Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Ван-дер-ваальсовы соединения на основе переходных металлов привлекают внимание в области спинтроники, поскольку представляют собой естественную кристаллическую совершенную альтернативу квазидвумерным магнитным пленкам, полученным эпитаксиальными методами. Кроме того, они представляют интерес для фундаментальных исследований, предоставляя новую платформу для изучения низкоразмерного магнетизма. Теллуриды редкоземельных элементов RETe3 известны как семейство Ван-дер-Ваальсовых соединений, содержащих волны зарядовой плотности и испытывающих антиферромагнитный порядок при низких температурах. В этом семействе TbTe3 выделяется как материал, демонстрирующий три последовательных магнитных фазовых перехода при TN1 = 6.6 К, TN2 = 5.6 К и TN3 = 5.4 К, чему предшествует корреляционный максимум магнитной восприимчивости при Т* ~ 8 К. Плоские квадратные кристаллы TbTe3 были выращены c размерами в 2-3 мм и толщиной до 0.5 мм с помощью метода испарения растворителя. Комбинируя термодинамические, т.е. измерения намагниченности M и транспорта, т. е. сопротивления R, мы установили границы двух соизмеримых AF2 при TN2 и AF1 при TN1 и одной модулированной волной зарядовой плотности фазы AF3 при TN3 в магнитном поле, ориентированном вдоль главных кристаллографических осей. Приложение магнитных полей параллельно сдвигает эти границы в сторону более низких температур. В термодинамических свойствах аномалии при TN3 и TN2 видны как четкие признаки переходов первого рода. Это может быть связано с гигантской магнитострикцией редкоземельных соединений. В то же время аномалия на TN1 проявляется как плечо как в Cp(T), так и Фишеровской теплоемкости. Не всегда просто обнаружить эту аномалию в магнитном поле, которое обычно размывает переходы. По существу, полученная магнитная фазовая диаграмма дает полное описание магнитных свойств трителлурида тербия. Плоские квадратные кристаллы TbTe2, Tb2Te5 и LaTe3 с размерами в 2-3 мм и толщиной до 0.5 мм были получены с помощью метода испарения растворителя. В качестве растворителя использовался жидкий теллур, насыщенный тербием. Испарение проводилось при температуре 850 — 600С. Варьирование температуры испаряющегося расплава позволило синтезировать кристаллы разного состава, так как при изменении температуры менялась фаза, сосуществующая с жидким теллуром. Состав полученных кристаллов проверялся методом рентгеноструктурного микроанализа. Кроме того, разные составы теллуридов тербия имели разный цвет (темный, серебристый и золотой). Для Tb2Te5 также была выполнена первичная характеризация термодинамических и кинетических свойств. В исследованиях температурной зависимости удельной теплоемкости и магнитных свойств, была получена предварительная магнитная фазовая диаграмма Tb2Te5. Теплоемкость Tb2Te5 выявила образование магнитоупорядоченных состояний в два этапа при T2 = 9 К и T1 = 5,9 К. Для этой системы Тайваньская команда выполнила измерения сверхбыстрой спектроскопии накачки в диапазоне температур, в котором возможно возникновение волн зарядовой плотности при приложении внешнего магнитного поля. Колебательная мода при 3,8 ТГц, наблюдаемая в спектрах накачки, проявляет свойства, подобные волне зарядовой плотности, и усиливается при H = 7 Тл. Дальнейшее подтверждение того, является ли колебательная мода при 3,8 ТГц особенностью связанной с волнами зарядовой плотности, будет выявляться путем измерения спектров ΔR/R в разных ориентациях и в измерениях транспортных свойств. Тогда мы сможем подойти к основной цели этого проекта - выяснить взаимовлияние волны зарядовой плотности и экзотического магнетизма в различных магнитоупорядоченных состояниях. Были исследованы статические и динамические магнитные свойства и удельная теплоемкость K2Ni2TeO6 и Li2Ni2TeO6, и было обнаружено, что они претерпевают дальний порядок при TN = 22.8 и 24.4 К соответственно, но демонстрируют корреляции ближнего порядка. При высоких температурах магнитная восприимчивость K2Ni2TeO6 и Li2Ni2TeO6описывается законом Кюри–Вейсса с температурой Вейсса Theta приблизительно - 13 и - 20 К соответственно, и эффективными магнитными моментами около 4.46 mB/f.u., как и ожидается для ионов Ni2+ (S = 1). В парамагнитной области в спектрах ЭПР K2Ni2TeO6 и Li2Ni2TeO6 наблюдается одиночная лоренцева форма линия характеризуемая изотропным эффективным g-фактором, g = 2.19. Теоретический анализ показывает, что сотовые слои A2Ni2TeO6 (A = K, Li) обладают зигзагообразными ферромагнитными цепочками, связанными антиферромагнитно. Тригонально-слоистый