Inventory number IRN Number of state registration
0323РК01882 AP14972859-KC-23 0122РК00832
Document type Terms of distribution Availability of implementation
Краткие сведения Gratis Number of implementation: 0
Not implemented
Publications
Native publications: 1
International publications: 1 Publications Web of science: 0 Publications Scopus: 1
Patents Amount of funding Code of the program
0 8000000 AP14972859
Name of work
Разработка и исследование новых мультифункциональных vdW структур 2D-пленок на основе оксидов переходных металлов
Type of work Source of funding Report authors
Fundamental Қаптағай Гулбану Әлібекқкызы
0
0
0
0
Customer МНВО РК
Information on the executing organization
Short name of the ministry (establishment) МНВО РК
Full name of the service recipient
НАО "Казахский национальный женский педагогический университет"
Abbreviated name of the service recipient НАО КазНацЖенПУ
Abstract

Атомные и электронные свойства чистых и комбинированных пленками графена суперячеек объёмных и поверхностных систем ферроэлектрических (BaTiO3), ферромагнитных (La2/3Sr1/3MnO3, SrRuO3), оксидов переходных металлов.

Ферроэлектрлік (BaTiO3), ферромагниттік (la2/3Sr1/3MnO3, SrRuO3), ауыспалы металл оксидтерінің көлемдік және беттік жүйелерінің таза және графенмен пленкаларымен комбинацияланған суперұяшықтарының атомдық және электрондық қасиеттері.

Разработка гибридных 2D-vdW материалов комбинацией (2D)-пленок (BaTiO3), ферромагнитных (La2/3Sr1/3MnO3, SrRuO3), оксидов переходных металлов и исследование их физико-химических характеристик. Также разработка метода расчета электронных, геометрических и оптических характеристик новых 2D-vdW материалов.

Гибридті 2D vdW материалдарын (2D)-пленкаларды (BaTiO3), ферромагниттік (La2/3 Sr1/3mno3, SrRuO3), ауыспалы металл оксидтерін жасау және олардың физика-химиялық сипаттамаларын зерттеу. Жаңа 2D vdW материалдарының электрондық, геометриялық және оптикалық сипаттамаларын есептеу әдісін жасау.

Для достижения поставленной цели перовскитные структуры (фотоэлектрическая BaTiO3, ферромагнитная La2/3Sr1/3MnO3, SrRuO3) изучаются теоретически с позиции теории функционала плотности (DFT) с приближении на основе базиса плоских волн (PW) с использованием программ VASP 5.2.

Мақсатқа жету үшін перовскит құрылымдары (фотоэлектрлік BaTiO3, ферромагниттік La2/3Sr1/3MnO3, SrRuO3) теориялық тұрғыдан Vasp 5.2 бағдарламаларын қолдана отырып, жазық толқындар базисіне (PW) негізделген жуықтаумен тығыздық функционалды теориясы (DFT) тұрғысынан зерттеледі.

Для системы титаната бария вместе с уменьшением размерности системы уменьшается величина запрещенной зоны, т. е. при объеме E(g)=2,50 эВ, при BaO3 - и Ti-выводах поверхности (111) 2,45 эВ и 2,40 эВ соответственно. Для структур La2/3Sr1/3МnО3, SrRuO3 также было обнаружено уменьшение ширины запрещенной зоны с уменьшением размерности системы. На полярных (111) поверхностях зарядовые плотности по сравнению с объемной структурой перераспределены на поверхностных атомах О, величина приращения зарядов составляет 0,5-0,8е для 3- структур. Оценены влияния эффекта наложения графеновой пленки на электронные свойства оксидов переходных металлов. Впервые смоделированы полярные и неполярные BaO3- и Ti-терминированные (111) поверхности ромбоэдрической фазы BaTiO3 и выявлены их плотности состояний.

Барий титанаты жүйенің өлшемділігінің төмендеуімен бірге жартылайөткізгіштік қасиетінен өткізгіштік қасиетке ие болды, яғни көлемде E(g)=2,50 эВ болса, (111) бетінің BaO3- және Ti-терминацияларында сәйкесінше 2,45 эВ және 2,40 эВ. La2/3Sr1/3MnO3, SrRuO3 құрылымдары үшін де жүйенің өлшемінің азаюымен қатар тыйым салынған аймақ енінің азаюы анықталды. Заряд тығыздықтарының полярлы (111) беттерінде көлемдік құрылыммен салыстырғанда О атомдарында қайта шоңырлануы анықталды, олардың алған зарядтарының шамасы 3 құрылым үшін де 0,5-0,8е шегінде. Алғаш рет BaTiO3 перовскитінің полярлы және полярсыз ВаО3- және Ті-терминациялы (111) беттері жасалып, олардың күй тығыздықтары анықталды.

