Научные результаты

Введите год
Перспективные магнитные наноструктуры с гигантским магнитосопротивлением и высокочувствительные сенсорные элементы на их основе

В.В. Устинов, М.А. Миляев, Л.И. Наумова, Т.А. Чернышова

В ИФМ УрО РАН разработаны перспективные для практического использования магнитные металлические наноструктуры (сверхрешетки и спиновые клапаны) с эффектом гигантского магнитосопротивления, функциональные характеристики которых - большая величина магнитосопротивления и магнитной чувствительности, а также малое значение магнитного гистерезиса - превосходят параметры зарубежных аналогов (рис. 1, 2). Магнитные сверхрешетки ИФМ УрО РАН обладают на 30% большим магнитосопротивлением, в 7 раз более высокой чувствительностью к магнитному полю, в 5 раз меньшим гистерезисом, а также более высокой линейностью магнитосопротивления. Получены спиновые клапаны и сенсорные элементы на их основе с перспективными для практического использования параметрами: магнитосопротивлением свыше 10% и чувствительностью к магнитному полю до 0.5%/Э в магнитных полях от -10 до +10 Э. Синтезированные в ИФМ УрО РАН магнитные наноструктуры с оптимизированными для конкретных применений характеристиками в настоящее время уже используются на двух отечественных предприятиях для разработки инновационных изделий  спинтроники: НПО Автоматики (Екатеринбург) и НПК «Технологический центр» (Зеленоград).

Свидетельства реализации топологической фазы полуметалла Вейля в объёмном селениде ртути с низкой концентрацией электронов

С.Б. Бобин, А.Т. Лончаков, В.В. Дерюшкин, В.Н. Неверов

В результате исследования магнитотранспортных свойств монокристаллов селенида ртути в широком интервале электронных концентраций обнаружены особенности, свидетельствующие о сосуществовании тривиальной бесщелевой фазы с топологической фазой полуметалла Вейля при концентрациях носителей тока <1017см-3. К ним относятся: отрицательное продольное магнитосопротивление, нетривиальная фаза Берри, электронный топологический переход Лифшица, квантовый спиновый эффект Холла с полуцелым фактором заполнения. Следствием наличия фазы полуметалла Вейля в HgSe является значительная величина спинового угла Холла, что открывает перспективы для применения этого материала в области спинтроники.

Гигантская магнитострикция при переходе антиферромагнетик – ферромагнетик в La0.75Sm0.25Mn2Si2

Н.В. Мушников, Е.Г. Герасимов, В.С. Гавико, К.А Язовских

Синтезирован интерметаллид La-Sm-Mn-Si, обладающий гигантской объемной магнитострикцией, величина которой при переходе антиферромагнетик – ферромагнетик (AF-F) достигает 2.8×10-3, и анизотропной - с величиной 2×10-3. Показано, что магнитострикция обусловлена изменением межслойного Mn-Mn обменного взаимодействия при переходе. Обнаруженный эффект имеет перспективы практических магнитострикционных приложений.

Фазовые превращения в многокомпонентных сплавах на основе интерметаллида Co3(Al,W)

Н.В. Казанцева, Н.Н. Степанова, Д.И. Давыдов, Н.И. Виноградова, С.Л. Демаков, Д.А. Шишкин, Е.П. Романов

Установлены тип и порядок фазовых превращений и определена температура Кюри интерметаллидных сплавов на границах тройной системы Co-Al-W и в концентрационной области существования интерметаллида Co3(Al,W). Обнаружен новый класс магнитомягких Co3(Al,W) сплавов. Определены особенности кристаллографических переходов и ориентационные соотношения между равновесными фазами: гамма- Со (FCC), Co3W (D019), Co7W6 (D85), CoAl (B2) и Co3(Al,W) (L12). Обнаружена новая метастабильная мартенситная фаза в бинарном сплаве системы Co-Al. Образование этого 4H модулированного мартенсита является особенностью бинарных сплавов кобальта. Результаты имеют существенное значение для разработки новых жаропрочных сплавов.

