Область научных интересов:
Магнитные полупроводники, спиновые стекла,
халькогенидные шпинели, манганиты, магнитно-двухфазное состояние.
Теория предсказывает, что в магнитных полупроводниках
имеют место особые магнитно-примесные состояния. Например, в магнитных
полупроводниках с красным сдвигом дна зоны проводимости при понижении температуры,
носители заряда локализуются вблизи примесей и создают ферромагнитные (Ф)
микрообласти (ферроны) из-за выигрыша в энергии внутризонного s-d обмена.
В антиферромагнитных (АФ) полупроводниках ферроны могут существовать начиная
с Т=0 и в Ф полупроводниках они присутствуют в районе точки Кюри. В Ф полупроводниках
с синим сдвигом дна зоны проводимости, напротив, предпочтительно образование
микрорайонов с расстроенным Ф порядком (антиферронов) из-за выигрыша в
энергии межзонного s-d обмена.
В группе Королевой были получены экспериментальные доказательства существования
ферронов в магнитнополупроводниковых халькошпинелях и манганитах.
Например, с помощью ферронов были объяснены следующие экспериментальные
факты, наблюдавшиеся в монокристаллах классических магнитных полупроводников
CdCr2Se4 и HgCr2Se4, легированных In или Ga:
- гигантский максимум электросопротивления немного
выше точки Кюри, который смещается в сторону высоких температур под действием
магнитного поля;
- гигантское отрицательное магнитосопротивление
(МС) в точке Кюри и большое положительное МС при более высоких температурах,
которое сопровождается скачками на кривых намагниченности от поля;
- гигантский максимум фотосопротивления в точке
Кюри и отсутствие максимума у темнового сопротивления в кристаллах CdCr2Se4,
слабо легированных Ga;
- низкотемпературный переход металл-изолятор в
кристаллах CdCr2Se4, сильно легированных In или Ga.
Экспериментальные доказательства указанного выше
магнитно-двухфазного состояния в манганитах также были получены. Так, для
изолирующих керамик
Eu1-xAxMnO3 (A = Ca, Sr; x = 0, 0.3) наблюдалось,
что:
- намагниченность М зависит от условий охлаждения
до 45 кЭ, максимальных полей, в которых производились измерения;
- температура TN максимума начальной восприимчивости
не зависит от частоты переменного поля;
- максимальная величина М меньше, чем для образца
с полным Ф упорядочением, именно составляет 75% от последней в поле 45
кЭ;
- изотермы намагниченности при T < TN представляют
собой суперпозицию линейной части, как у АФ, и маленькой спонтанной намагниченности;
- наблюдается максимум электросопротивления ?
(?max ~ 108 Ом.см) вблизи TN, который падает в поле 140 кЭ на 4 порядка
(колоссальное МС) и температура максимума увеличивается вдвое;
- в составах с х=0.3 парамагнитная точка Кюри
? много выше, чем для состава с х=0: ?=110 К (А=Са), 175 К (А=Sr)
и -100 К (х=0);
и для монокристаллов La1-xSrxMnO3:
- для проводящего образца с х=0.3 объемная магнитострикция
(? = ?|| + 2??) отрицательна и кривые |?|(T) проходят через максимум в
точке Кюри TC; at T > TC тепловое расширение ?l/l превышает линейное тепловое
расширение;
- для полупроводникового состава с x = 0.1, ?
отрицательно при T < TC и |?| ? 0 при T ~ TC и ?l/l линейно
по Т при T ? TC.
Был обнаружен и сследован новый класс магнитных
полупроводников с точками Кюри выше комнатной температуры. Это твердые
растворы халькошпинелей: : CuCr2S4-xSex (0.5?x?1.5), Cu1-xMnxCr2S4 и др.
В первой системе присутствуют антиферроны. Среди них был обнаружен состав
с рекордной величиной Фарадеева вращения при комнатной температуре.
Был обнаружен новый класс полупроводниковых спиновых
стекол. Это следующие системы твердых растворов: : xCuCr2S4-(1-x)Ga2/3Cr2S4,
xCuCr2S4-(1-x)Cu1/2Me1/2Cr2S4 (Me=In, Ga) и xCuCr2S4-(1-x)Cu2/3Ge1/3Cr2S4.
Он отличается от известных спиновых стекол тем, что магнитные ионы Cr3+
расположены регулярно в решетке, но обменные взаимодействия между ними
знакопеременны из-за влияния на обмен разновалентных диамагнитных
ионов и вакансий тетраэдрической подрешетки.
Научное направление, развиваемое в работах Л.И.
Королевой, можно охарактеризовать как исследование особенностей магнитного
упорядочения и сопутствующих ему электрических, гальваномагнитных, оптических
и магнитоупругих эффектов, вызванных сильным s-d обменом, в магнитных полупроводниках
и спиновых стеклах.
Общее количество публикаций:более 200
Основные публикации:
К.П. Белов, Л.И. Королева, С.Д. Баторова
“Зонная структура и аномалии фотопроводимости, электросопротивления и магнитосопротивления
халькогенидного соединения Cd1-xGaxCr2Se4”, ЖЭТФ, т.70, №1, с.141-148,
1976.
Л.И. Королева, Э.Л. Нагаев, Н.А. Цветкова “Разрушение
состояния спинового стекла косвенным обменом через электроны проводимости
в системе твердых растворов xCuCr2S4-(1-x)Ga2/3Cr2S4”, т.79, №2, с.600-604,
1980.
L.I. Koroleva, T.V. Virovets, A.I. Abramovich,
Ya.A. Kessler “ New semiconductor spin glass Cu2/3Ge1/3Cr2S4. Comparison
of magnetic and electrical properties of the spin glasses Cu0.5In0.5Cr2S4
and Cu2/3Ge1/3Cr2S4”, J. Magn. & Magn. Mater., v. 115, No 4,
p. 311-323, 1992.
Л.И. Королева “Антиферронные состояния носителей
заряда в ферромагнитных полупроводниках CuCr2S4-xSex (0.5?x?1.5) с точками
Кюри выше комнатной температуры”, ЖЭТФ, т.106, №1, С.280-296, 1994.
А.И. Абрамович, Р.В. Демин, Л.И. Королева, А.В.
Мичурин, А.И. Смирницкая “Магнитно-двухфазное состояние в Eu1-xAxMnO3 (A=Ca,
Sr)”, Письма в ЖЭТФ, т.69, №5, с.375-380, 1999.
|