Реализация экспериментальных исследований электронных и атомных структур указанных структур крайне затруднена и экономически неэффективна в связи с тем, что они имеют фазовое состояние при низких температурах. Поэтому теоретически выгодно изучать и прогнозировать атомные и электронные, магнитные свойства этих перовскитов. Методика исследования данной работы совершенствует и дополняет существующие подходы к их изучению.

Аталған құрылымдардың электрондық және атомдық құрылымдарын эксперименттік зерттеуді іске асыру олардың төменгі температураларда фазалық күйге ие болатындығына байланысты өте қиын және экономикалық тұрғыдан тиімсіз. Сондықтан теориялық тұрғыдан бұл перовскиттерің атомдық және электрондық, магниттік қасиеттетрін зерттеу және болжау тиімді болып табылады. Жұмыста қолданылған зерттеу тәсілдері қолда бар зерттеу тәсілдерін жетілдіреді және толықтырады.

Результаты исследования интегрированы в учебные планы лекционных и лабораторных занятий дисциплин "Дизайн мультифункциональных материалов", "Квантово-механические методы исследования в материаловедении" образовательных программам 7М01504-Физика, 8D01504-Физика.

Зерттеу нәтижелері 7М01504-Физика, 8D01504-Физика білім беру бағдарламалары бойынша жүргізілетін Мультифункционалды материалдар дизайны, Материалтанудағы квантты-механикалық зерттеу әдістері дәрістік және зертханлық пәндерінің сабақ жоспарларына кіріктірілуде.

Результаты исследования создают начало для разработки новых мультифункциональных материалов для возобновляемой энергетики. Долгосрочный результат осуществления проекта будет образование нового поколения Казахстанских ученых с большим опытом в компьютерном моделирований технологический важных материалов. Один из важных результатов является быстрая интеграция Казахстанских ученых в международное научное сообщество.

Зерттеу нәтижелері жаңаратын энергияға арналған жаңа мультифункционалды материалдарды әзірлеуге бастама болады. Жобаны жүзеге асырудың ұзақ мерзімді нәтижесі технологиялық маңызды материалдарды компьютерлік модельдеуде үлкен тәжірибесі бар қазақстандық ғалымдардың жаңа буынын қалыптастыру болады. Маңызды нәтижелердің бірі қазақстандық ғалымдардың халықаралық ғылыми қоғамдастыққа жылдам кірігуі болып табылады.

Нанокомпозиты на основе графена и оксидов переходных металлов применяются в различных областях технологий и инустрии. В наноэлектронике, альтернативной энергетике, энергетической отрасли, спинтронных материалах где применяются различные аналоги нанокомпозитов на основе графена. Поскольку современное состояние технологических процессов требует развитие гибридных структур на основе графена результаты исследования данного проекта будут востребованными инженерам, химикам, физикам и специалистам из вышеуказанных отраслей.

Графен мен өтпелі металл оксидтеріне негізделген нанокомпозиттер технология мен индустрияның әртүрлі салаларында қолданылады. Наноэлектроникада, баламалы энергетикада, энергетика саласында, спинтронды материалдарда графен негізіндегі нанокомпозиттердің әртүрлі аналогтары қолданылады. Технологиялық процестердің қазіргі жағдайы графенге негізделген гибридті құрылымдарды дамытуды қажет ететіндіктен, осы жобаның зерттеу нәтижелері жоғарыда аталған салалардың инженерлеріне, химиктеріне, физиктеріне және мамандарына сұранысқа ие болады.

UDC indices
548.4:539.12.04:51.72
International classifier codes
29.19.03;
Key words in Russian
теория функционала плотности; предсказания кристаллических структур; фазовые превращения; электронная корреляция; 2D материалы;
Key words in Kazakh
тығыздық функционалы теориясы; кристалл құрылымдарды болжау; фазалық түрленулер; электрондық корреляция; 2D материалдар;
Head of the organization Қанай Гүлмира Әмірханқызы PhD in Education / MA in Education Leadership and Management
Head of work Қаптағай Гулбану Әлібекқкызы Ph.D / и.о. ассоцированного профессора