Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Приглашенный ученый Таганцев Александр Кириллович Швейцария, Россия
Номер договора
14.B25.31.0025
Период реализации проекта
2013-2017
Заведующий лабораторией
32
Количество специалистов
64
научных публикаций
Общая информация

Исследования ученых лаборатории направлены на создание устройств, основанных на спиновом токе, то есть на переносе спина, а не заряда. С использованием спинов электронов в ферромагнитных материалах, обладающих постоянной намагниченностью при отсутствии внешнего магнитного поля, сегодня кодируется и хранится информация в широко распространенных устройствах магнитной записи. Возможность переноса информации, кодированной в спиновой поляризации, позволит создать принципиально новый вид логических микросхем, в которых будут минимизированы тепловые потери. Их функциональность будет значительно шире, так как у спина существует больше возможных состояний, чем у заряда электрона.

Название проекта: Ферроики и гетероструктуры на их основе для функциональной электроники

Приоритет СНТР: а


Цели и задачи

Направления исследований: Равновесные и неравновесные динамические процессы в ферроиках и гетероструктурах на их основе, управление состоянием наноструктур на нанометровых пространственных и пикосекундных временных масштабах

Цель проекта: Создание новой исследовательской лаборатории и подготовка высококвалифицированных кадров для изучения широко спектра физических явлений в ферроиках. Разработка принципов создания гетероструктур, в которых технологически заданная комбинация магнитных, электрических и упругих свойств позволит добиться рекордных быстродействия, энергоэффективности, миниатюризации, информационной емкости и других параметров, критических для развития компонентной базы современной электроники и спинтроники


Практическое значение исследования

Научные результаты:

  • Выполнены обширные теоретические и экспериментальные (методами нейтронного рассеяния, магнитной и атомной силовой микроскопии) исследования сегнетоэлектриков с целью изучения проявлений флексоэлектрического эффекта. Ведущим ученым подготовлена и выпущена первая книга по данной тематике «Флексоэлектричество в твердых телах: от теории к применениям» (в соавторстве с П. В. Юдиным).
  • Продемонстрировано сверхбыстрое управление магнитной анизотропией фемтосекундными лазерными и пикосекундными акустическими импульсами в ряде технологически важных материалов и структур (ферриты-гранаты, галфенол, магнетит). Продемонстрирована лазерно-индуцированная перестройка частот магнитной прецессии в сверхтонких металлических пленках.
  • Выявлены новые фазы в ряде практически важных, в том числе бессвинцовых соединений – сегнето- и антисегнетоэлектриков благодаря изучению передовыми экспериментальными методами динамики параметров порядка вблизи сегнетоэлектрических фазовых переходов.
  • Показан гигантский рост диэлектрической проницаемости в перовските NaMnF3 (впервые методом диэлектрической спектросокопии), связанный с его структурной неустойчивостью и показывающий, что данный материал является потенциальным сегнетоэлектриком.
  • Впервые продемонстрировано управление сверхбыстрым переходом диэлектрик-металл в наноструктурах VO2 за счет инжектирования в них пикосекундных импульсов деформации. Полученные прорывные результаты станут основой для развития нового направления – ultrafast strain engineering, в котором управление электрическими и другими свойствами наноструктур осуществляется за счет динамических деформаций.
  • Впервые продемонстрирована генерация локализованного в нанометровых областях переменного магнитного поля на гигагерцовых частотах, что открывает возможности для высокочастотной магнитометрии в высоким пространственным разрешением.
  • Обнаружены новые магнитные и магнитоструктурные фазовые переходы, а также спин-фононные взаимодействия в ряде сложных магнитоупорядоченных диэлектриков со сложными структурами методами микрорамановского рассеяния.
  • Получено теоретическое объяснение легкого переключения намагниченности в магнитных туннельных контактах с электрочувствительной интерфейсной анизотропией.
  • Предсказаны спиновые ориентационные переходы в наноструктурах «ферромагнетик-сегнетоэлектрик», индуцированные переключением сегнетоэлектрической поляризации.
  • Теоретически описан эффект спиновой накачки за счет стоячих упругих волн, что представляет несомненный интерес в свете развития нового направления в физике наноструктур – магнитной наномеханики.
  • Отработана методика роста наноразмерных слоев ряда практически значимых оксидов железа, в т. ч. железо-иттриевого граната с рекордно малыми временами затухания спиновых волн и магнетита.

Образование и переподготовка кадров:

  • Защиты: 1 докторская диссертация, 5 кандидатских диссертаций.

  • Организованы стажировки в лаборатории для студентов и аспирантов российских и немецких вузов.

