Описание

В лаборатории проводятся фундаментальные и прикладные исследования с целью разработки и практического применения наноматериалов по:

–перспективным мультиразмерным наноструктурам оксидов металлов для хранения энергии, сенсорики и катализа;

–наноразмерным слоям с разной проводимостью, получаемых магнетронным распылением металлических и диэлектрических мишеней;

–природным и искусственным наноматериалам и топологическим материалам для терагерцевой наноэлектроники, сенсорики и СВЧ-излучения.

Руководители: г.н.с., д.ф.-м.н., профессор Кузьменко Александр Павлович, заместитель директора по научной работе РЦН, к.ф.-м.н., доцент Кочура Алексей Вячеславович.

В настоящее время в лаборатории работают:

Члены коллектива лаборатории: к.ф.-м.н., Локтионова Инна Владимировна, к.ф.-м.н., Новиков Евгений Александрович, к.ф.-м.н., Абакумов Павел Владимирович, к.ф.-м.н., Харсеев Виктор Алексеевич,;

аспиранты: Гречкин Павел Владимирович, Гусев Евгений Олегович, Колпаков Артем Игоревич, Орлов Евгений Юрьевич, Петров Андрей Сергеевич, Кашкин Игорь Сергеевич, Гречишников Александр Васильевич, Белкин Дмитрий Сергеевич, Орехов Андрей Сергеевич;

студенты: Лебедев Иван Николаевич, Моторыкин Константин Александрович.

Разработки и ключевые направления исследований:

• Дефрагментация, термокапиллярное извлечение и агломерация ультрадисперсных, коллоидно-ионных благородных и редкоземельных включений из минерального сырья и техногенных продуктов (Совместно с Институтом горного дела ДВО РАН)

Решаемые задачи: Прецизионное определение содержания ультрадисперсных, коллоидно-ионных благородных и редкоземельных включений в составе минерального сырья и техногенных продуктах, что является основой для развертывания их промышленной добычи.

• Создание нанопленочных элементов сенсорики при монослойном осаждении методом Ленгмюра-Блоджетт.

Решаемые задачи: Позволяет формировать моно- и мультимолекулярные пленки из органических и неорганических веществ на поверхности жидкой субфазы, осаждение пленок из наноматериалов на твердые подложки и изучение их функциональных и эксплуатационных характеристик.

Пример записи по распределениям поверхностного потенциала при двукратной поляризации нанопленки из стабилизированных наночастиц титана бария

• Синтез и эффективный раскрой композиционных материалов

Решаемые задачи: Наноразмерные магнитные и углеродные

добавки в матрицу композита из природных магнетиков и графита.

Создание материалов с поглощение СВЧ до 40 дБ в диапазоне

100МГц - 40ГГЦ с отрицательным показателем преломления

• Высокоэффективные твердофазные источники электрической энергии (с добавками наноматериалов и с наноструктурированными электродами)

Решаемые задачи: Время непрерывной работы источника не менее 1 года (без подзарядки)

Экологическая безопасность после утилизации

Не разрушается при работе в режиме короткого замыкания

Сохраняет работоспособность при низких (–100С) и до высоких (+600С) температурах

Работает в агрессивных средах

• Новые материалы для микро- и наноэлектроники

Решаемые задачи: Синтез высокотемпературных полупроводниковых

пленочных структур из оксидов, нитридов и карбидов переходных металлов (в частности, Hf, Zr, Ti, Nb, Ta)

Расширение температуры эксплуатации до и выше 1000С

Радиационная стойкость

• Получение трубчатых наноструктур электрохимическим методом на основе электрофореза

Решаемые задачи: Синтез наноструктурированных, высокоактивных (с удельными поверхностями от 300 м²/г и выше) порошков оксида переходных металлов для изготовления: нанокатализаторов, энергонасыщенных составов.

