Лаборатория магнитных MAX материалов

Внедрение результатов исследования:

1. Материалы MAX-фазы (M_n+1AX_n, n = 1, 2 или 3) представляют собой семейство нано-слоистых гексагональных соединений. В этих материалах М является ранним переходным металлом, А - элемент основной группы, а Х – это С или N. Слоистая анизотропная кристаллическая структура сочетает в себе как керамические, так и металлические характеристики - стойкость к высокотемпературному окислению, способность к самовосстановлению и устойчивость к термическому шоку. Такие выдающиеся механические свойства МАХ-материалов делают их интересными для поддающихся механической обработке, термоустойчивых огнеупоров, нагревательных элементов или покрытий для электрических контактов. С точки зрения применений MAX-фазы показали многообещающие свойства для аккумуляторов и сверхвысокочастотных устройств. Кроме того, некоторые MAX-фазы служат прекурсорами для синтеза максенов (MXenes), то есть двумерных карбидов переходных металлов, с определённым терминированием оборванных химических связей, образующихся в ходе расслоения исходного МАХ материала.
2. Детальное изучение магнитных свойств первых синтезированных МАХ-материалов с дальним магнитным порядком ((Cr_0,75Mn_0,25)₂GeC и Mn₂GaC) привело к открытию первой магнитокалорической MAX-фазы Mn₂GaC с высокой температурой упорядочения и инверсией знака магнитострикции и магнитосопротивления при фазовом переходе. Обнаруженные свойства Mn₂GaC предлагают новые функциональные возможности для интеллектуальных датчиков и актуаторов, которые востребованы для интернета вещей.

Образование и переподготовка кадров:

В работе лаборатории принимают участие студенты красноярских ВУЗов, Сибирского федерального университета (СФУ) и Сибирского государственного университета науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (СибГУ), научно-исследовательская работа студентов, преддипломная и дипломная практика. Являясь сотрудниками лаборатории, четверо аспирантов занимаются исследования магнитных МАХ материалов. За время выполнения проекта защищена одна диссертация кандидата физико-математических наук, а также пройдена два курса повышения квалификации.

Защищены 3 кандидатские и представлена защите 1 докторская диссертация.

Разработана 1 образовательная программа.

Организованы и проведены 2 международных семинара с участием ведущих специалистов в области МАХ фаз.

Пройдены 4 стажировки студентами и аспирантами в университетах Испании и Германии.

Проведен Международный онлайн-семинар по функциональным MAX-материалам (FunMAX 2020), 56 участников, в том числе 4 студента и 5 аспирантов, Красноярск online.

Проведен Международный онлайн-семинар по функциональным MAX-материалам (FunMAX 2021), 91 участник, в том числе 12 студентов и 20 аспирантов, Красноярск online.

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Лаборатория магнитных MAX материалов создана на базе Института физики им. Л. В. Киренского СО РАН – обособленного подразделения Красноярского научного центра СО РАН. В лаборатории установлено уникальное оборудование - сверхвысоковакуумный технологический комплекс для синтеза MAX-материалов.

Сотрудничество:

Исследования по заявленной теме проводятся в сотрудничестве с факультетом физики университета Дайсбурга-Эссена (Германия), а также отделением физики тонких пленок факультета Физики, Химии и биологии университета Линчёпинга (Швеция), которые являются мировыми лидерами в области синтеза и исследований магнитных МАХ материалов.

Университет г. Сантьяго-де-Компостела (Испания): сотрудничество в части стажировок.

Ведется сотрудничество с Сибирским федеральным университетом (СФУ) и Сибирским государственным университетом науки и технологий имени академика М.Ф. Решетнева (СибГУ) в области образовательной деятельности, в рамках проекта проводится стажировка студентов и аспирантов СФУ.

Ведется сотрудничество с группой из Балтийского федерального университета (БФУ), занимающейся синтезом объемных МАХ фаз.

Ведется сотрудничество с группой из Лаборатории физики ферроиков ФТИ им. А.Ф. Иоффе РАН, занимающейся вопросами сверхбыстрого магнетизма.