Лаборатория моделирования и разработки новых материалов

• Проведено систематическое изучение влияния давления на электронную структуру, термодинамические и механические свойства 5d-переходных металлов. Анализ поверхности Ферми ГПУ Os под давлением позволил обнаружить видимые изменения топологии Ферми поверхности в интервале давлений 0 - 247 ГПа, соответствующие электронным топологическим переходам.
• Oткрыт эффект перекрытия электронных уровней остовных состояний Os при его сжатии до рекордных статических давлений, опубликованый нами в журнале Nature. Эффект был открыт на давлении порядка 400 ГПа.
• Экспериментально подтверждены результаты моделирования эффектов сверхвысоких давлений на электронную структуру и свойства оксида Ni. Показано, что оксид Ni обладает самой стабильной из полученных до сегодняшнего дня антиферромагнитной структурой, которая существует до 280 ГПа.
• Pазвиты новые методы моделирования материалов, в т.ч. с учетом эффектов ангармонизма при конечных температурах, методы, описывающие рост и фазовые переходы в наноматериалах, а также методы моделирования материалов с неупорядоченными локальными моментами. В частности, предложен качественно новый метод моделирования материалов с неупорядоченными локальными моментами, основанный на комбинации методов магнитных специальных квазинеупорядоченных структур и отбора магнитных реализаций, позволяющий моделировать свойства примесей в парамагнитной фазе магнитных материалов
• Предложен новый механизм морфологического фазового перехода при росте нанокластеров.
• Cинтезированы и теоретически изучены новые железо-азотные соединения. Получены структурные и термодинамические параметры окрытых полинитридов в интервалах стабильности изучаемых фаз, в том числе уравнения состояния и коэффициенты всестороннего сжатия. Исследованы особенности поведения электронной структуры при изменении давления. Проведен анализ изменения природы химических связей азота в окрытых полинитридах.
• Открыт новый класс двухмерный материалов на основе Максена с точкой Дирака в электронном спектре.
• Разработана и проверена экспериментально концепции влияния эффектов легирования на упругие свойства новых жаропрочных сплавов на основе NiAl.
• Предложена концепция разработки новых высокоэнергетических материалов. В ее основе лежит открытие подобных материалов с использованием теоретического моделирования и эксперимента при высоком давлении с последующим изучением возможности их закалки до атмосферного давления.
•  Предложена концепция дизайна сплавов с заданным модулем упругости: при исследовании окрестности механической стабилизации ОЦК сплавов системы Ti-V обнаружена нелинейная зависимость модулей Юнга с резким уменьшением значений, что может быть важным при создании материалов специального назначения.
• Oсуществлено моделирование сплавов железа, содержащих C, Cr, Ni, Mo, и Co. Изучены особенности стабильности фаз по отношению к бинодальному и спинодальному распаду для многокомпонентных сплавов железа, содержащих Cr, Ni, Mo, и Co. Полученные результаты могут быть использованы при разработке новых сталей для кораблестроения, транспортировки нефти и газа, и для энергетики.

Образование и подготовка кадров

В период 2014-2017 гг. членами научного коллектива лаборатории:

защищены 3 магистерские работы по направлению научного исследования;

10 аспирантов и молодых ученых, членов научного коллектива лаборатории прошли стажировки в ведущих университетах и научных центрах мира.

В период 2014-2017 гг. членами научного коллектива лаборатории были организованы и проведены 3 международные научные конференции по направлению научного исследования, в которых приняли участие ведущие мировые ученые в области компьютерного моделирования материалов.

Сотрудники лаборатории приняли участие в 50 международных научных конференциях, на которых было представлено 78 докладов, из них 28 – устные и 20 – приглашенные