Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системахНИР

Quant

Источник финансирования НИР

госбюджет, раздел 0110 (для тем по госзаданию)

Этапы НИР

# Сроки Название
14 1 января 2014 г.-1 декабря 2014 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа: Исследованы магнитные и электронные свойства новых сверхпроводников FeSe1-xTex (x=0,05, 1,0). Исследованы термодинамические и резонансные свойства новых низкоразмерных металлооксидных соединений Pb3TeCo3V2O14, Bi2Fe(SeO3)2OCl3, Nd2BaNiO5. Установлены квантовые основные состояния этих объектов. (выполнено на установке PPMS, закупленной по программе развития МГУ). Изучены проводящие свойства тонких эпитаксиальных пленок оксида цинка, выращенных на различных типах подложек. Разработана методика раздельного определения эффективных масс в подзонах размерного квантования в квантовых ямах InGaAs. Эта методика применена для определения эффективных масс электронов в таких структурах. Исследованы особенности сверхпроводящих свойств фуллеридов, синтезированных из амальгам с Bi, Sn, Ga. Исследованы термоэлектрические свойства Bi2Se3 c Tl.
15 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа: Исследована сверхпроводимость и нематичность в селениде железа. Определены термодинамические и резонансные свойства новых металлооксидных соединений: Li4NiTeO6, Cs2TiCu3F12, Rb2TiCu3F12, Na4FeSbO6, MnSb2O6 CuAl(AsO4)O, Cu5(SiO3)4(OH)2, Pb3TeCo3P2O14, Pb3TeCo3As2O14, Cs2CuAl4O8. Изучена слабая сверхпроводимость в метастабильных фазах топологических изоляторов Sb2Te3 и Bi2Te3. Исследовано влияние конструкции буфера и разориентации подложки на подвижности электронов в квантовых ямах InGaAs. Открыта и исследована высокотемпературная сверхпроводимость в новых фуллеридах RbGaxC60 и RbGaxInyC60 с орторомбической решеткой. Обнаружена фаза Берри в структурах InGaAs, легированных Mn.
16 1 января 2016 г.-31 декабря 2016 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа:
17 1 января 2017 г.-31 декабря 2017 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа:
18 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа:
19 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа: Аннотация В 2019 году проведены циклы исследований термодинамических, кинетических, резонансных свойств, а также с применением рассеяния мюонов в ряде металлооксидных соединений с низкоразмерными магнитными каркасами. Установлены особенности квантового основного состояния и раскрыты пути его достижения. Исследовано влияние Sb на концентрацию носителей в монокристаллах ZnO. Определены основные параметры магнитной подсистемы антимоната Na2FeSbO5 и теллуратов A2Ni2TeO6 (A = Na, Li, K) и A2MnTeO6 (A = Li, Na, Ag, Tl), установлены типы магнитного упорядочения. Исследовано влияние Cu на эффект Шубникова – де Гааза и электрофизические свойства монокристаллов р-Sb2-xCuxTe3, исследованы их термоэлектрические свойства. Установлены квантовые основные состояния в новых низкоразмерных магнетиках на основе никеля; обнаружено скошенный антиферромагнитный порядок в гидроксид-фториде меди; обнаружен ближний и дальний магнитный порядок в гидроксид-манадате лития-меди; исследована спиновая динамика и обнаружены новые фононные моды в оксолениде железа; установлено происхождение нематического порядка в сверхпроводящем селениде железа. Основная часть В 2019 году проведены циклы исследований термодинамических, кинетических, резонансных свойств, а также с применением рассеяния мюонов в ряде металлооксидных соединений с низкоразмерными магнитными каркасами. Установлены особенности квантового основного состояния и раскрыты пути его достижения. В оксоселените железа Fe2O(SeO3)2 ионы Fe3+ (S = 5/2) образуют пилообразные цепочки. При температуре ниже TC = 105 K здесь наблюдается дальний магнитный порядок. Рамановское комбинационное рассеяние позволило выявить влияние магнитной подсистемы на фононные моды. Ромбоэдрическая и кубическая фазы Yb6MoO12 и Lu6MoO12 охарактеризованы в измерениях теплоемкости и магнитной восприимчивости. Yb6MoO12 демонстрирует признаки модификации магнитной подсистемы при низких температурах. В слоистом FeSe1-xSx изучены полевые и температурные зависимости продольной и холловской компонент удельного сопротивления. Квазиклассический анализ экспериментальных данных указывает на сильное изменение концентрации электронов и дырок при изученном изовалентном замещении и четкую тенденцию к инверсии типа основного носителя. Низкотемпературная сканирующая туннельная микроскопия и спектроскопия использовались для визуализации вихревого ядра и вихревой решетки в монокристаллах FeSe. Слоистые дихалькогениды переходных