|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Мультиферроэлектрические эффекты в новых фрустрированных магнетиках семейства лангаситаНИР
- Руководитель НИР: Маркина М.М.
- Участники НИР: Васильчикова Т.М., Волкова О.С., Захаров К.В., Зверева Е.А., Климов К.В., Маслова И.С., Милль Б.В.
- Подразделение: Кафедра физики низких температур и сверхпроводимости
- Срок исполнения: 1 января 2010 г. - 31 декабря 2012 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 10-02-00641-а
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Физика конденсированных сред
- ПН России: Информационно-телекоммуникационные системы
- Направление технологического прорыва России: Стратегические информационные технологии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 29.19.43 Антиферромагнетики и слабый ферромагнетизм
-
Ключевые слова:
лангасит, фрустрация обменного взаимодействия, металлооксидные соединения, пьезоэлектричество, мультиферроики, магнитоупорядоченные материалы
-
Описание:
Новое семейство неорганических материалов - фрустрированные двумерные магнетики семейства лангасита - открывают возможности глубокого изучения классических эффектов, в частности, сосуществования пьезоэлектричества и магнетизма. Эти возможности появились благодаря внедрению ионов переходных металлов в структуру известных пьезоэлектриков семейства лангасита La3Ga5SiO14. Предварительные исследования авторов проекта показали наличие каскада низкотемпературных фазовых переходов в соединениях, содержащих ионы кобальта Со2+, марганца Mn2+, железа Fe3+. Возможно, что обнаруженные переходы отвечают магнитному и ферроэлектрическому упорядочениям, что требует подробного исследования свойств электрической, магнитной и упругой подсистем в этих материалах. В рамках заявленного проекта предполагается синтез соединений: Sr3SbFe3Si2O14, Pb3TeMn3As2O14, Pb3TeMn3P2O14, Pb3TeCo3V2O14, Pb3TeCo3P2O14, Pb3TeCo3As2O14, изучение их свойств: намагниченности, теплоемкости, диэлектрической проницаемости, поляризации, магнитострикции и других свойств, а также изучение термодинамических свойств немагнитных аналогов указанных соединений.
-
Основные результаты:
За время выполнения проекта было синтезировано три группы магнитных веществ семейства лангасита: на базе железа (Sr3SbFe3Si2O14, Ba3SbFe3Ge2O14, Ba3SbFe3Si2O14 и Ba3TaFe3Si2O14), кобальта (Pb3TeCo3V2O14, Pb3TeCo3As2O14 и Pb3TeCo3P2O14) и марганца (Pb3TeMn3As2O14 и Pb3TeMn3P2O14). Была выполнена структурная характеризация полученных образцов, проведено исследование их магнитных, тепловых, диэлектрических и резонансных свойств. Было проведено нейтронографическое исследование соединений Pb3TeCo3V2O14 и Pb3TeMn3As2O14, и расшифрована их магнитная структура при низких температурах. Сделаны оценки ряда параметров полученных объектов. Также были синтезированы немагнитные аналоги указанных соединений (Sr3TaGa3Si2O14 и Pb3TeZn3As2O14), и изучено поведение их теплоемкости, что позволило дать оценку магнитного вклада в теплоемкость для соединений, содержащих 3d ионы. Было установлено, что все исследованные соединения семейства лангасита являются антиферромагнетиками с температурами Нееля ниже 36 К. Магнитная подсистема в этих соединениях представляет собой двумерные слои, в которых необходимо рассматривать два обменных интеграла J1 и J2, формирующих сложный рисунок на базе треугольников. Учет взаимодействия между слоями описывается обменным интегралом J3, величина которого определяет значение температуры Нееля. Было обнаружено, что в соединении Pb3TeCo3V2O14 формирование магнитного порядка происходит в два этапа: при T1 = 8.9 К формируется магнитная спираль, период которой несоразмерен периоду кристаллической решетки, а при Т2 = 6.3 К спираль перестраивается в соразмерную структуру. Переходы сопровождаются яркими аномалиями магнитной восприимчивости, теплоемкости и коэффициента диэлектрической проницаемости. Для трех соединений на базе кобальта в области низких температур проведено подробное изучение поведения магнитной восприимчивости, намагниченности и теплоемкости в зависимости от температуры и магнитного поля и построены фазовые диаграммы в координатах температура - магнитное поле.
