ПРОИСХОЖДЕНИЕ ЛИНИИ ЭПР (g ≈ 4) В МАГНИТНЫХ НАНОКОМПОЗИТАХ – ПРОЯВЛЕНИЕ ДВУХКВАНТОВЫХ ПЕРЕХОДОВ В ФЕРРОМАГНИТНЫХ ГРАНУЛАХ

Обложка
  • Авторы: Дровосеков А.Б.1, Дмитриева М.Ю.1,2, Ситников А.В.3,4, Николаев С.Н.4, Рыльков В.В.4,5,6
  • Учреждения:
    1. Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук
    2. Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»
    3. Воронежский государственный технический университет
    4. Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»
    5. Институт теоретической и прикладной электродинамики Российской академии наук
    6. Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук
  • Выпуск: Том 166, № 3 (2024)
  • Страницы: 383-390
  • Раздел: Статьи
  • URL: https://journals.rcsi.science/0044-4510/article/view/268165
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451024090086
  • ID: 268165

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Методом электронного магнитного резонанса в широком диапазоне частот (f = 7–37 ГГц) и температур (T = 4.2–360 К) исследуются пленки металл-диэлектрических наногранулярных композитов MxD100-x с различным составом и процентным соотношением металлической и диэлектрической фаз (M = Fe, Co, Ni, CoFeB; D = Al2O3, SiO2, ZrO2; x ≈ 15–60 ат.%). При концентрациях металлической ферромагнитной фазы ниже порога перколяции экспериментальные спектры, помимо обычного сигнала ферромагнитного резонанса, содержат дополнительный пик поглощения, характеризуемый удвоенным эффективным g-фактором g ≈ 4. Появление такого пика в спектрах резонанса и его необычные свойства объясняются в рамках квантовомеханической модели «гигантского спина» возбуждением внутри магнитных наногранул «запрещенных» («вухквантовых») переходов с изменением проекции спина Δm = ±2.

Об авторах

А. Б. Дровосеков

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук

Email: drovosekov@kapitza.ras.ru
Москва, Россия

М. Ю. Дмитриева

Институт физических проблем им. П.Л. Капицы Российской академии наук; Национальный исследовательский университет «Высшая школа экономики»

Москва, Россия; Москва, Россия

А. В. Ситников

Воронежский государственный технический университет; Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Воронеж, Россия; Москва, Россия

С. Н. Николаев

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»

Москва, Россия

В. В. Рыльков

Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт»; Институт теоретической и прикладной электродинамики Российской академии наук; Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук

Москва, Россия; Москва, Россия; Фрязино, Московская обл., Россия

Список литературы

  1. J. L. Dormann and D. Fiorani, Magnetic Properties of Fine Particles, Elsevier, Amsterdam (1992).
  2. S. P. Gubin, ed., Magnetic Nanoparticles, John Wiley & Sons, Hoboken, NJ (2009).
  3. S. Bedanta, A. Barman, W. Kleemann, O. Petracic, and T. Seki, J. Nanomater. 2013, 952540 (2013).
  4. N. Noginova, F. Chen, T. Weaver, E. P. Giannelis, A. B. Bourlinos, and V. A. Atsarkin, J. Phys.: Con-dens. Matter 19, 246208 (2007).
  5. V. A. Atsarkin and N. Noginova, Appl. Magn. Reson. 51, 1467 (2020).
  6. A. B. Drovosekov, N. M. Kreines, A. S. Barkalova, S. N. Nikolaev, V. V. Rylkov, and A. V. Sitnikov, J. Magn. Magn. Mater. 495, 165875 (2020).
  7. А. Б. Дровосеков, Н. М. Крейнес, А. С. Баркалова, С. Н. Николаев, А. В. Ситников, В. В. Рыльков, Письма в ЖЭТФ 112, 88 (2020).
  8. А. Б. Дровосеков, Н.М. Крейнес, О. А. Ковалев, А. В. Ситников, С. Н. Николаев, В. В. Рыльков, ЖЭТФ 161, 853 (2022).
  9. А. Б. Дровосеков, Н. М. Крейнес, О. А. Ковалев, А. В. Ситников, С. Н. Николаев, В. В. Рыльков, ЖЭТФ 162, 426 (2022).
  10. А. Б. Дровосеков, Н.М. Крейнес, Д. А. Зигануров, А. В. Ситников, С. Н. Николаев, В. В. Рыльков, ЖЭТФ 164, 650 (2023).
  11. V. Rylkov, A. Sitnikov, S. Nikolaev, A. Emelyanov, K. Chernohlazov, K. Nikiruy, A. Drovosekov, M. Blinov, E. Fadeev, A. Taldenkov, V. Demin, A. Vedeneev, A. Bugaev, and A. Granovsky, IEEE Magn. Lett. 10, 2509504 (2019).
  12. В. В. Рыльков, А. В. Емельянов, С. Н. Николаев, К. Э. Никируй, А. В. Ситников, Е. А. Фадеев, В. А. Демин, А. Б. Грановский, ЖЭТФ 158, 164 (2020).
  13. Yu. A. Koksharov, D. A. Pankratov, S. P. Gubin, I. D. Kosobudsky, M. Beltran, Y. Khodorkovsky, and A. M. Tishin, J. Appl. Phys. 89, 2293 (2001).
  14. A. Jitianu, M. Crisan, A. Meghea, I. Rau, and M. Zaharescu, J. Mater. Chem. 12, 1401 (2002).
  15. I. Edelman, O. Ivanova, R. Ivantsov, D. Velikanov, V. Zabluda, Y. Zubavichus, A. Veligzhanin, V. Zai-kovskiy, S. Stepanov, A. Artemenko, J. Curely, and J. Kliava, J. Appl. Phys. 112, 084331 (2012).
  16. T. Castner, G. S. Newell, W. C. Holton, and C. P. Sli-chter, J. Chem. Phys. 32, 668 (1960).
  17. H. H. Wickman, M. P. Klein, and D. A. Shirley, J. Chem. Phys. 42, 2113 (1965).
  18. Я. Г. Клява, ЭПР-спектроскопия неупорядоченных твердых тел, Зинатне, Рига (1988).
  19. А. Абрагам, Б. Блини, Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов, Мир, Москва (1972).
  20. C. Legein, J. Y. Buzare, and C. Jacoboni, J. Non-Cryst.Sol. 161, 112 (1993).
  21. O. Raita, A. Popa, D. Toloman, M. Stan, A. Da-rabont, and L. Giurgiu, Appl. Magn. Res. 40, 245 (2011).
  22. W. Wang, Z. Jiang, and Y. Du, J. Appl. Phys. 78, 6679 (1995).
  23. N. A. Lesnik, R. Gontarz, G.N. Kakazei, A. F. Kra-vets, P. E. Wigen, and J. Dubowik, Phys. St. Sol. (a) 196, 157 (2003).
  24. J. Gomez, A. Butera, and J. A. Barnard, Phys. Rev. B 70, 054428 (2004).
  25. G.N. Kakazei, Yu.G. Pogorelov, M.D. Costa, V.O. Golub, J. B. Sousa, P. P. Freitas, S. Cardoso, and P. E. Wigen, J. Appl. Phys. 97, 10A723 (2005).
  26. M. J. M. Pires, J. C. Denardin, E.C. daSilva, and M. Knobel, J. Appl. Phys. 99, 063908 (2006).
  27. С. А. Вызулин, Ю.Е. Калинин, Г. Ф. Копытов, Е. В. Лебедева, А. В. Ситников, Н. Е. Сырьев, Изв. вузов, Физика 49, 47 (2006).
