Аннотация результатов, полученных в 2017 году
1. Выполнены исследования теплоемкости и намагниченности монокристаллических образцов твердых растворов замещения HoxLu1-xB12 и Tm1-xYbxB12 различных составов в интервале 0<x<1 при температурах 0.4-300 К для направлений магнитного поля B//<100>, <110> и <111> в интервале до 9 Тл. Полученные результаты позволили построить магнитные Н-Т-х фазовые диаграммы додекаборидов. По данным исследований теплоемкости выполнено разделение колебательных и магнитных вкладов, определены их параметры. Показано, что при низких температурах в парамагнитных твердых растворах HoxLu1-xB12, наряду с зеемановским вкладом в магнитную теплоемкость необходимо учитывать также значительный ядерный вклад, обусловленный сверхтонким взаимодействием, приводящим к расщеплению основного Г5(1) триплета иона Но3+. Значительная анизотропия низкотемпературной магнитной теплоемкости в HoxLu1-xB12 для направлений поля Н//[100] и H//[111] приводит к выводу о заметном влиянии многочастичных эффектов, перенормирующих магнитный вклад в теплоемкость Сm в направлении локальных спиновых флуктуаций ([100]). Для соединений Tm1-xYbxB12 анализ низкотемпературных магнитных вкладов в теплоёмкость позволяет выделить зеемановскую составляющую от ионов Tm3+ в основном состоянии Г5(1) и не зависящий от магнитного поля вклад в Cm с максимумом вблизи T~10K, который, по-видимому, следует отнести за счет эффектов кластеризации ионов Yb. Оценки амплитуды вкладов приводят к заключению об участии практически всех ионов Tm и Yb, соответственно, в формировании двух указанных компонент низкотемпературной магнитной теплоемкости. В парамагнитной фазе твердых растворов HoxLu1-xB12 в широкой окрестности TN наблюдаются заметные отклонения от кюри-вейссовской зависимости магнитной восприимчивости, которые свидетельствуют о присутствии ферромагнитных флуктуаций в этих соединениях. 2. В интервале частот 40 - 35000 см-1 и при комнатных температурах выполнены измерения спектров коэффициента отражения высококачественных монокристаллических образцов соединений HoxLu1-xB12, Tm1-xYbxB12, CexLa1-xB6 и Gd1-xLaxB6 (0 <x <1), PrB6, NdB6. Помимо спектрального вклада от свободных носителей заряда с плазменной частотой в интервале от ≈15 000 см-1 до ≈36 000 см-1 (в зависимости от состава и РЗ иона), в спектрах обнаружено широкое возбуждение с сильным затуханием, характеризующееся нелоренцевской формой линии, располагающееся в различных соединениях на частотах от 200 см-1 до 2 000 см-1 и характеризующееся необычно высокими величинами диэлектрического вклада Δε=4 000 - 10 000. Предполагается, что коллективное возбуждение связано с кооперативным динамическим эффектом Яна-Теллера на кластерах В12, который обусловливает возникновение квазилокальных мод (rattling-mode) большой амплитуды для редкоземельных ионов, располагающихся в полостях каркаса атомов бора, через 5d-2p гибридизацию связанных также с носителями заряда зоны проводимости. Показано, что в формировании коллективного возбуждения участвуют от 50% до 85% электронов проводимости. Предполагается, что два возбуждения, наблюдаемые на более высоких частотах, 2000 - 10 000 см-1, могут быть связаны с электронными переходами между состояниями в зоне проводимости вблизи уровня Ферми. 3. Выполнены комплексные измерения угловых, полевых и температурных зависимостей удельного сопротивления на монокристаллических образцах твердых растворов замещения HoxLu1-xB12 и Tm1-xYbxB12 в широком интервале составов (0<х<1) при температурах 1.9-300 К в магнитных полях до 8 Тл. По результатам построены 3D-диаграммы рассеяния носителей заряда и магнитные Н-Т-х фазовые диаграммы додекаборидов. Выполнено разделение и анализ отрицательного (ОМС) и положительного (ПМС) вкладов в магнитосопротивление в парамагнитной (Р) и АФ-фазах и исследована природа анизотропии. Обнаружен квадратичный по Н/T скейлинг ОМС в Р- фазе и линейное по Н/T масштабирование ПМС в АФ- фазе в соединениях HoxLu1-xB12. Показано, что ОМС является практически изотропным и связано с рассеянием носителей заряда на антиферромагнитных областях