теллурат Na2MnTeO6 был изучен с помощью различных методик. Кристаллическая структура этого соединения основана на треугольном расположении катионов в параллельных слоях с пространственной группой P¯31c. Ионы Mn4+ в октаэдрическом окружении формируют треугольную сетку, в которой все спины направлены из центра каждого треугольника. Общая магнитная структура в Na2MnTeO6 соизмерима со 120◦ спиралью с вектором распространения k = (1/3, 1/3, 1/3), как следует из данных нейтронной дифракции. Измерения намагниченности показывают, что Na2MnTeO6 испытывает антиферромагнитный порядок при TN = 5.5 К. ЯМР, электронный спиновый резонанс и термодинамические эксперименты подтверждают наличие широкой температурной области двумерных короткодействующих корреляций значительно выше температуры упорядочения. Сравнительное исследование транспортных свойств кристаллов FeSe1-xTex с x в диапазоне 0,3 - 0,4 и чистых кристаллов FeSe. Для всех исследованных образцов наблюдается аномалия на зависимости R(Т), которая, по-видимому, соответствует структурному переходу. Однако форма этой аномалии для соединений с x ≈ 0,3 − 0,4 существенно отличается от формы аномалии вблизи нематического перехода в чистом FeSe. Кроме того, удельное сопротивление при низких температурах для кристаллов при x ≈ 0,3 − 0,4 пропорциональна квадрату температуры, а для чистого FeSe в области температур ниже структурного перехода практически линейно зависит от температуры. Эта разница в транспортных свойствах указывает на изменение в основном состоянии и существование квантовой критичности, возможно связанной с магнитным и немагнитным типами электронного порядка. Кроме того, фазовая диаграмма FeSe1-xTex при малых x напоминает часть известной фазовой диаграммы FeSe под давлением, где область нематического упорядочения непосредственно граничит с областью магнитного упорядочения.

Аннотация результатов, полученных в 2023 году
В рамках выполнения проекта методом роста из расплава в кварцевой ампуле в форме бумеранга были синтезированы кристаллы GdTe3, SmTe3. Соответствие фазового и элементного состава было подтверждено методом рентген – флюорисцентного и рентгенофазового анализа. Системы GdTe3 и SmTe3 переходят в антиферромагнитно упорядоченное состояние ниже 12 K и 4К, соответственно. Tb2Te5 является родственным соединением по отношению к TbTe3. Его кристаллическая структура представляет двойные бислои Tb2Te2 с промежуточными слоями Te, разделенными бислоями Te. Кристаллическая структура Tb2Te5 описывается кристаллографической группой Cmcm с параметрами элементарной ячейки a=4,3120(5), b=41,0305(76) и c=4,2979(8) Å. Данное соединение упорядочивается антиферромагнитно в два этапа при TN2 = 9,0 К и TN1 = 6,8 К, что проявляется в резких аномалиях на кривых магнитной восприимчивости и удельной теплоемкости. На основе этих измерений были построены магнитные фазовые диаграммы Tb2Te5 при H||ac, HIIb. Угловая зависимость вращательного момента указывает на наиболее легкое и легкое направления магнитного момента в плоскости и перпендикулярно плоскости ac. Родственное соединение TbTe3 демонстрирует аналогичную анизотропию легкой плоскости при высоких температурах, которая переходит в анизотропию легкой оси при температуре ниже 4,2 К. Соединение β-Fe2OSe обладает несовершенной структурой антиперовскита с полярной нецентросимметричной пространственной группой P32, Z = 9 при T > 55 К. Данная модификация может быть рассмотрена в виде трех независимых хиральных спиралей атомов Fe1, Fe2 и Fe5 вокруг оси c с промежуточными связями с атомами Fe3, Fe4 и Fe6. β-Fe2OSe обладает проводимостью полупроводникового типа вблизи комнатной температуры. Она становится слабым ферромагнетиком при TFM = 104 К и антиферромагнетиком при TN = 77 К. Ферромагнитный фазовый переход при TFM проявляется в резком увеличении магнитной восприимчивости и аномалии λ - типа на кривой удельной теплоемкости. Антиферромагнитный фазовый переход при TN фиксируется как скачок магнитной восприимчивости и аномалия первого порядка по удельной теплоемкости. Мессбауэровская спектроскопия β-Fe2OSe указывает на парамагнитное состояние ионов Fe2+ (S = 2) при комнатной температуре, магнитный порядок ниже TFM и трансформацию магнитной структуры ниже TN. В рамках задачи по расширению круга исследуемых материалов были отобраны слоистые объекты с катионами, обладающими большой анизотропией, включая соединения кобальта (PyH)CsCo2(NO3)6 и Na3Co2SbO6, а также молибдена MoOBr3. В этих системах установлено основное магнитное состояние и получены сведения об анизотропии.