Исследование A(Fe, Ti)O3 перовскитных однофазных мультиферроиков с мульти-морфотропными фазовыми границами

В настоящее время особую актуальность приобрел поиск высокотемпературных магнитоэлектриков и теоретическое описание их свойств. Наиболее привлекательными для использований, особенно в виде тонкопленочных устройств, являются однофазные мультиферроики- материалы, обладающие одновременно магнитными и сегнетоэлектрическими свойствами. Среди таких материалов особое внимание привлекает BiFeO3, - единственный известный мультиферроик, у которого температуры как сегнетоэлектрического, так и магнитного фазовых переходов значительно превышают комнатную температуру. Так как BiFeO3- антиферромагнетик, необходимо, во-первых, разрушить в нем пространственную спин-модулированная структуру (ПСМС) циклоидного типа, которая обуславливает его антиферромагнитные свойства, а во-вторых, - увеличить интенсивность магнитоэлектрических взаимодействий. Одним из возможных путей решения этих проблем является создание на основе BiFeO3 твердых растворов, содержащих морфотропную фазовую границу. За счет замещения части ионов Bi3+ и, возможно, Fe3+ другими ионами, разрушается ПСМС и BiFeO3 приобретает ферримагнитные свойства, а вблизи морфотропной фазовой границы значительно усиливаются как электромеханические, так и магнитоэлектрические взаимодействия. В предлагаемом проекте, на широкой группе составов твердых растворов BiFeO3-ATiO3(A=Ba, Pb), BiFeO3-DyFeO3- ATiO3 (A=Ba, Pb) и BiFeO3-NaNbO3 предлагается подробно исследовать изменение магнитной структуры при различных (в том числе - низких) концентрациях замещающих катионов. Это позволит установить закономерности разрушения магнитной ПСМС и её взаимосвязи с сегнетоэлектрическим упорядочением. Будет проведен поиск и исследование морфотропных фазовых границ в указанных твердых растворах. Сравнительное исследование образцов твердых растворов BiFeO3-ATiO3 (A=Ba, Sr, Pb) и BiFeO3-NaNbO3 позволит проверить наличие предсказанного теоретически вклада катиона Bi3+ в магнитное сверхобменное взаимодействие.