Основное направление научной работы : исследование влияния размерных эффектов и примесей на физические свойства и фазовые переходы в сегнетоэлектриках.
В рамках этого направления сотрудниками лаборатории проводится исследование фазовых переходов в сегнетоэлектриках, изучение диэлектрических, тепловых свойств сегнетоэлектрических кристаллов. В лаборатории созданы компьютеризованные экспериментальные установки, позволяющие проводить комплексное обследование сегнетоэлектрических материалов в широком температурном интервале.

Научные исследования развиваются по следующим направлениям:

1. Теоретическое и экспериментальное исследование сегнетоэлектрических ультратонких пленок и наноструктур. Размерные эффекты приводят к существенному изменению всего комплекса сегнетоэлектрических свойств, знание их эволюции при уменьшении размеров зерен и толщины пленок - существенный фактор, определяющий возможности применений сегнетоэлектриков в качестве сенсоров и ячеек памяти.

2. Модификация свойств сегнетоэлектриков внедрением в кристаллическую матрицу одноатомных и сложных (органических и неорганических) примесей. Избирательное вхождение примесей в определенные сектора роста сегнетоэлектрического кристалла приводит к созданию искусственной гетерогенной системы, обладающей заданным распределением параметров.

3. Исследование процессов переключения спонтанной поляризации под действием импульсных электрических полей, создание стабильных доменных конфигураций заданной архитектуры в сегнетоэлектриках с аномально высокими коэрцетивными полями при комнатной температуре.

4. Исследование композитных систем типа высокотемпературный сегнетоэлектрик - высокотемпературный полимер. Системы такого типа в пленочном исполнении находят широкое применение в качестве "интеллектуальных" пьезоэлектрических материалов с широким спектром возможностей.

Подробнее о проблематике исследований:

Свойства электрических аналогов ферромагнитных материалов - сегнетоэлектриков определяются наличием фазовых переходов в спонтанно поляризованное состояние. Научная работа лаборатории направлена на выяснение природы таких фазовых переходов в кристаллах сложного состава, влияние на эти переходы размеров и размерности системы, различного типа примесей и дефектов. Особое внимание уделяется свойствам сегнетоэлектриков мезоскопических размеров и ультратонким пленкам, исследованию процессов переключения спонтанной поляризации в связи с рядом перспективных практических применений (запоминающие устройства, пироэлектрические сенсоры и т.д.). Проводятся комплексные исследования новых сегнетоэлектрических систем (неорганический кристалл + примесь сложных органических красителей), обладающих полифункциональными свойствами.

В настоящее время сегнетоэлектрики привлекают все большее внимание и активно захватывают ведущие позиции в твердотельном приборостроении. Наблюдающиеся в них физические явления: большая диэлектрическая проницаемость, ее зависимость от электрического поля, огромный пьезо- и пироэлектрический эффекты, нелинейность в области оптических частот, реверсируемость спонтанной электрической поляризации делают сегнетоэлектрические материалы привлекательным объектом для разнообразных применений, особенно для создания высокочувствительных сенсорных элементов различного назначения.

Все эти свойства являются следствием наличия в сегнетоэлектриках фазовых переходов, и экспериментальные исследования в этой области развиваются в значительной степени в русле физики фазовых переходов, выяснения их природы в кристаллах, механизма возникновения спонтанной электрической поляризации. В ходе этих исследований в последние десятилетия были обнаружены новые типы фазовых превращений в кристаллах (сегнетоэластические, переходы в пространственно-модулированные фазы, структурные превращения в ВТСП, несобственные и закритические переходы в сегнетоэлектриках), сделан существенный вклад в физику критических явлений - своеобразных особенностей поведения систем вблизи точек фазовых переходов второго рода.

Оказалось, что пространственно-модулированные фазы обладают совершенно необычными для кристаллического состояния свойствами: для них характерна ограниченность температурного интервала существования, долговременная релаксация всех параметров («неэргодичность»), гистерезис в различных свойствах. Чрезвычайно важным свойством сегнетоэлектриков является возможность направленными образом влиять на их свойства введением разного рода примесей и дефектов. Системы с дефектами оказались в последние годы на переднем фронте исследований в области сегнетоэлектричества как в экспериментальном, так и в теоретическом плане. С помощью такого рода воздействий оказалось возможным получить материалы с размытыми фазовыми переходами, у которых область проявления экстремальных свойств растянута на десятки градусов.

Исследование примесных и дефектных сегнетоэлектриков имеет непосредственное отношение и является частью проблемы физики неупорядоченных сред, которая интенсивно развивается в настоящее время в нашей стране и за рубежом. Определенный уровень примесей приводит к возникновению в диэлектрических кристаллах - сегнетоэлектриках состояния типа «дипольное стекло», являющихся электрическим аналогом магнитных спиновых стекол.