|
Направление исследований:
Экспериментальное исследование аномалий физических свойств магнитных полупроводников
|
Сотрудники:
Королева Л.И, ведущий научный сотрудник, профессор
Демин Р.В., младший научный сотрудник, кандидат физ-мат наук
Мичурин А.В. - физик,
1 докторант, 1 аспирант
|
|
|
|
Интерес к магнитным полупроводникам связан с гигантским магнитосопротивлением, наблюдавшимся в части из них при комнатной температуре, что делает возможным их применение в различных сенсорных устройствах. Теория предсказывает, что гигантское магнитосопротивление обусловлено существованием в них магнитно-двухфазного ферро-антиферромагнитного состояния. Научные исследования лаборатории связаны с комплексным исследованием магнитных, электрических, гальваномагнитных, фотогальваномагнитных, упругих, магнитоупругих и оптических свойств магнитных полупроводников - манганитов и халькогенидных шпинелей - с целью выяснения природы особенностей этих свойств и их взаимосвязи. Показано, что гигантское магнитосопротивление и фотомагнитосопротивление в халькошпинелях вызвано изменением под действием поля ферромагнитной части материала, в которой сосредоточены носители тока. В манганитах установлена взаимосвязь магнитных, транспортных и упругих свойств. В районе точки Кюри обнаружено, что гигантское магнитосопротивление сопровождается гигантской отрицательной объемной магнитострикцией, достигающей 5.10-4 в поле 9 кЭ. Обнаружение гигантской магнитострикции в манганитах открывает новые возможности для их применения в качестве различных актюаторов и в сенсорных устройствах. В этих материалах обнаружен гигантский красный сдвиг края оптического поглощения, что делает возможным существование в них магнитно-двухфазного состояния.
|
 |
На рисунке: температурная зависимость объемной магнитострикции в разных магнитных полях манганита Sm0.55Sr0.45MnO3. Видно, что вблизи точки Кюри она достигает гигантской величины |
|
Лаборатория связана научными контактами со следующими учереждениями:
Институт неорганической химии РАН (Москва)
Институт физики ПАН (Варшава, Польша)
Международная лаборатория сильных магнитных полей и низких температур (Вроцлав, Польша)
Сарагосский Университет (Испания)
|
|
Гранты и финансирование: РФФИ (2003-2005)
|
Контактная информация:
Комната: 3-43,
Телефон: 939-2847.
|
Основные публикации по тематике текущих исследований:
· A.I Abramovich, L.I.Koroleva, A.V.Michurin. Sm1-xSrxMnO3 manganites: unusual magnetic, electric and elastic properties due to phase separation. J. Phys: Cond. Matter. V.14. P.L537 (2002).
· L.I.Koroleva, R.V.Demin, J.Warczewski et al. Giant magnetoresistance in spinel CuCr1.6Sb0.4S4. Phys. Stat.Sol., V.189, p.853 (2002)
· R.Demin, L.Koroleva, R.Szymzak et al. Magnetic two-phase ferromagnetic-antiferromagnetic state in manganites. Phys. Letters A. V.296, p. 139 (2002)
· Р.В. Демин, Л.И. Королева, Р.Шимчак и др. Экспериментальные свидетельства магнитно- двух фазного в манганитах. Письма в ЖЭТФ, т. 75, с. 402. (2002)
· А.И. Абрамович, Л.И. Королева, А.В. Мичурин. Особенности магнитных, гальваномагнитных, упругих и магнето-упругих свойств манганитов Sm1-xSrxMnO3. ЖЭТФ, т. 122, с. 1063. (2002)
|
|
Результаты исследований, полученные в последние 5 лет:
Получены экспериментальные доказательства существования особых магнитно-примесных состояний (ферронов, антиферронов) в магнитнополупроводниковых халькошпинелях и манганитах; обнаружен и исследован новый класс магнитных полупроводников с точками Кюри выше комнатной температуры (твердые растворы халькошпинелей); обнаружен и исследован новый класс полупроводниковых спиновых стекол (твердые растворы халькошпинелей), отличающийся от известных спиновых стекол тем, что в них магнитные ионы расположены регулярно в решетке, но обменные взаимодействия между ними знакопеременны из-за влияния на обмен разновалентных диамагнитных ионов и вакансий тетраэдрической подрешетки. |
Подробно о направлении исследований и результах:
Основное направление работ - исследование электронных процессов и фазовых переходов в магнитных оксидах (в том числе ферритах) и халькогенидах - магнитных полупроводниках. Ферриты - сильномагнитные оксидные соединения переходных металлов получили широкое применение в технике и особенно в следующих отраслях последней:
- в СВЧ (сверхвысокочастотной) радиотехнике (радиолокационные и другие устройства);
- в радиоэлектронике высоких, средних и низких частот (миниатюрные трансформаторы, дроссели и другие);
- в вычислительной технике (магнитные запоминающие устройства);
- в автоматике (в качестве термисторов и магниторезисторов).
Изыскание новых и совершенствование существующих ферритов является важной задачей в прикладном и научном плане.
Большой интерес представляет изучение новых явлений в ферритах, возникновение которых обусловлено однонаправленной обменной анизотропией. Действие этой анизотропии вызывает в ферритах новые явления, например, пиромагнитный эффект - возникновение намагниченности при понижении температуры при отсутствии внешнего магнитного поля (магнитный аналог пироэлектрического эффекта, обычно наблюдаемого в сегнетоэлектриках).
Проявление однонаправленной обменной анизотропии позволяет дать объяснение явлению «самообращенной» остаточной намагниченности, возникающей в некоторых горных породах. Понимание природы «самообращения» термоостаточной намагниченности в горных породах очень важно для раздела геофизики, называемого палеомагнитологией, которая изучает изменения геомагнитного поля, происходившие в древние времена.
Группа проф.Л.И.Королевой занимается изучением магнитных полупроводников с различными типами магнитного порядка, в том числе и с состоянием спинового стекла. В последние годы наблюдается большой интерес к изучению и применению магнитных полупроводников - манганитов лантана и других редких земель. Это связано с тем, что в этих материалах наблюдается колоссальное магнитосопротивление в области комнатных температур, поэтому они могут применяться в различных сенсорных устройствах.
Магнитные полупроводники, открытые в 60-х годах, (монооксид и монохалькогениды европия и хромхалькогенидные шпинели) обладают еще большим магнитосопротивлением, чем указанные выше материалы, однако их точки Кюри, в районе которых наблюдается гигантское магнитосопротивление, лежат ниже комнатной температуры, что затрудняет их применение. Это чрезвычайно интересные материалы с физической точки зрения. Для них характерна сильная взаимосвязь электрической и магнитной подсистем, приводящая к ряду уникальных свойств: колоссальному фотомагнитосопротивлению, гигантскому красному сдвигу края поглощения, рекордным магнитооптическим эффектам и др.
Группа Л.И.Королевой занимается изучением магнитных полупроводников более 20 лет. В этой группе был обнаружен ряд новых эффектов в магнитных полупроводниках и показано существование в них особых магнитно-примесных состояний - ферронных, антиферронных и афмонных. В лаборатории имеется ряд установок для комплексного изучения магнитных, электрических, оптических и упругих свойств магнитных полупроводников. Работа ведется в тесном контакте с ведущими специалистами в области магнитных полупроводников: физиками-теоретиками и химиками. Лаборатория имеет гранты Российского фонда фундаментальных исследований (поддержки научной школы проф. К.П.Белова и инициативный проект). По указанной тематике защищено 10 кандидатских диссертаций и большое количество дипломных работ.
|
|
Главная страница
Карта сайта
Поиск
Контакты
На верх страницы