Новые функциональные магнитные материалы и гибридные структуры. Поиск, синтез, исследование

Были синтезированы гибридные структуры Mn5Ge3/Si, исследованы их структура, состав и магнитные свойства. Данные рентгеновской и электронной дифракции показали наличие двух разных азимутальных ориентаций, соответствующих эпитаксиальным соотношениям Mn5Ge3(001)[1-10]//Si(111)[-110] и Mn5Ge3 (001)[ 010]//Si(111)[-110]. Методами ПЭМ и РОР установлено, что буферный слой устраняет рассогласование решеток кремния и германида марганца за счет и увеличения содержания кремния в буферном слое. Проведены исследования транспортных свойств МДП-структуры Fe/SiO2/n-Si в виде диода Шоттки на переменном токе в магнитных полях до 9 Тл. Обнаружен эффект магнитоимпеданса (МИ) при определенной ориентации поля относительно плоскости образца. Данный эффект связан с перезарядкой примесных состояний, энергия которых нелинейно зависит от величины магнитного поля и может быть качественно описана в рамках теории гигантского эффекта Зеемана в разбавленных магнитных полупроводниках. Исследованы зависимости латерального фотонапряжения (ЛФН) от длины волны и мощности внешнего излучения, а также от температуры, в гибридных структурах Fe/SiO2/p-Si и Mn/SiO2/n-Si. Установлено, что латеральный фотовольтаический эффект (ЛФЭ) в Fe/SiO2/p-Si проявляется в более широком диапазоне длин волн (≈ 0.4-1.1 мкм), в Mn/SiO2/n-Si эффект наблюдается в диапазоне ≈ 0.4-0.9 мкм. Показано, что при увеличении мощности излучения наблюдается рост ЛФН с последующим выходом на насыщение. Показано, что температурные зависимости ЛФН связаны с примесными состояниями на границе раздела SiO2/Si. Теоретически решена задача о спектре коллективного периодического движения вихревых доменных стенок/скирмионов в системе параллельно ориентированных нанолент, нанопроводов, где связь между магнитными подсистемами осуществляется посредством магнитостатического взаимодействия. Получены аналитические выражения для закона дисперсии и параметра затухания коллективного периодического движения вихревых магнитных образований. Исследованы сегнетоэлектрические свойства пленки, изготовленной из гидроксилированного металлофуллерена (Gd@C82Ox(OH)y, x+y=(40-42)). Методом измерения электрического импеданса в диапазоне частот от 100 Гц до 100 МГц показано, что данный образец является ионным проводником. Измерены петли диэлектрического гистерезиса в диапазоне частот 25 Гц - 1 МГц и температур 80 - 300 K и вольтамперные характеристики. Полученные результаты указывают на появление наведённой электрическим полем остаточной поляризации. Разработана технология выделения частиц ядро-оболочка из продуктов плазмохимического синтеза методом механической экстракции с использованием лабораторного варианта экстрактора. Применение данной технологии позволило разделить частицы металла, покрытые углеродной оболочкой, диаметром 40-50 нм от металлических частиц диаметром 6-15 нм, диспергированых в углеродной матрице. Основная часть углерода находится в состоянии sp2 гибридизации, с небольшим количеством sp3. Изучена кристаллизация боратов ReCa3Mn3O3(BO3)4 (Re = Gd, Y) в различных раствор-расплавных системах. Проработаны системы на основе следующих растворителей: Bi2Mo3O12-Na2B4O7-B2O3, Bi2O3-Na2B4O7-B2O3, Bi2O3-BaO-Na2B4O7-B2O3, Li2WO4-Li2O-B2O3. Изучено влияние компонентов растворителей на последовательность кристаллизующихся высокотемпературных фаз. Оптимизация условий роста кристаллов ReCa3(MnO)3(BO4)3 (Re = Gd, Y) gaudefroyite позволила получить монокристаллические образцы с максимальными размерами до 0.8×0.8×5 mm3. Проведено исследование магнитных свойств монокристалла гексагидрата FeTiF6х6H2O. Обнаружено, что данное соединение является квазидвумерным антиферромагнетиком с температурой Нееля TN=8 K, а анизотропия магнитного момента достигает 10000 % при температуре T = 4.2 K. Было обнаружено, что наличие спин-орбитального взаимодействия иона переходного металла оказывает значительное влияние на анизотропию магнитных свойств: анизотропия намагниченности практически отсутствует в случае отсутствия орбитального момента. В кристаллах PrxY1-xFe3(BO3)4 с помощью нейтронной дифракции установлено, что по мере уменьшения концентрации празеодима антиферромагнитная структура трансформируется из легкоосной (ЛО) в легкоплоскостную (ЛП) через образование в области концентраций x = 0.45÷0.67 угловых магнитных структур, в которых вектор антиферромагнетизма ориентирован под углом к главной оси кристалла. Такая трансформация магнитной структуры подтверждена с помощью исследования магнитной структуры методом антиферромагнитного резонанса (АФМР). Методом оптической зонной плавки выращен монокристалл TbFeO3 и получены экспериментальные спектры неупругого рассеяния нейтронов вдоль всех кристаллографических осей, благодаря чему получены операторы Стивенса (Blm) необходимые для расчета гамильтониана редкоземельной подсистемы.