• Атомно-силовая микроскопия in-situ структурирования при деформировании нанопленочных материалов

Решаемые задачи: Устройство на основе пьезоактюатора для механического деформирования образцов в процессе атомно-силовых микроскопических исследований и изучения эволюции наноструктурированных поверхностей на опытных и модельных образцах

• Нанесения наночастиц гексагонального нитрида бора на поверхность филаментов синтетических волокон

Решаемые задачи: При ультразвуковой обработке получены структурированные двумерные гексагональные микро- и наноразмерные покрытия из гексагонального нитрида бора–hBN со сплошностью не менее 84% на поверхностях первичных нитей (филаментов) полиамидных синтетических волокон, что подтверждено результатами комплексных наноинструментальных анализов

• Формирование вискероподобных нанокомпозитных структур при лазерном облучении

Решаемая задачи: Исследования процессов облучения лазерным излучением с модами ТЕМ10 или ТЕМ01 материалов с органической матрицей с неорганическими включениями в условиях его самофокусировки и филаментаци и продуктов, и микро- и наноструктурирования в виде вискероподобных нанокомпозитных структур из проводников и полупроводников

• Портативный гамма-нейтронный спектрометр-дозиметр реального времени

Решаемые задачи: Cоздание прототипного образца гамма-нейтронного спектрометра-дозиметра с параллельной работой нескольких детекторов со специально сформированными спектральными характеристиками и нейросетевым восстановлением спектра измеряемого потока по созданной базе данных спектров нейтронных потоков различной формы

• Влияние на зарядообразование электрических полей на поверхностях наноструктурированных электродов

Решаемые задачи: Влияние распределённых наноструктур по поверхности металлических на эффективность электроконвекционных параметров, разработка рациональных конструкционных и схемотехнических предложений по созданию прототипов теплообменников

• Способ подготовки шихты для щелочно-силикатного стекла

Решаемые задачи: Научное обоснование задания состава шихты для щелочно-силикатного стекла, основанное на формировании водорастворимой силикатной оболочки на кварцевых зернах, возникающей в результате термообработки кварцевого сырья и гидроксида натрия в весовых частях, соответствующих эвтектической смеси Na₂O–SiO₂ с минизированным количеством гидроксида натрия в синтизированном сырьевом материале, удовлетворяющем условию: ((NaOH_общ–NaOH_эвт)/(SiO_2обш–SiO_2эвт))0≥ 0,01

Важнейшие публикации за 5 лет:

