптической и атомно-силовой (АСМ) микроскопии, электронно- зондового микроанализов (ЭЗМА) и рентген-флуоресцентного анализа;

• на основе данных рентгенофазового анализа (РФА), прецизионных рентгеноструктурных (РСА) исследований, спектроскопии комбинационного

рассеяния света (КРС) и мёссбауэровской (МБ) спектроскопии построить

диаграммы состояний исследуемых систем; выявить в них локализацию фаз

(симметрийных, сегнетоэлектрических (СЭ) и магнитных), фазовых состояний

(ФЗ), морфотропных областей (МО); превращений, связанных с изменением

изоморфных типов ТР; структурных неустойчивостей, обусловленных

несовершенствами кристаллической структуры объектов; раскрыть

механизмы наблюдаемых явлений;

• создать измерительные стенды и произвести измерения

диэлектрических, СЭ, магнитодиэлектрических (МДЭ), пьезоэлектрических и

упругих параметров объектов при Т =(10^103) К), в интервалах напряжений

((0.0^3.0) кВ) постоянного и частот / =(10-1^106) Гц переменного

электрических полей, индукции магнитного поля В = (0^5.0) Тл);

•на этой основе выявить области существования ТР с различным

характером проявления СЭ и МДЭ свойств;

•установить закономерности изменения внутренней структуры

(кристаллической, зеренной, доменной) и макросвойств от качественно-

количественного состава объектов и возможность управления ими путем

изоморфных замещений ионов, в том числе, в процессе модифицирования

исследуемых сред;

•выявить зависимости макросвойств объектов от параметров,

характеризующих кристаллическую структуру, мезоскопические

неоднородности, кристаллитное строение, и на этой базе установить

корреляционные связи состав - структура - свойства;

•разработать научно-обоснованные принципы целенаправленного

моделирования и управления свойствами выбранных объектов, методологию

поиска перспективных композиций и способов их атомарного

конструирования в различных твердотельных состояниях и создать на этой

основе новые полифункциональные (интеллектуальные) материалы для

различных практических применений; произвести их патентование, доказав

соответствие созданных материалов требованиям патентоспособности

7

«изобретательский уровень» и «промышленная применимость».

Научная новизна. При выполнения диссертационных исследований впервые:

- экспериментально определены оптимальные технологические режимы изготовления высокоплотных, беспримесных образцов (в том числе, крупногабаритных) многоэлементных сред на основе сложных Fe, Мп,- и содержащих оксидов, принадлежащих структурным семействам типа перовскита и тетрагональной вольфрамовой бронзы, в различных твердотельных состояниях (керамики, монокристаллы, низкоразмерные структуры - тонкие пленки); установлены в них корреляционные связи элементный состав - термодинамическая предыстория (условия получения) -внутренняя структура (кристаллическая, доменная, зеренная) и степень ее совершенства (дефектность) - макроотклики (диэлектрические, сегнетоэластические, пьезоэлектрические, магнитные), на основе которых создана новая научно-техническая продукция;

- детально, с использованием комплекса взаимодополняющих методик исследования химического состава, структуры и физических свойств при температурах ((10^103) К), в интервалах напряжений ((0.0^3.0) кВ) постоянного и частот ((10-1^106) Гц) электрических полей, индукции магнитного поля ((0^5.0) Тл) изучены закономерности формирования свойств сегнетоэлектриков на основе ниобатов бария-стронция и щелочных металлов, мультиферроиков с участием в качестве базовых соединений PbFe0.5Nb0.5O3, BiFeOз, BiMnOз, LaMnOз, AFe2/3W1/3O3 (А = Ва, Бг) и их твердых растворов, в том числе, модифицированных, на большом количестве тестовых образцов каждой композиции для контроля воспроизводимости характеристик;

- в керамике феррониобата свинца в окрестности температуры Кюри (7с) выявлен новый порядок фазовых превращений (ромбоэдрическая (Рэ) ^ псевдокубическая (Пск) ^ кубическая (К)), а в диапазоне 7>7с -области инварного эффекта (ИЭ) и диэлектрическая релаксация недебаевского

типа, возникновение которых обусловлено изменением его реальной (дефектной) структуры. Продемонстрировано, что магнитодиэлектрический эффект в феррониобате свинца в диапазонах (323+473) К, (0.5^500) кГц и (0±0.86) Тл обусловлен снижением в магнитном поле температуры СЭ-параэлектрического (ПЭ) фазового превращения (ФП). Показано, что в кристаллах PFNF имеет место снижение температур СЭ^СЭ и СЭ^-ПЭ фазовых переходов (ФП) в сравнении с PFN и усиление размытия магнитного ФП;

- на основе рентгеноструктурных исследований, изучения диэлектрических, пьезоэлектрических и магнитных свойств построена диаграмма состояния системы (1-х)BiFeO3-хPbFe0.5NЪ0.5O3 со сложной последовательностью фазовых превращений различной природы, приводящих к появлению различных фаз, ФС, ОСФС и МО, различному характеру проявления СЭ свойств, формирование которых, во-многом, определяется физико-химическими особенностями крайних компонент системы и их критической зависимостью от термодинамической предыстории, связанной, в том числе, с наличием ионов переменной валентности ^е, N5) и граничным положением (BiFeO3) в перовскитовом семействе. Закономерности поведения макрооткликов ТР системы соответствуют логике их изменения, наблюдаемой в многокомпонентных ТР с морфотропными фазовыми границами, при этом с ростом концентрации феррониобата свинца в системе наблюдается уменьшение дисперсии диэлектрических проницаемостей в окрестности СЭ-ПЭ ФП, что связано со стабилизацией структуры ТР; при 0.00 < х < 0.90 величины Тс, температуры Нееля (Тк), коэрцетивного поля (Ес) и остаточной поляризации (Ря) закономерно уменьшаются, а в диапазоне 0.90< х < 1.00 - Тс и Ря увеличиваются за счет изменения типа ТР;

- доказано, что в керамике В^^а0.5МЮз, в диапазоне температур (80^200) К магнитодиэлектрический эффект обусловлен увеличением релаксационной частоты системы зерно-межзеренная прослойка вследствие проявления эффекта отрицательного магнетосопротивления.

- методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФС) исследования поверхности выявлено существование в керамиках BaFe2/зWl/зOз и SгFe2/зWl/зOз катионов W в различных степенях окисления.

- установлено, что ферровольфрамат стронция является сегнетоэлектриком-релаксором (СЭР), в окрестности СЭ ^ ПЭ перехода которого выявлена новая последовательность ФП с формированием тетрагональной (Т) ^ псевдокубической ^ кубической фаз;

- методом ВЧ- катодного распыления возможно получить гетероэпитаксиальные и поликристаллические тонкие пленки мультиферроика SгFe2/зWl/зOз на подложках М§О(001) и Р1/АЬОз;

- показано, что в с- ориентированных пленках ТР Бг05Вао.5№2О6, выращенных на подложке Р1:(111)/А12О3 (с- срез), деформация элементарной ячейки может привести к реализации фазовых состояний, не наблюдающихся в керамиках и монокристаллах того же состава; в гетероструктурах

с толщиной пленок от 100 нм до 700 нм существует естественная униполярность доменного строения с преимущественным направлением поляризации к подложке независимо от типа ее проводимости. Изготовлены методом ВЧ- катодного распыления гетероэпитаксиальные пленки БВ№50 толщиной от 14 нм до 360 нм, выращенные по механизму Вольмера-Вебера, с высокой анизотропией диэлектрических свойств.

Практическая и теоретическая значимость работы

На основе выявленных закономерностей изменения строения и свойств исследуемых в работе композиций созданы

• новые материалы для использования в:

- среднечастотных радиоэлектронных устройствах, работающих в режиме приёма, с относительной диэлектрической проницаемостью поляризованного образца е33Т/е0 = 1150, коэффициентом электромеханической связи планарной моды колебаний Кр = 0.43, пьезомодулями | ^31 | = 84 пКл/Н, й33= 84 пКл/Н, механической добротностью ОМ = 46, пьезочувствительностью

Взз = 20.6 мВ-м/Н (Патент № 2498961 от 20.11.2013 г.);

- комплексах УЗ-сварки, системах неразрушающей диагностики, дефектоскопии с е33Т/е0=759, Кр=0.37, | ¿31 |=49 пКл/Н, ¿33=138 пКл/Н, дм=73, £зз=20.52 мВ^м/Н (Патент № 2542008 от 19.01.15 г.);

- УЗ-излучателях и приёмниках с е33Т/е0 = 603, Кр = 0.51, | ¿311 = 162 пКл/Н, ¿33= 162 пКл/Н, ^/^/Ц = 6.6 пм/В, дм =115, Язз = 30.4 мВ-м/Н,

К1Е= 4.75 км/с (Патент № 2542009 от 19.01.2015 г.);

- термостабильных датчиках детонации с е33Т/е0 = 1040, Де33Т/е0 = 5.8 %, | ¿31 | = 72 пКл/Н, Д| ¿31 | = 6 %, Кр = 0.42, ДКр = 4 %, дм = 54, Д^м = 10 % при Т=(293-393) К (Патент № 2571465 от 24.11.2015 г.); с еззТ/^0 = 1194, ДеззТ/е0 = 2 %, | ¿31 | = 60 пКл/Н, Д| ¿31 | = 6 %, Кр = 0.30, ДКр = 6 %, дм = 80, Ддм = 10 %, ¿=0.03 при Т=(293-393) К (Патент № 2580538 от 16.03.2016г.). • методики стандартных справочных данных, зарегистрированные ФГУП «СТАНДАРТИНФОРМ». Москва), разрабатанные в соответствии с Государственной программой Российской Федерации «Развитие промышленности и повышение её конкурентоспособности» (утв. Постановлением Правительства РФ от 15 апреля 2014 г № 328) и «Стратегией обеспечения единства измерений в РФ до 2025 г.» (утв. Постановлением Правительства РФ от 19 апреля 2017 г № 737-р) для экспериментального определения:

- пьезоэлектрических и упругих характеристик сегнетопьезоэлектрических материалов (Аттестат № 183, № ГСССД МЭ 1832011; Аттестат № 235, № ГСССД МЭ 235-2015);

- диссипативных свойств (Аттестат № 227, № ГСССД МЭ 227-2014).

- магнитодиэлектрического эффекта (Аттестат №2 211, №2 ГСССД МЭ 2112013; Аттестат № 200, № ГСССД МЭ 200-2012);

- реверсивной нелинейности относительной диэлектрической проницаемости (Аттестат № 199, № ГСССД МЭ 199-2012);

- диэлектрических характеристик (Аттестат № 184, № ГСССД МЭ 184-

2011; Аттестат № 212, № ГСССД МЭ 212-2013);

• таблицы стандартных справочных данных, прошедшие регистрацию в ФГУП" Стандартинформ" (г. Москва), по:

- сегнетопьезокерамикам на основе системы (Ка,К^)(МЬ,Та,БЬ)Оз (№ ГСССД 279-2013);

- сегнетопьезокерамикам на основе бинарной системы BiFeO3-PbFe0.5Nb0.5O3 (№ ГСССД 306-2015);

• полезные модели (ПМ):

- автоматический стенд для измерения диэлектрических параметров пьезоматериалов (Патент на ПМ № 119894 от 27.08.2012 г.).

- датчик детонации (Патент на ПМ №158291 от 03.12.15 г.)

