Научные результаты

Введите год
Анализ микроволновых резонансных свойств композитных сред с нано- и микроразмерными ферромагнитными частицами различной формы

Д.В. Перов, А.Б. Ринкевич

С использованием экспериментальной методики, основанной на теории распространения электромагнитных волн в пространственно-ограниченных средах, получены частотные и полевые зависимости коэффициентов отражения и прохождения волн для образцов композитных сред с ферромагнитными частицами различной формы. Показано, что в такого рода средах наблюдается сильная зависимость глубины проникновения электромагнитных волн от поля намагничивания, обусловленная ферромагнитным резонансом. В сочетании со сравнительно малой диэлектрической проницаемостью композитных сред, это приводит к существенным (до 50%) изменениям коэффициентов отражения и прохождения, что дает основание рассматривать эти материалы в качестве перспективных для практического применения в микроволновых устройствах, управляемых магнитным полем. Предложена теоретическая модель для определения эффективной комплексной магнитной проницаемости композитных сред с ферромагнитными частицами в виде эллипсоидов вращения общего вида, дающее адекватное описание их резонансных особенностей.

Спин флоп переход в искусственных коллинеарных ферримагнетиках

Н.О. Антропов, Е.А. Кравцов, М.В. Макарова, В.В. Проглядо, Н.Г. Бебенин, М.А. Миляев, В.В. Устинов

На основе сверхрешеток Fe/Gd были получены искусственные антиферромагнетики, в которых, путем введения прослойки Pd, удалось на несколько порядков уменьшить поля спин-флоп перехода. Комбинированным применением рефлектометрии поляризованных нейтронов и низкотемпературной магнитометрии было проведено систематическое исследование магнитной структуры сверхрешеток Fe/Pd/Gd в зависимости от толщины прослойки Pd, температуры и магнитного поля. Анализ рассеяния нейтронов с переворотом спина подтвердил формирование неколлинеарной магнитной фазы при температурах ниже 50 К в магнитных полях порядка 500 Э. Показано, что, варьируя толщину прослойки Pd, можно контролируемым образом изменять параметры межслойного обменного взаимодействия.

Тонкая структура доменных границ в ферромагнитных плёнках Сo (0001) с перпендикулярной анизотропией

И.М. Изможеров, В.В. Зверев

С помощью безмодельных микромагнитных расчётов показано, что доменные границы (ДГ) в Co(0001), имеющие вихревую структуру содержат блоховские линии (БЛ), имеющие сложную трёхмерную структуру, определяемые вихревой структурой доменных границ. Показано что в равновесном состоянии в доменной структуре Co (0001) могут существовать метастабильные ДГ с большим числом БЛ, содержащими в своей структуре блоховские точки (БТ).  Исследованы процессы с участием таких БЛ при намагничивании/размагничивании плёнки квазистатически изменяющимися полями различных направлений (параллельными плоскости плёнки, перпендикулярными и наклонными). Исследована внутренняя структура БЛ в таких плёнках, выявлен критерий появления БЛ, содержащей БТ в метастабильных ДГ. Построена аналитическая модель распределения намагниченности в вертикальной блоховской линии. 

Разработка портативной радиометрической системы и методик ее применения в медицинской радионуклидной диагностике

С.В. Панкин, А.И. Сюрдо

Разработана универсальная портативная радиометрическая система (ПРС), включающая несколько миниатюрных детекторных модулей на основе твердотельных фотоумножителей и программное обеспечение и обеспечивающая функционирование в трех режимах: гамма-зондирование, 2D- сканирование и динамическая сцинтиграфия (Рис. 1). Компоненты каждого детекторного модуля ПРС подобраны так, чтобы достичь максимальной чувствительности, а общая капсульная конструкция защищает их от повреждений и воздействия стерилизующих растворов. ПРС может эффективно применяться в радионуклидной диагностике при исследовании протяженных и малых объектов и систем, коротких и длительных процессов, а также 2D-визуализацию распределения введенного радиофармпрепарата (РФП) как при стандартной, так при пониженной его исходной активности.

