|
Направление исследований:
изучение распределений локальных атомных магнитных моментов ионов и механизмов обменных и сверхтонких взаимодействий в наноструктурных и низкоразмерных магнетиках.
|
Сотрудники:
Суриков В.В., профессор, доктор физ.-мат. наук
Смирницкая Г.В., старший научный сотрудник, доктор технических наук
Авксентьев Ю.И., доцент, кандидат физ.-мат. наук
Горюнов Г.Е., старший научный сотрудник, кандидат физ.-мат. наук. |
 |
|
|
Измерения сверхтонких полей на ядрах ионов, входящих в состав магнитных сплавов и соединений дают возможность определить локальные магнитные моменты этих ионов, их распределение по неэквивалентным кристаллографическим положениям и изучить механизмы формирования локальных атомных моментов. Эти исследования позволяют также определить пространственное распределение спиновой плотности делокализованных электронов и в ряде случаев выяснить механизм обменных взаимодействий в магнетиках. В лаборатории создан комплекс экспериментальных установок, охватывающий наиболее информативные методы изучения сверхтонких взаимодействий: ядерный гамма-резонанс, ядерное спиновое эхо, измерения ядерной теплоемкости при сверхнизких температурах. Получен ряд принципиальных результатов для понимания физической природы магнитных локальных состояний в новых объектах: магнитных сверхрешетках, нанокристаллических сплавах, полуметаллических ферромагнетиках и др. |
 |
На рисунке: зависимость спонтанной намагниченности и эффективного поля анизотропии интерфейса от толщины слоев Be в сверхрешетках
[Fe(10A)/Be(4-25A)]x150. |
|
Лаборатория связана научными контактами со следующими учереждениями:
Техасский университет (г. Остин, США)
Институт прикладного магнетизма университета Комплутенсе (Мадрид, Испания)
Институт физической химии РАН (Москва, РФ)
|
|
Гранты и финансирование: РФФИ (2001-2004)
|
Контактная информация:
Комн. 1-19,
Телефоны.: 939-3846, 939-5907,
E-mail: stetsenko@plms.phys.msu.su
|
Основные публикации по тематике текущих исследований:
1. Avksentjev Ju.I., Antipov S.D., Goryunov G.E., Kamenskikh I.R, Krasheninnikov A.P., Panin I.A., Stetsenko P.N., Magnetic properties and possibility of spontaneous spin-reorientation in the Fe-sublattice of intermetallic compounds Tm(Fe1-xRhx)2, J.Magn. Magn. Mater. 258-259 (2003) 335 - 337.
2. П.Н. Стеценко, С.Д. Антипов, Г.Е. Горюнов, Г.В. Смирницкая, В.В. Суриков, А.Л. Колумбаев, Локальные магнитные состояния ионов Fe в магнитных сверхрешетках и спин-туннельных переходах, УФН, 172, № 11, с. 1299-1303, (2002).
3. The Oscillations Of Magnetic Parameters In Fe/Mo Superlattices, Antipov S.D., Goryunov G.E., Stetsenko P.N., Smirnitskaya G.V., J.Magn. Magn. Mater. 258-259 (2003) 335-337.
|
|
Результаты исследований, полученные в последние 5 лет:
В последние годы в лаборатории проводятся совместно с лабораторией проф. Гуденафа Техасского университета (США) интенсивные исследования новых классов магнитных материалов - магнитных сверхрешеток и полуметаллических ферромагнетиков, которые наряду с возможностью изучения наиболее актуальных фундаментальных проблем современной физики магнитных явлений обладают также очень важными возможностями технического применения. Был получен ряд новых результатов принципиального характера. Установлено существование магнитных сверхрешеток с высокими значениями спонтанной намагниченности, температуры Кюри, и высокой степенью прямоугольности петли гистерезиса, что позволяет использовать их в системах хранения информации. Изучено распределение локальных магнитных моментов в магнитных сверхрешетках и полуметаллических ферромагнетиках, и механизмы обменных взаимодействий в этих системах.
