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

Приглашенный ученый Абрикосов Игорь Анатольевич Россия
Номер договора
14.Y26.31.0005
Период реализации проекта
2014-2018

По данным на 30.01.2020

33
Количество специалистов
23
научных публикаций
12
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Главным направлением работы ученых лаборатории - разработка теоретических инструментов нового поколения с использованием аппарата фундаментальной квантовой физики и создание уникальных материалов с заданными свойствами, которые востребованы в металлургии, атомной промышленности, автомобилестроении, авиационно-космической отрасли и в обыкновенном хозяйстве. Для полномасштабных исследований в сфере нанотехнологий лаборатория «Моделирование и разработка новых материалов» была оснащена суперкомпьютером (компьютерным кластером), который входит в топ-50 суперкомпьютеров стран СНГ. Пиковая производительность компьютерного кластера составляет 33 терафлопс или 33 триллиона операций в секунду, что обеспечивает значительное ускорение обработки информации.

Название проекта: Современная физика материалов: новый инструмент ускоренного проектирования материалов в третьем тысячелетии (MD3d)

Приоритет СНТР: а



Цели и задачи

Направления исследований: Разработка вычислительных инструментов нового поколения на наиболее фундаментальном уровне квантовой физики, обладающих предсказательной силой, достаточной для научно-обоснованного дизайна материалов

Цель проекта: Создание концептуальной основы для ускоренной научно обоснованной разработки материалов, базирующейся на качественно новых возможностях, появившихся благодаря развитию компьютерных технологий, физики, химии, информатики, статистики, машинного обучения, анализа данных и визуализации



Практическое значение исследования
  • 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.
Внедрение результатов исследования:

Лаборатория занимается проведением фундаментальных исследований, направленных на получение новых знаний в области материаловедения

Образование и подготовка кадров

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

защищены 3 магистерские работы по направлению научного исследования;

защищены 5 кандидатских диссертаций и 2 PhD;

подготовлены к защите в 2018 г. две докторские диссертации.

Проведено 3 научных школы для молодых ученых по направлению научного исследования

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

62 молодых ученых из России и из-за рубежа прошли профессиональную переподготовку/ повышение квалификации в лаборатории по направлению научного исследования.

Организационные и инфраструктурные преобразования

На базе лаборатории создан вычислительный кластер многоуровнего моделирования материалов производительностью 38 терафлопс, входящий в топ-50 вычислительных кластеров Российской федерации.

Другие результаты деятельности лаборатории

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

Было получено 27 российских и международных грантов по направлению научного исследования, руководителями которых являются члены научного коллектива.

Содрудничество:

Университет Линчепинга, Швеция - совместные научные исследования, обмен молодыми учеными

Фриц-Хабер Институт Общества Макс Планка, Германия - совместные научные исследования, обмен молодыми учеными

Университет Аусбурга, Германия - совместные научные исследования

Королевский технологический институт, Швеция - совместные научные исследования

Университет Байроута, Германия - совместные научные исследования

Всероссийский научно-исследовательский институт автоматики им. Н.Л. Духова, Москва, Россия - совместные научные исследования, обмен молодыми учеными

ЗАО Институт квантового материаловедения (IQMS), Екатеринбург, Россия - совместные научные исследования

Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург, Россия - совместные научные исследования

Институт физики твердого тела РАН, Черноголовка, Россия - совместные научные исследования

Объединенный институт ядерных исследований, Дубна, Россия - совместные научные исследования

Московский Государственный Университет, Москва, Россия - совместные научные исследования

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН, Москва, Россия - совместные научные исследования

Объединенный институт высоких температур РАН, Москва, Россия - совместные научные исследования



Скрыть Показать полностью
Tal A.A.; Munger E.P.; Abrikosov I.A.
«Morphology transition mechanism from icosahedral to decahedral phase during growth of Cu nanoclusters» PHYSICAL REVIEW B, 92,2 020102 (2015)
Wang F.; Holec D.; Oden M.; Mucklich F.; Abrikosov I.A.; Tasnadi F.
«Systematic ab initio investigation of the elastic modulus in quaternary transition metal nitride alloys and their coherent multilayers» ACTA MATERIALIA, 127, Стр.: 124-132 (2017)
A. V. Ponomareva, A. V. Ruban, B. O. Mukhamedov, I. A. Abrikosov,
“Effect of multicomponent alloying with Ni, Mn and Mo on phase stability of bcc Fe-Cr alloys”, Acta Mater. 150, 117 (2018).
Новости лаборатории
Понедельник , 08.07.2019
Фотоальбомы
Вторник , 03.12.2019
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