Работа по изучению концентрационной зависимости электронной структуры ВТСП купратов при дырочном и электронном допировании вошла в важнейшие результаты научно-исследовательских работ Института.

На основе анализа общей структуры функции Грина показано, что в режиме сильных электронных корреляций можно сформулировать обобщенную теорему Латтинжера. Также показано, что для t-J модели и модели Хаббарда в металлической фазе обобщенная теорема Латтинжера выполняется.

Выполнены работы по сравнению электронной структуры ВТСП купратов с электронным и дырочным типом допирования. В результате рассчитаны спектральная плотность, дисперсионные соотношения и положение уровня Ферми для n-допированных купратов в рамках обобщенного метода сильной связи. В отличие от р-типа диэлектрическая щель носит непрямой характер. В обоих случаях мы наблюдаем виртуальный уровень, как на дне зоны проводимости, так и потолке валентной зоны. Однако, если в р-типе его положение соответствует самому дну зоны проводимости, то в NCO уровень располагается выше дна на 0.1 - 0.2 эВ. В результате концентрационная зависимость химпотенциала для n-типа немонотонна, в то время как для р-типа имеется пиннинг химпотенциала.

Изучались свойства молекул водорода и его изотопов, адсорбированных внутри углеродных нанотруб. Показано, что плотность водорода внутри узких нанотруб должна испытывать серию фазовых переходов в зависимости от температуры и внешнего давления.

Рассчитаны электронные свойства нанотрубок (вида (5,5), (10,0) и др.), в том числе содержащих дефекты. Найдены закономерности изменения электронной структуры нанотрубок в зависимости от кривизны, индексов хиральности и наличия дефектов.

Установлено, что окисление молекул фуллеренов галогенами (фтор, хлор) существенно понижает барьер для проникновения внутрь фуллерена низкоэнергетических протонов, что может быть использовано для получения эндоэдральных комплексов фуллеренов с водородом.

Отработана технология получения магнитных многослойных наноструктур Fe/Si, Fe/Dy методом МЛЭ, измерены их магнитные и магнитооптические спектры, обнаружены зависимости от толщины немагнитной прослойки.

Получены и проведены экспериментальные исследования однонаправленной анизотропии двухслойных обменно-связанных пленочных структур. Наблюдаемые концентрационные зависимости величины поля смещения Н_см(х) петли гистерезиса слоя NiFe обсуждаются в рамках концепции фазово - химической неоднородности сплавов Dy_xCo_1-x с составами близкими к компенсационному.

Методом ионно-плазменного распыления мультислоев Fe₂O₃/Al и последующей твердотельной реакцией Fe₂O₃+Al=Fe+Al₂O₃ получены наногранулированные пленки Fe-Al₂O₃ с различной концентрацией железа в диэлектрической матрице.

Впервые получены эпитаксиальные и поликристаллические пленки ферритов методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (СВС) в слоистых структурах Fe₂O₃/Me(Me-металл). Показано, что замещение части ионов железа ионами хрома в поликристаллических пленках Co_0.4Fe_1.6CrO₄ приводит к увеличению коэффициента прямоугольности петли гистерезиса до 1 и увеличению удельного Фарадеевского вращеия на длине волны 630 нм до 1 град/мкм, что в три раза превышает соответствующее значение для феррита кобальта с такой же концентрацией магнитооптически активных ионов кобальта.

Исследованы магнитные и магнитооптические свойства ансамблей наночастиц ферритов в матрице боратного стекла. Впервые визуализированы частицы в подобных матрицах, получены корреляции между физическими свойствами частиц и их формой, размерами и распределением в матрице. Обнаружены новые размерные эффекты. Изучена магнитооптическая активность различных электронных переходов в ионах редкоземельных элементов (РЗЭ) празеодима, неодима, диспрозия, европия в стекольных матрицах в зависимости от состава матрицы и концентрации РЗЭ. Показана перспективность трехвалентного празеодима и двухвалентного европия для использования в магнитооптических устройствах в диапазонах 250-300 и 380-400 нм, соответственно.

Синтезировано новое соединение Fe_1.91V_0.09BO₃ со структурой варвикита, выращены кристаллы и измерены спектры Мессбауера и температурная зависимость электросопротивления. Обнаружено, что для адекватного описания поведения электросопротивления необходимо наряду с активационным механизмом проводимости учитывать прыжки локализованных электронов в присутствии кулоновской псевдощели (механизм Эфроса-Шкловского).

Проведено изучение эффекта Мессбауэра на железосодержащих образцах твердых растворов Fe_0.05V_0.95BO₃. Обнаружено, что сверхтонкое поле на ядрах железа в монокристалле Fe_0.05V_0.95BO₃ (Н_hf= 507 кЭ при Т = 4.2К) создается, главным образом, самим ионом железа и слабо зависит от замещения. Показано, что твердые растворы Fe_1-xV_xBO₃ можно отнести к материалам, где вклад соседей из первой координационной сферы в формирование величины сверхтонкого поля является определяющим.

Предложена модель измерения электронной структуры и магнитных свойств FeBO₃ под давлением.

Работы выполнены при поддержке:

• Грантов РФФИ №№ 02-02-97705, 03-02-16124, 03-02-16286
• Гранта INTAS № 01-0654
• Программы Президиума РАН "Квантовая макрофизика" 3.2
• Программы Отделения физических наук РАН "Сильно коррелированные электроны" 2.3
• Программы Отделения физических наук РАН "Спинтроника" 2.4
• Интеграционного проекта УрО РАН и СО РАН

Лаборатория физики магнитных явлений