металлов являются новым источником формирования наноструктурированных переходных металлов после термического разложения. Показана возможность применения этого процесса для формирования широкого класса наноструктурированных металлов, включая W, Re, Mo и Ta с размерами кристаллитов менее 100 нм. Наличие сильных антиферро- и ферромагнитныхмагнитных взаимодействий между и внутри цепочек, приводит к появлению щели в спектре магнитного возбуждения LiCu2(VO4)(OH)2, о чем свидетельствует широкий максимум в магнитной восприимчивости χ при T * ≈ 30 K. Корреляции ближнего порядка индуцируют появление дальнего магнитного порядка ниже TN = 10 K, который обязан заметным обменными взаимодействиями между цепочками. Это подтверждается измерениями удельной теплоемкости, магнитной восприимчивости, электронного спинового и ядерного магнитного резонанса. Уникальная кристаллическая структура гидроксилфторита меди, Cu3(OH)2F4, содержит тримеризованные цепочки плакеток CuO2F2 с соединением плакеток по ребру и через вершину. Результаты комплексного исследования этого соединения, включая новый способ синтеза, измерения удельной теплоемкости, восприимчивости на переменном и постоянном токе, намагниченности в импульсном магнитном поле, электронного спинового резонанса и мюонной спектроскопии, а также расчеты из первых принципов свидетельствуют о магнитном фазовом переходе при TC = 12.5 К в подкошенное антиферромагнитное состояние, что связано с антисимметричным обменным взаимодействием Дзялошинского-Мории. В исследованиях коэффициента Зеебека S(T) квазиодномерного соединения NbS3, а также температурной зависимости его удельной электропроводности и теплоемкости обнаружено два перехода с формированием волны зарядовой плотности при TP1 = 360 K и TP2 = 150 K. Также отрабатывались методики синтеза кристаллов халькогенидов K, Zr, Hf, Hg и некоторых других элементов в галоидных расплавах в стационарном температурном градиенте Определены основные параметры магнитной подсистемы антимоната Na2FeSbO5 и теллуратов A2Ni2TeO6 (A = Na, Li, K) и A2MnTeO6 (A = Li, Na, Ag, Tl). Установлены типы магнитного упорядочения. Определены величины эффективного магнитного момента, момента насыщения, критические температур фазовых переходов. Определены основные тепловые параметры, MSb2O6 (M=Co,Ni) и A2Ni2TeO6 (A = Na, Li) и A2MnTeO6 (A = Li, Na, Ag, Tl). Проведен анализ магнитного вклада в теплоемкость. Определены температуры Дебая и энтропия. Установлены спин-динамические характеристики теллуратов A2Ni2TeO6 (A = Na, Li, K) и A2MnTeO6 (A = Li, Na, Ag, Tl) и антимоната Na2FeSbO5. Построены магнитные фазовые диаграммы для квазидвумерных магнетиков антимонатов кобальта Li3Co2SbO6 и Na3Co2SbO6 с решеткой пчелиные соты и розиаитов с треугольной решеткой CoSb2O6 и MnSnTeO6. Исследовано влияние Sb на концентрацию носителей в монокристаллах ZnO. Монокристаллические подложки ZnO были легированы в герметичной ампуле путем отжига в парах Sb при температурах от 700 до 900 ° C для создания акцепторных центров в ZnO. Профили концентрации легирующей примеси определяли методом вторичной ионной масс-спектрометрии. Значительное различие в концентрациях легирующей примеси, а также глубины проникновения наблюдалось при различных температурах отжига. Электрические свойства образцов были изучены с помощью эффекта Холла и измерения удельного сопротивления. Валентные состояния Sb в образцах исследовали методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии, чтобы доказать включение последних в матрицу ZnO до и после отжига кислорода. Объясняется эволюция концентрации носителей ZnO наряду с валентным состоянием Sb. Исследовано влияние Cu на эффект Шубникова – де Гааза и электрофизические свойства монокристаллов р-Sb2-xCuxTe3 (0≤x≤0.1). В рамках параболической модели энергетического спектра по частотам осцилляций магнетосопротивления рассчитаны концентрации дырок и энергию Ферми в Sb2-xCuxTe3. Показано, что легирование Cu дает акцепторный эффект и существенно повышает частоты осцилляций Шубникова – де Гааза. На зависимостях холловского сопротивления от магнитного поля наблюдаются плато. Зависимости сопротивления от температуры R(T) подчиняются степенному закону R(T)=Tm с показателем степени m=1,2 для не легированного образца Sb2Te3. Отклонение от m=1,5 характерного для рассеяния на фононах связано с вкладом рассеяния на ионизированных примесях. Показатель степени практически не изменяется при легировании Cu до максимальных исследованных концентраций. Исследованы термоэлектрические свойства монокристаллов Sb2-xCuxTe3. Исследованы фазовый и элементный состав и гальваномагнитные