ИСТИНА

Моноионные магниты – соединения, проявляющие свойства суперпарамагнитных материалов, обусловленные особенностями строения и электронной структуры индивидуальных магнитных центров. Данные соединения могут найти применение в областях спинтроники, квантовых компьютеров и сверхплотной записи информации. Для создания моноионных магнитов с высокими функциональными характеристиками необходима высокая анизотропия окружения парамагнитного иона. Локализация парамагнитных ионов некоторых d-металлов, например Co2+, в гексагональных каналах структуры апатита обеспечивает достаточно высокую анизотропию кристаллического поля, при этом образуются диоксоанионные группировки вида [O-M-O]n-, демонстрирующие характерные для моноионных магнитов свойства. В данной работе методом твердофазного синтеза впервые получены легированные различным количеством кобальта ванадаты кальция и стронция со структурой апатита с общим формулами Ca10(VO4)6(OCox/2H1-x)2 и Sr10(VO4)6(FyO1-y/2Coz/2H1-z-y/2)2. Методом порошковой рентгеновской дифракции показано, что полученные образцы в качестве основных фаз содержат апатитоподобные соединения. Большая часть образцов также содержит примеси CoO, Ca3(VO4)2 или Sr3(VO4)2. При внедрении больших количеств Со в ванадат кальция наблюдается искажение структуры, сопровождающееся переходом ее сингонии из гексагональной в триклинную, чего не наблюдали ранее. Структура триклинного кобальтсодержащего ванадата кальция была охарактеризована методом рентгеноструктурного анализа. Для неискаженных ванадатов кальция и стронция определены структурные параметры, показан рост параметра c с ростом содержания Со в каналах, что согласуется с полученными ранее для фосфатов данными. Полученные серии образцов охарактеризованы методом спектроскопии комбинационного рассеяния. Спектры легированных Со соединений содержат пик около 690-700 см-1, интенсивность которого возрастает с ростом содержания Со, схожий с таковым для фосфатов. Также на спектрах ванадатов кальция возникает пик около 770 см-1, не наблюдавшийся для аналогичных фосфатов, что обусловлено сильным искажением структуры в данном случае. Методами магнитометрии в постоянном магнитном поле показано, что Со в полученных образцах имеет степень окисления +2. При этом ванадаты стронция содержат ферро- или ферримагнитные примеси, не наблюдаемые методами порошковой дифракции. Методами магнитометрии в переменном поле показано, что полученные соединения демонстрируют индуцированную полем медленную релаксацию намагниченности с величинами барьера перемагничивания в диапазоне от 40 до 70 см-1, зависящими в случае ванадатов кальция от содержания Со. Величины барьеров перемагничивания близки к таковым для аналогичных фосфатов. Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ № 21-13-00238.