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

Приглашенный ученый Абрикосов Игорь Анатольевич Россия, Швеция
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
Функциональные квантовые материалы

Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"

Физика

Москва

Клингелер Рюдигер

Германия

2021-2023

Лаборатория спиновой физики двумерных материалов

Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук

Физика

Москва

Яковлев Дмитрий Робертович

Россия

2021-2023

Лаборатория магноники и радиофотоники им. Б.А. Калиникоса

Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет "ЛЭТИ" им. В.И.Ульянова (Ленина)

Физика

Санкт-Петербург

Костылев Михаил Павлович

Австралия, Россия

2021-2023