свойства в слабых магнитных полях (T=4.2–300 K, B=0.07 Тл) образцов из монокристаллического слитка теллурида свинца-олова с примесью никеля при вариации состава сплавов. Получены распределения компонентов по длине слитка. Показано, что концентрация дырок растет при увеличении содержания олова и уменьшается при увеличении температуры. Обработка этих результатов в рамках моделей Кейна и Диммока и сопоставление их с известными данными для сплавов, легированных железом, указывает на существование резонансного уровня никеля в валентной зоне. Предложены модели перестройки электронной структуры сплавов, предполагающие пиннинг уровня Ферми резонансным уровнем никеля, движение уровня относительно потолка валентной зоны и перераспределение электронов между уровнем и зоной. 1. Vasiliev A.N., Volkova O.S., Zvereva E.A., Markina M.M. Low-Dimensional Magnetism. CRC PRESS-TAYLOR & FRANCIS GROUP (6000 BROKEN SOUND PARKWAY NW,STE 300, BOCA RATON, USA, FL, 33487-2742) , ISBN 9780367255350, 2019. - 304 с. 2. 1) Taibarei Nikolai O., Kytin Vladimir G., Kupriyanov Eugenii E., Kulbachinskii Vladimir A., Makhiboroda Maksim A., Baranov Andrei N., Creation of Acceptor Centers in ZnO Single Crystals by Annealing in Sb Vapor в журнале Journal of Physical Chemistry C, издательство American Chemical Society (United States), том 123, № 34, с. 20769-20773 (2019) 3. 2) Kulbachinskii V.A., Kytin V.G., Kondratieva D.Yu, Konstantinova E.A., Pavlikov A.V., Grigoriev A.N., Mankevich A.S., Korsakov I.E., Electrical conductivity, thermoelectrical properties, and EPR spectroscopy of copper chromite ceramic samples doped with magnesium в журнале Low Temperature Physics, издательство American Institute of Physics (United States), том 45, № 2, с. 194-200 (2019) 4. 3) Ovchenkov Y.A., Chareev D.A., Kulbachinskii V.A., Kytin V.G., Mishkov S.V., Presnov D.E., Volkova O.S., Vasiliev A.N. Majority carrier type inversion in the FeSe family and a ‘doped semimetal’ scheme in iron-based superconductors, в журнале Superconductor Science and Technology, издательство Institute of Physics Publishing (United Kingdom), том 32, № 6, с. 065005 (2009) 5. 4) Das Subarna, Singha P., Deb A.K., Das S.C., Chatterjee S., Kulbachinskii V.A., Kytin V.G., Zinoviev D.A., Maslov N.V., Dhara Sandip, Bandyopadhyay S., Banerjee A. Role of graphite on the thermoelectric performance of Sb2Te3/graphite nanocomposite в журнале Journal of Applied Physics, издательство American Institute of Physics (United States), том 125, с. 195105-1-195105-8 (2009) 6. 5) 2019 Kulbachinskii V.A., Zinoviev D.A., Maslov N.V., Kytin V.G. 7. Shubnikov–de Haas Effect and Electrophysical Properties of the Topological Insulator Sb2–xCuxTe3 8. в журнале Journal of Experimental and Theoretical Physics, том 128, № 6, с. 926-931 (2019) 9. 6) Kulbachinskiia V.A., Kytin V.G., Zinoviev D.A., Maslov N.V., Singha P., Das S., Banerjee and A. 10. 2019 Thermoelectric Properties of Sb2Te3-Based Nanocomposites with Graphite в журнале Semiconductors издательство Springer, том 63, № 5, с. 638-640 (2009) 11. 7) Kulbashinskii V.A., Kytin V.G., Maslov N.V., Singha P., Das Subarna, Deb A.K., Banerjee A. 12. Thermoelectrical properties of Bi2Te3 nanocomposites в журнале Materials Today: Proceedings, издательство Elsevier B.V. (Netherlands), том 8, № 2, с. 573-581 (2019) 13. 8) Kochura A.V., Oveshnikov L.N., Kuzmenko A.P., Davydov A.B., Gavrilkin S.Yu, Zakhvalinskii V.S., Kulbachinskii V.A., Khokhlov N.A., Aronzon B.A. Vapor-Phase Synthesis and Magnetoresistance of (Cd1−xZnx)3As2 (x = 0.007) Single Crystals в журнале JETP Letters, издательство Maik Nauka/Interperiodica Publishing (Russian Federation), том 109, № 3, с. 175-179 (2019) 14. 9) Kochura A.V., Oveshnikov L.N., Kuzmenko A.P., Davydov A.B., Gavrilkin S.Yu, Zakhvalinskii V.S., Kulbachinskii V.A., Khokhlov N.A., Aronzon B.A. Vapor-phase synthesis and magnetoresistance of (Cd1−xZnx)3As2(x = 0.007) single crystals в журнале Письма в "Журнал экспериментальной и теоретической физики", том 109, № 3, с. 174-175 (2019) 15. 10) Кульбачинский В.А., Кытин В.Г., Зиновьев Д.А., Маслов Н.В., Singha P., Das S., Banerjee A. Термоэлектрические свойства нанокомпозитов Sb2Te3 c графитом, в журнале Физика и техника полупроводников, издательство Наука. С.-Петерб. отд-ние (СПб.), том 53, № 5, с. 645-647 (2019) 16. 11) Кульбачинский В.А., Кытин В.Г., Кондратьева Д.Ю., Константинова Е.А., Павликов А.В., Григорьев А.Н., Манкевич А.С., Корсаков И.Е., Электропроводность, термоэлектрические свойства и ЭПР спектроскопия керамических образцов хромита меди, легированного магнием в журнале Физика низких температур, издательство Физ.