Фазовые переходы, магнитные и транспортные свойства соединений на основе f-электронных элементов

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 18-72-10022

НазваниеФазовые переходы, магнитные и транспортные свойства соединений на основе f-электронных элементов

Руководитель Губкин Андрей Федорович, Кандидат физико-математических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов имени М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук , Свердловская обл

Конкурс №30 - Конкурс 2018 года по мероприятию «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-207 - Магнитные явления

Ключевые слова Лантаноиды, актиниды, магнитный порядок, электросопротивление, тепловые свойства, кристаллическая структура, f-электронные системы

Код ГРНТИ29.19.04 29.19.24 29.19.43

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Материалы на базе лантаноидов и актинидов представляют особый интерес для фундаментальной науки в связи с широким многообразием экзотических свойств и явлений, наблюдаемых в данных объектах. Подавляющее количество работ по исследованию магнитных и электронных свойств интерметаллидов на основе лантаноидов посвящено системам, где ключевую роль играет механизм 4f-3d косвенного обменного взаимодействия типа РККИ, определяющий упорядочение магнитных моментов локализованных 4f и коллективизированных 3d электронов. Однако, магнитные системы, в которых магнитные и электронные свойства определяются магнитоактивной 4f-электронной оболочкой и доминирующим вкладом 4f-4f косвенных обменных взаимодействий между редкоземельными ионами остаются слабоизученными и представляют значительный интерес для фундаментальной науки. Так, в частности, существуют сложные механизмы взаимодействия между магнитной и электронной подсистемой подобных соединений, которые определяют наличие сложных магнитных состояний и аномальное поведение электронных свойств в широком интервале температур. Ситуация становится сложнее в системах на основе актинидов, для которых расстояние между 5f-ионами близко к критическим расстояниям в соответствии с критерием Хилла. Для таких систем имеет место частичная делокализация 5f-электронной оболочки, которая приводит к кардинальному изменению магнитных и электронных свойств. Тем не менее, вопрос о механизме кроссовера между двумя состояниями с локализованной и делокализованной f-электронной оболочкой остается открытым. Основной задачей настоящего Проекта является комплексное экспериментальное исследование магнитных, тепловых и электрических свойств двух типов f-электронных систем с различной степенью локализации f-электронной оболочки с целью установления закономерностей и выявления природы взаимосвязи между магнитной и электронной подсистемами. Для решения поставленной задачи в проекте запланировано комплексное экспериментальное исследование взаимосвязи между магнитной и электронной подсистемами бинарных редкоземельные интерметаллидов типа Tb3T (T = Ni, Co) и R5Pd2 (R=Ho, Er), а также особенностей зарядового и магнитного упорядочений в соединениях мононитрида урана (UN) и хлорида нитрида урана (UNCl), обладающих частично делокализованной 5f-электронной оболочкой. Будут использованы взаимодополняющие экспериментальные методы: порошковая нейтронография, ЯМР-спектроскопия, измерения магнитных свойств (восприимчивость, намагниченность), транспортных свойств (электросопротивление, магнитосопротивление), тепловых свойств (теплоемкость, теплопроводность). Без глубокого понимания этих свойств невозможно установить фундаментальные закономерности и объяснить экзотические физические явления характерные для f-электронных систем на основе актинидов и лантаноидов. Более того, непонимание ключевых механизмов ответственных за поведение физических свойств данных систем является преградой на пути более эффективного применения данных материалов для ядерных технологий, создания материалов с высокотемпературной сверхпроводимостью, новых магнитных материалов с уникальными характеристиками.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. В.В. Оглобличев, А.М. Потапов, C.В. Верховский, А.В. Мирмельштейн Ядерный магнитный резонанс и релаксация 14N в парамагнитной области мононитрида урана Письма в ЖЭТФ, -V. 108, -Iss. 9, -PP. 650—656 (год публикации - 2018)
10.1134/S0370274X18210099

2. А.Ф. Губкин, Л.С. Ву, С.Е. Никитин, А.В. Суслов, А. Подлесняк, О. Прохненко, К. Прокеш, Ф. Йокачия, Л. Келлер, Н.В. Баранов Магнитные фазовые переходы и магнитная структура Tb3Ni Конференция по использованию рассеяния нейтронов в конденсированных средах РНИКС-2018, НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, Гатчина, 2018, Сборник тезисов Конференции по использованию рассеяния нейтронов в конденсированных средах РНИКС-2018, 17 – 21 сентября 2018 г. Санкт-Петербург, Россия. стр. 43 (устный доклад) (год публикации - 2018)