|
Подробно о направлении исследований и результах:
Понятием магнитные сверхтонкие взаимодействия (СТВ) характеризуют взаимодействие системы ядерных моментов вещества (если ядра обладают отличным от нуля спином) с некоторым эффективным магнитным сверхтонким полем на ядрах Н, которое формируется совокупностью различных электронных состояний в веществе. Ядерная система является исключительно хорошим зондом для исследований электронных состояний в твердых телах, позволяющим получить весьма ценную информацию об этих состояниях. Поэтому различные методы изучения СТВ прочно вошли в арсенал экспериментальных средств магнитологов как очень мощный и совершенный способ изучения электронной структуры магнитных веществ. Следует , однако, отметить, что энергия СТВ очень мала (это обусловлено малыми величинами ядерных магнитных моментов), и хотя Н досигает в ряде случаев величины в несколько миллионов эрстед, наблюдать эффекты СТВ можно лишь селективно выделив их с помощью некоторого резонанса из уровня шумов (ЯМР, эффект Мессбауэра), либо при сверхнизких температурах, когда Т<<1K (измерения ядерной теплоемкости и ядерной ориентации0. В проблемной лаборатории магнетизма создан уникальный комплекс экспериментальных установок, охватывающий, по сути дела, все основные методы изучения СТВ. Большинство этих установок, в частности, мессбауэровский спектрометр, установка для измерений ядерной теплоемкости при сверхнизких температурах полностью автоматизированы. Создан также компьютеризированный магнитометрический комплекс для изучения основных свойств магнетиков в динамическом и статическом режимах. Большое внимание уделяется разработке оригинальных математических методов анализа и обработки полученных экспериментальных данных.
На этих установках проводятся исследования фундаментальных проблем современной физики магнитных явлений: изучение локальных магнитных моментов атомов и закономерностей их изменения; распределение делокализованной спиновой плотности в магнетиках; механизмы обменного взаимодействия в сплавах и соединениях; эффекты локального атомного окружения и др.
С помощью исследований СТВ в магнитных веществах был получен ряд важных результатов. Так, в интерметаллических соединеиях типа R(Fe1-xRhx)2 обнаружена спонтанная спиновая переориентация в Fe-Rh подрешетке, приводящая к роску суммарной намагниченности этих ферримагнитных соединений. В случае соединения HoFeRh возрастание намагниченности относительно HoFe2 cоставляет примерно 50%. Это дает возможность создания новых магнитных материалов с высокими значениями магнитной индукции и температуры Кюри. В ряде аморфных ферромагнитных сплавов было установлено сосуществование конкурирующих обменных взаимодействий ферро- и антиферромагнитного типов. Обнаружены такие конфигурации локального атомного окружения ионов железа, при котором эти ионы не обладают собственным магнитным моментом.
Большое значение придается исследованиям нанокристаллических сплавов и магнитных сверхрешеток,т.е. многослойных тонких пленок, в которых чередуются магнитные и немагнитные слои. В последние годы эти новые магнитные материалы привлекают к себе пристальное внимание магнитологов всего мира. В лаборатории существует комплекс установок, позволяющий синтезировать с помощью оригинальной методики многослойные магнитные пленки. Этод метод - напыление пленок в разряде с осциллрующими электронами дает возможность получать магнитные сверхрешетки, не уступающие по качеству зарубежным образцам. Проведенные исследования СТВ и магнитных свойств этих сверхрешеток позволили выявить ряд замечательных особенностей обменных взаимодействий и механизмов формирования локальных магнитных моментов в этих системах. Легирование пленок атомами инертных газов позволяет получить новые структуры, обладающие уникальными свойствами и представляющие как научный, так и практический интерес.
Важные результаты были получены при изучении так называемых сплавов Гейслера. Здесь удалось экспериментально установить осциллирующее пространственственное распределение делокализованной спиновой плотности в кристаллической решетке. Это дало возможность определть значения основных интегралов косвенного обменного взаимодействия для ряда координационных сфер и их зависимость от состава сплавов.
Особый интерес представлчют исследования спектров ядерного спинового эхо нового класса магнитных веществ - полуметаллических ферромагнетиков, где спиновая поляризация электронов проводимости может достигнуть ста процентов. Весьма успешным является также использование методов СТВ при решении ряда прикладных задач, имеющих большое практическое значение. Так, при разработке новых магнитных материалов на основе интерметаллических соединений для создания энергоемких малогабаритных постоянных магнитов, исследования эффекта Мессбауэра позволили оценить величины локальных магнитных моментов отдельных атомов Fe в отдельных фазах и выработать конкретные рекомендации, существенно улучшающие основные магнитные параметры этих материалов. Это оказалось возможным лишь благодаря тому, что в лаборатории был разработан новый оригинальный метод математического анализа мессбауэровских спектров, позволяющий получить адекватную информфцию о структуре и магнитных свойствах сложных гетерофазных аморфно-кристаллических систем.
|
|
Главная страница
Карта сайта
Поиск
Контакты
На верх страницы