Отзыв ведущей организации (Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков)

ой ельности ., доцент Шевченко 2016 г. отзыв ведущей организации федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего образования «Южный федеральный университет» о диссертационной работе Шкуратова Валерия Яковлевича «Получение, физико-химические и электрофизические исследования однофазных и композитных магнитоэлектриков»„представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.27.06 — Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники Диссертация Шкуратова В.Я.

посвящена вопросам получения и исследования свойств новых магнитоэлектрических материалов, представляющих интерес для твердотельной электроники и физического материаловедения. Своевременность проводимых исследований не вызывает сомнений, в связи с тем, что в последнее десятилетие проявляется все большее внимание к различным типам материалов, характеризующихся значительным магнитоэлектрическим эффектом, сочетающих электрическое, магнитное и эластическое упорядочения, в том числе к композитам на их основе. При этом большое внимание направлено на разработку способов достижения гигантского магнитоэлектрического эффекта в композитных образцах.

Однако изготовление, воспроизводимость свойств, а также их дальнейшее эффективное применение, сопряжены с решением ряда технологических и практических задач. Для создания и дальнейшей эксплуатации новых магнитоэлектрических материалов представляются важными детальное изучение особенностей формирования их физико- химических, электрофизических, механических и других свойств, а также учет технологических факторов, приводящих к улучшению тех или иных характеристик этих материалов. Именно в последнее десятилетие сделан акцент на внедрение новых технологических методов при получении высокоэффективных магнитоэлектрических материалов.

Это, в частности, относится к слоистым композитам, свойства которых могут существенно отличаться от свойств отдельных однофазных компонентов. В связи с этим, решаемая в диссертационной работе Шкуратова В.Я. задача, может быть признана актуальной как с фундаментальной, так с технологической точки зрения. Диссертация Шкуратона В.Я. состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы.

Во введении соискатель обосновал актуальность темы диссертации, состав модельных объектов, обладающих магнитэлектричес кими свойствами, сформулировал цель и основные задачи исследования, отметил научную новизну и практическую значимость полученных результатов. Во введении сформулированы основные научные положения, выносимые на защиту, а также приведены сведения о публикациях по теме диссертации, о личном вкладе соискателя, об апробации диссертационных результатов, о структуре и объеме диссертации. Первая глава диссертации является обзорной, содержащей большой объем экспериментальных данных по особенностям кристаллической структуры, физическим и другим свойствам магнитоэлектриков, а также по областям их потенциальных применений.

Представляются важными разделы 1.2 и 1.3. В разделе 1.2 приведены сведения об однофазных магнитоэлектрических и родственных материалах, дана классификация мультиферроиков, рассмотрены их кристаллические структуры и свойства. Вне сомнения, при наличии более тысячи известных однофазных магнитоэлектриков, проведение классификации и качественного отбора перспективных материалов само по себе является сложной научной задачей. Соискателем дан ответ на вопрос, в каких структурах и почему установлено существование магнитоэлектрического эффекта. Раздел 1.3 посвящен композиционным материалам, имеющим магнитоэлектрические свойства.

Здесь широко представлена проблематика исследований современных магнитоэлектрических композитов в рамках фундаментального треугольника «состав — структура — свойства». В конце главы 1 наряду с традиционными выводами дана постановка задач диссертационных исследований. Во второй главе представлены методики экспериментальных исследований и рассмотрены некоторые технологические приемы получения новых магнитоэлектрических материалов.

Показаны преимущества и недостатки отдельных методов. При этом важное место занимают электрофизические методы исследования свойств, спектральные методы и методы, основанные на использовании магнитного поля. Соискателем описан целый комплекс методов и сопровождающих методик измерений, важных при выполнении диссертационной работы, Третья глава посвящена вопросам получения и исследования свойств твердых растворов, характеризующихся сегнетоэлектрическим и магнитным упорядочениями. Среди перспективных, с точки зрения свойств, выделяются твердые растворы Со~,,М„Сг~04. Важность исследования фаз данной системы не вызывает сомнений ввиду присутствия трех различных ионов дэлементов способных генерировать магнитное упорядочение.

Экспериментальное исследование проведено по схеме, охватывающей рентгенофазовый анализ, мессбауэровские спектры, определение диэлектрических свойства образцов, их удельного сопротивления и токов термостимулированной деполяризации. Фазы второго типа имеют условный состав Сон,Си„Сг204, в котором вместо ионов никеля присутствуют диамагнитные ионы меди. Третья система твердых растворов — Со~,Ее,Сг204 — содержит ионы железа вместо никеля и представляет, по нашему мнению, наибольший интерес с точки зрения магнитного упорядочения и родственных свойств, В отличие от выше названных фаз, фазы системы (В11 „Яг„)Ее03имеют структуру типа перовскита, которая хорошо известна в физике и кристаллохимии сегнетоэлектриков. В работе показано, что в исследованных образцах (В11 „Бг„)Ре03 могут сосуществовать две фазы, и это оказывает влияние на свойства данной системы.