ближнего порядка ионов Но3+, возникающих в широкой окрестности температуры Нееля в Р- фазе в исследуемых соединениях. Найдено, что за анизотропию поперечного магнитосопротивления в Р- фазе соединений HoxLu1-xB12 и Tm1-xYbxB12 отвечает положительный вклад, принимающий для всех составов HoxLu1-xB12 и для соединений Tm1-xYbxB12 с малыми концентрациями Yb (x<0.04) максимальные значения в направлении магнитного поля H//[100]. Обнаружено, что для подавляющего большинства составов Tm1-xYbxB12 (0.04<x<1) направление максимального эффекта ПМС изменяется на H//[110]. Полученные результаты позволяют связать найденную анизотропию ПМС с колебаниями РЗ-ионов в двухьямном потенциале, являющимися одновременно локальными флуктуациями электронной плотности и приводящими при низких температурах к формированию филаментарной структуры проводящих каналов в указанных направлениях. Показано, что в высших боридах RB12 нацентровые магнитные флуктуации, по-видимому, обусловлены динамическим кооперативным эффектом Яна-Теллера молекул В12. Выполненный анализ положительного линейного вклада в магнитосопротивление в АФ-фазе додекаборидов позволяет сделать заключение об участии волны спиновой плотности (ВСП) в формировании магнитоупорядоченной структуры, наряду с 4f магнитной компонентой. Предложено объяснение ферромагнитной компоненты магнитной структуры, обнаруженной в АФ-состоянии HoxLu1-xB12 в магнитном поле выше 15 кЭ, в терминах спиновой поляризации электронов проводимости (ферроны), возникающей в режиме сильных нацентровых спиновых флуктуаций и формирующей пучности ВСП. 4. При исследовании электронного спинового резонанса (ЭСР) в каркасных стеклах HoxLu1-xB12 обнаружено, что для всех составов резонансное поглощение возникает и усиливается ниже температуры стеклования T*≈55 K. Показано, что линия ЭСР значительно уширяется с понижением температуры по мере приближения к температуре Нееля (TN). При переходе в АФ-фазу сигнал ЭСР затухает с понижением температуры. Измерения вдоль направлений Н//[100], H//[110] и H//[111] для образцов HoxLu1-xB12 с концентрациями x=0.1 и x=0.5 позволили установить, что в парамагнитной фазе сигнал ЭСР оказывается практически изотропным. Данные, полученные при исследованиях ЭСР на разных частотах для образца с x=0.5 при Т=10 К соответствуют линейной зависимости положения линии от частоты с g-фактором ~5.6. Эксперименты, выполненные для различных составов x(Ho), обнаруживают значительную концентрационную зависимость ширины и положения линии ЭСР. Проведенные численные расчеты позволяют сравнить полученные экспериментальные кривые с одноинной моделью, при этом для х(Но)=0.01 достигается удовлетворительное согласие теории с экспериментом. Показано, что при больших концентрациях одноионная модель не описывает ЭСР сигнал, причем для образцов составов x=0.04 и 0.1 линия оказывается уже, чем при x=0.01. Обсуждается вклад димеров Ho-Ho, а также эффекты обменного cужения, беспорядка в расположении магнитных ионов в кубооктаэдрах В24, влияние спиновых флуктуаций на характеристики линии ЭСР в HoxLu1-xB12. 5. При измерениях спектров ЭСР в парамагнитном состоянии Gd1-хLaхB6 в интервале температур 1.8-280К обнаружено, что вблизи комнатной температуры резонансное магнитопоглощение на ионах Gd в этих гексаборидах представлено одной линией с g-фактором ~2. С понижением температуры ширина линии ЭСР значительно (~ в 20 раз) возрастает одновременно с ростом g-фактора, который для GdB6 в окрестности перехода в АФ-фазу при TN=15.5 K принимает значения g~2.3. Измерения, выполненные при ориентации магнитного поля Н//[100], H//[110] и H//[111] для образцов GdB6 позволили установить, что в парамагнитной фазе сигнал ЭСР оказывается практически изотропным. При переходе в АФ-фазу парамагнитный сигнал резко подавляется, и ниже 13 К для направлений Н//[100] и Н//[111] в GdB6 нами впервые зарегистрирован антиферромагнитный резонанс (АФМР), который при гелиевых температурах для Н//[100] характеризуется 4-мя линиями, а для Н//[111] 2-умя. В пределах экспериментальной погрешности АФМР в GdB6 для направления Н//[110], также, как и для состава Gd1-xLaxB6 нами не наблюдается. При интерпретации значительного уширения линии ЭСР обсуждается близость GdB6 к структурной неустойчивости, большие амплитуды атомных смещений РЗ ионов, формирование при понижении температуры димеров Gd-Gd. Кроме того, учитывая квазилокальные колебания ионов Gd3+ в двухъямном потенциале (нацентровые спиновые флуктуации) в этих гексаборидах следует ожидать многочастичных эффектов, перенормирующих параметры ЭСР и АФМР в этих соединениях. 