Рубрика: Новости из мира науки

НОВОСТИ_РАН

Сотрудники Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии Российской академии наук (ФИЦ ПХФ и МХ РАН) провели исследование, посвящённое так называемому кинетическому суперобмену в системах с псевдо-эффектом Яна–Теллера, и раскрыли взаимосвязь между магнитными, структурными и орбитальными характеристиками материалов. Результаты опубликованы в Journal of Magnetism and Magnetic Materials.

Внутри вещества, на уровне электронов и атомов, разворачиваются тонкие процессы. Электроны в твёрдом теле взаимодействуют между собой и с атомными ядрами, образуя согласованную систему. Именно это согласованное поведение электронов придаёт веществам особые специфические свойства, которые интересны не только сами по себе как предмет научного исследования, но и в силу обширного практического использования этих свойств. Магнетизм железа и редкоземельных металлов — яркий пример такого эффекта: он рождается как результат сложного взаимодействия электронов внутри атомов и между ними, так называемого обменного взаимодействия.

Ключевыми объектами исследования стали два физических явления между которыми авторы работы обнаружили связь. Первое — суперобмен. Этот механизм проясняет, каким образом два магнитных иона, разделённых немагнитным атомом (лигандом), «ощущают» друг друга и выстраивают свои магнитные моменты — либо параллельно (ферромагнитный порядок), либо антипараллельно (антиферромагнитный порядок). Правила Гуденафа–Канамори, сформулированные десятилетия назад, позволяют предсказать тип магнитной связи, отталкиваясь от заполнения электронных орбиталей.

Второе явление — псевдо-эффект Яна–Теллера (ПЭЯТ). Он проявляется, когда электронное состояние иона близко к вырождению — то есть две или более орбиталей обладают почти одинаковой энергией. Подобная система становится вибронно неустойчивой: она стремится понизить свою энергию посредством структурных искажений, вызываемых, например, смещением соседних атомов. Эти искажения смешивают (термин квантовой механики) орбитали, снимая псевдовырождение и стабилизируя структуру, причем так, чтобы при этом выстроить электронные орбитали энергетически благоприятным образом при данной структуре. Важно, что этот эффект чувствителен к спину электронов, что открывает путь к управлению магнитными свойствами.

Исследователи поставили вопрос: что случится, если энергия суперобмена, определяющая магнитное взаимодействие, окажется сопоставима с малым энергетическим зазором между псевдовырожденными орбиталями и силами, вызывающими структурные искажения? Оказалось, что в таких условиях суперобмен и ПЭЯТ вступают в сложное взаимодействие, порождая новые физические эффекты.

Расчёты демонстрируют, что в зависимости от соотношения между величинами суперобмена и ПЭЯТ в системе реализуется одно из двух состояний:

• Ферродистортивное антиферромагнитное состояние: синхронное (атомы движутся в одной фазе) искажение положения ионов и установление антиферромагнитного порядка.
• Антиферродистортивное ферромагнитное состояние: асинхронное (атомы движутся в противоположных фазах) смещение ионов при параллельной ориентации спинов.

Эти состояния схематически представлены на рисунке, на котором рассчитанная энергия пары ионов показана как функция двух колебательных координат (то есть поверхность) симметричного и антисимметричного типов. Одновременно можно увидеть результирующие искажения атомных конфигураций и соответствующие им спины системы. Одно из интересных предсказаний работы — возможность изменения общего спина пары ионов под влиянием колебаний атомов, то есть в условиях динамического ПЭЯТ.

В более широком контексте это исследование предлагает использовать простую пару ионов как модель для изучения коллективных эффектов в сложных кристаллах, таких как перовскиты. Оно демонстрирует, насколько тесно переплетены магнитное упорядочение, структурные деформации и орбитальная электронная структура.

Полученные результаты открывают возможности направленного проектирования новых материалов, где магнитным состоянием можно управлять через структурные искажения, вызванные внешними воздействиями — давлением или электрическим полем.

Работа также представлена в качестве приглашенного пленарного доклада на 26-й международной конференции по эффекту Яна-Теллера Vibronic Coupling and Jahn-Teller Effects in Molecules, Solids, and Nanoscale Materials, которая была проведена университетом Йорка (Торонто, Канада)  и университетом Луисвилла (США) в мае 2025 года.