Индексируемые в международных базах цитирования

1. Lukianova O.A., Parkhomenko A.A., Krasilnikov V.V., Khmara A.N., Kuzmenko A.P. New method of free silicon determination in pressureless sintered silicon nitride by Raman spectroscopy and XRD // Ceramics International. 2019. Vol. 45. No. 11. pp. 14338-14346.
2. Emelianov N.A., Abakumov P.V., Postnikov E.B. An analogue of the speckle contrast technique for low-conducting features enhancement in scanning tunneling microscopy images of nanocomposites // Results in Physics. 2019. Vol. 13. p. 102323.
3. A. V. Suslov, A. B. Davydov, L. N. Oveshnikov, L. A. Morgun, K. I. Kugel, V. S. Zakhvalinskii, E. A. Pilyuk, A.V. Kochura, A. P. Kuzmenko, V. M. Pudalov, B. A. Aronzon. Observation of subkelvin superconductivity in Cd3As2 thin films // Physical Review B. 2019. V. 99. iss. 9. p. 094512 (7 pages)
4. Kuzmenko A.P., Chukhaeva I.V., Abakumov P.V. Features of the Formation and Structure of Barium Titanate Langmuir Films // Technical Physics. 2019. V. 64. iss. 8. p. 1168-1177.
5. A.P. Kuzmenko, V.G. Zavodinsky. Electronic States of Nanosystems Based on Cadmium Sulfide in the Zinc-Blende Form // Semiconductors. 2019. V. 53. Iss. 10. P. 1381-1385.
6. V.S. Zakhvalinskii, T.B. Nikulicheva, E. A. Pilyuk, E. Lähderanta, M.A. Shahov, O.N. Ivanov, E.P. Kochura, A.V. Kochura, B.A. Aronzon. Transport evidence of mass-less Dirac fermions in (Cd1-x-yZnxMny)3As2 (х + y = 0.4) // Materials Research Express. 2020. V.7. с.
7. A.V. Kochura, V. S. Zakhvalinskii, A.Z. Htet, A.I. Ril`, E. A. Pilyuk, A.P. Kuzmenko, B. A. Aronzon, S.F. Marenkin. Growth of Thin Cadmium Arsenide Films by Magnetron Sputtering and Their Structure // Inorganic Materials. 2019. V. 55, Iss 9. P. 879-886.
8. A. V. Kochura, L.N. Oveshnikov, A.P. Kuzmenko, A.B. Davidov, S.Yu. Gavrilkin, V.S. Zakhvalinskii, V.A. Kulbachinskii, N.A. Khokhlov, B.A. Aronzon. Vapor-Phase Synthesis and Magnetoresistance of (Cd1−xZnx)3As2 (x = 0.007) Single Crystals // JETP Letters. 2019. V. 109. Iss. 3. Pp. 175-179.
9. A. P. Kuzmenko, E. A. Grechushnikov, V. A. Kharseev, A. N. Salnikov. Electrical Performance Improvement of Lead-Acid Battery under the Impact of Micro Carbon Additives // Russian Microelectronics, 2019, Vol. 48, No. 8, pp. 1–10.
10. Yu. A. Mirgorod, O. S. Dmitrieva, P.V. Abakumov, V. V. Rodionov. Copper-containing cellulose material // Fibre Chemistry. Vol. 51. No. 1. May, 2019.
11. Yu. Mirgorod, A. Chekadanov, T. Dolenko. Structure of micelles of sodium dodecyl sulphate in water: An X-Ray and dynamic light scattering study // Chemistry Journal of Moldova. 2019. Vol. 14. No. 1. Pp. 107-119.
12. V. Zakhvalinskii, T. Nikulicheva, E. Pilyuk, O. Ivanov, A. Kochura, A. Kuzmenko, E. Lähderanta, A. Morocho. Two-Dimensional Surface Topological Nanolayers and Dirac Fermions in Single Crystals of the Diluted Magnetic Semiconductor (Cd1-x-yZnxMny)3As2 (x + y = 0.3) // Crystals. 2020. V.10 (11). p.988(12).
