Инженер-исследователь Управления научной и инновационной деятельности Любовь Сергеевна Машковцева избрала одно из наиболее перспективных направлений научной работы: тематика её изысканий связана с новыми неорганическими материалами.

– Мы работаем с гексаферритами бария – это передний край науки, в частности, микроэлектроники, – рассказывает Любовь Сергеевна. – Гексаферриты бария представляют собой сложные соединения оксидов бария и железа. Собственно, сами по себе гексаферриты изучены достаточно хорошо. Мы же занимаемся их допированием – добавляем различные легирующие элементы: никель, цинк, марганец, хром, медь, титан. В ходе экспериментальных работ мы выяснили, что наиболее перспективным направлением является легирование титаном. Полученные нами материалы проявляют новые свойства, что потенциально расширяет область их применения. При этом нет необходимости менять, по крайней мере, существенно, рабочий процесс. То есть мы создаём материалы на базе уже отработанной технологии. И это очень важно, например, в производстве, где технически сложно вносить изменения в уже отлаженный процесс.

Большинство исследователей предлагает применять в электронике поликристаллические материалы, но их использование накладывает некоторые ограничения. Область применения монокристаллов значительно шире. В конце концов, из цельного кристалла всегда можно сделать кристаллическую крошку. Процесс выращивания монокристаллов очень технологичен. Монокристаллы отличаются высокой прочностью и химической стабильностью, устойчивостью к ударным воздействиям и агрессивным средам, в частности кислотам, и не «боятся» воды и других растворителей.

Одна из областей применения наших кристаллов – это электроника. Микросферы из гексаферрита бария применяются, к примеру, в аттенюаторах – это устройства для плавного, ступенчатого или фиксированного понижения интенсивности электрических или электромагнитных колебаний, используемые, в частности, в компьютерах.

Методология получения монокристаллов сложна: исходные вещества требуется нагреть до 1200–1300 градусов Цельсия и выдержать при этой температуре несколько часов, а затем с определённой скоростью охлаждать до нужной температуры. Это чётко отлаженный процесс, выверенный буквально до градуса.

Работа осуществляется при поддержке ЮУрГУ. Как пояснила Любовь Сергеевна, в 2014 году она выиграла грант по программе «УМНИК» Фонда содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере. Также исследования проводились при поддержке грантов губернатора Челябинской области и Промышленной группы «Метран».

– Хочется сердечно поблагодарить сотрудников Научно-образовательного центра «Нанотехнологии», и особенно его директора Вячеслава Викторовича Авдина – он не только даёт нам возможность работать на оборудовании Центра, но и нередко сам помогает или привлекает к работе кого-либо из сотрудников, – говорит Любовь Сергеевна. – Особый вклад в нашу работу вносит старший научный сотрудник кафедры материаловедения и физикохимии материалов, кандидат химических наук Дмитрий Анатольевич Жеребцов: он активно консультирует нас по части строения кристаллов.

Руководителем проекта и идейным вдохновителем является заведующий лабораторией роста кристаллов при НОЦ «Нанотехнологии» Денис Александрович Винник. Он-то и предложил в своё время заняться исследованиями гексаферрита бария. Мы, молодые учёные, провели множество опытов с этим материалом. Когда накопился большой пласт экспериментальных данных, результаты решили опубликовать. Таким образом, наша команда в какой-то момент получила широкую известность в узкой среде специалистов. Мы гордимся тем, что являемся учёными международного уровня.

Денис Александрович договаривается с нашими московскими и зарубежными коллегами о совместных исследованиях. Так, например, магнитные свойства монокристаллов нам измеряли в МГУ. Ими занимались заведующий кафедрой магнетизма профессор Николай Сергеевич Перов и сотрудница той же кафедры кандидат физико-математических наук Анна Сергеевна Семисалова. Сотрудничество очень важно, поскольку организации-партнёры располагают необходимым для исследований оборудованием и аппаратурой.

По данной тематике Денис Александрович выходит на защиту докторской, а Любовь Сергеевна готовится в скором времени защитить кандидатскую диссертацию.

Как отмечает Любовь Машковцева, полученные образцы монокристаллов гексаферрита бария представляют пока чисто научный интерес. Однако данное направление исследования является прикладным, и, возможно, через несколько лет труженики микроэлектроники воспользуются плодами трудов учёных ЮУрГУ.

Результаты исследований молодых учёных Л.С. Машковцевой и Д.А. Винника (в том числе несколько совместных статей) опубликованы в ряде англоязычных иностранных журналов с высоким индексом цитирования: например, Journal of Alloys and Compounds, Materials Chemistry and Physics, Crystal Growth and Design. Любовь Сергеевна отмечает, что зарубежные издания рассматривают вопросы публикации статей быстрее, чем отечественные, нет бюрократических проволочек. Материалы посылаются по электронной почте, и отклик приходит достаточно оперативно. А вот российские журналы, к сожалению, всё ещё работают, как в прошлом веке – у многих из них нет адекватных электронных версий и интернет-ресурсов, где бы исследователи могли быстро найти интересующий их материал; да и опубликовать в них статью – дело непростое. Это создаёт определённые трудности и самим изданиям, и авторам. Научные журналы Европы и США считают исследования учёных ЮУрГУ по вышеназванной тематике весьма перспективными, а потому охотно их публикуют. К счастью, как отмечает Любовь Сергеевна Машковцева, наука пока вне политики – санкции работать не мешают. И, что особенно приятно, статьи наших исследователей весьма активно цитируют. В частности, об этом свидетельствуют сообщения в социальной сети учёных Research Gate.