• программы для ЭВМ, использованные для осуществления процесса измерения и расчета:

- диэлектрических параметров (Св-ва о гос. регистрации № 2012616775, № 2015619892);

- аттестации и контроля пьезоэлектрических параметров пьезоэлектрических материалов (Св-ва о гос. регистрации №2014611962, № 2014611833);

- диэлектрических параметров различных материалов под воздействием постоянного магнитного поля (Св-ва о гос. регистрации №2014611964, № 2015618307);

- расчета вольт-фарадных характеристик сегнетоэлектрических материалов (Св-во о гос. регистрации № 2016662072);

- датчиков детонации (Св-во о гос. регистрации № 2015660047 ).

• ГОСТы:

- ГОСТ Р 8.936-2017 «Пьезокерамические материалы LiaKЬNacNbdTamSЬnO3+z[Bi2O3-Fe2O3]. Диэлектрические, пьезоэлектрические и упругие характеристики при температуре 25 оС»;

- ГОСТ Р 8.937-2017 «Сегнетопьезоэлектрические керамические

материалы на основе ниобатов натрия и калия. Диэлектрические и пьезоэлектрические характеристики при температурах от 0 °С до 100 °С»;

Созданные при выполнении диссертационного исследования РИД'ы и научно-техническая продукция были представлены на Международных выставках, форумах и ярмарках: 9-ом Международном экономическом форуме «Предпринимательство юга России: инновации и развитие» (2009, г. Ростов-на-Дону), Всероссийском конкурсе проектов «Ползуновские Гранты» (2012 г.), конкурсе проектов Фонда содействия инновациям «У.М.Н.И.К.-2010» (победитель), в конкурсе сотрудников ЮФУ на лучшую НИР в 20112012 г.г. (диплом); 42-й Международной выставке изобретений в Женеве «INVENTIONS GENEVA» (Швейцария, 2014 г.) (диплом и Серебряная медаль); в 10-й Международной ярмарке инноваций «SIIF 2014», 27-30 ноября

2014 г. (Выставочный комплекс делового центра СОЕХ, г. Сеул, Республика Корея) (диплом и Серебряная медаль); 8-й Международной выставке инноваций «IEIK 2014», 19-22 ноября 2014 г. (Международный выставочно-конгрессный центр промышленной зоны внедрения высоких технологий, г. Куньшань, Китайская Народная Республика) (диплом). Результаты исследований были представлены также на IV-ой Международной Российско-Итальянской конференции (24-25 июня 2014 г., г. Удине (Италия) (сертификат)); на Выставке «Московский международный салон образования 2015», 15-18 апреля 2015 г. ЦКВ «Экспоцентр», г. Москва; на 13-й Международной ярмарке инноваций - SIIF (30 ноября - 03 декабря 2017 г., г. Сеул, Республика Корея) (диплом), наVII и VIII фестивалях науки Юга России (2016, 2017 гг., Ростов-на-Дону); Международной выставке «IPITEX 2018» (г. Бангкок, Таиланд, 2-6 февраля 2018 г.) (диплом и Золотая медаль); МИК Ростовской области в номинациях «Лучшая инновационная идея» (19 апреля

2015 г, г. Ростов-на-Дону) и «Лучший инновационный проект» (13 апреля 2018

г., г. Ростов-на-Дону) (диплом за II место и Сертификат на получение именной

премии Губернатора РО); конкурсах 2015 г. на право получения стипендии

Президента РФ (Конкурс СП-2015, победитель) и 2018 г. на право получения

13

грантов Президента РФ (Конкурс МК-2018, победитель).

Полученные экспериментальные результаты представлены более чем в 20 научно-технических отчётах по теме диссертации и использованы в учебном процессе в Южном федеральном университете в рамках магистерской программы «Физика, химия и технология функциональных материалов» (Направление 03.04.02 - «Физика»), а также в ряде научно-производственных предприятий и компаний.

Основные научные положения, выносимые на защиту:

1. В мультиферроике PbFe0.5NЪ0.5O3, изготовленном в виде высокоплотной керамики в рамках традиционной технологии из простых оксидов, при сегнето-параэлектрическом фазовом переходе выявлено существование ромбоэдрической фазы при Т < 368 К, псевдокубической в интервале Т = 368...387 К, кубической - при Т> 387 К, при этом в параэлектрической фазе установлено наличие областей инварного эффекта и возникновение максвелл-вагнеровской поляризации и диэлектрической релаксации недебаевского типа, а в парамагнитной -магнитодиэлектрического эффекта (положительного и отрицательного), связанного с повышением температур фазовых превращений в сегнетоэлектрическом состоянии в постоянном магнитном поле.

2. Фазовая диаграмма системы твердых растворов (1-х)BiFeO3 -xPbFe0.5NЪ0.5O3 при комнатной температуре состоит из пяти однофазных областей, двух областей сосуществования фазовых состояний с различным ромбоэдрическим искажением элементарной ячейки, трех морфотропных областей, при этом в интервалах концентраций 0.20 < х < 0.40 и 0.85 < х < 1.00 твердые растворы, по данным выполненных макроскопических диэлектрических измерений, являются сегнетоэлектриками с размытым фазовым переходом, при 0.40 < х < 0.85 - сегнетоэлектриками-релаксорам, а устойчивое пьезоактивное состояние при сосуществовании сегнетоэлектрического и магнитного упорядочений возникает при

0.275 < х < 0.40.

3. Магнитодиэлектрический эффект в керамиках твердых растворов Б^-уЬауМпОз (у = 0.4; 0.5; 0.6) в параэлектрической фазе при Т > 78 К в интервале частот f= 20...106 Гц является следствием одновременного проявления в них магниторезистивного эффекта и максвелл-вагнеровской поляризации с соответствующей ей диэлектрической релаксацией недебаевского типа, и обусловлен изменением релаксационной частоты / в спектрах е'/е0(/) и е"/е0(/) объектов вследствие проявления эффекта отрицательного магнитосопротивления.

