Модели обменных связей, эффекты обращения намагниченности и обменного смещения петель гистерезиса в замещенных медных и никелевых оксиборатах : специальность ""
Библиографическое описание:Модели обменных связей, эффекты обращения намагниченности и обменного смещения петель гистерезиса в замещенных медных и никелевых оксиборатах : специальность "" : диссертация на соискание ученой степени доктор физико-математических наук / С. Н. Софронова ; ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ "КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ". - , 2024. - 245 с. - .
Аннотация:Диссертационная работа посвящена построению моделей магнитного упорядочения, установлению взаимосвязи между кристаллической структурой и физическими свойствами соединений, определение природы основных электронных и магнитных состояний магнитных ионов в низкоразмерных оксиборатах переходных металлов теоретическими и экспериментальными методами. Объектами исследования являются: котоиты – Co3B2O6 и Ni3B2O6, людвигиты – Ni5GeB2O10, Ni3-хMnхBO5, Ni3-x-yCuxMnyBO5, Ni5SnB2O10, Cu2MeBO5, (Me = Mn, Al, Ga), и халсит – Ni5.33Ta0.33B2O10. В диссертационной работе для всех объектов исследования предложена модель магнитной структуры на основании расчета параметров обменных связей в рамках полуэмпирической модели косвенной обменной связи, для котоита Ni3B2O6 модель также построена на оценке обменных связей с помощью расчетов из первых принципов. Показано, что в котоите Ni3B2O6 из-за сильной конкуренции обменных связей между магнитными моментами ближайших соседей магнитный порядок определяется обменными связями во второй координационной сфере, это согласуется с данными, полученными методом дифракции нейтронов. В людвигите Cu2MnBO5 обнаружен переход в ферримагнитное состояние при 93 К. На основе анализа магнитных свойств и расчета параметров обменных связей предложена модель магнитной структуры, которая согласуется с магнитной структурой, полученной методом дифракции нейтронов. В людвигитах Ni3-хMnхBO5 (x = 0,86; 1; 1,2) во всех трех составах обнаружен переход в ферримагнитное состояние, из-за конкуренции обменных связей магнитная система разбивается на две подсистемы. В Mn1.2Ni1.8BO5 в малых магнитных полях обнаружен эффект обращения намагниченности. Исследования состава, структурных и магнитных свойств людвигитов Ni3-x-yCuxMnyBO5 (x = 0,11; 0,21; y = 1,04; 1,06; 1,22) показали, что во всех исследуемых составах обнаружено два магнитных перехода, а конкуренция антиферромагнитных обменных связей приводит к неколлинеарной ориентации магнитных моментов и разбиению на две подсистемы. Исследования магнитных свойств людвигитов Ni5GeB2O10 и Ni5SnB2O10 показали, что разупорядоченное распределение немагнитного иона в кристаллографической позиции 4h в Ni5SnB2O10 препятствует возникновению дальнего магнитного порядка. В людвигите Ni5GeB2O10 обнаружено обменное смещение петель гистерезиса. В халсите Ni5.33Ta0.33B2O10 обнаружены магнитный переход в ферримагнитное состояние при температуре TN = 165 К, эффекты обращения намагниченности и знакопеременного обменного смещения петель гистерезиса. Научная и практическая значимость работы определяются тем, что в представленном исследовании решена важная научная проблема об установлении взаимосвязи между кристаллической структурой и физическими свойствами соединений, предложены модели магнитного упорядочения для оксиборатов различных структурных типов. Полученные результаты могут найти применение при создании квантовых компьютеров и магнитных сенсоров.
