ИСТИНА

Каждый новый объект исследования открывает новые, иногда совершенно неожиданные, особенности в поведении магнитных систем. Особенно ярко это проявляется при изучении низкоразмерных и фрустрированных систем. В таких системах, наряду с установлением дальнего магнитного порядка, возможно также формирование особых - спин-жидкостных - состояний материи. Это представляет фундаментальный интерес, поскольку добавляет новые сведения об устройстве вещества при низких и сверхнизких температурах. Исходя из кристаллографических данных, а только это известно, как правило, при работе с новыми объектами, можно лишь предполагать, реализуется ли дальний магнитный порядок в таких системах и каковы окажутся их магнитные характеристики. В рамках проекта предусмотрено проведение экспериментальных исследований по установлению квантовых основных состояний и базовых магнитных характеристик Mn3(PO4)2, K2Mn3(VO4)2(CO3), CsFe(MoO4)2, Rb2Cu3P4O14, Ba3Cu3In4-xScxO12, BaVSi2O7, LiMnVO4 и других объектов, в кристаллической структуре которых присутствуют элементы фрустрации и пониженной размерности.

Основная цель проекта - установление основных состояний и физических свойств новых низкоразмерных и фрустрированных магнетиков. В рамках этой задачи были синтезированы и исследованы новые низкоразмерные металлооксиды и халькогениды. На основании проведенного комплекса термодинамической характеризации, ЭПР спектроскопии и теоретических расчетов, установлены параметры ближнего и дальнего магнитного порядка в системах. Причем исследования не ограничивались системами с традиционными “небольшими” спинами, как то Cu2+ (S = 1/2). Современные тенденции в исследовании низкоразмерных соединений простираются до считавшихся ранее “большими” магнитных катионов со спинами S = 5/2 – Fe3+, Mn2+. Принципиально новым направлением можно считать исследование магнитной подсистемы в слоистых железных сверхпроводниках, где нематическая фаза с нарушением тетрагональной симметрии квадратной плоскости железа зачастую сопровождает магнитоупорядоченноое состояние. Среди систем с кластерами можно выделить Rb2Cu3(P2O7)2 с тримерами, составленными из октаэдров CuO6, встроенных в трехмерный канал фосфатных групп ниже TN = 9.2 К. Среди квазиодномерных одномерных систем были получены Bi2Fe(SeO3)2OCl3, содержащий цепочки S = 5/2, составленные из катионов железа Fe3+. Термодинамические и резонансные свойства в этом соединении указывают на низкоразмерное поведение, сопровождающееся широким корреляционным максимум в магнитной восприимчивости при 130 К и дальним магнитным порядком ниже TN = 13 К. На пересечении одно- и двумерных магнетиков находится семейство дугганитов Pb3TeCo3V2O14, Pb3TeCo3P2O14 и Pb3TeCo3As2O14 где кристаллографические двумерные плоскости демонстрируют антиферромагнитное упорядочение при низких температурах с ведущей подсистемой из атомов кобальта, которые формируют треугольные колонны перпендикулярно этим плоскостям. Среди двумерных систем были исследованы Li4FeSbO6 с треугольной решеткой слоев железа, альтернированной со слоями лития, упорядочившийся антиферромагнитно ниже TN = 3.6 К, K2Mn3(VO4)2(CO3) с двумерными слоями октаэдров MnO6 организованых по типу “пчелиные соты” и альтернированных со слоями изолированных тригональных бипирамид MnO5, испытавший два магнитных перехода при T2 = 2.85 K и T1 = 2.1 K; двумерные решетки кагоме в семействе фторидов Cs2-xRbxSnCu3F12 (x = 0, 0.5, 1.0, 1.5), Cs2TiCu3F12 и Rb2TiCu3F12, которые демонстриуют дальний антиферромагнитный порядок при низких температурах; искаженные двумерные решетки кагоме в семействе франциситов Cu3Y(SeO3)2O2Cl, которые испытывают антиферромагнитное порядочение с неколлинеарной структурой ниже порядка 30 – 35 К. В классе двумерных железных сверхпроводников основное внимание уделялось семейству 11. Впервые результаты исследований методом ARPES были совмещены с первопринципными расчетами FeSe1-x. Была обнаружена разница в экспериментальной электронной структуре FeSe1-x, первопринципных расчетах и существующих данных по FeSexTe1-x. Зоны испытывают выраженную орбитально - зависящую ренормализацию отличную от наблюдавшейся в FeSexTe1-x и любых других пниктидах. Впервые установлена фрустрация антиферромагнитных конфигураций, реализуемых в монокристаллах FeTe, зависящая от избытка железа. Обнаружена спин-зависимая природа Андреевских отражений в FeSe.