Размер:
A A A
Цвет: C C C
Изображения Вкл. Выкл.
Обычная версия сайта
Логин
Пароль
EN

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

 Федеральный исследовательский центр «Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук»

Федеральный исследовательский центр 
«Красноярский научный центр
Сибирского отделения Российской академии наук»

В Красноярске состоялся первый семинар по MAX-фазам в онлайн-формате

26 августа 2020 г. Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН

В Красноярске состоялся первый семинар по MAX-фазам в онлайн-формате

В Федеральном исследовательском центре «Красноярский научный центр СО РАН» прошел первый в России международный семинар по функциональным MAX-материалам «FunMAX 2020». Онлайн-воркшоп был организован лабораторией магнитных MAX-материалов. Новое подразделение создано в рамках реализации мегагранта Правительства РФ под руководством известного иностранного ученого Михаэля Фарле, специалиста в области физики новых магнитных материалов. Ученые обсудили экспериментальные и теоретические исследования структуры, свойств и применений магнитных наноматериалов, вопросы синтеза объемных структур и тонких пленок.

Мероприятие, которое можно считать важной промежуточной точкой первого года мегагранта, направлено на объединение ученых из разных областей материаловедения, заинтересованных в физических свойствах MAX материалов – наноструктур, состоящих из трех слоев: M-переходный металл, A-элемент группы A (в основном IIIA и IVA периодической системы Менделеева), а X-углерод и/или азот. Семинар объединил ведущих специалистов по таким структурам, в том числе приглашенных спикеров из Германии, Франции, США и Швеции.

Даниэль Бюрглер из Института Петера Грюнберга, Германия, посвятил свое выступление гибридным молекулярным магнитам и их наномагнитным характеристикам. Ученый прокомментировал результаты своей работы: «Гибридные молекулярные магниты образуются при хемосорбции – поглощении вещества из окружающей среды, ароматических молекул на ферромагнитных переходных металлических поверхностях. Такая гибридизация приводит к нестабильной спиновой ориентированности молекулы – энергетической неуравновешенности. Из-за этого, атомы, связанные с молекулой, также изменяют свою электронную и магнитную ориентированность. Такая хемосорбированная молекула вместе со связанными с ней атомами может быть рассмотрена как новая магнитная единица, так называемый гибридный молекулярный магнит с повышенной коэрцитивной силой и температурой Кюри».

Про один из наиболее часто используемых методов изучения таких частиц сообщила Анна Семисалова из Университета Дуйсбург-Эссен, Германия. Исследователь поясняет, что метод спектроскопии для углубленного исследования магнитных свойств наноматериалов основан на обнаружении смещения намагниченности через измерение микроволнового поглощения. «ФМР-спектроскопия является основным инструментом для анализа магнитных свойств частиц и материалов. ФМР-спектроскопия – это известный метод исследования изменения магнитной анизотропии в тонких ферромагнитных пленках и мультислоях», – объясняет ученая.

О необычном способе синтеза МАХ-материалов рассказала Кристина Биркель, Университет штата Аризона, США. Исследователь отметила, что многие из МАХ-материалов не только не изучены, но даже не произведены и не найдены. «Многие новые фазы, еще не реализованные экспериментально. Ожидается, что они будут существовать и являются интересными функциональными материалами, которые необходимо изучать» – заявляет физик.

Обычно МАХ-фазы получают высокотемпературными твердотельными методами. Однако их может быть недостаточно для обнаружения других МАХ-систем. Наша группа использует творческие методы синтеза на основе влажных химикатов и нетрадиционные твердотельные синтезы для доступа к целевым MAX-фазам. Используя такие методы, ученым удалось создать фазу алюминиево-ванадиевого карбида. «Мы используем различные нестандартные методы, среди которых синтез при помощи микроволнового нагревания, реакции с жидким аммиаком. Помимо предоставления доступа к новым или малоизученным МАХ-фазам, методы на основе влажной химии расширяют микроструктурное пространство объемных МАХ-фаз и приводят, например, к анизотропным частицам. Последний особенно интересен, поскольку он позволяет синтезировать нитридные MAX-фазы», – рассказала Кристина Биркель.

Красноярские исследователи также поделились своими разработками. Коллектив ученых из Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН представил созданный недавно новый магнитный МАХ-материал в виде гетероэпитаксиальной тонкой пленки на подложке из оксида магния. «Материал был теоретически предсказан и позже синтезирован. Полученная структура – отличная модельная система для изучения сложных магнитных явлений, происходящих в атомно-слоистых материалах. Данный образец демонстрирует ферромагнитные свойства при комнатной температуре. Это обусловлено изменением кристаллической структуры слоев и остаточным намагничиванием объекта в слабых полях», – пояснил Сергей Лященко, кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН.

Анна Лукьяненко, младший научный сотрудник Института физики им. Л.В. Киренского СО РАН, рассказала в своем докладе о методах формирования суб- и наноразмерных магнитных тонких материалов: «Мы рассмотрели методы микро- и наноразмерных модификаций поверхности, которые используются для получения МАХ-структур. Многие из них формируются с помощью литографии и химического травления. Фотолитография может быть использована для создания устройства из сплошных пленок или для создания масок, через которые осаждается материал на подложки. Для получения MXenes из MAX-фаз используется влажное химическое травление. MXenes – это семейство материалов – карбиды, карбонитриды и нитриды переходных металлов. Они названы MXenes, потому что подавляющее большинство из них были получены травлением слоев алюминия от MAX-фаз», – пояснила исследовательница. Самыми тонкими материалами являются плёнки. По словам исследователей, есть два основных метода для синтеза таких материалов. Первый, использующий химический пар и осаждение, позволяет производить высококачественные пленки на различных подложках. Второй, основан на расслаивании слоистых твердых тел.

Участники семинара отметили, что магнитные MAХ-материалы имеют большое технологическое значение. Такие классы материалов можно использовать, например, для создания массивных постоянных магнитов, применяемых в моторах электромобилей, ветрогенераторах, а также в магнитных охлаждающих устройствах.




Поделиться:



Наверх