6. Методом прецизионного рентгеноструктурного анализа при комнатной температуре изучено атомное строение шести кристаллов ряда твердых растворов YbxTm1-xB12 составов x = 0.004, 0.13, 0.25, 0.42, 0.60, 0.81. Обнаружено отклонение от кубичности и разупорядочение на картах электронной плотности для всех составов. Найдено, что дополнительная электронная плотность имеет вид полос (страйпов), вытянутых по направлению, близкому к диагонали грани элементарной ячейки. Обнаружено значительное (в 2-3 раза) монотонное возрастание эффективных параметров атомного смещения (амплитуды тепловых колебаний атомов) с ростом х. 7. Из измерений угловых и полевых зависимостей сопротивления в широком интервале температур 1.9-300 К в магнитных полях до 8 Тл исследована анизотропия магнитосопротивления для монокристаллических образцов высокого качества CeB6. Выполненный анализ магнитосопротивления в сочетании с данными электронного парамагнитного резонанса в антиферроквадрупольной фазе гексаборида церия позволил установить, что возникновение резонанса при T=3.8 К сопровождается качественным изменением характера анизотропии магнитосопротивления за счет электронного нематического эффекта. В результате значительно усиливается рассеяние носителей на спиновых флуктуациях, приводящее к появлению наибольшего эффекта отрицательного магнитосопротивления для направления Н//[100].

Аннотация результатов, полученных в 2018 году
I. Результаты исследований теплоемкости, намагниченности и магнитосопротивления монокристаллов CexLa1-xB6 с 0<x<=1 при температурах 0.4-300 К для направлений магнитного поля B//<100>, <110> и <111> в интервале до 9 Тл позволили построить магнитные Н-Т-х фазовые диаграммы гексаборидов. По данным исследований теплоемкости выполнено разделение колебательных и магнитных вкладов, определены их параметры. Показано, что при низких температурах в парамагнитной фазе CexLa1-xB6, наряду с зеемановским вкладом в магнитную теплоемкость необходимо учитывать также значительный вклад от димеров и других магнитных кластеров наноразмера, сформированных ионами Се, причем эта компонента магнитной теплоемкости не зависит от напряженности внешнего магнитного поля. Кроме того, в парамагнитной фазе CexLa1-xB6 вместо кюри-вейссовской зависимости магнитной восприимчивости для всех исследованных составов наблюдается степенная зависимость от температуры с показателем степени а=0.75-0.84, отвечающим магнитному отклику от разупорядоченных кластеров магнитных моментов церия (фаза Гриффитса). Показано, что параметры модели Гриффитса для восприимчивости практически не зависят от кристаллографического направления в решетке RB6. II. По результатам измерений угловых зависимостей магнетосопротивления в CexLa1-xB6 впервые построены угловые магнитные фазовые Н-φ-Т0 диаграммы для этих антиферромагнетиков с аномально сильным рассеянием носителей заряда и колоссальным магнетосопротивлением. Показано, что сильная анизотропия фазовых границ связана с электронным нематическим эффектом, обусловливающим также анизотропию магнетосопротивления. Предложено объяснение анизотропии в терминах формирования динамических зарядовых страйпов, значительно уширенных за счет сильных локальных 4f-5d флуктуаций электронной плотности. В свою очередь, динамические полосы заряда являются следствием динамического эффекта Яна-Теллера (ЯТ) на кластерах В6, причем коллективные ЯТ моды борной подрешетки приводят к колебаниям тяжелых ионов Се в полостях В24 борного каркаса (rattling modes) и, в результате, вызывают модуляцию зоны проводимости за счет изменения 5d-2p гибридизации зонных состояний. III. В результате измерений угловых, полевых и температурных зависимостей удельного сопротивления на монокристаллах HoxLu1-xB12 и Tm1-xYbxB12 при температурах 1.9-300 К в магнитных полях до 8 Тл построены 3D-диаграммы рассеяния носителей заряда и угловые магнитные Н-φ-Т0 фазовые диаграммы додекаборидов разных составов. Сравнение между собой додекаборидов со стабильной 4f-оболочкой (HoxLu1-xB12 и TmB12) с соединениями с нестабильной электронной конфигурацией иттербия (Tm1-xYbxB12 с х>0.02) позволяет сделать следующие выводы. 