Научные результаты

Введите год
Корреляционные эффекты и магнитокалорический эффект в модели Хаббарда

П.А. Игошев, В.Ю. Ирхин, А.В. Лукоянов

С помощью различных подходов исследовано формирование магнитного упорядочения в модели Хаббарда для различных решеток. Особое внимание уделяется влиянию корреляционных эффектов и магнитного фазового расслоения на электронные и магнитные свойства, а также на величину и температурную зависимость магнитокалорического эффекта. Аналитически показано в рамках новой теории Ландау с переменным числом частиц, что фазовая восприимчивость для фаз, участвующих в магнитном фазовом расслоении, имеет противоположный знак, что может объяснять аномалии магнитокалорического эффекта для материалов, испытывающих фазовый переход первого рода.

Обнаружение кирального магнитного эффекта и гигантского планарного эффекта Холла в монокристаллах селенида ртути

А.Т. Лончаков, С.Б. Бобин

В немагнитном изотропном селениде ртути обнаружены два магнитотранспортных эффекта, которые индуцируются киральной аномалией. Первый эффект – киральный магнитный эффект, который наблюдается в магнитном поле, направленном вдоль электрического тока. Он проявляется в виде положительной продольной магнитопроводимости (отрицательного магнитосопротивления) без тенденции к насыщению, имеющей квадратичную зависимость от магнитного поля. Второй эффект – планарный эффект Холла, который наблюдается в направлении перпендикулярном направлению электрического тока (планарная конфигурация). Он имеет вид осциллирующей зависимости холловского и планарного магнитосопротивления от угла поворота образца в магнитном поле. Причем, амплитуда эффекта в ультрачистом монокристаллическом HgSe на порядки превышает амплитуду планарного эффекта Холла в известных топологических материалах. Одновременное наблюдение этих эффектов является весомым аргументом в пользу топологической природы электронного спектра HgSe.

Синтез, структура и магнитные свойства тонких пленок ортоферрита иттрия

А.П. Носов, В.В. Изюров, С.С. Дубинин, И.В. Грибов, С.В. Наумов, М.А. Андреева, Э.М. Пашаев, И.А. Субботин

Экспериментально исследованы структурные и магнитные свойства ультратонких монокристаллических пленок орторомбического ортоферрита YFeO3 с преимущественной ориентацией (001). Магнитные свойства исследовали методом мёссбауэровской спектроскопии с синхротронным возбуждением на синхротроне ESRF в геометрии на отражение. Показано, что при изменении температуры от 3.6 К до ~ 650 К магнитный секстет в спектрах последовательно сужается и, одновременно, в них появляется парамагнитный дублет, свидетельствующий о развитии магнитного фазового перехода. По температурным зависимостям магнитного сверхтонкого поля определены значения температуры Нееля для основной орторомбической фазы Y57FeO3 и величины критического параметра b. Обнаруженные особенности структурных и магнитных свойств сверхтонких пленок YFeO3 важны для их потенциального применения в наноструктурах антиферромагнитной спинтроники.

Отклик зарядовой подсистемы на структурные, орбитальные и магнитные фазовые переходы в двойных манганитах RBaMn2O6

Е.В. Мостовщикова, С.В. Наумов, А. Степанов, С.Г. Титова, С.В. Пряничников, Е.В. Стерхов

Исследованы особенности зарядовой подсистемы двойных манганитов RBaMn2O6 с упорядочением редкоземельных ионов R и ионов Ba в А-позиции и установлена связь со структурными фазовыми переходами и переходами в магнитной и орбитальной подсистемах. Из сопоставления оптических свойств в ближнем ИК диапазоне и структурных и магнитных свойств манганитов с R = Pr, Nd, Sm, или Nd1-xSmx показано разное поведение зарядовой подсистемы в зависимости от типа зарядового/орбитального упорядочения и характера антиферромагнитного упорядочения (A-типа с ферромагнитным вкладом или CE типа). Обнаружено, что ниже температуры структурного фазового перехода с орбитальным упорядочением происходит усиление локализации носителей заряда; «металлическое» поведение носителей заряда появляется ниже температуры Кюри ферромагнитной фазы (для R = Pr), ниже температуры Нееля (R=Nd), ниже температуры смены типа орбитального упорядочения (R = Nd0.75Sm0.25,Nd0.5Sm0.5) или отсутствует (R = Nd0.25Sm0.75,Sm).