Структура и свойства композитов на основе Nb3Sn с внутренними источниками олова в зависимости от дизайна, легирования и режима диффузионного отжига

Е.Н. Попова, И.Л. Дерягина, Е.Г. Валова-Захаревская

Метод внутреннего источника Sn позволяет получать самую высокую токонесущую способность в сверхпроводниках на основе Nb3Sn, что привлекает к ним особое внимание, в частности, в связи с созданием Большого Адронного Коллайдера. В работе выявлены факторы, позволяющие существенно повысить критическую плотность тока. Это оптимальное количество Nb волокон в проводниках с распределенными источниками Sn, легирование медной матрицы Mn, замена части стабилизирующей меди композитом Cu-Nb, подбор режимов отжига, обеспечивающих минимальные равномерные размеры равноосных зерен, уменьшение доли столбчатых зерен и приближение состава к стехиометрии. 

Влияние сильного постоянного магнитного поля на процессы возврата и рекристаллизации в холоднокатаных ферромагнитных сплавах

И.В. Гервасьева, В.А. Милютин

Ленты из ферромагнитных сплавов, подвергнутые холодной прокатке на 70−99 %, отжигали в сильном продольном постоянном магнитном поле до 29 T при разных температурах. Обнаружено, что приложение внешнего магнитного поля задерживает процессы возврата и ранних стадий рекристаллизации. Кроме того, на стадии образования зародышей и роста зерен происходит усиление количества ориентировок с направлением легкого намагничивания и увеличение размера соответствующих зерен при условии, что направление легкого намагничивания совпадает хотя бы с одной из ориентировок, характерных для текстуры рекристаллизации данного материала. Если направление легкого намагничивания не совпадает с получаемой текстурой, то рост зерен в поле задерживается, и острота текстуры уменьшается.

Спиновые клапаны с синтетическим антиферромагнетиком: изменение однонаправленной анизотропии и управление функциональными параметрами

В.В. Устинов, М.А. Миляев, Л.И. Наумова, В.В. Проглядо, Т.А. Чернышова, И.Ю. Каменский, Т.П. Криницина

Синтезированы спиновые клапаны Ta/NiFe/CoFe/Cu/CoFe/Ru/CoFe/FeMn/Ta. Исследованы закономерности появления одно- и двухфазного спин-флоп состояния в синтетическом антиферромагнетике CoFe/Ru/CoFe. При помощи оригинального способа термомагнитной обработки, направленной на изменение анизотропии, достигнуты значения функциональных параметров спиновых клапанов, не уступающие мировому уровню. 

Сильнонелинейные локализованные возбуждения в магнетиках и мультиферроиках со спиральной структурой

В.В. Киселев, А.А. Расковалов 

Теоретически определены условия и способы генерирования и наблюдения солитонов нового типа, связанных со спиральной (полосовой доменной) структурой в магнетиках и мультиферроиках. Показано, что солитоны являются переносчиками макроскопических сдвигов структуры и служат зародышами перемагничивания материала, движение солитонов приводит к образованию протяженных деформаций структуры. 

Объекты с новой зонной структурой – двойные квантовые ямы на основе бесщелевого полупроводника HgTe

М.В. Якунин, С.М. Подгорных, М.Р. Попов, В.Н. Неверов

Экспериментально показано, что в двойной квантовой яме, созданной из двух слоев материала с инвертированным зонным спектром – HgTe – и разделенных тонким барьером CdHgTe, можно получить различные варианты нового энергетического спектра. При относительно большой ширине слоев HgTe, примерно 20 нм, получается полуметалл, в котором можно регулировать величину перекрытия зон проводимости и валентной с помощью прикладываемого поперечного электрического поля. При меньшей толщине получается аналог спектра двуслойного графена, который также можно существенно модифицировать приложением поперечного электрического поля. В этих структурах обнаружены новые эффекты в квантовом магнитотранспорте, при этом найдено, что важнейшую роль играют области спектра с высокой плотностью состояний.

Фазовые переходы порядок - беспорядок и суперионная проводимость в соединениях MCB11H12 и MCB9H10 (M = Li, Na)

А.В. Скрипов, А.В. Солонинин, О.А. Бабанова, Р.В. Скорюнов

Обнаружено, что в твердых растворах карбо-замещенных клозо-боратов щелочных металлов MCB11H12 и MCB9H10 (M = Li, Na) неупорядоченная фаза с исключительно высокой ионной проводимостью стабилизируется вплоть до низких температур. Это позволило получить соединения с наивысшими значениями проводимости по ионам Na+ при комнатной температуре среди всех известных твердых ионных проводников. Полученные результаты важны для поиска перспективных твердых электролитов для электрохимических источников тока.

Страницы