4. В мультиферроиках АЕе2/^1/3О3 (А = Бг, Ба), изготовленных в виде керамики в рамках двухстадийного твердофазного синтеза с последующим спеканием по обычной керамической технологии, экспериментально выявлено присутствие в кристаллической структуре катионов W в различных степенях окисления, существование ферримагнетизма с температурами магнитных фазовых переходов ~ 400 К (SгFe2/зWl/зOз) и ~ 300 К (BaFe2/зWl/зOз), при этом в SгFe2/зWl/зOз, в области размытого сегнето-параэлектрического фазового перехода реализуются тетрагональная фаза при Т = 290... 423 К ^ тетрагональная + кубическая фазы при Т =423... 490 К ^ кубическая фаза при Т > 490 К.

5. В монокристаллических пленках состава Бг05Бао.5КЪ2О6 с толщинами от 14 нм до 360 нм, выращенных на подложках М§О (001) по механизму Вольмера - Вебера, выявлены независимость параметра элементарной ячейки с от толщины и высокая анизотропия диэлектрических свойств, а в поликристаллических с - ориентированных пленках на подложке А12О3 - фазовые состояния, не реализуемые в керамике и монокристаллах того же состава, а на подложках (001) - формирование естественной униполярности с превалирующим направлением поляризации к подложке, независимо от типа проводимости подложки.

6. В многокомпонентных твердых растворах на основе (№1-Х-

уКХЫу)(КЬ1-т-уТатБЬу)О3 при гетеровалентном легировании формируются

15

новые сочетания диэлектрических и пьезоэлектрических характеристик, расширяющие спектр их практических применений в радиоэлектронных устройствах, работающих в режиме приёма, термостабильных датчиках детонации и системах неразрушающей диагностики.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечиваются использованием метрологически аттестованной технологической и измерительной аппаратуры, применением либо отвечающих современным стандартам методов изготовления объектов исследования и измерения их характеристик, либо разработанных автором методик, промышленная применимость которых подтверждена рядом охранных документов. Надёжность полученных в работе сведений, знаний, обобщений подтверждается и их непротиворечивостью актуализированным представлениям в области физики конденсированного состояния вещества.

Соответствие содержания диссертации паспорту специальности.

Содержание диссертации соответствует формуле специальности 01.04.07 -физика конденсированного состояния, так как её основой является установление природы и механизмов явлений, происходящих в твердотельных Fe-, Мп, содержащих неорганических объектах (сложных оксидах), в которых путём внешних (термо-полевых) воздействий и вариаций качественно-количественного элементного состава направленно изменяются физические свойства на всех уровнях их сложного иерархического строения.

Диссертация соответствует п.п. 1,3,6 областей исследований, так как посвящена установлению закономерностей формирования и выявлению физической природы свойств объектов, в том числе, фазовых переходов в них и диаграмм состояний, а также разработке и созданию физико-технических основ практически важных функциональных (интеллектуальных) материалов с особыми электрическими и магнитными свойствами для применений в реальном секторе экономики Российской Федерации.

Личный вклад автора является определяющим и заключается в

определении направления, цели и задач научного исследования, выборе объектов исследований и типов их твердотельного состояния; анализе, сборе и обобщении в виде аналитического обзора результатов экспериментальных и теоретических исследований по теме диссертационной работы; разработке методик и аппаратурного оформления экспериментальных исследований, проведении измерений характеристик (диэлектрических, пьезоэлектрических, упругих и магнитодиэлектрических); интерпретации экспериментальных и теоретических результатов; оформлении текстового материала диссертации, графиков, таблиц с данными; формулировании научных положений, выносимых на защиту, новизны, практической значимости и выводов по работе, подготовке публикаций.

Совместно с д.ф.-м.н., проф. Резниченко Л.А. (научным консультантом работы) планировались эксперименты и обсуждались результаты диссертационной работы.

Изготовление керамических образцов было осуществлено совместно с к.

х. н. Разумовской О.Н., д. ф.-м. н. Вербенко И.А., вед. технологами Сорокун

Т.Н., Тельновой Л.С., Глазуновой Е.В.), монокристаллических образцов - с

к.х.н. Смотраковым В.Г. и к.т.н. Ерёмкиным В.В., тонкоплёночных - к.ф.м.н.

Толмачёвым Г.Н., д.ф.м.н. Мухортовым В.М., м.н.с. Киселевой Л.И.).

Разработка методик измерения и измерительных комплексов осуществлялись

совместно с с.н.с. Дудкиной С.И., Поповым Ю.М., к.ф.м.н. Бирюковым С.В.,

инж. Севастьяновым Б.Я., к.ф.м.н. Плякой П.С., к. ф.-м. н. Павелко А.А., к. ф.-

м. н. Андрюшиным К.П., к. т. н. Юрасовым Ю.И. Совместно с д. ф.-м. н., проф.

Туриком А.В. обсуждались модели для описания диэлектрических спектров,

эксперименты по измерениям МДЭ и интерпретация результатов. РФА и РСА

исследования керамических и монокристаллических образов производились

совместно с с.н.с. Шилкиной Л.А., тонких плёнок - с к. ф.-м. н. Захарченко

И.Н., аспирантом Стрюковым Д.В., к.ф.м.н. Головко Ю.И.. Исследования

оптических свойств тонких пленок на основе анализа КЗО осуществлялись

совместно с к.ф.м.н. Ковтуным А.П. и к.ф.м.н. Зинченко С.П., а

17

эллипсометрических измерений - с к.ф.м.н. Кара-Мурзой С.В. Изучение микроструктуры образцов проведено совместно с к.ф.-м.н. Шевцовой С.И., к. ф.-м. н. Константиновым Г.М, к. ф.-м. н. Лянгузовым Н.В., д.ф.м.н. Широковым В.Б., элементного состава керамик и монокристаллов - с к.ф.-м.н. Шевцовой С.И., к.ф.м.н. Новиковским Н.В., профилей распределения элементов в гетероструктурах - к. ф.-м. н. Кудрявцевым Ю.А. Исследования эффекта Мёссбауэра выполнены с к. ф.-м. н. Кубриным С.П., м.н. с. Сташенко В.А., к.т.н. Сарычевым Д.А. Изучение рентгеновских фотоэлектронных спектров проведено д. ф.- м. н., проф. Козаковым А.Т. и к. ф.-м. н. Никольским А.В. Измерения спектров КРС проведены к.ф.м.н. Анохиным А.С.