  • Создана новая базовая кафедра Университета ИТМО в Физико-техническом институте имени А. Ф. Иоффе РАН «Фотоника диэлектриков и полупроводников» (2017 г.). Разработан и внедрен курс для магистров «Линейная и нелинейная магнитофотоника» (2017-2018 гг.).

  • Сотрудники лаборатории регулярно читают лекции в вузах Санкт-Петербурга; в настоящее время выступают в качестве приглашенных лекторов в вузах других городов и стран.

  • Сотрудники лаборатории принимали участие в таких популяризаторских научных проектах, как Всероссийская акция «Открытая Лабораторная» (2018 г.), Всероссийская конференция молодых ученых «Дальние горизонты науки» (2017 г.), Science Slam (2018 г.).

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Созданная лаборатория представляет собой полностью самостоятельное научное подразделение, оснащенное современным оборудованием, позволяющим решать целый ряд задач в физике ферроиков.

Сотрудничество:

  • Технический университет Дортмунда (Германия): совместные исследования в рамках международных грантов, научный обмен (краткосрочные взаимные визиты аспирантов и научных сотрудников), совместные публикации в ведущих научных журналах
  • Университет Неймегена (Нидерланды): совместные исследования, научный обмен, организация и проведение международных семинаров в Санкт-Петербурге, совместные публикации в ведущих научных журналах, совместные международные семинары Novel Trends in Physics of Ferroics NTPF-2014, NTPF-2017
  • Институт спектроскопии: совместные исследования, в том числе в рамках грантов РНФ и РФФИ, совместные публикации в ведущих научных журналах.
  • Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого: совместные исследования, подготовка кадров (курсы лекций, стажировки, практики для студентов), совместные публикации в ведущих научных журналах.
  • Ноттингемский университет (Великобритания): совместные исследования, в том числе в рамках международных грантов и грантов РФФИ, научный обмен (краткосрочные визиты научных сотрудников), совместные публикации в ведущих научных журналах.
  • Московский энергетический институт (Россия): изготовление образцов для исследований, совместные публикации в ведущих научных журналах
  • Шанхайский институт керамики Китайской академии наук (Китай): изготовление образцов для исследований, совместные исследования в рамках международных грантов, совместные публикации
  • Московский технологический университет МИРЭА (Россия): совместные исследования в рамках гранта РНФ, совместные публикации
  • Установки мегасайенс (ESRF – Франция, BESSY II – Германия, FLASH-DESY – Германия), FERMI-Elletra – Италия, SPRING – Япония, НИЦ Курчатовский институт – ПИЯФ – Россия): проведение экспериментов, публикации в ведущих научных журналах
  • Объединенный институт высоких температур РАН: совместные исследования в рамках гранта РНФ, совместные публикации
  • Университет ИТМО (Россия), Санкт-Петербургский государственный университет (Россия): подготовка кадров, разработка курсов лекций



Скрыть Показать полностью
Azovtsev A.V., Pertsev N.A.
Magnetization Dynamics and Spin Pumping Induced by Standing Elastic Waves. Physical Review B 94: 184401 (2016).
Molchanova A.D., Prosnikov M.A., Dubrovin R.M., Davydov V.Yu., Smirnov A.N., Pisarev R.V., Boldyrev K.N., Popova M.N.
Lattice dynamics and electronic transitions in a structurally complex layered copper borate Cu3(BO3)2. Physical Review B 96: 174305 (2018).
A. S. Salasyuk, A. V. Rudkovskaya, A. P. Danilov, B. A. Glavin, S. M. Kukhtaruk, M. Wang, A. W. Rushforth, P. A. Nekludova, S. V. Sokolov, A. A. Elistratov, D. R. Yakovlev, M. Bayer, A. V. Akimov, and A. V. Scherbakov
Generation of a localized microwave magnetic field by coherent phonons in a ferromagnetic nanograting. Physical Review B 97: 060404(R) (2018).
Mogunov Ia.A., Fernández F., Lysenko S., Kent A.J., Scherbakov A.V., Kalashnikova A.M., Akimov A.V.
Ultrafast Insulator-Metal Transition in VO2, Nanostructures Assisted by Picosecond Strain Pulses. Physical Review Applied 11: 014054 (2019).
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Современная гидродинамика

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теоретической физики им. Л.Д. Ландау Российской академии наук

Физика

Черноголовка

Фалькович Григорий Евсеевич

Израиль, Россия

2019-2021

Лаборатория химической физики f-элементов

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный университет имени М.В.Ломоносова"

Физика

Москва

Квашнина Кристина Олеговна

Франция, Россия

2019-2021

Лаборатория анализа данных физики высоких энергий

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Томский государственный университет»

Физика

Томск

Цыбышев Дмитрий Евгеньевич

Россия

2018-2020