海角社区

Свойства мезофазных материалов изучают в Лаборатории молекулярной электроники Южно-Уральского государственного университета. Исследователи составляют элементную базу, которая поможет в создании приборов электроники будущего, разрабатывают новые принципы характеризации материалов.

Каких успехов достигли сотрудники Лаборатории молекулярной электроники и какая задача стоит перед ними, рассказал руководитель лаборатории, кандидат физико-математических наук, доцент Федор Подгорнов.

– Федор Валерьевич, что такое молекулярная электроника?

– Молекулярная электроника – это комбинация электроники, физики и химии, в которой рассматриваются электронные свойства отдельных молекул. Они являются аналогами диодов, транзисторов, катушек индуктивности в электронике. Поэтому молекулярная электроника, изучая молекулы органических и неорганических веществ, позволяет создавать сверхминиатюрные высокопроизводительные микрочипы, устройства гибкой электроники, биоэлектроники и многое другое. Это один из главных запросов ?Индустрии 4.0?.

– Над чем работают в Международной лаборатории молекулярной электроники?

– В лаборатории мы занимаемся электрической характеризацией мезофазных материалов с высокой симметрией и разрабатываем новые методы данного процесса. Это большая сложная работа, которая позволяет выявить и охарактеризовать свойства материалов, а также создать элементную базу электроники будущего. Одно из главных направлений нашей деятельности – изучение свойств жидких кристаллов (ЖК), особого класса материалов, обладающих уникальными физическими свойствами.

Фото: Федор Валерьевич Подгорнов, руководитель Лаборатории молекулярной электроники, кандидат физико-математических наук, доцент

– Какие результаты деятельности лаборатории вы можете отметить?

– Мы разработали солнечные батареи на основе жидких кристаллов, активно разрабатываем новый метод нелинейной диэлектрической спектроскопии. Это экспериментальный метод характеризации электрохимических систем. Недавно мы статью, посвященную новому методу сопротивления материалов. Его суть в том, что измерения проводятся, когда исследуемый материал входит в состав гетерогенной системы. Также сейчас мы готовим публикацию по теме нелинейной импедансной спектроскопии жидких кристаллов. Это исследование продемонстрирует, как можно отследить динамику переключения жидких кристаллов в электрическом поле, используя нелинейные свойства исследуемой системы. Дело в том, что ?отклик? вещества на взаимодействие с ним всегда нелинейный, и это связано со строением материала и межмолекулярными взаимодействиями. Нам интересно узнать, что происходит на молекулярном уровне, исследовать процесс движения молекул во внешнем электрическом поле, изучить параметры движения молекул и ионов в ЖК. С другой стороны, используя данный метод, мы получаем возможность однозначно описать эквивалентную электрическую схему материала и, основываясь на этом, предсказать характеристики и очертить область применения.

Лаборатория молекулярной электроники оснащена современным оборудованием

– Где могут применяться результаты исследований, проведенных в лаборатории?

– Область применения результатов наших исследований обширна. Это и оптоэлектроника, например, пространственно-временные модуляторы света, и системы отображения информации – дисплеи, и системы обработки информации – квантовый компьютер. Изучая органические материалы, мы затрагиваем биоэлектронику, задача которой – заменить неорганические материалы на биологические и применить их в сфере медицины. Еще один интересный раздел – съедобная электроника. Безвредные для организма радиометки помещаются на продуктах питания с целью их отслеживания и проведения автоматических расчетов.

Изучение свойств жидких кристаллов – одно из главных направлений деятельности лаборатории

– С кем сотрудничает Лаборатория молекулярной электроники?

– Сотрудники лаборатории активно сотрудничают с Лабораторией многомасштабного моделирования многокомпонентных функциональных материалов (ЮУрГУ) и с Лабораторией магнитных оксидных материалов (ЮУрГУ). Сейчас идет планирование дальнейшей деятельности с группами ученых из Ирландии и Соединенных Штатов Америки. В нашей лаборатории также интернациональная среда, например, с нами работает аспирант из Ирака Ахмед Караави.

– На что будет сделан упор в будущих исследованиях сотрудников лаборатории?

– Главная цель – разработать наш метод нелинейной импедансной спектроскопии для характеризации и идентификации механизмов электрической проводимости в молекулярных схемах.

ЮУрГУ – участник Проекта 5-100, призванного повысить конкурентоспособность российских университетов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.

СМИ о нас:

• ИА Красная Весна