13. V. S. Zakhvalinskii, T. B. Nikulicheva, E. A. Pilyuk, H. T. T. Nguyen, E. Lähderanta, M. A. Shakhov, N. O. Isaeva and A.V. Kochura. Linear dispersion of Dirac fermions in (Cd1–x–yZnxMny)3As2, х+y = 0.2, у = 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 solid solutions // Physica Scripta. 2021. V. 96. p. 125856.
14. Zakhvalinskii V.S., Borisenko A.V., Nikulicheva T.B., Kochura A.V., Htet Aung Zaw, Pilyuk E.A. Properties of solid solution (Cd0.69Zn0.31)3As2 // St. Petersburg State Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2022. V. 15. No. 3.1. p. 22-26.
15. E. Novikov, A. Kuzmenko, M. Pugachevskii, V. Rodionov, V. Zavodinsky, O. Gorkusha, D. Anikin, A. Syuy, D. Krylsky, Than Myo Min. Spatiotemporal analysis of structured Langmuir films formed from stabilised CdSe/CdS/ZnS quantum dots Nanocomposite films of CNPs/CuO structures by electrophoresis method // Materials Letters. 2023. V. 333. p. 133472. doi: 10.1016/j.matlet.2022.133472.
16. Lavrov R.V., Kuzmenko A.P., Min’ko N.I., Klikin E.G., Rodionov V.V. Features of the Morphological Structure of Grains of Two-Component (Na2O, SiO2) Synthetic Raw Material for the Glass Industry // Glass Physics and Chemistry. 2022. V. 48. No.5. p. 436-439. doi: 10.1134/S1087659622600235
17. Chekadanov A.S., Pugachevskii M.A., Aung Hein K, Kuzmenko A.P., Storozhenko A.M. Effect of thermal annealing on grain size and phase changes in magnetron titanium oxide films// St. Petersburg State Polytechnical University Journal: Physics and Mathematics. 2022. V. 15. No. 3.1. p. 149-154.
18. Ageeva L.S., Borsh N.A., Kuvardin N.V., Egelskiy I.V. Interaction between 2(4)-Aminopyridines and Ions of Platinum and Transition Metals in Aqueous Solutions under Conditions Approximating Their Extraction Isolation and Separation // Russian Journal of Physical Chemistry A. 2023. V. 97. No. 1. p. 80-90.
19. L. A. Saypulaeva, V. S. Zakhvalinskii, A. G. Alibekov, S. F. Marenkin, Z. Sh. Pirmagomedov, M. M. Gadzhialiev, A. I. Ril, A. V. Kochura Magnetotransport Studies of (Cd1–xZnx)3As2 at High Pressures// Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2023. V. 17. p. 1110-1115.
20. Л.А. Сайпулаева, В.С. Захвалинский, А.Г. Алибеков, З.Ш. Пирмагомедов, А.В. Кочура, С.Ф. Маренкин, А.И. Риль. Магнитотранспортные свойства α’’’-(Cd0.5Zn0.5)3As2, подвергнутых гидростатическому давлению // Физика твердого тела. 2024. Т. 66. № 1. с. 40-44.
21. А.П. Кузьменко, Е.А. Новиков, М.А. Пугачевский, В.В. Родионов, В.Г. Заводинский, О.А. Горкуша, А.В. Сюй, Д.П. Аникин, С.В. Дежуров. Многомасштабное структурирование квантовых точек CdSe/CdS/ZnS в центрифугированных и ленгмюровских пленках // Журнал технической физики. 2023. Т. 93. №8. с. 1134-1141.
22. A. I. Zhakin, A. E. Kuz’ko, A. P. Kuz’menko, Myu Ming Tan. A Study of the Electrical Conductivity of Magnetic Fluids // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. 2023. V. 59. p. 42-58.

