Научные результаты

Введите год
Магнитный переход соизмеримая – несоизмеримая фазы в LiNi1-xMxPO4 (M = Co, Mn)

Н.В. Урусова, М.А. Сёмкин, М. Краточвилова, Д.-Г. Парк, А.И. Бескровный, Д.С. Неов, А.С. Волегов, А.П. Носов, А.Н. Пирогов

Методами упругого рассеяния нейтронов, а также с помощью измерений теплоемкости и намагниченности проведено детальное исследование магнитных фазовых переходов (МФП) LiNi1-xMxPO4 (M = Co, Mn) [1-3]. В соединениях на основе LiNiPO4, впервые установлено, что 10% замещение ионов никеля ионами марганца приводит к увеличению температуры перехода соизмеримая – несоизмеримая антиферромагнитная структура (АФМ) с TIC–C = 20.8(1) K до TIC–C = 22.7(1) K и температуры Нееля с TN = 21.8(1) K до TN = 23.0(1) K, что приводит к практически полному подавлению несоизмеримой фазы в LiNi0.9Mn0.1PO4. Показано, что замещение 10% ионов никеля ионами кобальта, напротив, приводит к уменьшению температур МФП LiNi0.9Co0.1PO4, до TIC–C = 20.2(1) K и TN = 21.1(1) K, причем несоизмеримая фаза существует только совместно с соизмеримой АФМ фазой. На рисунке показаны температурные зависимости теплоемкости LiNi1-xMxPO4 (M = Co, Mn), вблизи температур МФП соединений. Отличие МФП в LiNiPO4, состоит в том, что область совместного сосуществования соизмеримой и несоизмеримой фазы ограничена интервалом температур от 20.6 K до 20.8 K, при температуре TN = 21.8(1) K наблюдается переход из несоизмеримой фазы с дальним АФМ в несоизмеримую АФМ структуру с ближним АФМ порядком (т.е. TN ≡ TLRO), который разрушается при нагреве до температуры TSRO = 22.5 K.
Новый класс ферромагнитных сплавов с магнитоуправляемыми эффектами памяти формы и сенсорные элементы на их основе

В.Г. Пушин, В.В. Сагарадзе, Ю.В. Калетина, В.В. Марченков, Е.Г. Герасимов, В.А. Казанцев, А.Ю. Калетин, А.В. Королев, Н.Н. Куранова, Е.Б. Марченкова, В.П. Пилюгин, А.Г. Попов, А.В. Пушин​

Разработан новый класс ферромагнитных сплавов Гейслера с термомагнитоупругими мартенситными превращениями, эффектами памяти формы и сверхупругости. Установлено, что в результате многокомпонентного легирования их критические температуры TC, Ms, Mf, As, Af могут превысить 100°С. Показано, что впервые полученные в ультрамелкозернистом состоянии сплавы отличает высокая термоциклическая прочность и долговечность, а магнитное поле напряженностью 4 МA/м повышает критические температуры на 10°. Обнаружено, что деформационно-индуцированная наноструктуризация переводит сплавы в высокоомное состояние, инициируя атомное разупорядочение и каскадные деформационные фазовые превращения L21 → B2(ОЦК) → A2(ОЦК) → A1(ГЦК). При этом их последующий рекристаллизационный отжиг обеспечивает восстановление дальнего ферромагнитного и атомного порядка по типу L21 сверхструктуры, эффектов обратимой памяти формы, сохранение ультрамелкозернистости и повышение пластичности сплавов. Данные сплавы являются перспективными для применения и могут быть использованы в качестве термоэлектромагнитных сенсорных и магнитоэластокалорических устройств.

Спиновые клапаны как инструмент изучения геликоидального магнетизма

В.В. Устинов, М.А. Миляев, Л.И. Наумова, Р.С. Заворницын, Т.П. Криницина, В.В. Проглядо​

Предложен новый метод изучения киральных магнетиков, в котором индикатором геликоидального магнитного состояния выступает обладающий гигантским магнитосопротивлением спиновый клапан, содержащий слой исследуемого гелимагнетика. Метод апробирован на спиновых клапанах со слоем металлического диспрозия. Из анализа магнитосопротивления спинового клапана при различных температурах определена температурная зависимость угла между направлениями магнитных моментов на границах слоя диспрозия. Значительное изменение данного угла, наблюдаемое во всей температурной области существования геликоидального упорядочения в диспрозии, отражает существенное изменение пространственного периода магнитной спирали диспрозия с температурой.