-техн. ин-т низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины (Харьков), том 45, № 2, с. 225-232 (2019) 17. 12) Кульбачинский В.А., Зиновьев Д.А., Маслов Н.В., Кытин В.Г. Эффект Шубникова – де Гааза и электрофизические свойства топологического изолятора Sb2−xCuxTe3 в журнале Журнал экспериментальной и теоретической физики, том 155, № 6, с. 1091-1097 (2019) 18. Mitroshenkov Nikolay, Novikov Vladimir, Pilipenko Kirill, Matovnikov Aleksandr, Kornev Boris, Plohih Igor, Tyablikov Alexander, Zvereva Elena, Raganyan Grigory, Shevelkov Andrei, Low-temperature thermodynamic and magnetic properties of clathrate-like arsenide Eu7Cu44As23. // J. Magn. and Magn. Materials, (2019) doi: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.166165. 19. Kuchugura Mariia D., Kurbakov Alexander I., Zvereva Elena A., Vasilchikova Tatyana M., Raganyan Grigory V., Vasiliev Alexander N., Barchuk Victor A. and Nalbandyan Vladimir B., PbMnTeO6: a chiral quasi 2D magnet with all cations in octahedral coordination and the space group problem of trigonal layered A2+M4+TeO6.// Dalton Trans., 48, 17070 (2019). DOI: 10.1039/c9dt03154e 20. Sitharaman Uma, Tatyana Vasilchikova, Alexey Sobolev, Grigory Raganyan, Aanchal Sethi, Hyun-Joo Koo, Myung-Hwan Whangbo, Igor Presniakov, Iana Glazkova, Alexander Vasiliev, Sergey Streltsov, and Elena Zvereva, Synthesis and Characterization of Sodium−Iron Antimonate Na2FeSbO5: One-Dimensional Antiferromagnetic Chain Compound with a Spin-Glass Ground State. // Inorg. Chemistry, DOI:10.1021/acs.inorgchem.9b00212 (2019). 21. Stratan Mikhail I., Shukaev Igor L., Vasilchikova Tatyana M., Vasiliev Alexander N., Korshunov Artem N., Kurbakov Alexander I., Nalbandyan Vladimir B., Elena A. Zvereva, Synthesis, structure and magnetic properties of honeycomb-layered Li3Co2SbO6 with new data on its sodium precursor, Na3Co2SbO6. // New J. Chem. 43, 13545 (2019). 22. Aksenov Sergey M., Burns Peter C., Mironov Vladimir S., Krivovichev Sergey V., Borovikova Elena Yu., Yamnova Natalia A., Volkov Anatoly S., Gurbanova Olga A., Dimitrova Olga V., Deyneko Dina V., Zvereva Elena A., Maximova Olga V., and Vasiliev Alexander N., Rb2CaCu6(PO4)4O2, A novel oxophosphate with a shchurovsyte-type topology: synthesis, structure, magnetic properties, and crystal chemistry of rubidium copper phosphates. // Acta Crystallographica Section B: Structural Science, Crystal Engineering and Materials, 75, p. 903-913 (2019) DOI: 10.1107/S2052520619008527. 23. Koshelev Anatoly, Zvereva Elena, Shvanskaya Larisa, Volkova Olga, Abdel-Hafiez Mahmoud, Gippius Andrey, Zhurenko Sergey, Tkachev Alexey, Chareev Dmitry, Büttgen Norbert, Schädler Martina, Iqbal Asif, Rahaman Badiur, Saha-Dasgupta Tanusri, and Vasiliev Alexander, Short-Range and Long-Range Order in AFM – FM Exchange Coupled Compound LiCu2(VO4)(OH)2 // J. Phys. Chemistry C 123, 29, pp.17933-17942 (2019). 24. Nalbandyan Vladimir B., Shukaev Igor L., Raganyan Grigory V., Svyazhin Artem, Vasiliev Alexander N., and Zvereva Elena A., Preparation, Crystal Chemistry, and Hidden Magnetic Order in the Family of Trigonal Layered Tellurates A2Mn(4+)TeO6 (A = Li, Na, Ag, or Tl) // Inorg. Chem. 58, 5524−5532 (2019). 25. Zvereva E. A., Vasilchikova T. M., Stratan M. I., Belik A. A.,·Vasiliev A. N., Spin Dynamics of Two‑Dimensional Triangular‑Lattice Antiferromagnet 3R‑AgFeO2 // Appl. Magn. Reson. 50, 637–648 (2019). 26. Sobolev Alexey V., Akulenko Alena A., Glazkova Iana S., Zvereva Elena A., Ovanesyan Nikolai S., Markina Maria M., Presniakov Igor A., Spin ordering and hyperfine interactions in langasite-like ferrite Ba3SbFe3Si2O14: 57Fe Mössbauer reinvestigation and ESR measurements // J. Alloys and Compounds 797, 432 - 442 (2019). 27. Danilovich Igor L., Merkulova Anna V., Morozov Igor V., Ovchenkov Evgeniy A., Spiridonov Felix M., Zvereva Elena A., Volkova Olga S., Mazurenko Vladimir V., Pchelkina Zlata V., Tsirlin Alexander A., Balz Christian, Holenstein Stefan, Luetkens Hubertus, Shakin Alexander A., Vasiliev Alexander N., Strongly canted antiferromagnetic ground state in Cu3(OH)2F4 // J. Alloys and Compounds 776, 16 – 21 (2019). 28. Kargina Yulia V., Perepukhov Aleksandr M., Kharin Aleksandr Yu., Zvereva Elena A., Koshelev Anatolii V., Zinovyev Sergei V., Maximychev Aleksandr V., Alykova Alida F., Sharonova Nina V., Zubov Vitalii P., Gulyaev Mikhail V., Pirogov Yurii A., Vasiliev Aleksandr N., Ischenko Anatolii A., and Timoshenko Viktor Yu., Silicon Nanoparticles Prepared by Plasma-Assisted Ablative Synthesis: Physical Properties and Potential Biomedical Applications // Phys. Status Solidi A, 1800897 (2019). 