Осуществлена разработка научных основ получения высокочистого металлургического кремния с использованием физических и химических методов очистки. Подобраны перспективные технологии нанесения покрытий различного функционального назначения. Развиты физические основы эффектов квантовой спиновой проводимости парамагнитных наноструктур. Изучен класс материалов со стабильными структурными и электромагнитными характеристиками, состоящими из нескольких спиновых нанокластеров. Определены размеры трех спиновых нанокластеров и дана оценка коэффициента телепортации. Получены покрытия с трехслойной архитектурой: верхний слой TiN, промежуточный TiN/Al[2]O[3] и нижний TiCN. Показано, что микротвердость многослойных композиционных покрытий увеличивается по сравнению с исходным образцом в 2 раза, значительно повышается трещиностойкость.