Комплексное исследование магнетизма в новых квазинизкомерных оксиборатах с применением современных элементно-чувствительных методов

В 2016 г. исследовано кристаллообразование и и синтезированы монокристаллы оксиборатов HoFe₃(BO₃)₄, Ho₀.₅Nd₀.₅Fe₃(BO₃)₄, Mn₂-ₓFeₓOBO₃, Co₃₋ₓFeₓO₂BO₃ (0 < x < 1) и кобальтитов GdCoO₃ и Gd₀.₄Sr₀.₆CoO₂.₈₅ c высокой однородностью по составу. Проведены структурные измерения с помощью рентгеновской дифракции, определены рентгеноструктурные параметры. Проведены измерения спектров рентгеновского поглощения (XANES, EXAFS, XMCD) на всех полученных образцах в широком диапазоне температур. Изучено как зарядовое состояние, так и локальное окружение 3d-ионов. Проведены измерения намагниченности и теплоемкости. Монокристаллы мультиферроиков HoFe₃(BO₃)₄, и Ho₀.₅Nd₀.₅Fe₃(BO₃)₄ впервые исследованы элементно-чувствительной XMCD-методикой. Обнаружено существование трех магнитных подсистем (Ho, Nd и Fe). Исследован спин-флоп переход вдоль тригональной С3-оси. Магнитные подсистемы Ho и Nd показали различное поведение. В свою очередь, намагниченность Fe имеет нелинейный характер, указывающий на сильную связь с подсистемой Ho.Для впервые синтезированных варвикитов Mn₂₋ₓFeₓOBO₃ (0 < x < 1), показано, что при замещении ионов Mn на Fe происходит структурный переход из моноклинной в орторомбическую фазу, а также меняется тип магнитного порядка (с антиферромагнитного на спин-стекольный). Проведены измерения эффекта Мёссбауэра, определены параметры сверхтонкой структуры. Исследования монокристаллов смешанных Co-Fe людвигитов продемонстрировали близость поведения их магнитных свойств к Fe₃O₂BO₃, несмотря на преобладание ионов Со. Обнаружена сильная магнитная анизотропия с b-осью лёгкого намагничивания. Показано, что орбитальный магнитный момент кобальта находится в замороженном состоянии. Полученная температурная зависимость величины поглощения мёссбауэровских спектров позволила определить температуру магнитного упорядочения, которая согласуется с результатами измерений намагниченности (TN = 84 K для Co₂.₉Fe₀.₁O₂BO₃). Проведены измерения рентгеновской дифракции и спектров рентгеновского поглощения (XANES) на К-крае Со и L3-крае Gd в кобальтитах GdCoO₃ и Gd₀.₄Sr₀.₆CoO₂.₈₅. Изучено влияние Sr-замещения на кристаллическую структуру, электронное и магнитное состояния ионов Co³⁺ в монокристалле Gd₀.₄Sr₀.₆CoO₂.₈₅. Измерения XANES спектров на K-крае Co не показали заметного смещения края поглощения с ростом концентрации Sr, что свидетельствует о том, что эффективная валентность кобальта не меняется. Увеличение интенсивности поглощения на L3-крае Gd связано с увеличением степени гибридизации 5d(Gd)-2p(O) состояний. Влияние дырочного допирования на магнитные свойства заключается в появлении ферромагнитной компоненты и значительном возрастании магнитного момента. По результатам работы в 2016 г. опубликована статья в журнале "Письма в ЖЭТФ", 4 статьи подготовлены для публикации в журналах WoS. Дважды в 2016 г. получено экспериментальное время на синхротроне ESRF (Гренобль, Франция). Пройдена краткосрочная стажировка на Европейском лазере на свободных электронах XFEL (Гамбург, Германия). Принято участие в 6 международных конференциях с устными и стендовыми докладами, опубликовано 7 тезисов.