Грани_РАН

Исследователи из ФИЦ ПХФ и МХ РАН и ИНЭОС им. А.Н. Несмеянова РАН обнаружили взаимосвязь между размерами молекул производных перилендиимида, используемых в качестве электрон-транспортных слоёв, и итоговыми характеристиками устройств.

💡 Учёные синтезировали три производных PDI путём использования тиофенового линкера: мономер, формальный димер и полимер. Такой подход позволил напрямую изучить влияние размера молекулы на оптоэлектронные, электро-физические, морфологические свойства электрон-транспортного слоя, а также производительность солнечных батарей с их содержанием.

📊 Метод инфракрасной сканирующей ближнепольной оптической микроскопии с возможностью нанометрового разрешения показал, что плёнка полимерного PDI обладает наиболее однородной морфологией и с меньшей плотностью дефектов по сравнению с плёнками более низкомолекулярных аналогов. При этом наименее качественная морфология была продемонстрирована для мономерного производного PDI.

Детальное изучение трёх родственных молекул разного размера подтвердило предположения о преимуществе макромолекулярных систем перед низкомолекулярными производными перилендиимида. Учёные также продемонстрировали чёткую взаимосвязь между однородностью плёнки электрон-транспортного слоя, электрическими характеристиками и операционной стабильностью перовскитных солнечных батарей с p-i-n конфигурацией.

📝 Результаты исследования опубликованы в статье Impact of the molecular size of the perylenediimide-derived electron transport materials on the efficiency and stability of p-i-n perovskite solar cells (Azat F. Akbulatov, Polina G. Novkina, Nikita A. Emelianov, Evgenia P. Antoshkina, Al’bert N. Galiullin, Nikita A. Slesarenko, Ekaterina A. Khakina, Olga A. Kraevaya, Sergey A. Kuklin, Pavel A. Troshin).

Минобрнауки России объявляет о старте приема заявок на всероссийский конкурс «Изобретатель года». Мероприятие направлено на поиск, признание и поддержку талантливых изобретателей, ученых и рационализаторов. Участие в конкурсе не имеет возрастных ограничений.

По замыслу организаторов, конкурс станет площадкой для объединения инновационных разработок с отраслевыми партнерами и поможет сформировать новую инновационную культуру в стране.

Условия участия:

Участники могут подать заявку в одну из четырех номинаций:

• Гран-при
• Рационализатор года
• Наставник года
• Изобретатель года

Работы будут оцениваться по девяти направлениям национальных проектов технологического лидерства, включая новые материалы, беспилотные системы, энергетические технологии, биоэкономику и другие.

Конкурсанты соревнуются в двух категориях: «Молодой изобретатель» и «Изобретатель».

Награды:

По итогам конкурса будут определены 61 победитель и призер. Их ждут денежные призы и ценные подарки. Общий призовой фонд составляет более 5 миллионов рублей. Торжественная церемония награждения запланирована на 15 ноября в Москве.

Как принять участие:

Для подачи заявки необходимо до 30 сентября 2025 года заполнить форму на официальном сайте конкурса: https://изобретатель-года.рф/

Организаторы:

Конкурс проводится Минобрнауки России совместно с ВОИР при поддержке Центра развития изобретательства НИУ «МЭИ».

Официальные ссылки:
Телеграм-канал конкурса: https://t.me/inventor_voirfest
Сайт конкурса: https://xn—-7sbbbmgdboj2b5ahv5ab6o.xn--p1ai/
Ссылка на раздел сайта для подачи заявки: Изобретатель года
Телеграм-канал Минобрнауки России: https://t.me/minobrnaukiofficial
Телеграм-канал ВОИР: https://t.me/voir_official
Телеграм-канал НИУ МЭИ: https://t.me/mpeiuniversity

Грани_РАН

Исследователи из ФИЦ ПХФ и МХ РАН совместно с Центром водородной энергетики АФК «Система» представили материал, который может изменить подход к созданию компактных и эффективных систем хранения водорода.

💡 В основе работы — соединения боргидрида магния и тетрааммиаката боргидрида цинка. При их взаимодействии формируется новая смешанная структура, которая:

📍снижает температуру начала выделения водорода;
📍сохраняет экзотермический характер реакции;
📍обеспечивает стабильность и высокую плотность хранения.

📊 Это решение особенно актуально для автономных и малогабаритных энергетических установок и будущих топливных элементов.

Результаты исследования открывают перспективы для развития мобильной и компактной энергетики на основе водорода — важного направления мировой энергетической трансформации.

