Название:	Неоднородные зарядовые и спиновые состояния в монокристаллах мультиферроиков - полупроводников
Грантодатель:	РФФИ
Область знаний:	02 - физика и астрономия
Приоритетное направление:	02-208 02-206 02-202 02-205
Время действия проекта:	2011-2013
Тип:	исследовательский
Руководитель(и):	Санина,ВА
Подразделения:	лаб. физики сегнетоэлектричества и магнетизма (Лушникова,СГ)
Код проекта:	11-02-00218
Финансирование 2012 г.:	395000
Исполнители:	Сванидзе,АВ Кузнецова,ВВ: лаб. физики сегнетоэлектричества и магнетизма (Лушникова,СГ) Залесский,ВГ: лаб. физики сегнетоэлектричества и магнетизма (Лушникова,СГ) Головенчиц,ЕИ: лаб. физики сегнетоэлектричества и магнетизма (Лушникова,СГ) Попова,ЕА: лаб. физики сегнетоэлектричества и магнетизма (Лушникова,СГ) Щеглов,МП: лаб. дифракционных методов исследования реальной структуры кристаллов (Аргуновой,ТС) Лушников,СГ: лаб. физики сегнетоэлектричества и магнетизма (Лушникова,СГ) Ханнанов,БХ

1. Обнаружен набор ферромагнитных резонансов от слоев естественных 1D сверхрешеток, формируемых за счет процессов фазового расслоения и самоорганизации носителей заряда в легированных мультиферроиках Eu_Ce_Mn_2O_5 и Tb_Bi_MnO_3. Подобный набор резонансов, но имеющих меньшую интенсивность, был обнаружен и в нелегированных мультиферроиках RMn_2O_5 (R = Eu, Tb, Er, Bi). Этот факт говорит о том, что перенос заряда между ионами марганца разной валентности, приводящий к формированию сверхрешеток, имеет место как в легированных, так и нелегированных мультиферроиках – манганитах.
2. Установлены свойства слоев сверхрешеток на основании анализа величин g –факторов и щелей резонансных линий. Показано, что положения и ширины линий зависят от концентраций ионов марганца разной валентности и носителей заряда, от глубин барьеров для слоев. В отличие от искусственных, в естественных сверхрешетках с ферромагнитной ориентацией спинов отсутствует их закрепление на границах слоев. При этом возбуждаются моды с k = 0 с узкими резонансными линиями.
3. Установлено, что в исследованных кристаллах наблюдается подобный набор из пяти линий поглощения, который представляет собой комбинацию из узкой центральной линии безщелевого резонанса и двух менее интенсивных и более широких линий, симметрично расположенных относительно центральной линии. Крайние левые и правые линии обладают щелями разного знака, свидетельствующими о противоположной ориентации спинов в крайних слоях. Центральный слой является диэлектрическим. В крайних слоях имеются носители заряда.
4. Обнаруженный универсальный характер картины резонансов в целом ряде кристаллов указывает на то, что в естественных сверхрешетках при температурах ниже 30 - 40 К реализуется топологический порядок. Этот порядок аналогичен широко изучаемому в последнее время топологическому изолятору.
5. Установлено, что сверхрешетки занимают малый объем кристаллов. Основной объем аналогичен исходным диэлектрическим, антиферромагнитным кристаллам. Высказано предположение о том, что сверхрешетки являются границами между объемными доменами исходных кристаллов.
6. Установлено методами нейтронной дифракции и рентгеновским рассеянием, что в Tb_Bi_MnO_3 замещение ионами Bi части ионов Tb приводит к частичному подавлению магнитного порядка в Tb –подсистеме. Магнитный порядок в Mn – подсистеме сохраняется подобным исходному порядку в TbMnO_3.