Новые магнитные материалы и композиты с рекордными свойствами для микросистемной техники и нанокомпозитные магнитооптические материалы для систем передачи и обработки информации

Объект исследования: наноструктурированные пленки оксидных ферримагнетиков с высокими значениями параметра магнитооптической добротности материала и функциональные ферромагнитные интерметаллические сплавы с высокими значениями магнитокалорического эффекта вблизи фазовых магнитных и магнитоструктурных переходов. Цель: разработка золь-гель-технологии получения нанокомпозитных и наноструктурированных пленок оксидных ферримагнетиков с рекордными значениями параметра магнитооптической добротности материала; исследование тонкой структуры переходных слоев на границе раздела пленка - подложка; создание новых трехкомпонентных сплавов Гейслера и сплавов на основе редкоземельных и переходных металлов; исследование магнитных фазовых превращений и гигантских эффектов деформации и энтропии во внешних полях. Разработана золь-гель-технология создания нанокомпозитных и наноструктурированных пленок оксидных ферримагнетиков с рекордными значениями параметра магнитооптической добротности материала. C применением разработанного метода получены образцы пленок феррит-гранатов различных составов, включая сверхтонкие пленки висмутсодержащих феррит-гранатов. Проведены всесторонние исследования оптических и магнитооптических свойств полученных образцов в видимой области спектра. Разработаны методика и аппаратура для измерения величины эффекта Фарадея сверхтонких пленок феррит-гранатов, изготовленных на стеклянных подложках и на подложках их гадолиний-галлиевого граната. Исследованы магнитные характеристики полученных сверхтонких пленок в температурном интервале от комнатной температуры до 8 К на основе использования эффектов Фападея и магнитного кругового дихроизма. Изготовлены образцы сплава Гейслера Ni₄₉,₃Mn₄₀,₄In₁₀,₃, в котором экспериментально изучен магнитокалорический эффект (МКЭ) в переменных магнитных полях до 8 Tл. Показано, что адиабатическое изменение температуры составляет -5,5 К при температуре 220 К (обратный МКЭ) и 3 К при 330 К (прямой МКЭ). В рамках теории фазовых переходов Ландау рассмотрены особенности взаимодействующих фазовых превращений с учетом вариантов мартенситной фазы. Показано, что вследствие того, что межмартенситные потенциальные барьеры значительно превышают барьеры, разделяющие аустенитный и мартенситные минимумы, переходы между мартенситными состояниями могут осуществляться не напрямую, а опосредованно через промежуточное аустенитное состояние. Изготовлены образцы быстрозакаленных сплавов семейств Fe₉₀₋ₓLaₓZr₁₀ (x = 1,2), Pr₂₋ₓNdₓFe₁₇ (x = 0 - 2), Ni₅₀Mn₅₀₋ₓSnₓ (x = 13; 13,5; 14). В зависимости от степени отжига исследованы структура, магнитные фазовые переходы и МКЭ вблизи магнитного фазового перехода. Наибольшее значение МКЭ обнаружено в соединении PrNdFe₁₇, которое составило 1,5 Дж/(кгК) при 300 К в поле 1,2 Тл.