1). Для HoxLu1-xB12 и TmB12 формирование зарядовых страйпов происходит вдоль выделенного направления <110> в гцк решетке и перенормирует магнитные взаимодействия за счет уменьшения доли равновесных зонных носителей, что приводит к изменению параметров РККИ-взаимодействия. В результате имеющаяся в парамагнитной фазе анизотропия зарядового транспорта, обусловленная филаментарной структурой страйпов, определяет также и анизотропию фазовых границ и рассеяния носителей в AF состоянии. Такая анизотропия в форме «мальтийского креста», выделяющая направление магнитного поля Н//[110] вдоль страйпов и Н//[001] перпендикулярно страйпам, нарушается в додекаборидах Tm1-xYbxB12 с x(Yb)>0.02, для которых направление страйпов в P-фазе меняется c [110] на [001], значительно подавляются критические параметры AF-состояния и возникает анизотропия AF-P границы. IV. В интервале частот от 10 см-1 до 8 000 см-1 и при температурах 3 К–295 К получены панорамные спектры оптической проводимости и действительной и мнимой частей диэлектрической проницаемости монокристаллов YbB12 для двух принципиальных поляризаций, когда вектор электрического поля зондирующего излучения направлен вдоль (Е//) и перпендикулярно (Еt) кристаллографической оси [0 -1 1]. Обнаружена тонкая структура гибридизационной щели, проявляющаяся для обеих поляризаций в виде пороговой особенности на частотах 150-180 см-1. Обнаружена анизотропия инфракрасного пика поглощения, который при Т=80 К регистрируется при 1200 см-1, тогда как для Т=10 К он смещается в окрестность 1300 см-1 в параллельной и 1400 см-1 в перпендикулярной поляризаций излучения, соответственно. Наиболее значительным результатом исследования является обнаружение на энергиях ~6-8 мэВ, отвечающих многочастичным состояниям в щели, анизотропии спектрального отклика, в виде возбуждения на частоте около 70 см-1 в спектре проводимости в поперечной поляризации Еt[1 -1 0], которое отсутствует в продольной поляризации. V. Выполнен сравнительный анализ набора структурных характеристик кристаллов TmB12 (металл) и YbB12 (узкозонный полупроводник) и твердых растворов замещения Tm1-xYbxВ12 (0<x<1). Прецизионные исследования особенностей кристаллической структуры при комнатной температуре позволили установить, что в ряду Tm1-xYbxB12 при переходе металл-изолятор с ростом х значительно возрастают амплитуды атомных смещений в борной (в 2 раза) и редкоземельной (в 6 раз) подрешетках, свидетельствуя о развитии при этом переходе неустойчивости электронной конфигурации ионов иттербия. Показано, что для описания Tm1-xYbxB12 необходимо использовать ангармоническую структурную модель, причем для составов с x>0.7, реализуется необычный режим, когда амплитуды атомных смещений тяжелых РЗ-ионов оказываются больше, чем легких атомов бора. Вблизи квантовой критической точки xc≈0.25 (квантовый фазовый переход при Т=0) уже при комнатной температуре нами обнаружены значительные аномалии структурных характеристик в исследуемых додекаборидах. В кристалле Tm0.19Yb0.81B12 комплексные исследования структуры, оптической проводимости и характеристик зарядового транспорта позволили обнаружить динамические зарядовые страйпы и определить характерные частоты этих колебаний заряда (~240 ГГц). Предложен механизм для описания этого электронного фазового расслоения наноразмера, в основе которого лежит кооперативный динамический эффект Яна-Теллера в борной подрешетке и формирование динамически связанных димеров Yb. Температурная зависимость структурных характеристик монокристалла додекаборида TmB12 (металл) изучена с использованием