29. Werner J., Hergett W., Park J., Koo C., Zvereva E.A., Vasiliev A.N., Klingeler R. The decisive role of magnetic anisotropy in honeycomb layered Li3Ni2SbO6 and Na3Ni2SbO6 // J. Magn. and Magn. Materials 481, 100–103 (2019). 30. Zvereva E.A., Vasilchikova T.M., Stratan M.I., Ibragimovb S.A., Glazkova I.S., Sobolev Alex V., Vasiliev A.N., Spin-singlet quantum ground state in one-dimensional magnet vanadyl diacetate // J. Magn. and Magn. Materials 473, 236–240 (2019). 1. Skipetrov E.P., Kovalev B.B., Skipetrova L.A., Knotko A.V., Slynko V.E. Convergence of iron resonant level with heavy-hole valence band in Pb1-xSnxTe alloys. J. Alloys Compd, 2019, v.775, p.769-775. 31. 2. Скипетров Е.П., Ковалев Б.Б., Скипетрова Л.А., Кнотько А.В., Слынько В.Е. Электронная структура сплавов Pb1-x-ySnxFeyTe. ФНТ, 2019, т.45, в.2, с.233-244. 32. 3. Skipetrov E.P., Kovalev B.B., Skipetrova L.A., Knotko A.V., Slynko V.E. The electron structure of Pb1-x-ySnxFeyTe alloys. Low Temp. Phys., 2019, v.45, N2, p.201-211. 33. 4. Скипетров Е.П., Ковалев Б.Б., Скипетрова Л.А., Кнотько А.В., Слынько В.Е. Термический коэффициент движения резонансного уровня железа в сплавах Pb1-x-ySnxFeyTe. ФТП, 2019, т.53, в.11, с.1459-1466. 34. 5. Skipetrov E.P., Kovalev B.B., Skipetrova L.A., Knotko A.V., Slynko V.E. Temperature coefficient of movement of the resonance level of iron in Pb1-x-ySnxFeyTe alloys. Semiconductors, 2019, v.53, N11, p.1419-1426. Тезисы докладов: 35. Каргина Ю.В., Журенко С.В., Борунова А.Б., Дегтярев Е.Н., Перепухов А.M., Зверева Е.А., Сенников П.Г., Пирогов Ю.А., Гиппиус А.А., Тимошенко В.Ю. Кремниевые наночастицы с различным изотопным составом для биомедицинских применений // Cб. тезисов нучн. конф. «Ломоносовские чтения», Москва, издательство Физический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова, 2019, с.72-75. 36. Лозицкий А.А., Васильчикова Т.М., Налбандян В.Б., Шукаев И.Л., Евстигнеева М.А., Зверева Е.А., Ближний и дальний порядок в новом двумерном магнетике NaMnSbO4 с квадратной решеткой спинов // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2019» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. М: МАКС Пресс, 2019, c.8 37. Бухтеев К., Налбандян В., Евстигнеева М., Комлева Е., Стрельцов С., Курбаков А., Кучугура М., Зверева Е., Магнитные свойства нового кирального 2D магнетика теллурата марганца-олова // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2019» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. М: МАКС Пресс, 2019, c.35 Раганян Г.В., Налбандян В.Б., Евстигнеева М.А., Вавилова Е.Л., Анисимова Е.Е., Курбаков А.И., Кучугура М.Д., Зверева Е.А., Скрытый магнитный порядок в двумерных фрустрированных треугольных магнетиках A2MnTeO6 (A = Na, Li, Ag, Tl) // Материалы Международного молодежного научного форума «ЛОМОНОСОВ-2019» / Отв. ред. И.А. Алешковский, А.В. Андриянов, Е.А. Антипов. М: МАКС Пресс, 2019, c.656. 38. Скипетров Е.П., Хворостин А.В., Ковалев Б.Б., Богданов Е.В., Кнотько А.В., Слынько В.Е. Гальваномагнитные свойства и электронная структура сплавов Pb1-x-ySnxScyTe. Тезисы докладов XIV Российской конференции по физике полупроводников, 2019, Россия, Новосибирск, с.327. 39. Скипетров Е.П., Ковалев Б.Б., Скипетрова Л.А., Кнотько А.В., Слынько В.Е. Параметры резонансного уровня железа в сплавах Pb1-x-ySnxFeyTe. Тезисы докладов XIV Российской конференции по физике полупроводников, 2019, Россия, Новосибирск, с.328. 40. Kytin V., Duvakina A., Zinoviev D., Kupriyanov E., Korsakov I., Kulbachinskii V. Effect of magnesium doping on thermoelectric and magnetic properties of copper chromite ceramic samples в сборнике 17th European Conference on Thermoelectrics (ECT2019), 23-25 September, Limassol, Cypros, Conference Abstracts, место издания University of Cypros Cypros, тезисы, с. 227-227 (2019). 41 Kulbachinskii V.A., Ezhikov N.S., Lunin R.A., Bulychev B.M. Superconductivity in Alkali-Doped Fullerides with Wood’s metal and heterofullerides with two different alkali metals A(1)A(2)MC60 в сборнике Book of Abstract 14th International Conference "Advanced Carbon Nanostructures" - ACNS'2019, July 1-5, 2019 St. Petersburg, Russia, место издания Ioffe Physico-Technical Institute St. Petersburg, тезисы, с. 71-71 (2019). 42. Kulbachinskii V., Zinoviev D., Kytin V., Ismailov Z. Thermoelectical properties and Shubnikov – de Haas effect insingle crystals Sb2-xCuxTe3 в сборнике 17th European Conference on Thermoelectrics (ECT2019), 23-25 September, Limassol, Cypros, Conference Abstracts, место издания University of Cypros Cypros, тезисы, с. 70-70 (2019).