Циклические фазовые переходы и формирование упрочненной вторичными дисперсными нитридными фазами композиционной структуры сталей при большой пластической деформации

В.А. Шабашов, К.А. Козлов, В.В. Сагарадзе, Н.В. Катаева, К.А. Ляшков, А.Е. Заматовский, Е.Г. Новиков

Исследован механизм самоорганизации структуры азотистых сталей в виде циклических структурно-фазовых переходов, индуцированных большой пластической деформацией и включающих в себя релаксацию по пути механического легирования азотом металлической матрицы и распада неравновесных твердых растворов с образованием упрочненной вторичными наноразмерными нитридами структуры композиционных сталей. В объеме (при сдвиге в наковальнях Бриджмена), на поверхности (при сухом трении скольжения) высокоазотистой аустенитной стали FeMn22Cr18N0.83, а также в смесях порошков (при помоле в мельнице) в сплавах железа с нитридами установлено ускорение процессов динамического старения при увеличении температуры и степени деформации, а также химического сродства элементов легирования с азотом. В исследовании влияния контактных напряжений на структуру поверхностных слоев и продуктов адгезионного изнашивания установлено формирование градиентной по концентрации и фазовому составу структуры, обусловленной наличием областей сжатия и растяжения, а также градиента температуры в зоне фрикционного контакта. Сделано заключение, что выбор условий деформации, а также учет степени химического сродства 3d элементов с азотом позволяет регулировать структуру и свойства азотсодержащих композиционных сталей.

Особенности магнитных фазовых переходов I-ого рода в системах с сильным магнитоупругим взаимодействием

Э.З. Валиев, Н.В. Баранов, Е.А. Шерстобитова, А.С. Комлев, В.И. Зверев, Р. Гимаев, Н.С. Перов

С использованием обменно - стрикционной модели Бина-Ротбелла-Киттеля для ферромагнетиков c магнитным фазовым переходом I рода и сильным магнитоупругим взаимодействием получены аналитические выражения для термодинамических величин: магнитной восприимчивости, теплоемкости, сжимаемости, которые аномально возрастают в окрестности критической точки и проведен расчет магнитной фазовой диаграммы в магнитном поле.  Выявлено хорошее совпадение результатов развитой теории с имеющимися литературными экспериментальными данными по системе La(Fe0.88Si0.12)13. К данному семейству материалов принадлежат также сплавы на основе Fe-Rh. Средствами   рентгеноструктурного анализа с использованием полнопрофильного анализа спектров и привлечением ряда моделей ближнего порядка с последующими расчетами магнитных и электронных свойств установлено, что характеристики магнитного фазового перехода в сплавах Fe-Cr-Rh в значительной степени определяются особенностями распределения атомов Cr по позициям атомов Fe и Rh, возникающими в процессе термической обработки образцов.

Особенности структуры сплавов FeNi с содержанием Ni 3-20 ат%

Н.М. Клейнерман, Н.В. Мушников, А.В. Протасов, В.С. Гавико, Л.А. Сташкова, С.П. Наумов

Методами рентгеновской дифракции, дифференциальной сканирующей калориметрии, мёссбауэроской спектроскопии и магнитометрии исследовано мартенситное превращение в сплавах системы Fe–Ni с содержанием Ni от 3 до 20 ат.%. Определены фазовые границы прямого γ→α и обратного α→γ превращений. Показано, что метастабильная диаграмма, включающая гистерезис мартенситного превращения, может быть использована совместно с равновесной диаграммой для определения структурного состояния системы. На основе анализа мёссбауэровских спектров установлено, что структура закаленных сплавов представляет собой систему ОЦК областей переменного состава, которая формируется в результате концентрационного расслоения.