Обсуждение многих вопросов, затронутых в работе, на разных этапах её выполнения проводились с д.ф.м.н., проф. Туриком А.В., д.ф.м.н., проф. Гуфаном Ю.М., д.ф.м.н., проф. Мухортовым В.М., д.ф.м.н. Чеботаревым С.Н., Л.А., д.ф.м.н. Сахненко В.П, д.ф.м.н. Луниным Л.С., к.ф.м.н. Ковтуным А.П., д.ф.м.н. Ахкубековым А.А., д.ф.м.н. Казаковым А.Т.

Благодарности. Глубокую благодарность адресую всем вышеперечисленным ученым, долголетнее плодотворное сотрудничество с которыми, во многом, определило научное мировоззрение автора. Искренняя признательность всем, не упомянутым здесь, соавторам публикаций, без творческого общения с которыми не состоялась бы данная научная работа. Благодарю также коллективы ЮНЦ РАН, НИИ физики ЮФУ, кафедр физического факультета ЮФУ, оказавших максимальную поддержку и неоценимую помощь на всех этапах выполнения диссертационного исследования.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Павленко Анатолий Владимирович, 2019 год

Литература к П2.2.

[1]. Окадзаки К. Технология керамических диэлектриков. М.: Энергия. 1976. - 336

с.

[2]. Данцигер А.Я., Разумовская O.H., Резниченко Л.А. и др. Многокомпонентные системы сегнетоэлектрических сложных оксидов: физика, кристаллохимия, технология. Аспекты дизайна пьезоэлектрических материалов. Ростов-на-Дону. Изд-во Рост. Ун-та. 2001. Т. 1. -408 с.

[3]. Резниченко Л.А., Разумовская О.Н., Дудкина С.И. Аномальное поведение диэлектрической проницаемости в сегнетопьезоэлектрических материалах на основе ЦТС с участием Ni (II) и Cd (II) - содержащих компонентов // Сб-к трудов Международной научно-практической конференции "Фундаментальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения" ("Пьезотехника-99"). Ростов-на-Дону, Азов. 1999. Т.1. С 109-123.

[4]. Pao Ч.Н.Р., Гопалакришнан Дж. Новые направления в химии твердого тела. (Структура, синтез, свойства, реакционная способность и дизайн материалов). Под ред. ак. Кузнецова А.Ф. Пер. с англ. Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние. 1990.-520 с.

[5]. Нараи-Сабо И. Неорганическая кристаллохимия. Будапешт. 1969. - 504 с.

[6]. Фесенко Е.Г. Семейство перовскита и сегнетоэлектричество. М.: Атомиздат, 1972. - 248 с.

[7]. Minhong J., Xinyu L., Guohua С. Phase structures and electrical properties of new lead-free Nao.5Ko.5NbO3-LiSbO3-BiFeO3 ceramics // Scripta Materialia. 2009. V. 60. P. 909912.

[8]. Поваренных А.С Об использовании электроотрицательности элементов в кристаллохимии и минералогии / В кн.: Зап.укр. отделения Всесоюзн. минералог. об-ва. Киев: Изд. АН УССР, 1962. Т. 3. Ч. 1. С. 3-27.

[9]. Барнард А. Теоретические основы неорганической химии. М., 1962.

[10]. Фесенко Е.Г., Данцигер А.Я., Разумовская О.Н. Новые пьезокерамические материалы. Изд-во Ростовского гос. Университета. Ростов-на-Дону, 1983. - 156 с.

[11]. Thomann, H. Piezoelectrishe Mechanisman in Bleizirconat - Titanat // Z. Angew. Phys. 1966. V. 20. № 6. P. 554-559.

[12]. Резниченко Л.А., Разумовская O.H., Шилкина Л.А. Жидкая фаза в ниобатах щелочных металлов // Сб-к материалов 7-го международного семинара по физике сегнетоэлектриков-полупроводников. Ростов-на-Дону. 1996. С. 149.

П1.3.УЧАСТИЕ В ВЫСТАВКАХ-ЯРМАРКАХ, КОНФЕРЕНЦИЯХ,

СИМПОЗИУМАХ

Все результаты интеллектуальной деятельности автора были представлены на выставках- ярмарках научно- технической продукции и форумах (IX Международном экономическом форуме «Предпринимательство юга России: инновации и развитие», г. Ростов-на-Дону, 2009; Международной выставке «Проблемы развития инновационного бизнеса в сфере энергосбережения и восстанавливаемых форм энергии», г. Ростов-на-Дону, 2009; и др.), а также молодежном инновационном конвенте Ростовской области, г. Ростов-на-Дону, 2009; в конкурсе, проводимом Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Участник молодежного научно-инновационного конкурса» («У.М.Н.И.К.- 2010») (стал победителем), во Всероссийском конкурсе проектов по совместной программе Министерства образования и науки РФ и Государственного фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере «Студенты, аспиранты и молодые ученые - малому наукоемкому бизнесу - «Ползуновские Гранты» (г. Барнаул, 24 - 28 сентября 2012 г.) и в конкурсе проектов Молодежного инновационного конвента Ростовской области, проводимого в рамках XII Международного бизнес-форума на Дону (г. Ростов-на-Дону, 13-14 сентября 2012 г.); в конкурсе сотрудников ЮФУ за лучшую НИР в 2011-2012 г.г. (награжден дипломом); за участие в 42-й Международной выставке изобретений в Женеве «INVENTIONS GENEVA» (Швейцария), 2014 г. награжден Дипломом и Серебряной