20 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа: 1. Новый хиральный антиферромагнетик, MnSnTeO6, был получен как путем топотактического превращения метастабильной полиморфной модификации розиаита, так и путем прямого синтеза из соосажденных гидроксидов. Его структура, статические и динамические магнитные свойства были всесторонне изучены как экспериментально (с помощью дифракции рентгеновских лучей и нейтронов на порошке, намагниченности, теплоемкости, диэлектрической проницаемости и ESR), так и теоретически (с помощью ab initio теории функционала плотности (DFT). расчетов в приближении спин-поляризованного обобщенного градиента). MnSnTeO6 изоструктурен MnSb2O6 (пространственная группа P321) и не имеет структурных переходов между 3 и 300 К. Магнитная восприимчивость и теплоемкость демонстрируют антиферромагнитное упорядочение при TN ≈ 9,8 К, что подтверждается данными низкотемпературной нейтронографии. В то же время термодинамические параметры демонстрируют дополнительную аномалию на температурных зависимостях магнитной восприимчивости χ (T), теплоемкости Cp (T) и диэлектрической проницаемости ε (T) при T * ≈ 4.9 K, которая характеризуется значительным температурным гистерезисом. Явное увеличение диэлектрической проницаемости при T *, скорее всего, отражает связь диэлектрической и магнитной подсистем, приводящую к развитию электрической поляризации. Установлено, что основное состояние MnSnTeO6 стабилизируется семью обменными параметрами, а нейтронная дифракция выявила несоразмерную магнитную структуру с вектором распространения k = (0, 0, 0,183), аналогичную MnSb2O6. Расчеты ab initio DFT показывают, что наиболее сильная обменная связь возникает между плоскостями по диагоналям. 2. Орторомбическое соединение NaMnSbO4 представляет собой квадратную сетку магнитных ионов Mn2+, находящихся в кислородных октаэдрах с общими вершинами. Его статические и динамические магнитные свойства были изучены с использованием магнитной восприимчивости, теплоемкости, намагниченности, электронного спинового резонанса (ЭПР), ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и расчетов функционала плотности. Термодинамические данные указывают на установление дальнего магнитного порядка с TN ~ 44 К, которому предшествует ближний порядок при температуре около 55 К. Кроме того, наблюдалась нетривиальная петля гистерезиса намагниченности. Основное состояние является скошенным антиферромагнетиком. Температурная зависимость магнитной восприимчивости достаточно хорошо описывается в рамках модели двумерной квадратной решетки с основным обменным параметром J = −5.3K, что хорошо согласуется с данными анализа функционала плотности, ЯМР и ЭПР. 3. Оксоселенит железа Fe2O(SeO3)2 содержит уникальные наклонные зубчатые цепочки из железных треугольников с общими вершинами. Он испытывает дальний магнитный порядок ниже TN ≈ 105 К, характеризующийся резкой дихотомией в режимах охлаждения при нулевом и полевом охлаждении (T <TN). Спин-флоп переход при низких температурах BSF = 5.5 Тл при Т = 2 К свидетельствует о преобладании антиферромагнитных взаимодействий. Мёссбауэровские спектры 57Fe при T » TN подтверждают наличие трех неэквивалентных кристаллических позиций для высокоспиновых ионов Fe3 +. Ниже TN хорошо разрешенные зеемановские спектры демонстрируют соизмеримое магнитное упорядочение в подрешетках железа. Аномально низкое значение сверхтонких полей насыщения Bhf, Fei на ядрах 57Fe обсуждается с точки зрения уменьшения спина (<ΔS> ≈ 0,31), которое является результатом спин-волновой обработки. Среднеполевой анализ температурной эволюции полей Bhf, Fei (T) позволил оценить обменные взаимодействия между различными подрешетками железа. Спиновое релаксационное поведение Fe2O(SeO3)2 в интервале температур T * <T < TN (T* ≈ 90 K), характерное для фрустрированных систем, было показано мессбауэровскими измерениями. Расчеты теории функционала плотности (DFT) позволяют получить значения параметров обмена внутри и между пилообразными цепями. 4. Проведено экспериментальное и теоретическое исследование магнетизма и магнитоэлектрической связи в цепных соединениях типа говардевансит со смешанными спинами ACuFe2(VO4)3 (A = Li, Na). В то время как LiCuFe2(VO4) 3 показывает дальний магнитный порядок и индуцированное спиновым порядком сегнетоэлектричество, то есть мультиферроичность типа II, в сестринском соединении на основе натрия не наблюдается ни магнитного порядка, ни магнитоэлектрических эффектов. Примечательно, что наши исследования с помощью локальных магнитных зондов с помощью ЯМР, ЭПР и мессбауэровской спектроскопии подтверждают сходное магнитное поведение обоих соединений во временных масштабах этих экспериментов. Это подтверждается расчетами из первых принципов, которые предполагают аналогичную иерархию параметров обменного взаимодействия. Наши результаты предполагают, что отсутствие магнитоэлектрических эффектов в NaCuFe2(VO4)3, как видно из объемных измерений, является эффектом беспорядка, связанным с более низкой подвижностью ионов Na в каналах кристаллической структуры по сравнению с подвижностью ионов Li, тем самым представляя пока еще игнорируемую степень свободы для настройки мультиферроичности. 