Пятая система — СоΠ— ВгО— Ре203 — представляет научный интерес вследствие присутствия в ней гексаферритных фаз с различными структурными характеристиками и активным влиянием этих фаз на магнитоэлектрические и другие свойства системы. В четвертой главе описано изготовление новых слоистых композитов типа «сегнетоэлектрический твердый раствор — маги итоэлектрик» и результаты исследования свойств этих композитов.

Изготовление слоистых образцов проводилось по методу сеткотрафаретной печати. Приведены результаты рентгенофазового анализа, электрической поляризации и последующих электрофизических измерений полученных слоистых материалов. Соискателем также проведены магнитные измерения, свидетельствующие в пользу сильного магнитоэлектрического эффекта. Отметим, что четвертая глава представляет наиболее разнообразный и интересный в плане практических приложений экспериментальный материал, В литературе трудно найти публикацию, где были бы подробно представлены данные по пьезо-, ниро, диэлектрическим свойствам, а следом за ними приводились бы магнитоэлектрические и другие родственные свойства. Этот недостаток преодолевается Шкуратовым В.Я.

именно в четвертой главе рецензируемой диссертации. В целом четвертая глава направлена на систематизацию данных по свойствам новых магнитоэлектрических композитов с целью их практического применения. Здесь также оговариваются возможности улучшения свойств этих композитов, что также важно в практическом плане. В заключительной части диссертации в виде семи пунктов сформулированы основные результаты и выводы работы. Список литературы содержит важную библиографическую информацию по научным и технологическим публикациям, процитированным в диссертации.

Важным достоинством соискателя Шкуратова В.Я. является то, что он представил подборку работ отечественных и зарубежных авторов примерно за последние 50 лет, но в списке превалируют работы 2000-х годов. Подавляющее большинство публикаций — из зарубежной периодики. Научная новизна диссертационной работы Шкуратова В.Я. состоит в том, что в ней впервые получены и комплексно исследованы материалы на основе ряда фаз магнитоупорядоченных твердых растворов, описаны их физико-химические, электрофизические и магнитоэлектрические свойства, В диссертации также впервые изготовлены слоистые композитные материалы, на основе фаз сегнетоэлектрического твердого раствора и фаз магнитоэлектриков, а также экспериментального обнаружения у них значительного магнитоэлектрического эффекта, что свидетельствует о перспективности исследованных объектов в качестве активных материалов электронной техники, магнитных устройств и т.д.

Практическая значимость диссертации состоит в следующем: Во-первых, разработаны и хорошо апробированы технологии получения новых однофазных и композитных материалов с магнитоэлектрическими свойствами. Во-вторых, приведен подробный анализ зависимостей в фундаментальном треугольнике «состав — структура — свойства», что позволяет описывать механизмы формирования магнитоэлектрических связей и пути управления соответствующими свойствами. В-третьих, в диссертации приведены конкретные примеры использования полученных магнитоэлектрических образцов в научных и прикладных исследованиях в ряде российских НИИ.

В-четвертых, новые научные результаты использованы и в учебном процессе в МИРЗА ~г. Москва). Таким образом, результаты рецензируемой работы представляют научный интерес для физического материаловедения, твердотельной электроники, физики функциональных материалов и технологий современных магнитоупорядоченных материалов. Они могут быть рекомендованы для использования в Московском госуниверситете им. М.В. Ломоносова, ОАО «Элпа» ~г.

Москва, Зеленоград), Санкт-Петербургском государственном электротехническом университете «ЛЭТИ», Южном федеральном университете ~г. Ростов-на-Дону) и других организациях, где получают и исследуют современные материалы с прогнозируемыми магнитоэлектрическими и родственными свойствами. При оценке степени достоверности результатов диссертации можно отметить, что при проведении экспериментальных исследований использованы хорошо апробированные экспериментальные методы.

Экспериментальные установки, составляющие экспериментальную основу диссертационных исследований, состоят из приборов и компонент фирм- производителей электронной техники„ которые хорошо зарекомендовали себя в сфере приборостроения. При этом важную роль играют тщательность отработки методик получения новых образцов и комплексное исследование их свойств, а также привлечение экспериментальных методов, взаимно дополняющих друг друга.