наборов данных в интервале 30-293K. Показано, что тригональные искажения кубической элементарной ячейки являются причиной возникновения низкосимметричных особенностей электронной плотности, однако структура симметризуется в фазе каркасного стекла. По результатам многотемпературного эксперимента в интервале 80-293K определены температура Эйнштейна для атомов туллия TE(Tm)= 159(2) K, и Дебая для бора TD(B) = 1063(17) K, а также выделены статические компоненты в атомных смещениях. Рентгеноструктурное исследование монокристалла додекаборида YbB12 (узкозонный полупроводник) в диапазоне 85-293K обнаружило резкое уменьшение параметров элементарной ячейки в интервале температур 120-140K. Показано, что аномалия вызвана сближением катионов и анионов и изотропным сжатием кубооктаэдров В12 и сопровождается заметным увеличением атомных смещений бора. Синтезы электронной плотности показали разупорядочение позиции катиона и наличие двухямного потенциала в окрестности Yb, свидетельствующего о формировании динамических димеров Yb. По результатам многотемпературного эксперимента выполнены оценки характеристических температур Эйнштейна и Дебая для атомов иттербия и бора соответственно, а также выделены статические компоненты в атомных смещениях. VI. Прецизионные исследования особенностей кристаллической структуры GdB6 позволили определить параметры a, b, c близкой к кубической элементарной ячейки кристаллов GdB6, установить присутствие тетрагональных структурных искажений, а также найти расстояния бор-гадолиний, В-В в кластерах и между соседними кластерами В12. Выполнен анализ карт Фурье разностной электронной плотности, результаты которого позволяют сделать вывод о том, что в этом соединении с диффузионным режимом зарядового транспорта аномально сильное рассеяние носителей обусловлено формированием динамически связанных димеров Gd3+ размером около 3.5Å. Формирование димеров происходит при смещениях ионов Gd3+ из узлов решетки на расстояния около 0.5 А в направлениях <110>. Результаты измерений теплоемкости и анализ с разделением вкладов позволили определить энергию ~8 мэВ квазилокальных колебаний ионов Gd3+ и при низких температурах найти величину барьера в двухъмном потенциале (ДП) ΔE/kB~37К в окрестности Gd. Оценка высоты барьера из рентгеноструктурных данных при комнатной температуре дает существенно большее значение ΔE~8 мэВ, и, таким образом, следует ожидать значительных температурных изменений параметров ДП. Показано, что уже при комнатной температуре в GdB6 наблюдается тенденция к формированию динамических полос заряда (страйпов). VII. Методом неупругого рассеяния нейтронов выполнены исследования спектра магнитных возбуждений для додекаборидов эрбия Er11B12 и тулия Tm11B12 при температурах в интервале 5-300 К. Полученные результаты позволяют надежно установить схему расщепления в кристаллическом электрическом поле (КЭП) 4f -состояний ионов Tm3+ и Er3+ и определить параметры КЭП модели.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
I. С помощью инфракрасной фурье-спектроскопии и оптической эллипсометрии в области частот 30–35000 cm−1получены спектры комплексной проводимости монокристаллов гексаборидов GdxLa1 − xB6, x (Gd) = 0, 0,01, 0,1, 0,78, 1 при комнатной температуре. Во всех исследованных соединениях, в дополнение к Друде- составляющей от свободных носителей, обнаружены также широкие возбуждения с необычно большими диэлектрическими вкладами Δε = 7 000–15 000 и нелоренцевой формой линии. Предполагается, что происхождение обнаруженных коллективных возбуждений связано с динамическим кооперативным эффектом Яна-Теллера на кластерах B6. Анализ спектров совместно с результатами измерений холловского и удельного сопротивления показывает, что только 25–50% электронов зоны проводимости являются друдевскими свободными носителями заряда, тогда как остальные участвуют в формировании переторможенных осцилляторов. Таким образом, предложено объяснение как рекордно низкой работы выхода термоэмиссии в GdxLa1 − xB6, так и неферми-жидкостного поведения в кристаллах GdB6 в терминах неравновесных (горячих) электронов, преобладающих