Магнитные свойства и остаточные механические напряжения в пластически деформированной эвтектоидной стали с различной морфологией перлита

А.Н. Сташков, Е.А. Щапова, А.П. Ничипурук

Установлено, что форма цементита и величина межпластинчатого растояния в пластически деформированной эвтектоидной стали У8 влияют на магнитные свойства и остаточные механические напряжения. Впервые из полевых зависимостей обратимой магнитной проницаемости  определены магнитоупругие поля Hσ и рассчитаны остаточные механические напряжения, количественные значения которых удовлетворительно согласуются с данными рентгеноструктурного анализа. Установлено, что остаточные механические напряжения в эвтектодной стали с глобулярным перлитом меньше, чем в стали с пластинчатым перлитом. Предложена магнитная методика неразрушающей оценки остаточных механических напряжений в эвтектоидной стали с различной морфологией перлита.

Особенности динамики фазовых превращений в объемных сплавах на основе FeRh по данным магнитных и структурных измерений

А.А. Ваулин, В.И. Зверев, Р.Р. Гимаев, Т. Миянага, Б.Б. Ковалев, А.М. дос Сантос, Э. Ловелл, Л.Ф. Коэн, Н.А. Заркевич, А.Ф. Губкин

Проведено нейтронографическое и магнитометрическое исследование систем Fe-Rh легированных Pd в области магнитного фазового перехода первого рода из антиферромагнитного (АФМ) состояния в ферромагнитное (ФМ). Установлено, что структурное состояние в области сосуществования АФМ и ФМ фаз также неоднородно и описывается комбинацией двух структурных доменов кристаллической ОЦК-структуры с различными параметрами элементарной ячейки.  Построены детальные температурные зависимости массовой доли АФМ и ФМ фаз, параметров элементарной ячейки и магнитных моментов железа и родия в области АФМ-ФМ фазового перехода при нагревании и охлаждении образца. Показано, что величина гистерезиса зависит от концентрации Pd в легированных сплавах. Данные Холловской магнитометрии хорошо согласуются с данными нейтронной дифракции и дают прямое визуальное представление об эволюции фазового состава образца при нагревании или охлаждении через АФМ-ФМ фазовый переход.

Магнитные состояния, фазовые превращения и остаточное магнитосопротивление в интеркалированных соединениях FexTiX2

Н.В. Баранов, Н.В. Селезнева, Е.М. Шерокалова, А.С. Волегов, А.А. Шерстобитов

Структурная и концентрационная обусловленность магнитных состояний и транспортных свойств слоистых соединений FexTiS2 (0 ≤ x ≤ 0.75) исследована с помощью рентгеновской и нейтронной дифракции, измерений намагниченности, электросопротивления и магнитосопротивления. Установлено, что в системе FexTiS2 с увеличением содержания Fe реализуются различные магнитные состояния в следующей последовательности: спиновое и кластерное стекло при x <0.25, антиферромагнитный (AFM) порядок при x ≈ 0.25 – 0.28, состояние кластерного стекла при x ≈ 0.33, AFM при x ≈ 0.45 – 0.5 и ферримагнитное упорядочение при x > 0.5. Изменения магнитного состояния FexTiS2 с концентрацией Fe сопровождаются немонотонными изменениями остаточного магнитосопротивления и коэрцитивной силы с максимальными абсолютными значениями в соединениях с AFM упорядочением. Большие значения коэрцитивной силы (Hc до 50 кЭ при 2 K) в соединениях FexTiS2 с исходным AFM состоянием указывают на большую роль в процессах перемагничивания внутреннего обменного смещения, что представляет интерес для разработки новых магнитотвердых материалов, не содержащих дорогостоящих редкоземельных элементов.

