Дисертація присвячена отриманню матеріалів-перемикачів мікрохвильового випромінення на основі сполук із фазовими переходами (ФП), що відбуваються під впливом зміни температури.
У першому розділі наведено огляд літератури, в якому висвітлено різні механізми поглинання матеріалами електромагнітного випромінення мікрохвильового діапазону, наведено методики інструментального дослідження мікрохвильового пропускання/відбиття та представлено відомі на сьогодні перемикачі мікрохвильового випромінення. Окремо описано природу ФП у трьох класах речовин, які у роботі використано для розробки перемикачів мікрохвильового випромінення.
У другому розділі наведено експериментальні методики синтезу координаційних сполук зі СП, отримання полімерних композитів з діоксидом ванадію та синтезу органічно-неорганічних перовськітів. Розглянуто установки, які використовувались для проведення інструментальних досліджень.
У третьому розділі дисертації показано спін-залежну взаємодію матеріалів зі СП з мікрохвильовим випроміненням, а саме здатність координаційних сполук [Fe(NH2trz)3]Br2 та [Fe(NH2trz)3](NO3)2, що зазнають кооперативного СП між низькоспіновим (НС) та високоспіновим (ВС) станами поблизу кімнатної температури, змінювати ступінь поглинання мікрохвильового випромінення під впливом зміни температури. Характеристики мікрохвильового відбиття та пропускання даних комплексів зі СП було досліджено за різних температур. Еволюція спектрів пропускання та відбиття у частотному діапазоні 26–37 ГГц в області температур СП показала суттєві відмінності у взаємодії мікрохвильового випромінення з НС та ВС формами комплексів. Пропускання мікрохвильового випромінення значно зменшується при переході у ВС стан, в той час як відбиття може як збільшуватись, так і зменшуватись на певних частотах внаслідок СП. Різна здатність НС та ВС форм комплексів поглинати мікрохвильове випромінення пов’язана зі значними змінами при СП діелектричної проникності на мікрохвильовій частоті. Змінне відбиття/пропускання мікрохвильового випромінення добре корелює з характеристиками СП, які було отримано у оптичних та магнітних вимірюваннях, а також дослідженнях диференційної скануючої калориметрії.
Окрім того, продемонстровано здатність до перемикання мікрохвильового випромінення трьох комплексів, що зазнають СП за високих температур: одного комплексу на основі 1,2,4-триазолу – [Fe(trz)(Htrz)2]BF4 –та двох біметальних комплексів з містковими ціанідними лігандами – [Fe(піразин){M(CN)2}2], де M = Au, Ag. Було встановлено, що у загальному випадку комплекси на основі триазолів є більш ефективними перемикачами, ніж біметальні комплекси з містковими ціанідними лігандами. Отримані результати розширюють спектроскопічний діапазон, у якому матеріали зі СП можуть використовуватись у якості перемикачів, а також роблять внесок у створення бази даних про поглинання мікрохвильового випромінення комплексів зі СП.
У четвертому розділі запропоновано метод отримання перемикачів мікрохвильового випромінення, використовуючи композитний матеріал на основі діоксиду ванадію та поліметилметакрилату. Диференційна скануюча калориметрія, SQUID магнітометрія та імпедансна спектроскопія були використані для дослідження ФП у запропонованому композиті. ПМІ у дослідженому матеріалі відбувається за технологічно привабливої температури 341 К. Було показано, що при ФП у діоксиді ванадію відбувається різке зменшення пропускання мікрохвильового випромінення композитом. Наявність компоненту з ПМІ у складі композиту надає можливість контрольовано змінювати прозорість матеріалу у мікрохвильовому діапазоні, в той час як наявність полімерної матриці забезпечує можливість механічної обробки елемента-перемикача.
У п’ятому розділі показано здатність двох ГОНП, а саме CH3NH3PbI3 та (C5H11NH3)2PbI4 слугувати перемикачами мікрохвильового випромінення з ФП. Перемикання мікрохвильового випромінення є наслідком наявності ФП за технологічно привабливих температур – трохи вище кімнатної температури: 330 К у CH3NH3PbI3 та 320 К у (C5H11NH3)2PbI4. Було встановлено, що на вибраних частотах (C5H11NH3)2PbI4 характеризується дуже високим значенням пропускання -0.4 дБ, яке змінюється до -4.4 дБ при переході у високотемпературну фазу. Пропускання CH3NH3PbI3, навпаки, є дуже низьким (-25 дБ) та лише трохи підвищуються при переході у високотемпературну фазу. Поглинання мікрохвильового випромінення змінюється на 38% у (C5H11NH3)2PbI4 та на 0.6% у CH3NH3PbI3 на обраних частотах. Проведені дослідження показують, що для CH3NH3PbI3 є більш доречним застосування у якості мікрохвильового поглинача, в той час як (C5H11NH3)2PbI4 може слугувати ефективним перемикачем мікрохвильового випромінення. Окрім того, у даному розділі наведено порівняння характеристик мікрохвильового перемикання всіх досліджених матеріалів та встановлено, що (C5H11NH3)2PbI4 є найбільш ефективним перемикачем з усіх представлених матеріалів.
