25.05.2021 №21

image

Максим Бушинский из НПЦ НАН Беларуси по материаловедению удостоен гранта Президента Республики Беларусь за 2020-й год.

За соответствующую мировому уровню разработку заведующий лабораторией неметаллических ферромагнетиков НПЦ НАН Беларуси по материаловедению Максим Бушинский удостоен гранта Президента Республики Беларусь за 2020-й год. Он обосновал условия получения магнитных материалов, позволяющие получать редкоземельные кобальтиты, замещенные щелочноземельными и парамагнитными ионами заданного химического состава и высокой степени фазовой чистоты.

Сложные редкоземельные замещенные оксиды кобальта со структурой перовскита вызывают повышенный интерес исследователей благодаря большому разнообразию их магнитных качеств и связанных с ними магнитотранспортных свойств, интересных как с фундаментальной, так и практической точки зрения. Например, большой магниторезистивный эффект, наблюдаемый в этих материалах, позволяет использовать их в качестве датчиков магнитного поля и элементов магнитной записи, а ионная проводимость открывает возможность использования этих материалов в катализаторах окисления, газовых датчиков и в качестве элементов топливных ячеек.

Несмотря на большое число исследований, остаются невыясненными такие фундаментальные проблемы, как взаимосвязь магнитного состояния, магнитотранспортных свойств и типа обменных взаимодействий. Отсутствует общепризнанные объяснения таким фактам, как близость критических температур антиферромагнитного диэлектрического и металлического ферромагнитного состояний в широком интервале концентраций ионов-заместителей, что выражается в возможности переключения этих состояний внешним магнитным полем. Остается открытым вопрос природы механизма спиновых переходов в кобальтитах.

«Исследования твердых растворов необходимы были для понимания природы магнитных взаимодействий в сложных оксидах кобальта, – поясняет ученый. – Это позволит прогнозировать их магнитные и электрические свойства, создать новые магнитные и магниторезистивные материалы для применения в устройствах микроэлектроники и спинтроники, термоэлектрических материалов, газовых мембран, электродов топливных элементов, катализаторов химических реакций для устройств утилизации вредных отходов при сгорании топлива».

В результате проведенного исследования кристаллической структуры, магнитных и магнитотранспортных свойств кобальтитов было показано, что эффект смешанной валентности ионов кобальта не является главной причиной для реализации ферромагнетизма. Ковалентная составляющая химической связи стабилизирует электронную конфигурацию близкую к промежуточному спиновому состоянию. Колоссальное магнитосопротивление возникает на концентрационной или температурной границе, где сосуществуют ферромагнитные и антиферромагнитные фазы либо кластеры, в результате индуцированного полем спинового кроссовера из антиферромагнитного состояния в ферромагнитное.

Полученные новые научные результаты эксперимента получили высокую оценку в Юлихском исследовательском центре (Германия), Институте Лауэ-Ланжевена (Франция), Институте физики металлов имени М.Н. Михеева УрО РАН (Россия), Объединенном институте ядерных исследований (Россия) при проведении совместных исследований.

Подготовил Максим ГУЛЯКЕВИЧ

Фото автора, «Навука»