Управление электронными свойствами микроскопических кристаллических образцов с помощью приложенного давления

И.В. Коробейников, Н.В. Морозова, С.В. Овсянников, Е.Г. Шкварина, А.А. Титов, А.Н. Титов

Проведено экспериментальное исследование эффекта приложенного давления на электронные свойства микроскопических полупроводниковых и полуметаллических образцов. Показана принципиальная возможность контролируемого изменения типа электропроводности кристаллов ZrTe2, ZrSe3, HgTe, z-Mn2O3 и сплавов кремний-германий с помощью приложенного давления. Полученные результаты открывают путь к созданию новых технологий для наноэлектроники. Для термоэлектриков семейства (Bi,Sb)2(Te,Se)3 и SnTe, а также для квазидвумерного ZrSe3 было показано, что приложенное давление может существенно улучшить их термоэлектрические параметры за счет значительных изменений в электронной структуре. Эффекты приложенного давления могут быть реализованы на практике в термоэлектрических генераторах, использующих, например, тонкопленочные термоэлементы с внутренними напряжениями.

Магнитный порядок и спиновая динамика 5f электронов в мононитриде урана

В.В. Оглобличев, C.В. Верховский, А.В. Мирмельштейн, Ю.В. Пискунов, А.Ф. Губкин, А.Ю. Гермов, А.В. Андреев, А.М. Потапов

В работе методами ЯМР исследован магнитный порядок и спиновая динамика 5f электронов урана в мононитриде урана (UN). Показано, что спектры ЯМР на ядре 14N в магнитоупорядоченной фазе объясняются в рамках модели антиферромагнитного упорядочения типа I, соответствующего 1k-структуре при наличии доменной структуры. Установлено, что в магнитном поле 9.28 Тл наблюдается разный объем магнитных доменов, в которых магнитные моменты урана лежат вдоль и перпендикулярно направлению магнитного поля. Обнаружено, что при низких температурах скорость спин-решеточной релаксации описывается законом Корринги. Это свидетельствует о формировании ферми-жидкостного состояния. Показано, что в парамагнитной области зависимость энергии спиновых флуктуация ΓЯМР(T) близка к зависимости Γ(T) ∝ T0.5, характерной для концентрированных систем Кондо. Полученные в работе данные, крайне важны для объяснения магнитных и транспортных свойства соединений на основе f-электронных элементов.

Новые фазы и уникальные баро- и деформационно-индуцированные термообрати-мые магнитные и структурные фазовые превращения в низкомодульных сплавах с эффектами памяти формы систем B2–Ti-Ni, L21–Ni-Mn-Ga, D03–Cu-Al-Ni

В.Г. Пушин, Н.Н. Куранова, Е.Б. Марченкова, В.В. Макаров, А.Э. Свирид, А.Н. Уксусников, Ю.М. Устюгов, А.В. Королев, В.В. Марченков, В.П. Пилюгин

Используя высокие давления (до 12 ГПа), мегапластическую деформацию и нагрев, обнаружены новые баро- и деформационно-индуцированные фазы и обратимые магнитные и структурные фазовые превращения в низкомодульных атомноупорядоченных сплавах с памятью формы трех наиболее перспективных для практического применения систем Ti-Ni, Ni-Mn-Ga, Cu-Al-Ni с разным структурным типом аустенитной фазы (B2, L21, D03). Впервые установлено, что высокобарическая обработка сжатием, не изменив размер зерен, приводит к ориентационным бароупругим мартенситным превращениям по ступенчатой последовательности через длиннопериодные метастабильные фазы к конечным двойникованным стабильным фазам. Обратные превращения в аустенитную фазу при нагреве являются структурнообратимыми, обеспечивают восстановление исходной ориентации зерен и, соответственно, эффекты памяти формы. Дальнейшая мегапластическая деформация вызывает фазовые превращения наряду с радикальным измельчением зерен, сопровождаемые ступенчатым понижением ранга сверхструктуры фаз при атомном и магнитном разупорядочении, и аморфизацией. Нагрев позволяет управлять в широких пределах эффектами памяти формы, свойствами и размером зерен.

Страницы