медалью; Дипломом и Серебряной медалью награжден за участие в 10-й Международной ярмарке инноваций «SIIF 2014», 27-30 ноября 2014 г. (Выставочный комплекс делового центра СОЕХ, г. Сеул, Республика Корея); Дипломом - за участие в 8-й Международной выставке инноваций «IEIK 2014», 19-22 ноября 2014 г. (Международный выставочно-конгрессный центр промышленной зоны внедрения высоких технологий, г. Куньшань, Китайская Народная Республика); результаты исследований были представлены также на IV Международной Российско-Итальянской конференции по научно-техническому, промышленно-технологическому сотрудничеству. 24-25 июня 2014 г., г. Удине (Италия) (сертификат), на Выставке «Московский международный салон образования 2015», 15-18 апреля 2015 г. ЦКВ «Экспоцентр», г. Москва; на 13-й Международной ярмарке инноваций

- SIIF (30 ноября - 03 декабря 2017 г., г. Сеул, Республика Корея) (Диплом), на VIII фестивале науки Юга России, 23-24 сентября 2017 г., Ростов-на-Дону. (Физика. Материаловедение. Выставка «Экологически чистых бессвинцовых интеллектуальных материалов»); на Международной выставке интеллектуальной собственности, изобретений, инноваций и технологий IPITEX 2018 в рамках Inventors' Day 2018 (г. Бангкок, Таиланд, 26 февраля 2018 г.) (Диплом, Золотая медаль), а также на Молодежном инновационном конвенте Ростовской области в номинации «Лучший инновационный проект» «Разработка не содержащих токсичные элементы функциональных керамических материалов и гетероструктур на базе тонких сегнетоэлектрических пленок для микро- и наноэлектроники» (награжден Дипломом (II место) и Сертификатом на получение именной премии Губернатора Ростовской области), 13 апреля 2018 г., КВЦ «ДонЭкспоцентр», г. Ростов-на-Дону.

Результаты работы докладывались на конференциях, симпозиумах различного уровня:

• Международная научно-техническая конференция «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» («INTERMATIC-2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2015, 2016») и Всероссийская научно-техническая школа-конференция «Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения» («Молодые ученые -2010, 2011, 2012, 2013, 2015, 2016»). 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2015, 2016 г.г., Москва, МИРЭА.

• Первый Международный, междисциплинарный симпозиум «Термодинамика неупорядоченных сред и пьезоактивных материалов». (TDM&PM). 2009 г., Ростов-на-Дону

- Пятигорск.

• Ежегодная научная конференция студентов и аспирантов базовых кафедр Южного научного центра РАН. 2010, 2011, 2012, 2013 г.г., г. Ростов-на-Дону.

• VII научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодежь XXI века - будущее российской науки». 2010 г., Ростов-на-Дону.

• XIV национальная конференция по росту кристаллов. 2010 г., Москва.

• XI Всероссийская молодёжная школа-семинар по проблемам физики конденсированного состояния («СПФКС-11»). 2010 г., Екатеринбург.

• XXII Международная научная конференция «Релаксационные явления в твердых телах» («RPS-22»). 2010 г., Воронеж.

• VI Международная научная конференция «Кинетика и механизм кристаллизации. Самоорганизация при фазообразовании». 2010 г., Иваново.

• XIV Национальная конференция по росту кристаллов, IV Международная конференция «Кристаллофизика XXI века», посвященная памяти М.П. Шаскольской (НКРК-2010). 2010 г., Москва.

• Всероссийская конференция по физике сегнетоэлектриков: (ВКС-XIX) 20-23 июня 2011 г., Москва и (ВКС-XXI), 25-30 июня 2017 г., Казань.

• XXII Congress and General Assembly of the International Union of Crystallography. 2011. Madrid (Spain).

• Международный междисциплинарный симпозиум «Упорядочения в минералах и

сплавах» («ОМА-13», «ОМА-14», «ОМА-15», "OMA-16"). 2010, 2011, 2012, 2013 г.г., Ростов-на-Дону - п. Лоо.

• Международный междисциплинарный симпозиум «Порядок, беспорядок и свойства оксидов» («ODPO-13», «ODPO-14», «ODPO-15», "ODPO-16"). 2010, 2011, 2012, 2013 г.г., Ростов-на-Дону - п. Лоо.

• Первый Международный междисциплинарный симпозиум «Физика межфазных границ и фазовые переходы» («МФГФП-1»). 2011 г., Нальчик-пос. Лоо.

• X Международный семинар "Магнитные фазовые переходы". 2010 г., Махачкала.

• Международная конференция "Физика диэлектриков" («Диэлектрики-2011», «Диэлектрики-2017»). 2011, 2017 г.г., Санкт-Петербург.

• Всероссийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых («ВНКСФ-16», «ВНКСФ-17»), 2010, 2011 г.г., Екатеринбург-Волгоград; («ВНКСФ-21»), 2015 г., Омск; («ВНКСФ-23»), 2017 г., Екатеринбург.

• 1-й Международный Российско-Украинский семинар «Аномальные свойства твердых растворов из морфотропной области многокомпонентных окислов, содержащих 3ё-металлы». 2011 г., Ростов-на-Дону.

• Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов "Физико-химия и технология неорганических материалов". 2010, 2013 г.г., Москва.

• Международная научная конференция «Излучение и рассеяние электромагнитных волн ИРЭМВ-2011». 2011 г, Таганрог-пос. Дивноморское.

• Всероссийская научно-практическая конференция «Наука и образование в Чеченской республике, состояния и перспективы развития», посвященная 10-летию со дня основания КНИИ РАН (Комплексный научно-исследовательский институт РАН). 2011 г., Грозный.

• Школа ФГБУ «ПИЯФ» по физике конденсированного состояния (ФКС-2011, ФКС-2012, ФКС-2014, ФКС-2015). 2011, 2012, 2014, 2015 г.г., Санкт-Петербург, Гатчина.