  28. G. N. Kakazei, X. M. Liu, J. Ding, V. O. Golub, O. Y. Salyuk, R. V. Verba, S. A. Bunyaev, and A. O. Adeyeye, Appl. Phys. Lett. 107, 232402 (2015).
  29. O. N. Martyanov, D. A. Balaev, O. V. Pylypenko, L. V. Odnodvorets, S.V. Chernov, S.A. Nepijko, H. J. Elmers, C. M. Schneider, and G. Schonhense, J. Supercond. Nov. Magn. 28, 3587 (2015).
  30. Е. Н. Каблов, О. Г. Оспенникова, В. П. Пискорский, Д. В. Королев, Ю.Е. Калинин, А. В. Ситников, Е. И. Куницына, А. Д. Таланцев, В. Л. Бер-динский, Р. Б. Моргунов, ФТТ 58, 1086 (2016).
  31. N. Neugebauer, A. Fabian, M.T. Elm, D.M. Hofmann, M. Czerner, C. Heiliger, and P. J. Klar, Phys. Rev. B 101, 104409 (2020).
  32. Л. Н. Котов, М. П. Ласёк, В. К. Турков, Д. М. Холопов, В. С. Власов, Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, Изв. РАН, сер. физическая 84, 1255 (2020).
  33. E. A. Denisova, S. V. Komogortsev, R. S. Iskhakov, L. A. Chekanova, Yu. E. Kalinin, and A. V. Sitnikov, Acta Phys. Polon. A 134, 623 (2018).
  34. О. В. Стогней, А. В. Ситников, А. Д. Аль-Малики, Вестник Воронежского государственного технического университета 10, 7 (2014).
  35. Ю. Е. Калинин, А. В. Ситников, О. В. Стогней, Альтернативная энергетика и экология 54, 9 (2007).
  36. V. V. Rylkov, S. N. Nikolaev, K. Yu. Chernoglazov, V. A. Demin, A. V. Sitnikov, M. Yu. Presnyakov, A. L. Vasiliev, N. S. Perov, A. S. Vedeneev, Yu. E. Kalinin, V. V. Tugushev, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 95, 144202 (2017).
  37. О. В. Стогней, А. В. Ситников, ФТТ 52, 2356 (2010).
  38. И. М. Трегубов, М. Ю. Смолякова, Д. Н. Клименко, М. А. Каширин, О. В. Стогней, Изв. вузов, Порошковая металлургия и функциональные покрытия 2, 37 (2013).
  39. О. В. Стогней, А. Д. Аль-Малики, А. А. Гребенников, К. И. Семененко, Е. О. Буловацкая, А. В. Ситников, ФТП 50, 725 (2016).
  40. M. S. Filatov, O. V. Stognei, and M. S. Antonova, J. Phys.Conf.Ser. 872, 012029 (2017).
  41. M.A.W. Schoen, J. Lucassen, H. T. Nembach, T. J. Silva, B. Koopmans, C. H. Back, and J. M. Shaw, Phys. Rev. B 95, 134410 (2017).
  42. N. Noginova, T. Weaver, E. P. Giannelis, A. B. Bour-linos, V. A. Atsarkin, and V. V. Demidov, Phys. Rev.B 77, 014403 (2008).
  43. N. Noginova, B. Bates, and V. A. Atsarkin, Appl. Magn. Res. 47, 937 (2016).
  44. M. Fittipaldi, R. Mercatelli, S. Sottini, P. Ceci, E. Falvo, and D. Gatteschi, Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 3591 (2016).
  45. A. Cini, P. Ceci, E. Falvo, D. Gatteschi, and M. Fittipaldi, Z. Phys. Chem. 231, 745 (2017).
  46. N. E. Domracheva, V. E. Vorobeva, M. S. Gruzdev, Y. N. Shvachko, and D. V. Starichenko, Inorg. Chim. Acta 465, 38 (2017).
  47. С. А. Альтшулер, Б. М. Козырев, Электронный парамагнитный резонанс соединений элементов промежуточных групп, Наука, Москва (1972).
  48. C. Marti, R. Romestain, and R. Visocekas, Phys. St. Sol. (b) 28, 97 (1968).
  49. B. Clerjaud, Phys. St. Sol. (b) 72, K33 (1975).
  50. Дж. Смарт, Эффективное поле в теории магнетизма, Мир, Москва (1968).
  51. С. Н. Николаев, К.Ю. Черноглазов, А. В. Емельянов, А. В. Ситников, А. Н. Талденков, Т. Д. Пацаев, А. Л. Васильев, Е. А. Ганьшина, В. А. Демин, Н. С. Аверкиев, А. Б. Грановский, В. В. Рыльков, Письма в ЖЭТФ, 118, 46 (2023).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».