[ Список сотрудников ]

Лаборатория создана 14 мая 2008 г. Заведующий лабораторией – д.ф.-м.н. Волков Никита Валентинович. В составе лаборатории 20 сотрудников, среди которых 3 доктора наук и 7 кандидатов наук; на сегодняшний день в лаборатории проходят обучение 5 аспирантов.

Основные направления:

• Спектроскопия ядерного магнитного резонанса и спектроскопия электронного магнитного резонанса широкого класса материалов;
• Спиновая динамика и квантовые вычисления;
• Поиск, получение и исследование физических свойств новых магнитных материалов;
• Спинтроника; спин-поляризованный электронный транспорт в низкоразмерных магнитных и гибридных структурах.

Наиболе важные результаты исследований:

• Ведутся исследования явлений спин-зависимого электронного транспорта в магнитных туннельных и гибридных структурах. В планарной геометрии обнаружены эффекты переключения токового канала между слоями структур, магниторезистивный эффект, определяемый новым механизмом, фотовольтаический эффект и магнитозависимый эффект СВЧ детектирования.
• Исследуются эффекты, определяемые поляризованным током в кооперативных системах магнитных туннельных контактов, включая явления, определяемые взаимосвязью спин-поляризованного тока и спиновой динамики в туннельных контактах.
• Поиск и исследование новых материалов для спиновой электроники. Особый интерес направлен на марганцевые оксиды со смешанной валентностью ионов марганца, Mn³⁺ и Mn⁴⁺.
• Экспериментальное исследование строения и динамики кристаллов с частично разупорядоченной структурой. Исследуются вещества с различной природой разупорядочения: кристаллы со структурной несоразмерностью; ионные проводники; сегнетоэлектрики-релаксоры; твердые растворы.
• Ведется работа по развитию динамической теории ядерных магнитных моментов кристаллов. Исследуются методы многоимпульсного ЯМР для целей преобразования квантовой информации при работе квантового компьютера.
• Активно развиваются исследования, связанные с поиском магнитоэлектрических мультиферроиков. Комплексное изучение магнитных, магнитоэлектрических, магнитоупругих и магнитооптических свойств выращенных монокристаллов нацелено, на выяснение микромеханизмов и условий усиления изучаемых новых магнитных и магнитоэлектрических явлений.

Разработки лаборатории:

ЭПР-магнитометры. Компактные высокочувствительные магнитометры, предназначенные для компонентно-векторных измерений слабых магнитных полей и их вариаций, включая измерения геомагнитного поля Земли. Пороговая чувствительностью 1 нТл, есть предпосылки для улучшения характеристики. Процесс сбора данных полностью автоматизирован, программное обеспечение позволяет синхронизовать результаты измерений по абсолютному времени и координате. Разработанные варианты магнитометров могут найти применение в геологии, геофизики, археологии, научные исследованиях, в военных приложениях, космических исследованиях.

Технология группового выращивания монокристаллов Разработатны технологии раствор-расплавных методов группового выращивания высококачественных монокристаллов для научных исследований, микроволновой техники и магнитооптики. В качестве примера, получены монокристаллы железоиттриевого граната с магнитной добротностью и оптическим пропусканием близкими к предельно достижимым. Кристаллы используются в Фарадеевских изоляторах инфракрасного диапазона и в гиромагнитных СВЧ устройствах.

Научное оборудование::

1. Комплекс оборудования для исследования транспортных свойств твердых тел и наноструктур.
   • Установка для прецизионных исследований транспортных и магнитотранспортных свойств материалов и многослойных структур (включая исследования в режиме импульсного тока) в условиях оптического излучения.
     Источники излучения: набор полупроводниковых лазеров, набор ламп с монохроматором.
   • Установка для исследования транспортных и магнитотранспортных свойств твердых тел и наноструктур на переменном токе. Может использоваться для исследования комплексной диэлектрической проницаемости материалов(20 Гц – 3 ГГц).
   • Установка по исследованию ферромагнитного резонанса при внешних воздействиях (оптическое облучение, транспортный ток) и транспортных характеристик материалов и структур в условиях воздействия СВЧ излучения (8.5-12 ГГц).

2. Технологическое оборудование для выращивания монокристаллов оксидных соединений методом из раствора в расплаве
3. Набор современных измерительных и питающих приборов, комплекс многофункционального оборудования на платформе Scientific Instruments.
4. Сотрудники лаборатории обслуживают и обеспечивают работу приборов ЦКП КНЦ СО РАН:
   • Установка для исследования физических свойств твердых тел и наноструктур
   • PPMS-9 (Quantum Design).
     