Перспективные методики определения коэрцитивной силы массивных ферромагнетиков по внутреннему магнитному полю

А.В. Михайлов, Ю.Л. Гобов, В.Н. Костин, Ю.Я. Реутов, В.И. Пудов, О.Н. Василенко

Разработаны перспективные для практического применения методики определения коэрцитивной силы в локальной области массивного ферромагнетика при намагничивании приставными электромагнитами: П-образным и стержневым. Методики основаны на измерении значений напряженности внутреннего поля на границе ферромагнитного объекта при его циклическом перемагничивании Hизм(I) и соотнесении этих значений с зависимостью, полученной в отсутствие объекта H0(I) (рис. 1). Доказано, что для определения коэрцитивной силы предпочтительнее использовать измеренное значение напряженности внутреннего поля, а не значение размагничивающего тока в катушке преобразователя. Такой подход позволяет измерять коэрцитивную силу ферромагнитного объекта даже в случае, если площадь его поперечного сечения много больше площади поперечного сечения магнитопровода измерительного преобразователя, избавиться от мешающего влияния зазора  между преобразователем и поверхностью объекта (рис. 1), а также существенно расширить диапазон измерений, т.к. чувствительность к коэрцитивной силе у локально измеряемой по внутреннему полю относительной величины Hci больше, чем у определяемой по размагничивающему току величины Hct (рис. 2).
Быстрозакаленные нанокристаллические сплавы Fe-Pd, легированные фосфором, бором и кремнием

О.А. Головня, Н.И. Власова, А.Г. Попов, В.С. Гавико

Эквиатомный сплав FePd невозможно получить в нанокристаллическом состоянии методом закалки расплава на вращающееся колесо и коэрцитивная сила Нс получаемых лент не превышает 600 Э. Нанокристаллическая структура была реализована в быстрозакаленных лентах сплава FePd, легированого комплексом металлоидов P, B и Si. Установлено, что в быстрозакаленном сплаве Fe41Pd41P4B8Si6 с оптимальным содержанием легирующих элементов формирование нанокристаллической структуры сопровождается каскадом фазовых превращений: (исходная ОЦК структура) → (наноразмерные зерна ГЦК структуры и гексагональной фазы Fe2P) → (медленное образование зародышей фазы L10) → (интенсивный рост зерен L10 со средним размером 50 нм). Максимальное значение Нс = 1560 Э достигается за 30 минут отжига при Т = 550°С, что в 2.6 раза превышает коэрцитивную силу быстрозакаленного эквиатомного сплава FePd.
Железосодержащие антиферромагнетики Fe0.5TiS2-ySey со слоистой структурой: влияние анионного замещения на фазовые переходы, магнитный гистерезис и магнитосопротивление

Н.В. Баранов, Н.В. Селезнева, Е.М. Шерокалова, А.Ф. Губкин, Ю.А. Баглаева, А.С. Овчинников, А.А. Терещенко, Д.И. Горбунов, А.С. Волегов, А.А. Шерстобитов

Выполнен синтез дихалькогенидов титана Fe0.5TiS2–ySey интеркалированных атомами железа и проведены комплексные исследования магнитной структуры, фазовых переходов и процессов перемагничивания. Установлено, что замещение серы селеном в антиферромагнитных (АФ) соединениях Fe0.5TiS2–ySey приводит к уменьшению периода магнитной структуры, трансформации индуцируемых полем фазовых переходов от типа спин-флип к переходам типа спин-флоп и к увеличению критического поля перехода. Обнаружено, что в соединениях с низким содержанием селена индуцированный полем фазовый переход из АФ в ферромагнитное (Ф) состояние при низких температурах является необратимым и сопровождается значительными изменениями электрического сопротивления. Богатые серой соединения Fe0.5TiS2–ySey ведут себя при низких температурах как высококоэрцитивные ферромагнетики изинговского типа с коэрцитивной силой до 60 кЭ, что представляет интерес для разработки новых магнитотвердых материалов, не содержащих дорогостоящих редкоземельных элементов. Показано, что наряду с изинговским характером ионов Fe за формирование метастабильного Ф-состояния с большой коэрцитивной силой могут быть ответственны магнитоупругие взаимодействия.
Наблюдение квантового топологического эффекта Холла в селениде ртути – кандидате в семейство полуметаллов Вейля