3. А.А. Ваулин, Е. А. Шерстобитова, Н. В. Баранов, А. Хосер, А. Ф. Губкин Магнитотранспортные свойства и неоднородное магнитное состояние в соединении Ho5Pd2 Конференция по использованию рассеяния нейтронов в конденсированных средах РНИКС-2018, НИЦ «Курчатовский институт» - ПИЯФ, Гатчина, 2018, Сборник тезисов Конференции по использованию рассеяния нейтронов в конденсированных средах РНИКС-2018, 17 – 21 сентября 2018 г. Санкт-Петербург, Россия. стр. 46 (устный доклад) (год публикации - 2018)

4. А.Ф. Губкин, Л.С. Ву, С.Е. Никитин, А.В. Суслов, А. Подлесняк, О. Прохненко, К. Прокеш, Ф. Йокачия, Л. Келлер, Н.В. Баранов Field-induced magnetic phase transitions and metastable states in Tb3Ni PHYSICAL REVIEW B, -V. 97, -P. 134425 (год публикации - 2018)
10.1103/PhysRevB.97.134425

5. В.В. Оглобличев, А.М. Потапов, С.В. Верховский, А.В. Мирмельштейн Исследование парамагнитной области мононитрида урана методом ЯМР 14N Сборник тезисов Тринадцатого международного семинара "Радиационная физика металлов и сплавов", 24 февраля - 2 марта, Кыштым, Россия, 2019, изд. ИФМ УрО РАН, Сборник тезисов Тринадцатого международного семинара "Радиационная физика металлов и сплавов" 24 февраля - 2 марта, Кыштым, Россия, 2019, стр. 65 (год публикации - 2019)

6. В.В. Оглобличев, А.М. Потапов, С.В. Верховский, А.В. Мирмельштейн Ядерный магнитный резонанс в мононитриде урана Сборник тезисов XIV международная конференция «ЗАБАБАХИНСКИЕ НАУЧНЫЕ ЧТЕНИЯ», 18 – 24 марта 2019 г., г. Снежинск, изд. ФГУП «РФЯЦ – ВНИИТФ им. академика Е.И. Забабахина», Сборник тезисов XIV международная конференция «ЗАБАБАХИНСКИЕ НАУЧНЫЕ ЧТЕНИЯ» 18 – 24 марта 2019 г., г. Снежинск, стр. 180-181 (год публикации - 2019)

7. А. Херреро, А. Олеага, А.Ф. Губкин, М.Д. Фронтчек, А. Салазар, Н.В. Баранов Comprehensive study of the magnetic phase transitions in Tb3Co combining thermal, magnetic and neutron diffraction measurements Intermetallics, Манускрипт находится в стадии рецензирования (год публикации - 2019)

8. А.Ю. Гермов, В.В. Оглобличев, А.М. Потапов, С.В. Верховский Результаты и перспективы спектроскопии ЯМР при исследовании электронного строения мононитрида урана VI Международная молодежная научная конференция Физика. Технологии. Инновации ФТИ-2019, с 20 по 24 мая 2019 г., г. Екатеринбург, На момент написания отчета сборник тезисов конференции еще не опубликован. (год публикации - 2019)

9. Оглобличев В.В. , Верховский С.В., Потапов А.М., Гермов А.Ю., А.Ф. Садыков Spin fluctuations of the uranium 5f-electrons in UN according to 14N-NMR data Journal of Physics: Conference Series, v. 1389, p. 012082 (год публикации - 2019)
10.1088/1742-6596/1389/1/012082

10. Херреро А.,Олега А., Губкин А.Ф., Фронтчек М.Д., Салазар А., Баранов Н.В. Comprehensive study of the magnetic phase transitions in Tb3Co combining thermal, magnetic and neutron diffraction measurements Intermetallics, v. 111 p. 106519 (год публикации - 2019)
10.1016/j.intermet.2019.106519

11. Херреро А., Олега А, Губкин А.Ф. Салазар А. Баранов Н.В. Peculiar magnetocaloric properties and critical behavior in antiferromagnetic Tb3Ni with complex magnetic structure Journal of Alloys and Compounds, v. 808 p. 151720 (год публикации - 2019)
10.1016/j.jallcom.2019.151720

12. А.Ф. Губкин, Л.С. Ву, С.Е. Никитин, А.В. Суслов, А. Подлесняк, О. Прохненко, К. Прокеш, Ф. Йокачия, Л. Келлер, Фишер. Г., Н.В. Баранов FIELD-INDUCED MAGNETIC PHASE TRANSITIONS AND METASTABLE STATES IN Tb3Ni VII Euro-Asian Symposium «Trends in MAGnetism» EASTMAG-2019, Book of abstracts, vol. 1, стр. 556 (год публикации - 2019)