Новый сверхпроводящий материал на основе золота — сильванит AuAgTe4: электронные свойства и динамика решётки из первых принципов

Г. Кафл, Е.А. Панкрушина, Е.В. Комлева, А.В. Ушаков, С.В. Стрельцов, Е.А. Маржин

С помощью первопринципных расчётов найден новый сверхпроводящий материал на основе золота — сильванит AuAgTe4. Установлен структурный фазовый переход при 5 ГПа из моноклинной фазы (P2/c) в фазу высокого давления P2/m. Продемонстрировано резкое увеличение плотности электронных состояний на уровне Ферми с ростом давления. Установлено, что при фазовом переходе димеры Te не сохраняются, что приводит к качественному изменению электронной структуры. При помощи моделирования дисперсионных кривых доказана динамическая стабильность обеих фаз в соответствующих интервалах давления. Анализ рассчитанных зависимостей изотропной спектральной функции Элиашберга и константы электрон-фононного взаимодействия от давления показал, что низкоэнергетические фононные моды вносят доминирующий вклад в электрон-фононное взаимодействие. Оценка зависимости температуры свехпроводимости от приложенного давления согласуется с экспериментальными результатами [1]. Показано, что установленная тенденция к зарядовому диспропорционированию может играть решающую роль в формировании куперовских пар и появлению сверхпроводимости под давлением, разрушение димеров Te при фазовом переходе имеет второстепенное значение. Расшифровка спектров комбинационного рассеяния света выше 8 ГПа с помощью результатов моделирования динамики решётки говорит о появлении локального структурного беспорядка при высоком давлении. Механизм установления сверхпроводимости, предложенный для AuAgTe4, может быть реализован и в других соединениях на основе Au и дихалькогенидах переходных металлов и дополняет современное теоретическое понимание механизма сверхпроводимости в этом классе веществ.

Хиральная спин-орбитроника наногетероструктур на основе металлических гелимагнетиков

В.В. Устинов, И.А. Ясюлевич, Н.Г. Бебенин, Л.И. Наумова, Р.С. Заворницын, М.А. Миляев

Изучена инжекция чисто спинового тока в гелимагнетики и предсказано существование «эффекта хиральной поляризации чисто спинового тока».  Показано, что при протекании электрического тока из-за эффекта передачи спинового момента в хиральных гелимагнетиках возникает вращение спирали намагниченности. Теоретически изучено влияние спин-орбитального взаимодействия на магнитосопротивление тонких плёнок немагнитных металлов. Экспериментально исследованы гальваномагнитные свойства нанослоёв Ta – металла с сильным спин-орбитальным взаимодействием. Определена зависимость длины спиновой диффузии и времени спиновой релаксации от толщины слоёв тантала. Экспериментально изучено магнито-сопротивление наноструктур, содержащих слои тантала и гелимагнетика диспрозия. Обнаружены эффекты, обусловленные магнитным фазовым переходом в диспрозии и процессами спиновой аккумуляции на границах плёнки тантала.

Влияние пластической деформации на структуру и свойства упорядоченного сплава Cu-56Au (ат.%)

А.Ю. Волков, О.В. Антонова, Д.А. Комкова, О.С. Новикова, П.О. Подгорбунская, А.А. Гаврилова, Д.А. Згибнев

Проведено изучение микроструктуры и физико-механических свойств в ходе пластической деформации сплава Cu-56Au (ат.%), в котором сформирована длиннопериодная упорядоченная фаза CuAuII. Показано, что в процессе деформации сначала происходит разрушение с-доменной структуры, ламельная структура более устойчива к деформационным воздействиям. После деформации на 30% микротвердость исходно упорядоченного сплава становится выше микротвердости сильно деформированного разупорядоченного сплава. После деформации на 70% формируется ультрамелкозернистая двухфазная структура (порядок+беспорядок). Установлено, что умеренная деформация (на 20÷30%) упорядоченного сплава Cu-56Au приводит к получению оптимального баланса прочностных свойств (предел текучести: σ0.2=960 МПа) и удельного электросопротивления: ρ=10.5х10-8 Ом ∙ м. Впервые проведен анализ деформационного поведения образцов упорядоченного и неупорядоченного сплава Cu-56Au с точки зрения определения теоретического момента потери устойчивости их пластического течения в ходе механических испытаний на растяжение.

Страницы