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.
.jpg)
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 опубликовали 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.
.jpg)
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.
.jpg)
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 В ЮУрГУ разрабатывают съедобную электронику