20-02-00559А . ИССЛЕДОВАНИЕ СПИНОВЫХ, ЗАРЯДОВЫХ И МАГНИТНЫХ СОСТОЯНИЙ ИОНОВ КОБАЛЬТА В ОКСИБОРАТАХ С ПРИМЕНЕНИЕМ ЭЛЕМЕНТНО-СЕЛЕКТИВНЫХ МЕТОДИК (XAS, XMCD)

Проект посвящен экспериментальному исследованию спиновых, зарядовых и магнитных состояний ионов кобальта в сильно-коррелированных электронных системах. Объекты исследования - людвигиты Co3BO5, Co3BO5:Fe3+, Sc3+, Ge4+, Nb5+. Людвигиты представляют отдельный класс оксиборатов, в состав которых входят двух и трехвалентные металлические ионы, и потому демонстрируют склонность к зарядовому упорядочению подобно манганиту Fe3O4 или недавно полученному оксиду железа Fe4O5. Электронные переходы сопровождаются аномалиями электропроводности и изменениями в кристаллической структуре. Кроме этого, материалы обладают крайне интересными магнитными свойствами, когда трехмерная сеть обменных связей расщепляется на две магнитные подсистемы, которые обладают разным магнитным порядком и критическими температурами переходов. Недавние низкотемпературные эксперименты по нейтронной диффракции показали, что в Co3BO5 ионы Co3+ находятся в состоянии низкого спина (LS). В данном проекте планируется провести всестороннее исследование спиновых, зарядовых и магнитных состояний кобальта в широком температурном интервале и с использованием магнитного и диамагнитного замещений. Будет применен целый ряд экспериментальных методик, в том числе современные методы синхротронного излучения. Измерение XANES/EXAFS спектров будут поведены в НИЦ «Курчатовский Институт», станция структурного материаловедения. Измерения XMCD спектров на K- краю Co и Fe будут выполнены в Европейском центре синхротронных исследований (станция ID12, ESRF, Гренобль Франция). Магнитная анизотропия будет изучена с помощью магнитометрии вращения образца, высокотемпературные измерения рентгеновской диффракции позволят выявить возможные спиновые и структурные переходы. В результате будет построена диаграмма спиновых и зарядовых состояний ионов кобальта в оксиборатах.