Відділ магнетизму

Група досліджень в імпульсних магнітних полях



Склад групи:

  • Кутько Х.В., керівник групи, кандидат фіз.-мат. наук, науковий співробітник;

  • Нестеренко Н.М., кандидат фіз.-мат. наук, науковий співробітник;

  • Савицький В.М., кандидат фіз.-мат. наук, науковий співробітник;

  • Хрустальов В.М., кандидат фіз.-мат. наук, молодший науковий співробітник;


Основні напрямки досліджень:


  • Феноменологічний та симетрійний аналіз фероеластичних фазових переходів в шаруватих тригональних та ромбічних кристалах.

  • Спонтанні та індуковані магнітним полем фазові переходи типу Яна-Теллера.

  • Низькоенергетична динаміка шаруватої кристалічної гратки та її роль в механізмах фазових переходів фероеластичного та ян-теллерівського типу при низьких температурах.

  • Магнітний резонанс в низьковимірних магнетиках, нано та метал-органічних сполуках.

  • Низькотемпературні дослідження індукованих магнітним полем спін-орієнтаційних фазових переходів у сильноанізотропних антиферомагнітних сполуках.

  • Експериментальні дослідження магнітних та електричних властивостей мультифероїків у сильному імпульсному магнітному полі.


Устаткування:


  • Магнеторезонансний спектрометр резонаторного типу, частотний діапазон 1 – 2.5 cм-1 (30 – 75 ГГц), надпровідний соленоїд з максимумом магнітного поля 5 T, температурний інтервал 2 – 30 K.

  • Установка для отримання імпульсного магнітного поля до 30 Т в отворі 27 мм (багатовитковий імпульсний соленоїд з азотним охолодженням). Тривалість імпульсу поля 30 мс. Дослідження намагніченості (диференційної магнітної сприйнятливості) та індукованої магнітним полем електричної поляризації в температурних інтервалах: 1,6 - 4,2 К (рідкий гелій), 14 - 20,4 К (рідкий водень).

  • Установка для досліджень магнітних властивостей в постійному магнітному полі до 6 Т (надпровідний магніт). Температурний діапазон досліджень 1,6 - 300 К.

  • Установка для досліджень магнітних властивостей в постійному магнітному полі до 1,5 Т (стаціонарний електромагніт з водяним охолодженням). Дослідження магнітних властивостей при кімнатних та гелієвих температурах.


Деякі найбільш важливі результати:


  • Використовуючи Раман та інфрачервону спектроскопію були досліджені особливості спонтанного впорядкування типу Ян-Теллера в системі KDy(MoO4)2. Було показано, що впорядкування квадруполів у електронній підсистемі цієї сполуки супроводжується появою енергетично нееквівалентних спотворень рідкоземельних іонів у впорядкованій фазі. Побудовано теорію середнього поля, що пояснює такий тип впорядкування та може бути використана для опису фазових переходів типу Яна-Теллера у всьому класі ромбічних кристалів

  • Експериментально отримані ДІЧ спектри пропускання в шаруватих подвійних молібдатах KY(MoO4)2, KDy(MoO4)2, KEr(MoO4)2, та KTm(MoO4)2 та показано, що низькоенергетичні граткові коливання в них добре описуються за допомогою розробленої квазі-одновимірної моделі. Результати розрахунків відповідно до цієї моделі узгоджуються з попередніми Раман та ультразвуковими дослідженнями.

  • Розроблена квазі-одновимірна мікроскопічна модель для опису дисперсії шарових коливальних мод по зоні Бріллюена в шаруватих кристалах (на прикладі CsDy(MoO4)2)

  • Дослідження спектрів комбінаційного розсіювання, які дозволили побудувати феноменологічний опис фероеластичних фазових переходів у подвійних тригональних молібдатах, доповнені даними ЕПР та рентгеноструктурного аналізу. Нові дані вказують на можливість існування неспівмірної фази в KSc(MoO4)2

  • Експериментально виявлено немонотонні залежності магніторезонансних параметрів в серії зразків багатошарової системи Co/Cu, де змінним параметром є товщина немагнітного шару міді. Встановлено, що зміна товщини немагнітного шару впливає на формування магнітної анізотропії досліджуваної системи за рахунок двох механізмів. Один з них пов'язан зі змінами шорсткості інтерфейсу між магнітними і немагнітними шарами. Другий механізм обумовлений змінами значень псевдоморфних спотворень кристалічної гратки шарів кобальту

  • Побудовано магнітну фазову температурно-польову діаграму кристала LiCoPO4. Виявлено, що друга високопольова фаза (H > H2) не має центра симетрії і їй властива електрична поляризація

  • Виявлено, що в LiCoPO4 при гелієвих температурах та за орієнтації зовнішнього магнітного поля вздовж вектора антиферомагнетизму, утворюється додаткова високопольова магнітна фаза в інтервалі полів 21 - 28,5 Т, і, таким чином, встановлено, що перехід з антиферомагнітного в насичений парамагнітний стан відбувається шляхом трьох магнітних фазових переходів. Запропоновано модель перебудови спінової структури кристала в магнітному полі

  • Побудовано магнітну фазову температурно-польову діаграму кристала LiNiPO4


Міжнародне співробітництво:


  • High Field Magnet Laboratory (HFML–EMFL), Radboud University, Nijmegen, The Netherlands;

  • Department of Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Faculty of Science, Univerzita Pavla Jozefa Safarika (UPJS), Kosice, Slovak Republic;

  • Institute of Low Temperature and Structure Research (INTiBS PAN), Polish Academy of Science, Wroclaw, Poland.