Работа по исследованию механизма образования фуллеренов вошла в важнейшие результаты научно-исследовательских работ Института в 2002 г. (совместно с лаб. АМИВ)

Совместно с Лабораторией теории твердого тела проводилось изучение подавление магнитного механизма ВТСП за счет коррелированных трехцентровых перескоков.

Совместно с Лабораторией физики магнитных пленок исследовался спин-волновой резонанс в трехслойных пленках.

В рамках обобщенного метода сильной связи рассчитана концентрационная и температурная зависимость зонной структуры ВТСП купратов, допированных дырками. При малых концентрациях дырок на потолке валентной зоны образуются узкие внутрищелевые состояния, на которых пиннингуется уровень Ферми. Поверхность Ферми при больших концентрациях согласуется с данными ARPES и меняется от дырочной к электронной.

Исследована электронная структура углеродных наноструктур (нанотрубки идеальные и дефектные), динамика внедренных легких атомов внутри нанотрубок, атомная и электронная структура комплексов гема с гистидином, глицином и цистеином.

Проведено исследование совокупности магнитных, электрических и оптических свойств монокристаллов твердых растворов V_xFe_1-xBO₃ во всем диапазоне концентраций. Обнаружен концентрационный магнитный фазовый переход из аниферромагнитного в ферромагнитное состояние, сопровождающийся переходом диэлектрик-полупроводник. Полученные результаты интерпретированы в рамках модели виртуального кристалла. Проведено сравнение экспериментальных данных с первопринципными расчетами зонной структуры по методу молекулярных орбиталей. Получено хорошее согласие модели и эксперимента. Исследована магнитная анизотропия малоизученных боратов переходных металлов VBO₃ и CrBO₃ . Обнаруженный тип магнитного упорядочения в CrBO₃ отличается от ранее описанного в литературе. Также обнаружено несовпадение экспериментальных данных с моделью простого двухподрешеточного антиферромагнетика. Определены константы анизотропии, величины обменного поля, полей Дзялошинского и анизотропии.

Исследованы магнитные и магнитооптические свойства системы калиево-алюмо-боратных стекол, содержащих примеси оксидов железа и марганца в концентрациях, не выше 1.5 %. Показано, что основными параметрами, влияющими на возможность формирования в стекле наночастиц, являются соотношение молярных концентраций Fe и Mn и температура дополнительной термообработки. Получены зависимости размеров, состава и намагниченности наночастиц от этих параметров. Установлен пороговый размер наночастиц (~150 A), выше которого их свойства соответствуют свойствам массивного феррита марганца. Для образцов с размерами частиц, ниже порогового, обнаружены размерные эффекты. Дано их качественное объяснение.

Изучены температурные зависимости намагниченности и Эффекта Фарадея при различных концентрациях ионов Pr³⁺, Nd³⁺ и Dy³ в оксидных стекольных матрицах. Определены положения эффективных электронных переходов, дающих основной вклад в ЭФ. Рассчитаны магнитооптические активности f-d перехода. Показано, что они слабо зависят от концентрации РЗ (в одной и той же матрице), заметно зависят от матрицы (для одного и того же иона) и сильно зависят от типа РЗ иона. Температурные зависимости ЭФ в высокотемпературной области соответствуют аналогичным зависимостям магнитной восприимчивости, которые следуют закону Кюри-Вейсса. В области низких температур (5—70 К) зависимость обратной намагниченности от температуры отличается от парамагнитной. Природа отличий различна для разных ионов. Для стекол с Dy предложена модель, включающая образование антиферромагнитно упорядоченных кластеров РЗИ.

Синтезировано стекло EuB₄O₇,имеющее большую величину константы Верде ~ -5.25 min/cm Oe на длине волны 380 нм, что позволяет говорить о возможности его применения в магнитооптических устройствах в спектральной области 350 — 400 нм. Исследованы магнитные свойства EuB₄O₇ и разбавленного Eu_0.1Sr_0.9B₄O₇. Характер температурной зависимости намагниченности соответствует закону Кюри-Вейсса с отрицательными постоянными Вейсса. Предполагается антиферромагнитное упорядочение ионов европия в кластерах. Значения эффективного магнитного момента meff для разбавленного образца близко к значению meff для Eu³⁺ с учетом поправки Ван Флека, для EuB₄O₇ meff близко к значению meff для Eu²⁺ в EuO. (Совместно с лаб. Кристаллофизики).

Проведен расчет спектральной зависимости эффекта Керра от содержания ферромагнитной фазы в слоистой структуре Mn/Dy/Bi. Показано, что спектры для модельной структуры и для реальной пленочной системы существенно отличаются. Рассматриваются некоторые особенности эффекта Керра в такой структуре.

Проведены исследования структурных, электрических и магнитных свойств наногранулированных пленок Fe-Al₂O₃ и Fe-TiO_x, полученных методом ионноплазменного распыления мультислоев (Fe₂O₃/Al), (Fe₂O₃/Ti) и последующей твердотельной реакцией: Fe₂O₃+Al=Fe+Al₂O₃. Показано, что гранулы железа имеют текстуру (110), средний размер 20 нм и находятся в непроводящей аморфной матрице. Объемная доля железа ниже порога перколяции и нанокластеры железа являются суперпарамагнитными.

Исследованы структурные, оптические и магнитные свойства нано- и поликристаллических пленок кобальтового феррита и кобальтового феррита с добавками алюминия, а также Fe₃O₄, полученных в условиях ионноплазменного распыления и самораспространяющегося высокотемпературного синтеза. Оптимизированы технологические процессы получения пленок кобальтового феррита, позволившие получить пленки с магнитооптическими параметрами, превышающими известные для пленок кобальтового феррита. (Совместно с лаб. Физики Магнитных Пленок).

Изготовлены методом МЛЭ многослойные пленочные структуры Fe/Si и пленки Fe на подложке манганита, в которых исследована взаимосвязь электрических, магнитных и оптических свойств.

Прикладных исследования

Впервые предложен способ записи и стирания магнитооптической информации на многослойных пленочных структурах с обменным взаимодействием позволяющий:

• уменьшить энергопотребление не менее чем в 100 раз (по отношению к известным способам записи и стирания);
• увеличить быстродействие не менее чем на порядок;
• обеспечивать однодоменное состояние в записанном домене независимо от его размера и длительности импульсов записи.

Запись/стирание, при этом, осуществляется традиционным термомагнитным способом. Эффект достигается путем использования явлений возникающих на границах раздела обменносвязанных слоев. Считывание информации осуществляется с использованием полярного магнитооптического эффекта Керра.

Работы выполнены при поддержке:

• Грантов РФФИ №№ 00-02-16110, 02-02-17224, 00-02-16098
• Гранта INTAS № 01-0654
• Гранта ККФН-РФФИ № 02-02-07705 ("Енисей")
• Программы РАН "Квантовая макрофизика"
• ФЦП "Интеграция": проекты № Б001/850, №Я0007/2303.

Лаборатория Физики Магнитных Явлений