над друдевскими носителями в этих гексаборидах. II. Выполнены первые детальные исследования динамической проводимости сильно коррелированной электронной системы Tm0.19Yb0.81B12 в широком ИК-диапазоне, результаты которых показывают большое количество линий (резонансов) поглощения, которые не полностью экранируются зонными электронами. Анализ температурных зависимостей параметров резонансов с учетом характерных температурных (энергетических) масштабов TE ~ 150 K, T* ~ 60 K и Tc ~ 25 K, которые определяют свойства додекаборидов редкоземельных элементов при промежуточных и низких температурах, позволяет сделать вывод о том, что обнаруженные возбуждения связаны с одночастичной динамикой (решеточные фононы и квазилокальные колебательные моды ионов Tm и Yb) и коллективными модами смешанного типа (ян-теллеровские моды), которые приводят как к появлению щели в электронном спектре (Eg/2kB≈100 K), так и к возникновению многочастичного резонанса в щели на уровне Ферми (Ea/kB ≈ 70 K) в матрице исследуемого додекаборида. Показано, что ян-теллеровская неустойчивость подрешетки бора с характерной частотой ~ 1500 см-1 в сочетании с нестабильностью 4f оболочки ионов Yb являются основными факторами, определяющими сложный набор физических свойств Tm0.19Yb0.81B12. Выполнены оценки зависящей от температуры эффективной массы свободных носителей заряда, и предложена интерпретация свойств, основанная на существовании нескольких каналов релаксации в различных температурных интервалах. Полученные результаты позволяют выяснить механизм формирования основного состояния и природу перехода металл-изолятор в Tm1-xYbxB12 и других сильно коррелированных электронных системах, включая высокотемпературные сверхпроводники, манганиты и пр. III. Проведено прецизионное многотемпературное рентгеноструктурное исследование монокристаллов додекаборида YbB12. В интервале температур 120–160 K впервые обнаружено немонотонное изменение структурных параметров - периодов решетки, углов, межатомных расстояний и среднеквадратичных эквивалентных параметров атомных смещений ueq в подрешетках бора и редкоземельного иона, которое связано с изоструктурным фазовым переходом при Tc ~ 140 К. Выявлены заметные структурные искажения, свидетельствующие о развитии ян-теллеровской неустойчивости жесткого борного каркаса в YbB12. При анализе экспериментальных значений ueq (T), полученных путем аппроксимации модельных кривых Эйнштейна (иттербий) и Дебая (бор), показано, что наблюдается резкий излом вблизи 140 K, связанный с сильным (~25%) смягчением квазилокальной моды ионов Yb и значительным уменьшением статической составляющей атомных смещений Yb и B ниже этой температуры. Анализ полученных в работе результатов измерения проводимости и теплоемкости в YbB12 позволяет сделать вывод о том, что при понижении температуры ниже Tc~140 К в решетке появляются колебательно связанные пары Yb-Yb, ориентированные вдоль направления <110>. Сделан вывод о том, что, формирование этих многочастичных комплексов, включающих в себя димеры ионов Yb и 5d электронные состояния между ними, является причиной возникновения щели в электронном спектре этого, так называемого Кондо- изолятора, причем в диэлектризации состояний вблизи EF участвует колебательная компонента. IV. На основании данных прецизионного рентгеноструктурного анализа монокристаллов GdB6 в интервале температур 85-300 K показано, что аномально сильное рассеяние носителей заряда в квантово-диффузионном режиме зарядового транспорта в этом соединении возникает вследствие образования (i) динамически связанных пар ионов Gd3+ размером пары около 3,3 Å и с энергией квазилокальных колебаний ~ 7–8 мэВ, а также (ii) с динамическими зарядовыми страйпами вдоль направления [001] в кубической решетке. Показано, что ангармоническое приближение является адекватным для анализа статической и динамической составляющих параметров атомных смещений гадолиния. Получена оценка высоты барьера в двухъямном потенциале ионов Gd3+ как из низкотемпературных измерений теплоемкости, так и из распределения электронной плотности, восстановленного