Дифракционные исследования 2D магнетизма в сложных оксидах с различной топологией магнитных подсистем

I часть. Сотовые (honeycomb) сверхструктуры магнитных ионов в A₃M₂BO₆ и A₂M₂BO₆ соединениях.

В Лаборатории Исследования Материалов проводятся систематические исследования широкого ряда квазидвумерных магнетиков с различной геометрией обменных связей, включая сверхрешетки типа пчелиных сот и треугольные решетки, с целью наиболее полно охарактеризовать магнитные подсистемы и установить механизмы формирования и параметры основных квантовых состояний.

Физика низкоразмерного магнетизма является одним из наиболее интересных и активно развивающихся последние годы направлений современной науки, т.к. в низкоразмерных магнетиках квантовая суть материи проявляется наиболее ярко и становится возможным экспериментально наблюдать множество неклассических квантовых кооперативных эффектов. Наиболее сложен, но при этом и наиболее интересен, случай двухмерии, когда существенно возрастает влияние анизотропии и фрустраций, что очень усложняет механизмы достижения основного квантового состояния и увеличивает многообразие спиновых структур и новых магнитных явлений.

На первом семинаре будут сформулированы основные положения и задача наших исследований и представлены объекты изучения. Затем будут представлены исследования нейтронной и синхротронной порошковой дифракцией магнитных структур слоистых оксидов Na₃Co₂SbO₆, Li₃Ni₂SbO₆ и Na₂Ni₂TeO₆ со сверхструктурой магнитных ионов типа «пчелиных сот», показаны общие особенности спинового упорядочения и проанализированы причины, приводящие к различиям между ними в родственных соединениях. Установлено, что магнитная структура слоистых магнетиков с решеткой типа пчелиные соты чрезвычайно чувствительна к соотношению обменных взаимодействий между ближайшими соседями и следующими, вторыми и третьими соседями, что индуцирует фрустрацию и реализацию неклассических магнитных фаз. Экспериментально обнаружено нетривиальное основное квантовое состояние – антиферромагнитное, типа ферромагнитного зигзага. Все дифракционные результаты хорошо коррелируют с измерениями температурных зависимостей магнитной восприимчивости, теплоемкости и ЭПР, которые также будут представлены.

В последующих сообщениях, которые будут представлены сотрудниками лаборатории, планируется рассказывать о различного типа треугольных сверхструктурах.

II часть. Треугольные сверхструктуры магнитных ионов в MBB’O₆ иRBB’O₆.

III часть. Треугольные сверхструктуры магнитных ионов в A₂MBO_6.

IV часть. Треугольные сверхструктуры магнитных ионов в A₂MXO₄

Здесь везде в формулах:
M – переходный металл (d-элементы)
R – редкоземельный металл
А – щелочной металл,
B – неметаллы In, Sn, Sb, Te (p-элементы)
X – п/п Si, Ge