µSR-исследования на мюонном канале синхроциклотрона ФГБУ «ПИЯФ»

Мюон в веществе – это своеобразный магнитный зонд, позволяющий исследовать внутренние локальные магнитные поля и распределение этих полей. В экспериментах измеряют частоту прецессии спинов мюона F_µ или мюония F_Mu и скорости их деполяризации λ. Эти параметры содержат богатую информацию о широком спектре физико-химических свойств материала.

В настоящее время на синхроциклотроне ПИЯФ НИЦ КИ существует единственная в России работающая µSR-установка (µSR – Muon Spin Rotation (or Muon Spin Resonanse, Muon Spin Relaxation)). Данная установка позволяет проводить исследования материалов в диапазоне температур от 10 К до 300 К в различных внешних магнитных полях (продольных и поперечных по отношению к ориентации спина мюона). Здесь следует подчеркнуть то, что данная установка по своим возможностям вполне конкурентно способна аналогичным установкам в известных мировых центрах (PSI, Швейцария; TRIUMF, Канада).

В качестве объектов исследования выбираются образцы изучаемого материала (твердотельные, жидкие, сыпучие) определенных размеров, помещаемые в специальные криостаты.

В настоящее время, с помощью данной µSR-установки проводятся следующие исследования:

- Взаимодействие ферроэлектричества и ферромагнетизма: исследование редкоземельных манганитов (YMnO₃, HoMnO₃, TbMnO₃ и др.); исследование редкоземельных манганатов RMn₂O₅ (R = Eu, Gd и другие); исследование мультиферроиков R_(1-х)Ce_xMn₂O₅ (R – редкоземельный элемент).

- µSR-исследования феррожидкости, представляющей собой коллоидный раствор нанодисперсного магнетита Fe₃O₄ и CoFe₂O₄ с заполнением D₂O и H₂O в зависимости от размера гранул и их концентрации, при температурах 20-300К и в однородных магнитных полях 0-500Гс.