В журналах из перечня ВАК

1. Хохлов Н.А., Кузьменко А.П., Ко Лин Ко, Петров А.С., Сизов А.С., Жусубалиев Ж.Т. Структурирование магнетронной пленки малыми кластерами алюминия в рамках теории функционала плотности // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия техника и технологии. 2019. – т. 9. – №1 (30). –– С.87-98.
2. Кошкин С.С., Кузьменко А.П., Бельских Г.Н., Мин Тан М. Структура и свойства толстопленочных терморезистивных покрытий из многофункциональных дисперсных наполнителей // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия техника и технологии. 2019. – т. 9. – № 2 (31). –– С. 108 - 121.
3. Кузьменко А.П., Гречушников Е.А., Харсеев В.А. Роль электроосмоса в зарядно-разрядных процессах свинцово-кислотного аккумулятора // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия техника и технологии. 2019. – т. 9. – № 2 (31). –– С. 122 - 136.
4. Кузьменко А.П., Новиков Е.А., Пугачевский М.А., Емельянов В.М., Шутяева О.И. Центрифугированные плёнки из микрокапсулированных квантовых точек CdS // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия техника и технологии. 2019. – т. 9. – № 3 (32). –– С. 88 - 107.
5. Кузьменко А.П., Хохлов Н.А., Родионов В.В., Чжо Аунг Хеин, Мьо Мин Тан. Кристаллизация соединений меди на многостенных углеродных нанотрубках в электрохимическом процессе // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия техника и технологии. 2019. – т. 9. – № 3 (32). –– С. 108 - 119.
6. Заводинский В.Г., Кузьменко А.П., Ко Л.К., Тан М.М. Квантово-механическое исследование роста пленки алюминия на поверхности SiO2 со структурой кристобалита//Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2020. т. 10, №2, с. 81-97.
7. Кузьменко А.П., Тан М.М., Киричек А.В., Соловьев Д.Л., Баринов С.В. Опытное подтверждение интерференционного механизма ударно-волнового деформационного структурирования материалов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2020. т. 10, №2, с. 98-120.
8. Пугачевский М.А., Хеин Ч.А., Мамонтов В.А., Тан М.М., Кузьменко А.П. Фотокаталитические свойства нанокомпозитов Cu/f-МУНТ и NiO/f-МУНТ и трубчатых наноструктур оксидов меди и никеля на их основе // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2020. т. 10, №3, с. 72-85.
9. Кузьменко А.П., Вин Т.С., Тан М.М., Динт Н., Беседин А.Г. Деградация магнетронных нанопленок Hf и Mo в условиях атмосферного отжига // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2020. т. 10, №3, с. 86-104.
10. Н.А. Борщ, Н.В. Кувардин, Л.С. Агеева, А.П. Кузьменко, Ю.А. Миргород. Синтез наночастиц основного ацетата меди (II) в мицеллярных водных растворах и их самоорганизация в пленочных структурах // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2020. т. 10, №4, с. 72-82.
11. Кузьменко А. П., Новиков Е. А., Родионов В. В., Кузько А. В., Аникин Д. П., Крыльский Д. В., Дежуров С. В. Кинетика формирования ленгмюровских пленок из стабилизированных квантовых точек CdSe/CdS/ZnS // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2021. №2(11). С. 86 - 103.
12. Кузьменко А. П., Тант Син Вин, Мьо Мин Тан, Кузько А. В., Нау Динт. Структурирование магнетронных нанопленок Zr при отжиге TD < Tan < Tm в атмосфере. // Известия Юго-западного государственного университета. Серия: техника и технологии. 2021. N2(11) С. 133-150.
13. А.П. Кузьменко, И. В. Локтионова, П. В. Абакумов, Е. А. Новиков, А. С. Сизов, А. В. Кузько. Особенности поляризации ленгмюровских пленок титаната бария // Известия Юго-западного государственного университета. Серия: техника и технологии. 2022. N1(12) С. 174-189.
14. А.П. Кузьменко, И. В. Локтионова, П. В. Абакумов, А. А. Булгакова, А. С. Сизов. Структура и свойства мультиферроидальных ленгмюровских пленок на основе наночастиц титаната бария и магнетита// Известия Юго-западного государственного университета. Серия: техника и технологии. 2022. N3(12) С. 90-104.
15. А. В. Кузько, А. Е. Кузько, А. П. Кузьменко, Н. Е. Корниенко, Е. А. Новиков, М. О. Зубарева. Состав и физико-механические свойства термореактивных стеклопластиков // Известия Юго-западного государственного университета. Серия: техника и технологии. 2022. N3(12) С. 105-117.
16. А.П. Кузьменко, Е. О. Гусев, В. В. Родионов, А. С. Сизов, Ю. А. Миргород, Мьо Мин Тан. Структурные и морфологические особенности магнетронных наноплёнок HfN с разной толщиной // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия Техника и технологии. 2022. №. 4(12). С. 110-123.
17. А.В. Кочура, Зо Хтет Аунг, В. С. Захвалинский, Е. А. Пилюк, Е. П. Кочура, А. Ю. Риль, В. М. Емельянов. Структура и свойства тонких магнетронных пленок арсенида кадмия на различных подложках // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: техника и технологии. 2023. Т. 13. № 2. С. 201-221.
18. А.П. Кузьменко, А.В. Кочура, В.В. Родионов, В.Г. Заводинский, Н.М. Игнатенко, Зо Хтет Аунг, А.И. Колпаков, Е.Ю. Орлов, ТЛ. Озерова, Мьо Мин Тан, Ю.А. Неручев, О.А. Горкуша. Особенности структурирования ультрадисперсных частиц hBN на поверхностях полиамидных филаментов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13. № 3. С. 161-181.
19. И. В. Локтионова, А. П. Кузьменко, А.И. Жакин, В.М. Емельянов, П. В. Абакумов, Ю.А. Неручев, В.В. Филиппов. Кинетика коллоидной системы стабилизированного нитрида бора на водной субфазе // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 21. № 3. с. 211-223.
20. И. В. Локтионова, А. П. Кузьменко, А.И. Жакин, В.М. Емельянов, А.С. Сизов, П. В. Абакумов, А.В. Рышкова, Ю.А. Неручев, В.В. Филиппов. Оптические свойства и зонная структура ленгмюровских пленок нитрида бора // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13. № 3. с. 105-116.
21. А. С. Петров, А. П. Кузьменко, В. А. Мамонтов, А. С. Сизов. Атомно-силовая микроскопия in-situ структурирования при деформировании нанопленочных материалов // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13. № 1. С. 120-133.
22. Г. Ф. Копытов, А. Ю. Ставцев, А. П. Кузьменко, А. И. Жакин, В. В. Филиппов, Ю. А. Неручев. Формирование нанокомпозитных структур при лазерном облучении = 1,064 мкм DVD-R, покрытого алюминиевой фольгой // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологии. 2023. Т. 13. № 2. С. 120-135.