- Добавил в систему: Маркина Мария Михайловна
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2010 г.-31 декабря 2010 г. | Мультиферроэлектрические эффекты в новых фрустрированных магнетиках семейства лангасита |
| Результаты этапа: В рамках выполнения проекта в 2010 году проводилось комплексное изучение термодинамических свойств магнитных соединений семейства лангасита на базе кобальта, марганца, и железа. Были синтезированы поликристаллы Pb3TeCo3V2O14, Pb3TeMn3As2O14 и Sr3SbFe3Si2O14 и проведены исследования их магнитной восприимчивости, намагниченности и теплоемкости в интервале температур 2 - 300 К. Были обнаружены аномалии магнитной восприимчивости и теплоемкости этих веществ в области низких температур, и установлено, что все объекты исследования являются антиферромагнетиками с температурами Нееля TN ~ 8, 11 и 36 К для Pb3TeMn3As2O14, Pb3TeCo3V2O14 и Sr3SbFe3Si2O14 соответственно. В соединении Pb3TeCo3V2O14 обнаружена дополнительная аномалия на температурной зависимости теплоемкости и в производной магнитной восприимчивости при 6.3 К, по-видимому, вызванная структурным фазовым переходом. Для разделения решеточного и магнитного вкладов в теплоемкость была изучена теплоемкость немагнитных структурных аналогов указанных соединений Sr3TaGa3Si2O14 и Pb3TeZn3As2O14. Установлено, что магнитный вклад в теплоемкость выделяется в широком интервале температур. Сделаны оценки выделившейся энтропии магнитной подсистемы. Проведено исследование диэлектрической проницаемости указанных соединений в интервале температур 4 - 300 К. В соединении Pb3TeCo3V2O14 были обнаружены два аномалии, температуры которых близки к аномалиям в теплоемкости и в производной магнитной восприимчивости. Установлено, что существует взаимосвязь между зарядовой, решеточной и магнитной подсистемами в этом соединении. | ||
| 2 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Мультиферроэлектрические эффекты в новых фрустрированных магнетиках семейства лангасита |
| Результаты этапа: В рамках выполнения проекта в 2011 году продолжено комплексное изучение термодинамических свойств магнитных соединений семейства лангасита на базе кобальта и железа. Были синтезированы новые магнитные соединения семейства лангасита на базе кобальта Pb3TeCo3P2O14 и Pb3TeCo3As2O14. Проведена характеризация полученных образцов, и выполнено исследование их магнитной восприимчивости. Установлено формирование дальнего антиферомагнитного магнитного порядка при TN = 13.9 и 18.2 К для Pb3TeCo3P2O14 и Pb3TeCo3As2O14 соответственно. Были синтезированы магнитные соединения семейства лангасита на базе железа Ba3SbFe3Ge2O14, Ba3SbFe3Si2O14 и Ba3TaFe3Si2O14. Проведена характеризация полученных образцов и выполнены исследования их магнитной восприимчивости, намагниченности и теплоемкости. Были обнаружены аномалии магнитной восприимчивости и теплоемкости указанных соединений, и установлено, что они являются антиферромагнетиками с температурами Нееля TN = 34.1, 33.5 и 26.5 К для Ba3SbFe3Ge2O14, Ba3SbFe3Si2O14 и Ba3TaFe3Si2O14 соответственно. Сделаны оценки ряда параметров магнитной и решеточной подсистем новых соединений. Было проведено нейтронографическое исследование двух наиболее интересных из полученных ранее объектов Pb3TeMn3As2O14 и Pb3TeCo3V2O14 с целью расшифровки низкотемпературной магнитной структуры и выяснения характера двойного фазового перехода в Pb3TeCo3V2O14. | ||
| 3 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Мультиферроэлектрические эффекты в новых фрустрированных магнетиках семейства лангасита |
| Результаты этапа: За время выполнения проекта было синтезировано три группы магнитных веществ семейства лангасита: на базе железа (Sr3SbFe3Si2O14, Ba3SbFe3Ge2O14, Ba3SbFe3Si2O14 и Ba3TaFe3Si2O14), кобальта (Pb3TeCo3V2O14, Pb3TeCo3As2O14 и Pb3TeCo3P2O14) и марганца (Pb3TeMn3As2O14 и Pb3TeMn3P2O14). Была выполнена структурная характеризация полученных образцов, проведено исследование их магнитных, тепловых, диэлектрических и резонансных свойств. Было проведено нейтронографическое исследование соединений Pb3TeCo3V2O14 и Pb3TeMn3As2O14, и расшифрована их магнитная структура при низких температурах. Сделаны оценки ряда параметров полученных объектов. Также были синтезированы немагнитные аналоги указанных соединений (Sr3TaGa3Si2O14 и Pb3TeZn3As2O14), и изучено поведение их теплоемкости, что позволило дать оценку магнитного вклада в теплоемкость для соединений, содержащих 3d ионы. Было установлено, что все исследованные соединения семейства лангасита являются антиферромагнетиками с температурами Нееля ниже 36 К. Магнитная подсистема в этих соединениях представляет собой двумерные слои, в которых необходимо рассматривать два обменных интеграла J1 и J2, формирующих сложный рисунок на базе треугольников. Учет взаимодействия между слоями описывается обменным интегралом J3, величина которого определяет значение температуры Нееля. Было обнаружено, что в соединении Pb3TeCo3V2O14 формирование магнитного порядка происходит в два этапа: при T1 = 8.9 К формируется магнитная спираль, период которой несоразмерен периоду кристаллической решетки, а при Т2 = 6.3 К спираль перестраивается в соразмерную структуру. Переходы сопровождаются яркими аномалиями магнитной восприимчивости, теплоемкости и коэффициента диэлектрической проницаемости. Для трех соединений на базе кобальта в области низких температур проведено подробное изучение поведения магнитной восприимчивости, намагниченности и теплоемкости в зависимости от температуры и магнитного поля и построены фазовые диаграммы в координатах температура - магнитное поле. | ||
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".