Лаборатория физики ферроиков

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.