• XI Международная научно-практическая конференция «Фундаментальные и прикладные исследования, разработка и применение высоких технологий в промышленности». 2011 г., Санкт-Петербург.

• Всероссийская конференция молодых ученых «Наука и устойчивое развитие». 2011, 2012, 2015 г.г., Нальчик.

• VII (XXXIX) Международная научно-практическая конференция студентов, аспирантов и молодых ученых. 2012 г., Кемерово.

• III Всероссийская молодежная конференция с элементами научной школы «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества». 2012 г., Москва.

• Russian-Taiwanese Symposium "Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications". 2012 г., Rostov-on-Don.

• International Symposium on "Physics and Mechanic of New Materials and Underwater Applications («PHENMA 2013»), 2013 г., Kaohsiung, Taiwan; («PHENMA 2014»), 2014 г., Khon Kaen, Thailand.

• International Conference on "Physics and Mechanics of New Materials and Their Applications" («PHENMA 2015»), 2015 г., Azov, Russia; («PHENMA 2016»), 2016 г., Surabaya, Indonesia; («PHENMA 2017»), 2017 г., Jabalpur, India» («PHENMA 2018»), 2018 г., Busan, South Korea.

• Первый международный междисциплинарный симпозиум «Бессвинцовая сегнетопьезокерамика и родственные материалы: получение, свойства, применения (ретроспектива- современность- прогнозы) (LFFC-2012)», 2012г., Ростов-на-Дону - п. Лоо.

• Второй, Третий, Четвертый, Пятый и Шестой Международные междисциплинарные молодежные симпозиумы «Физика бессвинцовых пьезоактивных и родственных материалов. (Анализ современного состояния и перспективы развития)» («LFPM-2013», «LFPM-2014», «LFPM-2015», «LFPM-2016», «LFPM-2017»). 2013, 2014, 2015, 2016, 2017 г.г., Ростов-на-Дону-Туапсе.

• Всероссийская молодежная научная конференция "ИННОВАЦИИ В МАТЕРИАЛОВЕДЕНИИ". 2013 г., Москва.

• Региональная научно-практическая конференция «Открытые физические чтения», 2015 г., Луганск.

• Международная научно-практическая конференция «Открытые физические чтения -2016, -2017, -2018». 2016, 2017, 2018 г.г., Луганск.

• Second international workshop «MODERN NANOTECHNOLOGIES». 2016. Ekaterinburg, Russia.

• 14th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity and Young scientists school on the spectroscopic studies of critical dynamics at structural phase transitions. May 14-18, 2018. St. Petersburg, Russia.

П1.4 УЧАСТИЕ В ПРОЕКТАХ

Выполнение диссертационного исследования проводилось в рамках

1. - тематического плана НИР НИИ физики ЮФУ:

-Ведомственная целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010)». Мероприятие 1. «Проведение фундаментальных исследований в рамках тематических планов»: тема № 2.2.09 «Создание, исследование структуры и физических свойств бессвинцовых электрически активных материалов на основе Nb-содержащих соединений и твёрдых растворов» (01.01.2009-31.12.2009).

-Ведомственная целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2012)». Мероприятие 1. «Проведение фундаментальных исследований в рамках тематических планов»: темы №№ 2.9.11, 2.2.11 «Выявление закономерностей формирования нано-, микро- макроскопических (в т.ч. гигантских) свойств в гетерогенных средах в зависимости от степени ковалентности и жесткости (А-О) связей» (01.01.201131.12.2011), «Фазообразование и сегнето-, пьезодиэлектрические свойства многокомпонентных систем на основе соединений с различной термодинамической предысторией» (01.01.2011-31.12.2011).

-Ведомственная целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2013)». Мероприятие 1. «Проведение фундаментальных исследований в рамках тематических планов»: темы №№ 2.5940.2011, 2.5930.2011 «Синтез и исследование термически устойчивых ниобиевых и феррит-манганитных структур в перовскито- и шпинелеподобных состояниях, "эко" -дизайн многоэлементных сред и композиционных материалов с экстремальными сегнето-, пьезо-, магнитоэлектрическими свойствами» (01.01.2012-31.12.2013), «Фазообразование и сегнето-, пьезодиэлектрические свойства многокомпонентных систем на основе соединений с различной термодинамической предысторией» (01.01.2012-31.12.2013);

-Аналитическая ведомственная целевая программа «Развитие научного потенциала высшей школы (2009- 2010 годы)». Мероприятие 2. «Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук. Научно-методическое обеспечение развития инфраструктуры вузовской науки». Раздел: 2.1 «Проведение фундаментальных исследований в области естественных, технических и гуманитарных наук». Подраздел:2.1.1. «Проведение фундаментальных исследований в области естественных наук»: тема № 2.1.1./6931 «Неупорядоченные гетерогенные среды: новые фазы, гигантские пьезо-, пиро- и диэлектрические отклики» (01.01.2009-31.12.2010).

— государственного задания Министерства образования и науки РФ (базовая и проектная части): НИР № 1927 по Заданию № 2014/174 «Структура, фазообразование и макроотклики в функциональных нецентросимметричных материалах на основе многокомпонентных нетоксичных сред с высокой степенью поглощения электромагнитных волн СВЧ диапазона, характеризующихся особыми электрическими, магнитными и сегнетоэластическими свойствами (моно-, поликристаллы, низко- и наноразмерные

гетеросистемы, фононная керамика, композиты)» (01.01.2014-31.12.2016); базовая часть государственного задания - внутренний грант ЮФУ № 213.01-2014/012-ВГ «Неупорядоченные системы с ионами 3d-металлов: фазовые состояния твердых растворов, структура кластерных, доменных комплексов и наноразмерных областей, проявляющих пьезоэлектрический и магнитоэлектрический эффекты. Новые материалы для энергонезависимых устройств памяти произвольного доступа» (01.01.2014-31.12.2016); НИР № 3.6371.2017/БЧ «Разработка физических основ создания нетоксичных сегнето (магнито) упорядоченных сред с гигантским СВЧ-поглощением электромагнитного излучения, высокими показателями пьезоэлектрической активности, диэлектрической управляемости и мультикалорического эффекта на основе гетерогенных наноструктурированных сред» (01.01.2017-31.12.2019); НИР № 3.6439.2017/БЧ «Принципы организации функциональных материалов с тороидальным магнитным упорядочением как основы квантовых запоминающих систем» (01.01.2017-31.12.2019);

