Заключительный отчет по проекту РФФИ: "КОМПЛЕКСНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНЕТИЗМА В НОВЫХ КВАЗИНИЗКОМЕРНЫХ ОКСИБОРАТАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ СОВРЕМЕННЫХ ЭЛЕМЕНТНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ МЕТОДОВ"

Синтезированы и изучены магнетики: Ho₁₋ₓNdₓ(Fe,Al)₃(BO₃)₄, Co₃₋ₓFeₓO₂BO₃, Mn₂₋ₓFeₓOBO₃ и Gd₁₋ₓSrₓCoO₃ (0 < x < 1). Проведены необходимые рентгеноструктурные исследования, измерения магнитных и резонансных свойств в широком диапазоне температур (от 2 до 1000 K) и магнитных полей (до 17 Т). Монокристаллы мультиферроиков Ho₁₋ₓNdₓ(Fe,Al)₃(BO₃)₄ (0 < x < 1) синтезированы с использованием как раствор-расплава на основе тримолибдата висмута, так и с использованием безвисмутовой технологии на основе раствор-расплава Li₂WO₄. Изучены рентгеноструктурные свойства и рацемичность кристаллов. Выполнены элементно-чувствительные XMCD-исследования. 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. Изучен эффект замещения ионов Mn на Fe в монокристаллах Mn₂₋ₓFeₓOBO₃ (0 < x < 1). Показано, что ионы Fe³⁺ случайным образом распределяются по двум неэквивалентным кристаллографическим позициям, приводя к структурному беспорядку. Введение Fe нарушает дальний антиферромагнитный порядок и приводит к возникновению основного состояния спинового стекла (TSG = 11, 14 и 18 для х = 0,3; 0,5 и 0,7 соответственно). Антиферромагнитные спиновые корреляции ближнего порядка сохраняются до температур, значительно превышающих температуру TSG. 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 легкого намагничивания. Показано, что орбитальный магнитный момент кобальта находится в замороженном состоянии. Полученная температурная зависимость величины поглощения мессбауэровских спектров позволила определить температуру магнитного упорядочения, которая согласуется с результатами измерений намагниченности (TN = 84 K для Co₂,₉Fe₀,₁O₂BO₃). Изучены монокристаллы и поликристаллы кобальтитов Gd₁₋ₓSrₓCoO₃₋δ (0 < x < 1) с упорядоченным и разупорядоченным распределениями катионов Gd³⁺ и Sr²⁺ по A-позициям кристаллической решетки. Проведенные исследования показали отсутствие изменения зарядового состояния Co с ростом концентрации Sr. Измерения теплоемкости показали две аномалии Шоттки, связанные с высокоспиновым состоянием ионов Co³⁺ и магнитным состоянием ионов кислорода. Таким образом, XANES-результаты и существование двух аномалий Шоттки показали неизменность зарядового состояния Co в изучаемых составах.