   Прибор предназначен для исследования DC намагниченности и АС магнитной восприимчивости; удельной теплоемкости; АС/DC удельного сопротивления, эффекта Холла, кривых I-V; теплопроводности, коэффициента Зеебека. Диапазон температур 1.8̵400 К, магнитных полей ± 9 Т. Установка снабжена гелиевым рефриже- ратором замкнутого цикла.
5. Спектрометр электронного магнитного резонанса ELEXSYS E580 (Bruker).
   Прибор обладает высочайшей гибкостью и функциональностью и позволяет решать широкий круг задач спектроскопии электронного магнитного резонанса в различных системах на самом высоком уровне. Принципиальное преимущество прибора – реализованный мультичастотный и мультирезонансный ЭПР.
6. Импульсный универсальный ЯМР спектрометр со сверхпроводящим соленоидом AVANCE 300 (Bruker).
   Прибор позволяет исследовать: структуру, фазовые переходы и динамические процессы в кристаллах; фундаментальные вопросы спиновой динамики и формы линии магнитного резонанса в твердых телах; химический состав твердых веществ и др.

Важнейшие публикации:

1. N.V. Volkov, C.G. Lee, P.D. Kim, E.V. Eremin and G.S. Patrin. Optically driven conductivity and magnetoresistance in a manganite-based tunnel structure// J. Phys. D: Appl. Phys. 42 205009 (2009).
2. Волков Н.В, Еремин Е.В., Цикалов В.С., Патрин Г.С, Ким П.Д, Seong-Cho Yu, Dong-Hyun Kim, Nguyen Chau. Эффекты переключения токовых каналов и новый механизм магнитосопротивления в туннельной структуре. ПЖТФ, 35 (21), 33 (2009).
3. N.V. Volkov, E.V. Eremin, K.A. Shaykhutdinov, V.S. Tsikalov, M.I. Petrov, D.A. Balaev, S.V. Semenov. The magnetic-field-driven effect of microwave detection in a manganite granular system J. Phys. D: Appl. Phys. 41 015004 (2008).
4. N.V. Volkov, E.V. Eremin, M.V. Rauckii, K.A. Shaikhutdinov, M.I. Petrov, An.A. Leksikov Magnetically driven high-frequency rectification in a cooperative system of magnetic tunnel junctions: Frequency dependence// Journal of Magnetism and Magnetic Materials 323, pp.1001–1005 (2011).
5. N.V. Volkov, K. A. Sablina, O. A. Bayukov, E. V. Eremin, G. A. Petrakovskii, D. A. Velikanov, A. D. Balaev, A. F. Bovina, P. Boni, E. Clementyev. Magnetic Properties of Mixed-valence Manganese Oxide Pb3Mn7O15 //Journal of Physics: Condensed Matter, 20, 055217 (2008).
6. N.V. Volkov, E.V. Eremin, K.A. Sablina and N.V. Sapronova. Dielectric properties of a mixed-valence Pb₃Mn₇Os₁₅ manganese oxide//J. Phys.: Condens. Matter 22 375901 (2010).
7. I.P. Aleksandrova, A.A. Sukhovsky, Yu.N. Ivanov, Yu.E. Yablonskaya, S.B. Vakhrushev. Local and average structure of relaxor Na_1/2Bi_1/2TiO₃ from the point of view of NMR // Ferroelectrics, 378, 16–22 (2009).
8. I.P. Aleksandrova, Yu.N. Ivanov, V.S. Bondarev, A.A. Sukhovskii, V.N. Voronov. Calorimetric and ²³Na MAS NMR study of the phase diagram of NaNb_1-xTa_xO₃ solid solutions. Functional materials, vol. 17, No. 1 (2010), pp. 18-24.
9. R.P. Chaudhury, F. Yen, B. Lorenz, Y. Y. Sun, L.N. Bezmaternykh, V.L. Temerov, and C.W. Chu, “Magnetoelectric Effect and Spontaneous Polarization in HoFe₃(BO₃)₄ and Ho_0.5Nd_0.5Fe₃(BO₃)₄” // Phys. Rev. B 80, 104424, 2009.
10. R. P. Chaudhury, B. Lorenz, Y. Y. Sun, L. N. Bezmaternykh, V. L. Temerov, and C. W. Chu, “Magnetoelectricity and magnetostriction due to the rare-earth moment in TmAl₃(BO₃)₄” // Phys. Rev. B 81, 220402 (2010).
11. Зобов В.Е., Шауро В.П. Избирательное управление состояниями многоуровневых квантовых систем с помощью неселективных операторов поворота. // ЖЭТФ, 135 (1)с. 10-23 (2009)
12. Зобов В.Е., О показателе степени особой точки производящей функции решеточных деревьев в моделе Идена // ТМФ, 165 (2) с. 242-256 (2010).