2. - Федеральных целевых программ:

-«Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы» (мероприятие 1.3 - II очередь), гос. контракт № 16.513.11.3032 от 12.04.2011г. «Разработка методов создания керамических и композиционных метаматериалов на основе многокомпонентных сред с периодической структурой акустических неоднородностей, магнито-диэлектрической "памятью" в широком диапазоне температур и высокой эмиссией запасенной энергии поляризации для устройств контроля, диагностики и управления в авиационно-космической технике» (12.04.2011-15.12.2012); «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы» (мероприятие 1.2). Соглашение о предоставлении субсидии № 14.575.21.0007 от 17.06.2014г. «Разработка экологически безопасных методов создания интеллектуальных материалов, не содержащих свинец, на основе наноструктурированных сред с высоким уровнем диссипативных характеристик, анизотропии, чувствительности и температурной стабильности пьезодиэлектрических коэффициентов для радиопоглощающих устройств, ультразвуковой техники, медицинской диагностики» (17.06.2014-31.12.2015);

-«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (мероприятие 1.2.1 - II очередь), гос. контракт № 16.740.11.0142 от 02.09.2010г. «Комбинационный параметрический и модулярный дизайн полифункциональных сред и экологически безопасных технологий создания на их основе наноструктурированных материалов с рекордными пьезодиэлектрическими, магнитострикционными, диссипативными параметрами и их сочетаниями». (02.09.2010-20.10.2012); «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (мероприятие 1.3.1-I очередь), гос. контракт № 16.740.11.0587 от 30.05.2011г. «Пространственно-неоднородные среды с сосуществующими пьезо(сегнето)магнитными состояниями: упорядоченные фазы, критические и субкритические явления, экологически чистые материалы для высокочувствительных СВЧ-приёмников, анизотропных детекторов деформаций, энергонезависимой сегнетоэлектрической памяти и спин-электронных пьезосегнетомагнитных преобразователей» (30.05.2011-25.10.2013);

3. - Базовой темы ЮНЦ РАН «Гетероструктуры, многослойники и сверхрешетки нелинейных диэлектриков - новая континуальная среда для микроэлектроники нового поколения (№ госрегистрации 01201354247)». (Ответственный исполнитель);

4. при поддержке - Российского фонда фундаментальных исследований:

-грант РФФИ № 11 -02- 12140-офи-м «Разработка высокочувствительных, стабильных

в широком интервале температур пьезомагнитоэлектрических (мультиферроидных) материалов и экологически безопасных, ресурсосберегающих технологий их создания с высокими магнитодиэлектрическим и магнитоэлектрическим эффектами для устройств обработки информации (записи, считывания, хранения четырёхбитной памяти),

электрически(магнитно) управляемой СВЧ-аппаратуры и адаптивных высокочувствительных пьезомагнитных детекторов» (01.01.2011-31.12.2012);

-грант РФФИ № 15-08-05711_А. «Разработка физических основ динамического контроля параметров сегнетоэлектрических пленок в разряде с убегающими электронами» (руководитель), (01.01.2015-31.12.2016);

-грант РФФИ №16-32-60095 мол_а_дк «Фазовые превращения, макроотклики и магнитодиэлектрические взаимодействия в многофункциональных кислородно-октаэдрических средах со структурами типа перовскита и калий-вольфрамовой бронзы в различных твердотельных состояниях: керамика, монокристаллы, пленочные структуры» (руководитель) (01.01.2016-31.12.2018);

-грант РФФИ № 16-29-14013 офи_м «Создание и исследование многослойных гетероструктур с сегнетоэлектриками различной симметрии, где ожидается максимальное проявление деформационной и доменной инженерии, приводящие к возникновению новых свойств, на базе которых можно реализовать принципиально новые устройства функциональной электроники (исполнитель), (01.01.2017-31.12.2019);

5. - Стипендии президента РФ СП-1689.2015.3 «Поиск, разработка и создание новых композиционных материалов на основе высокотемпературных мультиферроиков и сегнетоэлектриков для нужд авиационной, ракетно-космической техники и наземной инфраструктуры» (руководитель), (01.01.2015-31.12.2017);

6. - Гранта президента РФ МК-4100.2018.2 «Получение, структура и свойства наноразмерных тонких пленок на основе сегнетоэлектриков-релаксоров со структурой кислородных тетрагональных вольфрамовых бронз» (руководитель) (01.01.201831.12.2020);

7. - грантов и проектов ЮФУ:

-по «Программе развития Южного федерального университета на 2007-2010 г.г.». НИР № 2-К-11-1 «Разработка поликристаллических многопрофильных материалов с экстремальными электромагнитными свойствами; "эко-"дизайн промышленных технологий создания на их основе не имеющих мировых аналогов активных элементов для микро- и наноэлектроники» ( 15.03.2011-15.12.2011);

-по «Программе развития университета на период до 2021 года в целях повышения конкурентоспособности среди ведущих научно-образовательных центров. НИР № 213.0124/2013-20. «Структурные превращения, макроотклики и магнитодиэлектрические взаимодействия в п- компонентных системах с морфотропными фазовыми границами; материалогия нетоксичных сред» (руководитель) (01.05.2013-15.12.2013);

— Фонда целевого капитала ЮФУ-2010 проект № 31 «Создание электроактивных мультифункциональных наноструктурированных материалов и экологически безопасных технологий их получения для авиа-, ракетостроения, радиотехники», (01.09.201015.12.2010).