ИСТИНА

Будут предложены физические модели, объясняющие изменение температуры магнитного упорядочения, магнитного порядка, магнитной анизотропии и магнитострикции при введении атомов водорода и азота в кристаллическую решетку соединений типа R(Fe,T)12 и R2(Fe,T)17, где T = Si, Ti, V, Al, Cr. Полученные физические модели дадут возможность описания полного процесса намагничивания материалов (full magnetization process). Будут рассчитаны параметры кристаллического поля, получены кривые намагниченности, магнитной восприимчивости, поляризации. Будет проведен синтез интерметаллических соединений, включающих редкоземельные элементы и железо в моно- и поликристаллическом состоянии. Планируется получение гидридов без разрушения монокристаллической структуры и ориентированных во внешнем магнитном поле поликристаллических гидридов и нитридов. Исследование магнитных свойств указанных выше соединений планируется в различных магнитных полях до 60 Тл. В отдельных случаях величина магнитного поля может быть увеличена до 100 Тл.

Physical models will be proposed to explain the change in the temperature of magnetic ordering, magnetic order, magnetic anisotropy, and magnetostriction when hydrogen and nitrogen atoms are introduced into the crystal lattice of compounds of the type R (Fe, T) 12 and R2 (Fe, T) 17, where T = Si, Ti, V, Al, Cr. The obtained physical models will give an opportunity to describe the full process of magnetization of materials (full magnetization process). The parameters of the crystal field will be calculated, and the magnetization, magnetic susceptibility, and polarization curves are obtained. Synthesis of intermetallic compounds including rare-earth elements and iron in a mono- and polycrystalline state will be carried out. It is planned to obtain hydrides without destroying the single-crystal structure and polycrystalline hydrides and nitrides oriented in the external magnetic field. Investigation of the magnetic properties of the above compounds is planned in various magnetic fields up to 60 T. In some cases, the magnitude of the magnetic field can be increased to 100 T.

Методические разработки в области измерения магнитных, магнитотепловых и магнитоупругих свойств в сверхсильных магнитных полях. Создание теоретических моделей и расчёт кривой полного намагничивания и фазовых диаграмм. Сравнение численных результатов с приближенными аналитическими расчётами. Получение параметров кристаллического поля. Развитие модели полного процесса намагничивания на используемые в спинтронике искусственные ферримагнетики (artificial ferrimagnets). Построение их фазовых диаграмм. Только высокополевые измерения физических свойств материалов (вплоть до 100 Тл) непосредственно позволяют получать уникальную информацию о поведении магнитных материалов (индуцированных полем магнитных фазовых переходах), о величине полей, при которой происходит переход из ферримагнитного в ферромагнитное состояние, и извлекать полную информацию о межподрешеточном взаимодействии. Коллектив исполнителей обладает необходимым набором высокочистых материалов и оборудованием для создания редкоземельных интерметаллидов, что особенно важно для определения истинных, неискаженных влиянием примесей, свойств сплавов. Применение комплексного подхода, сочетающего как численное моделирование, так и аналитические вычисления, позволит с высокой точностью рассчитать магнитные свойства редкоземельных интерметаллидов типа R(Fe,T)12 и др. и эффективно решить поставленные задачи.

Используемая методика теоретического расчёта и численного анализа свойств редкоземельных материалов была ранее отработана на редкоземельных гранатах, алюмоборатах и ферроборатах. Результаты были представлены на конференциях: EASTMAG 2013, 7th Russian-French Workshop on Nanosciences and Nanotechnologies, «Новое в магнетизме и магнитных материалах», на заседании секции «Магнетизм» Института Физических Проблем РАН, Московском международном симпозиуме по магнетизму MISM-2014. Было показано, что в целом применение параметров кристаллического поля, полученных из спектроскопических экспериментов, позволяет дать удовлетворительное описание свойств редкоземельных материалов.

Из высокочистых материалов методом сплавления получены интерметаллические соединения высокочистые соединения RFe11Ti и их гидриды, RFe6Al6 и их гидриды, соединения вида R1R2Fe14B, где R1 и R2 – редкоземельные ионы. Измерены кривые намагничивания вдоль главных кристаллографических направлений в сверхвысоких магнитных полях (до 100 Тл). С использованием полученных параметров были рассчитаны кривые намагничивания в исследуемых интерметаллидах и их гидридах вплоть до 200 Т. Продемонстрирован переход из ферримагнитного в ферромагнитное состояние (forced-ferromagnetic state). Проведено исследование влияния каждого из параметров на свойства редкоземельных интерметаллидов. Было проведено теоретическое и численное исследование магнитных фазовых диаграмм, выяснена природа наблюдаемых в эксперименте фазовых переходов первого рода, индуцированных магнитным полем и произведена оценка констант анизотропии. С использованием полученных констант рассчитаны кривые намагниченности вплоть до 100 Т, которые дают хорошее согласие с экспериментом.