📝 Исследование опубликовано в статье Hydrogen storage and generation properties of a [Mg(BH4)2] – [Zn(BH4)2(NH3)4] combination system (V.P. Vasiliev, O.V. Kravchenko, A.S. Zyubin, T.S. Zyubina, M.V. Solovev)

Источник: Правительство России

Программа по созданию молодёжных лабораторий – действенный инструмент привлечения талантливой молодёжи в науку. По всей стране создано 940 таких лабораторий, где тысячи молодых учёных, аспирантов, выпускников и студентов решают важнейшие исследовательские задачи и ведут разработки для различных отраслей.

Минобрнауки объявило о начале конкурсного отбора на создание новых молодёжных лабораторий на базе университетов и научных организаций, подведомственных министерству. Подать заявку можно до 26 сентября через единую информационную систему.

Напомним, программа по созданию молодёжных лабораторий стартовала в 2018 году в рамках нацпроекта «Наука и университеты». По поручению Президента России Владимира Путина инициатива была продлена в новом нацпроекте «Молодёжь и дети».

Перечень направлений для формирования заявок в рамках отбора по созданию новых лабораторий на 2026 год

Планируется, что отбор позволит открыть еще 200 таких лабораторий с 2026 года, где будет создано порядка 2 тыс. рабочих мест. Об этом сообщил вице-премьер Дмитрий Чернышенко.

«Наш Президент Владимир Путин регулярно подчеркивает важность поддержки молодых ученых. Обеспечить условия для раскрытия потенциала таких исследователей помогает создание молодежных лабораторий, которое идет в рамках нацпроекта “Молодежь и дети”. В настоящее время в них уже трудится более 9 тыс. исследователей, в том числе более 6 тыс. в возрасте до 39 лет», – добавил вице-премьер.

✅Как отметил глава Минобрнауки Валерий Фальков, программа достаточно хорошо показала себя уже с первых лет работы.

«Молодежные лаборатории были открыты на базе 254 научных организаций и 119 университетов. По мере достижения результатов ученые перешли от фундаментальных исследований к прикладным задачам в тесном взаимодействии с индустриальными партнерами – лидерами разных отраслей, такими как “Газпромнефть”, “Биокад” или “Лаборатория Касперского”. Работы проводятся по различным научным направлениям, в том числе в соответствии со Стратегией научно-технологического развития, где среди приоритетов – малотоннажная химия, искусственный интеллект, приборостроение, медицина», – отметил министр.

📌Программа по созданию молодежных лабораторий стартовала в 2018 году в рамках нацпроекта «Наука и университеты». По поручению Президента инициатива была продлена в новом нацпроекте «Молодежь и дети».

➡️За 6 лет программа охватила все федеральные округа и 70 субъектов страны. Среди лидеров по количеству лабораторий – Москва, Санкт-Петербург, Томская, Новосибирская, Свердловская и Нижегородская области.

Президент Российской академии наук академик Геннадий Красников удостоен звания Героя Труда Российской Федерации. Высокое звание присвоено указом Президента России Владимира Путина сегодня, 21 августа 2025 года.

Награда присуждена «за особые заслуги перед государством и выдающийся вклад в развитие отечественной науки». Звание Героя Труда является одним из высших в России и вручается за исключительные трудовые достижения.

Академик Геннадий Красников — ведущий специалист в области физики полупроводников, полупроводниковых приборов, технологии создания сверхбольших интегральных систем. Руководитель приоритетного технологического направления по электронным технологиям Российской Федерации, член президиума Совета при Президенте Российской Федерации по науке и образованию, заместитель председателя Комиссии по научно-технологическому развитию Российской Федерации, председатель Научно-технического совета при КНТР РФ, председатель научного Совета при президиуме РАН «Квантовые технологии», председатель научного Совета при президиуме РАН по космосу, председатель научного Совета РАН «Фундаментальные проблемы элементной базы информационно-вычислительных и управляющих систем и материалов для её создания». Автор и соавтор более 500 научных работ в отечественных и зарубежных рецензируемых изданиях.

Его научные результаты легли в основу создания современного уникального комплекса по разработке и промышленному производству интегральных микросхем, на базе которых реализованы стратегические государственные проекты в области телекоммуникации и связи, транспорта, национальной платёжной банковской системы МИР, выпуска государственных электронных документов.

В настоящее время он также является научным руководителем АО «Научно-исследовательский институт молекулярной электроники».

Источник: Управление пресс-службы РАН