Відомий в першу чергу своїми фундаментальними роботами з дослідження металів при високих температурах і електричного вибуху провідників. Він першим запропонував використовувати імпульсний нагрів струмом великої щільності для експериментального вивчення фізичних явищ і властивостей металу в твердому і рідкому станах, а також зникнення металевої провідності. У цій області їм були отримані найбільш яскраві і значні результати, а створений ним ефективний метод дослідження металів широко використовується в нашій країні і за кордоном.
106 А / см2). Ці аномалії проявляються в незвично великій величині електронної емісії металу в твердому стані поблизу точки плавлення, а також в її нерівноважному характер: після різкого вимикання нагріваючого струму емісійний струм сильно спадає до свого звичайного рівноважного значення за час
10-4 с, протягом якого охолодженням емітера можна знехтувати.
З початку війни С. В. Лебедєв перебував на фронті, а в 1943 р для реалізації винаходу був відряджений в НДІ електропромисловості в лабораторію, створену А. Ф. Іоффе. Тут він активно займався дослідженням термоеффектом і електричної ерозії електродів при потужнострумових розрядах між ними. При цьому С. В. Лебедєвим було показано, що основною причиною ерозії служить локальне виділення джоулева тепла і електричний вибух малих ділянок поверхневого шару електродів.
У 1946 р С. В. Лебедєв був спрямований в лабораторію № 2 АН СРСР (нині Російський науковий центр «Курчатовський інститут») до відділу І. К. Кикоїна для участі в роботах з розділення ізотопів. Подальша його діяльність протягом 20 років нерозривно пов'язаний з ФІАН. куди він був запрошений в 1947 р М. А. Леонтовичем в лабораторію коливань, для проведення досліджень з фізики металів. Паралельно в цей період (1948-1965) він активно викладав на кафедрі загальної фізики МФТІ. Багато випускників фізтеху з великою теплотою згадують С. В. Лебедєва як висококваліфікованого викладача і виключно доброзичливу людину. У ФІАН С. В. Лебедєвим був виконаний великий цикл робіт з дослідження електронної емісії і електропровідності металів, а також по з'ясуванню фізичного механізму електричного вибуху провідників при швидкому (<
10 ^ -5 с) імпульсному нагріванні струмом великої щільності (
106-107 А / см2). Було встановлено, що величини аномального емісійного струму поблизу точки плавлення металів на два порядки перевищують звичайні табличні значення, що визначаються відомою формулою Річардсона. Наприклад, для вольфраму це призводить до порушення закону Ленгмюра про обмеження анодного струму у вакуумному діоді негативним об'ємним зарядом, що пояснюється значним збільшенням концентрації електронів у поверхні емітера і відхиленням електронного газу від ідеальності. Крім того, було показано, що зникнення металевої провідності відбувається в результаті поділу рідкого металу флуктуирующими поверхнями мікророзривів на області розміром, близьким до довжини вільного пробігу електронів в конденсованому металі, а продукти вибуху є золь з розміром частинок 100-1000 Результати цих робіт С. В. Лебедєва, виконаних в 50-60-і роки, стають широко відомими і ключовими для подальших досліджень металів методом електричного вибуху. З 1957-го по 1967 р в лабораторії спектроскопії ФІАНа С. В. Лебедєвим був проведений також ряд цікавих робіт по вакуумній іскрі і іншим імпульсних джерел короткохвильового випромінювання, що використовуються для збудження спектрів багатозарядних іонів. Ці роботи мали істотний вплив на з'ясування механізму виникнення м'якого рентгенівського випромінювання в плазмі іскрового розряду.
У 1967 р С. В. Лебедєв був запрошений А. Е. Шейндлін в ІВТАН, де він працював до самого останнього часу. Їм були створені нові оригінальні методики, які дозволили провести великі дослідження багатьох теплофізичних і електрофізичних властивостей тугоплавких металів при високих температурах. Зокрема, для цілого ряду металів і сплавів були вперше виміряні електроопір і теплоємність в твердому і рідкому станах, теплоти плавлення. а також ентальпія і теплове розширення в рідкому стані. Ці дані (необхідні для створення теорії плавлення та рідкого стану) не вдавалося раніше отримати іншими методами. Виявлено неравновесное явище аномальної теплоємності тугоплавких металів (W, Та, Mo, Nb) поблизу точки плавлення, яке тісно пов'язане з аномальною електронної емісією. Ці аномалії були пояснені нерівноважної концентрацією точкових дефектів в металі, що виникає при його швидкому нагріванні зі швидкістю
109 К / с. З початку 80-х років С. В. Лебедєвим зі співробітниками був сформульований новий підхід до дослідження електричного вибуху провідників, з метою створення великої щільності енергії в металі. Швидкий нагрів проводився в товстостінних ізолюючих капілярах, які забезпечували виникнення високих імпульсних тисків в самому металі. Це дозволило вперше виміряти провідність рідких металів і графіту як при високих температурах, так і одночасно при високому тиску (Р
10-50 кбар). Основні результати дослідження металів при швидкому нагріванні електричним струмом викладені в огляді С. В. Лебедєва і А. І. Савватімского (УФН. 1984. Т. 144. С. 215). Талановитий вчений, безкорисливо відданий науці, С. В. Лебедєв залишив про себе пам'ять не тільки як про яскравий фізики-експериментатори, але і як про істинно інтелігентному, глибоко порядну, непідвладне кон'юнктурі людині. Співробітники і люди, які близько знали С. В. Лебедєва, високо цінували його скромність, вимогливість до самого себе в поєднанні з терпимістю і людяністю в ставленні до інших. Його відкритість, тонке почуття гумору і самобутність приносили радість всім, хто працював або просто спілкувався з ним.