![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
В последние годы наиболее динамично развивающейся областью науки о твердом теле является раздел, посвященный низкомерному магнетизму. На протяжении длительного времени этот раздел представлял собой поле деятельности в основном физиков-теоретиков, но сейчас наиболее насущным направлением в этой сфере является трансформация созданных квантовых моделей в характеристики реальных объектов для подтверждения справедливости моделей, углубленного понимания явления низкомерного магнетизма и как потенциальной базы спинтроники. Особую фундаментальную значимость с этих позиций приобретает установление взаимосвязи между составом, структурой и магнитными характеристиками низкомерных магнетиков, т.е. на первый план сейчас выдвигается проблематика химии твердого состояния. В данном проекте заявляется установление такой корреляции в кристаллах катионов Cu2+ и V4+ со спином S = 1/2, в которых возникает фрустрированный магнетизм. Классические примеры такого состояния представлены в низкомерных решетках, включающих конкурирующие взаимодействия, диктуемые геометрией конфигурации расположения в решетке ионов переходного металла (например, решетка кагоме, Шастри-Сазерленда). Новые типы таких соединений Cu2+ c цепочечной (S=1/2) решеткой и решеткой кагоме недавно получены российской командой, а британской командой синтезировано первое соединение V4+, обладающее свойствами квантовой спиновой жидкости. В данном проекте за счет модифицирования этих фаз и известного фрустрированного магнетика SrCu2(BO3)2 (с решеткой типа Шастри-Сазерленда) путем изовалентного замещения катионов или галогенид-ионов в составе прототипных соединений планируется получить расширенный массив фаз с разным характером расположения ионов переходного металла в них. В рамках заявляемой работы предполагается провести также поиск новых низкомерных кристаллических структур в ванадий теллуритных системах. Последующее тестирование температурной зависимости магнитной восприимчивости новых фаз «доукомплектует» итоговый фактический материал до необходимого набора данных для выявления искомой зависимости между составом, структурными особенностями и характеристиками фрустрированного магнетизма в семействах соединений разных структурных типов.
Проект нацелен на поиск, синтез, характеризацию новых соединений Cu2+ и V4+ со спином S = 1/2, в которых могут возникать магнитные корреляции между спинами этих ионов, с целью выявления взаимосвязи между составом, структурой и магнитными свойствами этих фаз. Раздел науки о твердом теле, посвященный квантовому магнетизму, на протяжении длительного времени активно развивается физиками-теоретиками, но сейчас наиболее насущным направлением в этой сфере является трансформация созданных квантовых моделей в характеристики реальных объектов для подтверждения справедливости моделей, углубленного понимания явления низкомерного магнетизма и как потенциальной базы спинтроники. Особую фундаментальную значимость с этих позиций приобретает установление взаимосвязи между составом, структурой и магнитными характеристиками низкомерных магнетиков. Одним из эффективных эмпирических подходов для решения этого вопроса является изучение влияния изовалентного замещения катионов в составе низкомерных магнетиков на магнитные характеристики замещенных фаз. В качестве базового соединения для такого модифицирования использовали борат стронция-меди SrCu2(BO3)2, в котором атомы меди размещены по мотиву решетки кагоме. Получены твердые растворы Sr1-xPbxCu2(BO3)2 с и Sr1-xCdxCu2(BO3)2 с x<0,4. проведено тестирование магнитных свойств поликристаллических образцов твердых растворов в широком температурном интервале. Легирование свинцом оказывает малое влияние на внутридимерное взаимодействие, но существенно сказывается на параметрах обменных магнитных междимерных взаимодействий. Другой матрицей для химического модифицирования служил оксоселенит галогенид Cu3Bi(SeO3)2O2Х (X = Cl, Br, I), который содержит медь-кислородные слои, построенные гексагональной сеткой планарных квадратов [CuO4], имеющей геометрию решетки кагоме. Нами получены аналогичные редкоземельные оксоселенит хлоридные фазы Cu2Ln(SeO3)2O2Cl с Ln = Pr, Nd, Sm, Eu, Dy, Er, Ho, Tm, Yb; семейство бромидных производных ограничено Ln = Gd, а иодидные аналоги, вероятно, отсутствуют. Последовательное изменение межслоевой геометрии в этих рядах позволило оценить ее влияние на конечные магнитные характеристики. В ходе выполнения проекта нами синтезирован PbCu2(TeO3)2Cl2 композиционно схожий, но неизоструктурный полученному нами ранее селенит хлориду PbCu2(SeO3)2Cl2, что приводит к резким отличиям в магнитном поведении этих фаз, которое в селенитном соединении хорошо описывается спин-цепочечной моделью, а в теллуритном – как спин-димерная система. К числу пока немногочисленных соединений, обладающих магнитодиэлектрическим эффектом принадлежат селениты меди CuSeO3 и Cu2SeO4, в связи с чем фундаментальный смысл приобретает изучение магнитного поведения этих селенитов в условиях высокого давления. В рамках проекта модифицированным методом химического транспорта выращены монокристаллы обеих фаз, причем моноклинная модификация CuSeO3 впервые получена из газовой фазы. На этих монокристаллах изучена (ИФВД РАН) фазовая диаграмма Cu2OSeO3. Совместно с британской командой разработана методика получения магнитно чистых поликристаллических фторидов A2TiCu3F12 (A = Cs, Rb), структура которых содержит систему кагоме с S= ½. Диагностированы их структурные и магнитные характеристики, выявлены особенности их температурного поведения.
School of Chemiscry | Соисполнитель |
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 сентября 2012 г.-31 декабря 2013 г. | Кристаллохимический подход к проблеме фрустрированных магнетиков |
Результаты этапа: |
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".