Ядерно-физические и синхротронные методы

в исследовании сильно-коррелированных электронных систем при высоких давлениях

А.Г. Гаврилюк

Институт физики высоких давлений РАН

И.С. Любутин

Институт кристаллографии РАН

Изучение свойств сильно коррелированных электронных систем (СКЭС) очень важно для понимания природы таких объектов, как высокотемпературные сверхпроводники, материалы с гигантским магнетосопротивлением, системы с сильным манитоэлектрическим эффектом (мультиферроики), материалы спинтроники и т.п. Исследование этих систем при высоких давлениях имеет как огромное прикладное значение, так и очень важно для понимания физики Земли. Оксиды переходных металлов (ОПМ) являются одними из характерных представителей систем с сильной электронной корреляцией, в которых в полной мере проявляются явления связанные с нелинейными свойствами электронных взаимодействий в твердом теле. Одним из характерных свойств СКЭС являются фазовые электронные, магнитные и структурные переходы, при которых претерпевают сильное изменение электронные, магнитные свойства кристалла, спиновое состояние ионов переходных металлов, а также кристаллическая структура. Недавно были открыты фазовые переходы с исчезновением магнетизма в сложных окислах переходных металлов, в частности в редкоземельных ортоферритах, ферритах-гранатах, боратах железа, перовскитах, моноксидах. Чтобы получить полную и всестороннюю картину этих переходов необходимо изучить взаимное влияние электронной, спиновой подсистем кристалла и его структуры в процессе фазовых превращений, последовательность переходов в этих подсистемах и выяснить в каждом случае первопричину каскада фазовых превращений.

В последние годы нами выполнены комплексные исследования магнитных, оптических, электронных свойств и кристаллической структуры в области фазовых переходов при высоких давлениях с применением ядерно-резонансных и рентгено-синхротронных методов, включая мёссбауэровскую спектроскопию, ядерное резонансное рассеяние вперед синхротронного излучения (Nuclear forward scattering - NFS), синхротронную рентгеновскую эмиссионную спектроскопию (X-ray K-b Emission Spectroscopy - XES), спектроскопии оптического поглощения и рентгеновской дифракции. Исследования при высоких давлениях (до 2 мегабар) в камерах с алмазными наковальнями позволили получить богатую информацию для понимания и прогнозирования свойств СКЭС.

Исследования дифракции нейтронов при высоких давлениях в алмазных наковальнях позволит получить новые данные о структуре и магнитных свойствах таких систем и спектре магнонных возбуждений в СКЭС, которые не могут быть получены другими методами, и которые очень важны для понимания физики СКЭС и создания перспективных новых материалов на их основе.

 

Докладчик:

Гаврилюк Александр Григорьевич, к.ф-м.н, ст.н.с.

Институт физики высоких давлений РАН,

тел. 8(917)525-7463, gavriliuk@mail.ru