по рентгеноструктурным данным. V. Модельные сильно коррелированные электронные системы HoxLu1-xB12 (x>0.4), в которых обнаружена кооперативная ян-теллеровская неустойчивость борного каркаса в сочетании с квазилокальными модами ионов Ho(Lu), динамическими зарядовыми страйпами и необычным антиферромагнитным (AF) основным состоянием, были детально исследованы при низких температурах при измерениях магнетосопротивления (Δρ/ρ), намагниченности и теплоемкости. На основании полученных результатов найдено, что угловые магнитные фазовые диаграммы H-ϕ-T0 этих неравновесных AF-металлов имеют форму «мальтийского креста». Показано, что резкое понижение симметрии основного AF состояния в этих додекаборидах с ГЦК-кристаллической структурой обусловлено перераспределением электронов проводимости из РККИ-осцилляций спиновой плотности электронов в динамические зарядовые страйпы, обеспечивая, таким образом, сильные изменения в косвенном обменном взаимодействии между магнитными моментами ионов Ho3+ и приводя к появлению большого количества различных магнитоупорядоченных фаз на фазовых диаграммах HoxLu1-xB12. Показано, что в сложной, многокомпонентной AF- фазе HoxLu1-xB12 реализуются два основных вклада в магнетосопротивление: (i) положительная линейная по магнитному полю и (ii) отрицательная квадратичная -Δρ/ρ∼H^2 компоненты. Анализ с разделением вкладов приводит к выводу о формировании магнитной структуры в AF-фазе, состоящей из 4f-компоненты (локализованные магнитные моменты ионов гольмия) и 5d-компоненты, обусловленной волной спиновой плотности зонных носителей заряда. VI. Методом неупругого рассеяния нейтронов выполнены исследования спектра магнитных возбуждений для додекаборидов Tb11B12, Dy11B12 и твердых растворов Ho0.5Er0.5B12 и Er0.5Tm0.5B12 при температурах в интервале 5-300 К. Полученные результаты позволяют надежно установить схему расщепления в кристаллическом электрическом поле (КЭП) 4f -состояний редкоземельных ионов и определить параметры КЭП модели. VII. Показано, что в основе эффекта большого отрицательного магнетосопротивления, наблюдающегося в проводниках вблизи магнитного фазового перехода, лежит формирование пространственно неоднородного состояния, обычно обусловленного развитием ян-теллеровской неустойчивости кристаллической структуры, которая, в свою очередь, приводит к возникновению электронной неустойчивости, связанной с формированием либо, зарядовых страйпов, либо, электронного нематического состояния. Показано, что кооперативный ЯТ-эффект исходно оказывается связанным с ян-теллеровскими искажениями блоков (кластеров), формирующих кристаллическую решетку соединений с КМС. Кооперативная динамика (скоррелированные колебания) таких молекулярных кластеров в кристалле является причиной квазилокальных колебаний тяжелых магнитных ионов редкоземельных и переходных металлов, которые, как правило, находятся в слабосвязанном состоянии в полостях кристаллической структуры. В свою очередь, изменения степени гибридизации зонных состояний, вызванные такими колебаниями тяжелых катионов в двухъямном потенциале, приводят к модуляции зоны проводимости и возникновению динамических зарядовых страйпов. Следует отметить также, что с понижением температуры ниже высоты барьера в двухъямном потенциале в системе слабо связанных тяжелых ионов происходит переход порядок-беспорядок, инициируя смещения ионов из центро-симметричных позиций и формирование фазы каркасного стекла, которая характеризуется разупорядоченным расположением катионов в полостях жесткого каркаса. Дополнительный беспорядок вследствие замещения в подсистеме катионов, присутствующий в твердых растворах, также способствует образованию магнитных кластеров- областей ближнего магнитного порядка при температурах, значительно превышающих температуры перехода в магнитоупорядоченное состояние (TN,TC). В результате, в широкой окрестности TN, TC в соединениях с КМС имеется набор конкурирующих взаимодействий, баланс между которыми сравнительно легко перестраивается внешним магнитным полем, приводя к эффекту большого отрицательного магнетосопротивления.