Совместно с лабораторией молекулярной спектроскопии впервые реализована методика получения одноосно ориентированных капсулированных полимером нематических жидких кристаллов с использованием разделения нематика и полимера при испарении общего растворителя из однородного раствора. Показано, что внешнее магнитное поле ∼90 кЭ приводит к 100% ориентации директора в каплях жидкого кристалла, находящегося в окружении полимерного геля, который после испарения растворителя переходит в стеклообразное состояние и сохраняет наведенную ориентацию после выключения магнитного поля.

На рисунке представлены текстурные картины образцов пленок, капсулированных полимером нематического жидкого кристалла 5ФЦГ с однослойным расположением капель нематика в скрещенных николях поляризационного микроскопа без поля (слева) и в магнитном поле Н ∼90 кЭ (справа). Оси симметрии капель, проходящие через точечные дефекты - буджумы, ориентированы хаотично в образцах, приготовленных без по-ля, а при его наличии наблюдается полная ориентация биполярных осей капель нематика вдоль силовых магнитных линий.

1. Назаров В.Г., Паршин А.М., Зырянов В.Я., Шабанов В.Ф. Методика изготовления одноосно ориентированных пленок капсулированных полимером нематических жидких кристаллов в сильном магнитном поле. Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение (Третьи Ставеровские чтения): Материалы Всероссийской научно-технической конференции, 23-24 октября 2003г., г. Красноярск: ИПЦ КГТУ. С. 190—193.

Подробно исследован недавно обнаруженный в нашем Институте (лаб. СМП и МС) ориентационный температурный переход нематиков в окрестности точки Кюри сегнето-электрической подложки. Магнитооптическими методами показано, что переход имеет характер перехода второго рода, однако в отличие от классического перехода Фредерикса деформация жидкокристаллического слоя в ячейке распространяется от поверхности в объем. Установлен вид потенциала, адекватно описывающий процесс переориентации жидкого кристалла.

Впервые синтезированы и исследованы физические свойства и структура ВТСП Bi_1.8Pb_0.3Sr₂Ca₂Cu₃O_x низкой плотности (38% от наминальной), имеющих микроструктуру пены. Температурная зависимость электросопротивления R(T) "микропены" имеет отличительную особенность - равное нулю остаточное электросопротивление, характерное для монокристаллов ВТСП высокого качества. Из магнитных измерений сделан вывод об увеличении критического тока и силы пиннинга в "микропене" по сравнению с эталонным поликристаллическим ВТСП того же состава высокой плотности.

Исследован магниторезистивный эффект в композитах Y_3/4Lu_1/4Ba₂Cu₃O₇ + СuO, Y_3/4Lu_1/4Ba₂Cu₃O₇ + BaPb_1-xSn_xO₃ (х = 0, 0.25), приготовленных методом быстрого спекания. Установлена зависимость между отношением величин измерительного тока j к критическому j / j_C и видом характеристики R (H). При j / j_C ⁢1 электросопротивление возникает при пороговом значении магнитного поля H_С. При j / j_C ≥1 путём варьирования содержания несверхпроводящего компонента в композите и значений j можно получить линейную зависимость ρ(H) в диапазоне 0÷14 Oe при 77К. Чувствительность электросопротивления композитов по магнитному полю dρ/ dН в этом диапазоне составляет ∼ 1÷20 mΩ cm/Oe. Величина ρ₀ = (ρ (H) - ρ(H=0)) / ρ (H=0) составляет тысячи процентов в полях до 100 Эрстед. Такие композиты, обладающие магниторезистивным эффектом, перспективны для использования в качестве активных элементов датчиков магнитных полей, работающих при технически удобной температуре жидкого азота.