Проекты и гранты

Выполнены или в процессе выполнения прикладные исследования (в т.ч. экспертизы) по изучению новых материалов и определению их свойств в рамках хоздоговоров или договоров о сотрудничестве со следующими организациями: ОАО «Прибор», ОАО «Авиаавтоматика» им. В.В. Тарасова (г. Курск); ООО Курский завод «Аккумулятор»; ОАО «Михайловский ГОК» (г. Железногорск, Курской обл.), ЗАО «Курский электроаппаратный завод», (ЗАО «КЭАЗ») (г. Курск), ОАО «НВА» (Курская обл.), НПО «Композит» (г. Курск), ОАО «Белшина» (г. Бобруйск, Республика Беларусь), ООО «Курский завод полимерных изделий» (г. Курск), ФГБНУ «Российский научно-исследовательский институт сахарной промышленности», ООО «Курскхимволокно» (г. Курск), НИИ МО РФ (г. Курск); Федеральный научный центр Центральный научно-исследовательский институт робототехники и технической кибернетики (г. Санкт-Петербург); Некоммерческая организация «Русская ассоциация разработчиков-производителей и потребителей микро- электромеханических систем» (МЭМС); Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов" (г. Троицк, Московской области), ОАО "НИИИ" (г. Балашиха, Московской области), Военное следственное управление Следственного комитета Российской Федерации по Западному военному округу (г. С.-Петербург).

Патенты

1. Пугачевский М.А., Кузьменко А.П. / Способ получения стабилизированных нанодисперсных частиц диоксида церия // Патент RU 2 756 111 C1 Заявка 2020122308 от 06.07.2020.
2. Миргород Ю.А., Емельянов С.Г., Пугачевский М.А. / Способ измерения параметров фазового перехода жидкость-жидкость и мицеллообразования // Патент RU 2730433 C1. Заявка №2020109208 от 02.03.2020.
3. Пугачевский М.А., Ней Вин Аунг / Способ получения многослойных нанокомпозитных пленок CuO/C с сенсорными свойствами в широком спектральном оптическом диапазоне // Патент на изобретение RU 2810 420 C1, Заявка 2023103450 от 15.02.2023
4. Емельянов С.Г., Кузьменко А.П., Пугачевский М.А., Кочура А.В., Пахомова Е.Г., Родионов В.В., Мьо Мин Тан, Озерова Т.Л., Колпаков А.И. / Способ нанесения наночастиц гексагонального нитрида бора на поверхность филаментов синтетических волокон // Патент RU 2 822 287 C1. Заявка №2023128754 от 07.11.2023.
5. Емельянов С.Г., Кузьменко А.П., Пугачевский М.А., Кочура А.В., Пахомова Е.Г., Родионов В.В., Беликов А.В. / Роботизированный комплекс для уничтожения борщевика сосновского микроволновым излучением // Патент на изобретение RU 2819 441 C1, Заявка №2023127253 от 24.10.2023.