13. Оглобличев В.В., Потапов А.М., Верховский С.В. 14N NMR Investigation of the Paramagnetic Region of Uranium Mononitride International Conference on Strongly Correlated Electron Systems 2019, Book of abstracts, Fr-L-42 (год публикации - 2019)

14. Оглобличев В.В., Потапов А.М., Верховский С.В. SPIN FLUCTUATIONS OF THE URANIUM 5f-ELECTRONS IN THE UN ACCORDING TO 14N-NMR DATA VII Euro-Asian Symposium «Trends in MAGnetism» EASTMAG-2019, Book of abstracts, vol. 2, Стр. 83-84 (год публикации - 2019)

15. Оглобличев В.В. , Потапов А.М., Верховский С.В. ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ МЕТОДОВ СПЕКТРОСКОПИИ ЯДЕРНОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА ПРИ ИССЛЕДОВАНИИ ФАЗОВОГО СОСТАВА МОНОНИТРИДА УРАНА Тезисы докладов XI конференции по реакторному материаловедению, посвященной 55-летию отделения реакторного материаловедения АО ГНЦ "НИИАР", стр. 286-287 (год публикации - 2019)

16. А. А. Ваулин, Н. В. Баранов, Т. Тсутаока, А. Ф. Губкин Использование формализма групп магнитной суперсимметрии для исследования магнитной структуры Ho7Rh3 LIV Школа ПИЯФ по физике конденсированного состояния ФКС-2020 16–21 марта 2020 г., Санкт-Петербург, НИЦ «Курчатовский институт» – ПИЯФ, 2020, Сборник тезисов (год публикации - 2019)

17. А.А. Ваулин, Н.В. Баранов, T. Tсутаока , А.Ф. Губкин Исследование несоизмеримой магнитной структуры Ho7Rh3 с использованием формализма групп магнитной суперсимметрии XX Юбилейной Всероссийской школы–семинара по проблемам физики конденсированного состояния вещества (СПФКС–20), г. Екатеринбург, ИФМ УрО РАН, 2019, Сборник тезисов, стр 48. (год публикации - 2019)

18. А.Ю. Гермов, В.В. Оглобличев, А.М. Потапов, С.В. Верховский 14N NMR and magnetic susceptibility of UN in the paramagnetic state International Conference "Magnetic Resonance - Current State and Future Perspectives" and satellite XXI International Youth Scientific School "Actual problems of magnetic resonance and its application", 23-27 september, Kazan, Russia, Сборник тезисов, стр. 180 (год публикации - 2019)

19. А.Ю. Гермов, В.В. Оглобличев, С.В. Верховский, А.М. Потапов, А.В. Андреев Nuclear magnetic resonance and relaxation in uranium mononitride AIP Publishing, Book of Abstracts, p. 222. (год публикации - 2020)

20. В.В. Оглобличев, С.В. Верховский, А.В. Мирмильштейн, Ю.С. Пискунов, А.Ю. Геромов, А.М. Потапов, А.Ф. Губкин, А.В. Андреев 5f–electron magnetism in UN single crystal probed by 14N NMR Physical Review B (год публикации - 2021)

21. А.Ф. Губкин, А.А. Ваулин, Е.А. Шерстобитова, Х. Фишер, Н.В. Баранов Магнитное диффузное рассеяние нейтронов в интерметаллиде Tb3Ni с ближним магнитным порядком «Дифракция нейтронов - 2021» 8 - 10 июня 2021 года г. Гатчина, мкр. Орлова роща, НИЦ "Курчатовский институт" – ПИЯФ (год публикации - 2021)

22. Садыков А.Ф., Оглобличев В.В., Губкин А.Ф., Ваулин А.А., Потапов А.М. ЯМР И МАГНИТНАЯ ВОСПРИИМЧИВОСТЬ В МОНОНИТРИДЕ ЦЕРИЯ VIII Международная молодежная научная конференция Физика. Технологии. Инновации ФТИ-2021 17-21 мая, Книга абстрактов будет доступна после 21 мая. (год публикации - 2021)

23. А.А. Ваулин, А. Чиркова, К.П. Скоков, Е.А. Шерстобитова, N.V. Baranov, А.Ф. Губкин Cluster-glass compound of Er5Pd2-type: thermal andelectrical properties influenced by magnetic field Physical Review B (год публикации - 2021)

Публикации