A.T. Лончаков, С.Б. Бобин, В.В. Дерюшкин, В.Н. Неверов

Впервые в физике конденсированного состояния в трехмерной немагнитной системе (кандидате в семейство полуметаллов Вейля – монокристалле HgSe с экстремально низкой концентрацией электронов 8.8·1015 см-3) обнаружен квантовый эффект Холла чисто топологической природы, который наблюдается независимо от ориентации магнитного поля относительно электрического тока. Наиболее четкая «лестничная» структура плато выявлена для магнитополевой зависимости «продольной» холловской проводимости. При этом показано, что появление плато сопровождается минимумом продольного магнитосопротивления. Существующие теоретические представления позволяют ассоциировать обнаруженный квантовый топологический эффект Холла в HgSe с полуцелым квантовым спиновым эффектом Холла для полуметаллов Вейля с отсутствующим центром пространственной инверсии. Квантование «продольной» холловской проводимости может стать перспективным магнитотранспортным методом для детектирования узлов Вейля в твердых телах. Полученные результаты открывают новое направление в магнитотранспорте – исследование квантового спинового (квантового аномального) эффекта Холла в топологических полуметаллах.

Сингулярности ван Хова кубических решеток как причина сильных аномалий термодинамических свойств

П.А. Игошев, В.Ю. Ирхин

Для электронного спектра кубических решеток в приближении сильной связи (при учете ближайших и следующих за ближайших соседей) исследованы сингулярности ван Хова плотности электронных состояний, а для ПК и ОЦК решеток впервые получены точные формулы для плотности электронных состояний для произвольных значений параметров переноса. Показано, что при особых значениях параметров переноса возникают топологические переходы изоэнегетических поверхностей (переходы И.М. Лифшица) и гигантские (степенные) сингулярности ван Хова, происходящие от линий и поверхностей ван Хова, которые приводят к сильным аномалиям температурных зависимостей термодинамических свойств (электронная теплоемкость, магнитная восприимчивость, термоЭДС); это может приводить и к изменению типа перехода металл-изолятор в рамках сценария Слэтера.
Теория орбитально-селективного поведения в низкоразмерных магнетиках

С.В. Стрельцов, А.И. Потеряев, А. Ревелли, М.М. Сала, Г. Монако, П. Беккер, Л. Бохаты, М. Херманс, Т.С. Кёте, Т. Фройлих, П. Варцановский, Д.И. Хомский, Т. Лоренц, П.Х.М. ван Лусдрехт, М. Харланд, А.И. Лихтенштейн, Й. ван ден Бринк, М. Грюнингер

Показано, что сильные межцентровые эффекты, характерные для соединений 4d и 5d металлов, могут качественно изменять физические свойства низкоразмерных магнитных систем и приводить к появлению орбитально-селективного поведения. В этом случае часть электронов участвует в формировании молекулярных орбиталей и является неактивной в магнитном отношении. Другие электроны становятся независимыми от них и могут иметь локальный магнитный момент. В результате возможно появление ступенек на полевой зависимости намагниченности от поля, что может быть использовано в квантовых вычислениях. Особенно впечатляющими эти эффекты оказываются в случае с нецелым числом электронов на центр, когда данный механизм приводит к подавлению знаменитого двойного обменного взаимодействия ‒ основного механизма ферромагнетизма в переходных металлах и их соединениях.
Повышение достоверности вихретокового контроля качества пайки токоведущих соединений электрических машин

Л.Х. Коган, А.Н. Сташков, А.П. Ничипурук

Разработаны двухчастотная вихретоковая методика и устройство ДПС-8 (рис. 1) для контроля качества пайки токоведущих соединений сверхпроводящих электромагнитов. Впервые обеспечена независимость результатов определения степени пропаянности соединений от вариации их сечения, обусловленной несовершенством технологий изготовления и пайки. Усовершенствованный вихретоковый преобразователь (рис. 2) с вырезами в сердечнике П-образного типа можно разместить на контролируемом паяном соединении и возбуждать вихревые токи в двух взаимно перпендикулярных направлениях и, тем самым, проводить контроль качества пайки в недоступных ранее зонах. Новый тип вихретокового преобразователя позволяет повысить достоверность контроля и расширить номенклатуру контролируемых соединений.  

Страницы