5. Методом ЯМР спектроскопии на ядрах 31P исследована геликоидальная спиновая структура бинарного магнетика FeP. Разработана феноменологическая модель фазового разделения системы FeP на зависящие от поля объемные фракции с «порошковым» и «монокристаллическим» откликом (спин-флоп фаза), хорошо описывающая экспериментальные спектры. Отчетливая 4-пиковая структура спектров ЯМР 31P монокристалла FeP, измеренных на различных частотах при 4.2К, указывает на стабилизацию соизмеримой антиферромагнитной структуры под действием внешнего магнитного поля. На угловых зависимостях расстояния пиков до Ларморовского поля наблюдаются 2 пары симметричных синусоид, сдвинутых относительно друг друга на 45◦. Т.о., экспериментально обнаружен переход от несоизмеримой к соизмеримой геликоидальной спиновой структуре FeP под воздействием внешнего магнитного поля с трансформацией угла поворота магнитного момента железа с ~36◦ до характерного значения 45◦. 6. Исследована эволюция ЯМР-спектров 57Fe, измеренных при 4.2К в мультиферроике Bi1-xLaxFeO3 с ростом замещения Bi на La, обусловленная изменением характеристик пространственной спин-модулированной структуры (ПСМС) циклоидного типа. Установлено, что при увеличении концентрации La х происходит уменьшение параметра ангармонизма ПСМС, а замещение 25% Bi на La в BiFeO3 приводит к разрушению ПСМС. 7. Проведены экспериментальное и теоретическое исследования явления вторичного ядерного спинового эха в магнитоупорядоченных веществах, в которых формирование дополнительных эхо-сигналов обусловлено эффектами динамической сверхтонкой связи. Проведено численное моделирование влияния амплитуды (ω1) и длительностей первого (t1) и второго (t2) возбуждающих импульсов на эхо-сигналы. При температуре T=4.2K экспериментально обнаружены дополнительные сигналы двухимпульсного спинового 3τ-эха от ядер железа в эпитаксиальной пленке феррит-граната иттрия, обогащенной магнитным изотопом 57Fe до 96%. Показано, что вторичное эхо демонстрирует эффект сужения спектральной линии, а амплитуда вторичного эхо пропорциональна коэффициенту усиления ЯМР в магнетиках η. В случае ЯМР ядер 57Fe в пленке железо-иттриевого граната амплитуда 3τ-эха на два-три порядка меньше, чем амплитуда основного 2τ-эха. Регистрация слабых сигналов вторичного эха оказалась возможной благодаря использованию фазо-когерентного ЯМР-спектрометра с цифровым квадратурным детектированием на несущей частоте и накоплению сигнала. 8. Разработана и успешно осуществлена глубокая модернизация имеющегося спектрометра Bruker MSL 300 путем его перевода на современную цифровую базу с заменой аналоговой обработки сигнала на цифровую при максимальном сохранении штатных радиочастотных компонентов: широкополосного 250-ваттного усилителя, РЧ-синтезатора (0 – 250) МГц и узкополосного предусилителя при полном отказе от использования штатного компьютера Aspect и штатной управляющей программы DisMSL. Изменению подвергаются устаревшие блоки формирования радиочастотных импульсов и регистрации сигнала. Это позволяет существенно повысить ремонтопригодность и надежность спектрометра и обеспечить его связь с современным компьютером. Управление модернизированным спектрометром осуществляется PC посредством современного программного обеспечения, написанного в программной среде LabView, что дает большую гибкость в настройках эксперимента и обработки его результатов. Модернизированный спектрометр демонстрирует существенно, в 1,5 раза, более высокое соотношение сигнал/шум по сравнению с оригинальным MSL-300. Сравнительные измерения отношения сигнал/шум для образцов Cu2O на ядрах 63Cu выявили повышение чувствительности новой схемы в 1,5 раза по сравнению с оригинальным ЯМР-спектрометром Bruker MSL-300. 9. Исследован эффект Шубникова-де Гааза (ШдГ) и термоэлектрические свойства в широком интервале температур монокристаллов топологического изолятора Sb2-xCuxTe3. Оказалось, что с увеличением x частота монотонно возрастает частота осцилляций ШдГ. Медь оказывается сильным акцептором. В результате легирования медбю установлено, что термоэлектрическая эффективность ZT увеличивается с увеличением содержания Cu при T = 330 K. 10. Были исследованы термоэлектрические и магнитные свойства поликристаллических керамических образцов CuCr1-xMgxO2, синтезированных специальным методом химической гомогенизации. Обнаружен антиферромагнитный переход. Температуры перехода заметно не меняются при изменении содержания Mg. Коэффициент Зеебека S увеличивается с температурой для всех концентраций магния в образцах. Коэффициент теплопроводности k всех исследованных образцов близок к теплопроводности нелегированных кристаллов CuCrO2. Удельное сопротивление исследованных образцов уменьшается на несколько порядков с увеличением содержания Mg до 3%. Температурная зависимость удельного сопротивления и коэффициента Зеебека интерпретируется прыжковой проводимостью при наличии кулоновской (параболической) щели в плотности состояний. 11. Исследованы фазовый и компонентный составы и температурные зависимости гальваномагнитных параметров сплавов Pb1-xSnxTe, легированных кобальтом. Получены распределения олова и кобальта по длине монокристаллического слитка, температурные зависимости удельного сопротивления, коэффициента Холла и подвижности носителей заряда. В рамках двухзонного закона дисперсии Кейна рассчитаны зависимости концентрации дырок и уровня Ферми при гелиевых температурах от состава сплавов и получена качественная информация о положении глубокого уровня кобальта в сплавах. Все эти результаты опубликованы следующих статьях. 1. Vorobyova A.A., Shilov A.I., Spiridonov F.M., Knotko A.V., Danilovich I.L., Vasiliev A.N., Morozov I.V., One-dimensional magnet basic copper(ii) dihydroxoborate Cu-2{BO(OH)(2)}(OH)(3): synthesis and properties, Russian Chemical Bulletin, издательство Springer Nature (Switzerland), том 69, № 4, с. 704-711 (2020). 