Синтезированы композиты Y_3/4Lu_1/4Ba₂Cu₃O₇ + Y₃Fe₅O₁₂ с различным объемным соот-ношением исходных ингредиентов, моделирующие сеть джозефсоновских переходов S-F-S, где S- сверхпроводник, F - ферримагнетик. Исследованы транспортные характеристики композитов и обнаружено, что ниже температуры сверхпроводящего перехода Т_С температурные зависимости электросопротивления ρ(Т) делятся на два участка некоторой температурой Т_m. Ниже Т_m ВАХ композитов нелинейны, а в диапазоне Т_C÷Т_m ρ (Т) не зависят от величины транспортного тока j и магнитного поля H. Такой вид ρ (Т,j) ρ (Т,H) объяснен особенностями туннелирования носителей сверхпроводящего тока через ферримагнитные прослойки, разделяющие гранулы ВТСП в композите. Из результатов магнитных измерений обнаружено уменьшение диамагнитного отклика от гранул ВТСП в композитах с ферримагнетиком.

Измерена температурная эволюция вольт-амперной характеристики (ВАХ) контакта типа break junction с непосредственной проводимостью на поликристаллическом ВТСП La_1.85Sr_0.15CuO₄. ВАХ демонстрируют щелевые особенности и гистерезис, отражающий участок отрицательного дифференциального сопротивления. Экспериментальные результаты хорошо описываются в рамках теории [R. Kümmel, U. Gunsenheimer, R. Nicolsky. Phys. Rev. B 42, 3992 (1990).] для S-N-S контакта (S - сверхпроводник, N - нормальный металл), рассматривающей многократное андреевское отражение квазичастиц. Показано, что вид ВАХ, существование и форма гистерезиса определяются соотношением числа "длинных" и "коротких" межкристаллитных границ в исследуемом поликристалле.

В плане выполнения интеграционного проекта №85 по созданию новых микросферических магнитных пористых материалов (совместно с ИХХТ СО РАН) проведены измерения магнитных свойств микросфер из энергетических зол Экибастузских углей в температурном диапазоне 4,2 К до 300 К и в магнитных полях до 70 кЭ. Измерены ценосферы как до магнитной сепарации, так и подвергнутые магнитному разделению. Качественный анализ кривых намагничивания при различных температурах и температуных зависимостей магнитного момента показал наличие (во всех образцах) ферромагнитной, суперпарамагнитной и парамагнитной фаз с различными (зависящими от условий сепарации) весовыми коэффициентами.

Методом магнитометрии проведено экспериментальное исследование нанонитей Fe в углеродных нанотрубках совместно с лабораторией ФМП и Институтом неорганической химии (Новосибирск). Определены константы Блоха B, С и обменная константа A. Эти величины достаточно близки к соответствующим для железа. Из кривых намагничивания при приближении намагниченности к насыщению обнаружена степенная зависимость, характерная для одномерной системы обменносвязанных ферромагнитных наночастиц.

Продолжено исследование, совместно с лабораторией ФМЯ, редкоземельных ферро-боратов со структурой хантита с формулой Gd_1-xNd_xFe₃(BO₃)₄. Установлено, что температура антиферромагнитного упорядочения с увеличением концентрации Nd понижается. В исследованных монокристаллах, также как и в исходном GdFe₃(BO₃)₄, наблюдается спин- переориентационный переход.

Проведены магнитные измерения варвикита FeVBO₄. Температурная зависимость намагниченности имеет Р-тип по Неелю, как и у Fe₂BO₄, но введение ванадия понижает температуру магнитного перехода от 155 до 130 К. Кривые намагничивания монокристалла FeVBO₄, полученные при температурах 4.2 и 100 К демонстрируют нескомпенсированный магнитный момент, равный 0.07 μ_В на формульную единицу

Работы выполнены при поддержке:

• Гранта ККФН-РФФИ № 02-02- 97711("Енисей")
• Грантов ККФН 02-02-97711, 13.Ж.201, 7ТС51, 7ТС53, 7ТС54
• Лаврентьевского конкурса молодежных проектов СО РАН
• Программы СО РАН №85
• ФЦП "Интеграция": проекты № Б001/850

Лаборатория сильных магнитных полей