2. Tatyana Vasilchikova, Vladimir Nalbandyan, Igor Shukaev, Hyun-Joo Koo, Myung-Hwan Whangbo, Andrey Lozitskiy, Alexander Bogaychuk, Vyacheslav Kuzmin, Murat Tagirov, Evgeniya Vavilova, Vasiliev Alexander N., Elena Zvereva, Peculiarities of magnetic ordering in the S=5/2 two-dimensional square-lattice antimonate NaMnSbO4, Physical Review B, том 101, с. 054435 (2020). 3. Shlyakhtina A.V., Avdeev M., Lyskov N.V., Abrantes J.C.C, Gomes E., Denisova K.N., Kolbanev I.V., Chernyak S.A., Volkova O.S., Vasiliev A.N., Structure, conductivity and magnetism of orthorhombic and fluorite polymorphs in MoO3–Ln2O3 (Ln = Gd, Dy, Ho) systems, Dalton Transactions, том 49, № 9, с. 2833-2842 (2020). 4. Swarnendu Chatterjee, Anton Anikin, Debjit Ghoshal, Hart James L., Yawei Lia, SaadIntikhab, Chareev D.A., Volkova O.S., Vasiliev A.N., Taherid Mitra L., Nikhil Koratkar, Goran Karapetrov, and Joshua Snyder, Nanoporous Metals from Thermal Decomposition of Transition Metal Dichalcogenides, Acta Materialia, том 184, с. 79-85 (2020 ). 5. Shvanskaya L.V., Volkova O.S., Vasiliev A.N.A review on crystal structure and properties of 3d transition metal (II) orthophosphates M3(PO4)2, Journal of Alloys and Compounds, том 835, с. 155028 (2020). 6. Danilovich I.L., Deeva E.B., Bukhteev K.Y., Vorobyova A.А., Morozov I.V., Volkova O.S., Zvereva E.A., Maximova O.V., Solovyev I.V., Nikolaev S.A., Phuyal D., Abdel-Hafiez M., Wang Y.C., Lin J-Y, Chen J.M., Gorbunov D.I., Puzniak K., Lake B., Vasiliev A.N., Co(NO3)(2) as an inverted umbrella-type chiral noncoplanar ferrimagnet, Physical Review B, издательство American Physical Society (United States), том 102 (2020). 7. Bazhenova Tamara A., Mironov Vladimir S., Yakushev Ilya A., Svetogorov Roman D., Maximova Olga V., Manakin Yuriy V., Kornev Alexey B., Vasiliev Alexander N., Yagubskii* Eduard B., End-to-End Azido-Bridged Lanthanide Chain Complexes (Dy, Er, Gd, and Y) with a Pentadentate Schiff-Base [N3O2] Ligand: Synthesis, Structure, and Magnetism, Inorganic Chemistry, том 59, с. 563-578 (2020). 8. Tupolova Yulia P., Shcherbakov Igor N., Korchagin Denis V., Tkachev Valery V., Lebedev Vladimir E., Popov Leonid D., Zakharov Konstantin V., Vasiliev Alexander N., Palii Andrew V., Aldoshin Sergey M., Fine-Tuning of Uniaxial Anisotropy and Slow Relaxation of Magnetization in the Hexacoordinate Co(II) Complexes with Acidoligands, Journal of Physical Chemistry C, том 124, № 47, с. 25957-25966 (2020). 9. Chareev D.A., Evstigneeva P., Phuyal D., Man G.J., Rensmo H., Vasiliev A.N., Abdel-Hafiez M., Growth of Transition-Metal Dichalcogenides by Solvent Evaporation Technique,Crystal Growth and Design, том 20, № 10, с. 6930-6938 (2020). 10. Zvereva E.A., Raganyan G.V., Vasilchikova T.M., Nalbandyan V.B., Gafurov D.A., Vavilova E.L., Zakharov K.V., Koo H.J., Pomjakushin V.Yu, Susloparova A.E., Kurbakov A.I., Vasiliev A.N., Whangbo M.H., Hidden magnetic order in the triangular-lattice magnet Li2MnTeO6, Physical Review B, издательство American Physical Society (United States), том 102, с. 094433 (2020). 11. Sobolev Alexey V., Aslandukova Alena A., Kozlyakova Ekaterina S., Kuznetsova Elena S., Akhrorov Ahmad Yu, Berdonosov Petr S., Glazkova Iana S., Volkova Olga S., Vasiliev Alexander N., Presniakov Igor A., Magnetic hyperfine interactions in a sawtooth chain iron oxoselenite Fe2O(SeO3)2: Experimental and theoretical Investigation, том 822, с. 153549 (2020). 12. Pokatilov V.S., Makarova A.O., Gippius A.A., Tkachev A.V., Zhurenko S.V., Bagdinova A.N., and Gervits N.E., Evolution of spatial spin-modulated structure with La doping in Bi1-yLayFeO3 multiferroics, JMMM, 517, 167341 (2020). 13. Бержанский В.Н., Гиппиус А.А., Горбованов А.И., Журенко С.В., Полулях С.Н., Вторичные сигналы ядерного спинового эха в тонких пленках железо-иттриевого феррит-граната, ЖЭТФ т.157, № 1, с. 118–125 (2020). 14. Kulbachinskii V.A., Kytin V.G., Duvakina A.V., Zinoviev D.A., Kupriyanov E.E., Korsakov I.E., Ovchenkov E.A., Kondratieva D.Yu., Effect of magnesium doping on thermoelectric and magnetic properties of copper chromite ceramic samples, Materials Today: Proceedings, издательство Elsevier B.V. (Netherlands) (2020) DOI: 10.1016/j.matpr.2020.09.163. 15. Kulbachinskii V.A., Ezhikov N.S., Lunin R.A., Bulychev B.M., Superconductivity in alkali-doped fullerides with wood's metal and heterofullerides with two different alkali metals A((1))A((2))MC(60), Fullerenes Nanotubes and Carbon Nanostructures, издательство Marcel Dekker Inc. (United States), том 28, № 3, с. 168-172 (2020). 16. Kulbachinskii V.A., Zinoviev D.A., Kytin V.G., Mikhailov M.K., Ismailov Zh T., Thermoelectical properties and Shubnikov – de Haas effect in single crystals Sb2-xCuxTe3, Materials Today: Proceedings, 2020, DOI: 10.1016/j.matpr.2020.01.514.
21 1 января 2021 г.-31 декабря 2021 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа:
22 1 января 2022 г.-31 декабря 2022 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа:
23 1 января 2023 г.-31 декабря 2023 г. Квантовые кооперативные явления в низкоразмерных системах
Результаты этапа:

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".

Прикрепленные файлы


Имя Описание Имя файла Размер Добавлен
1. Краткий аанотационный отчет Annot-otchet_kulb.doc 45,0 КБ 11 декабря 2015 [Kulbachinskii]