Горизонты научного поиска
В конце апреля успешно завершена серия экспериментов, выполненных группой сотрудников ОИЯИ на источнике синхротронного излучения БЕССИ-2 в Берлине в рамках проекта по исследованию спинового состояния кобальтитов и его корреляции с магнитными свойствами.
В последние годы интерес к перовскитоподобным кобальтитам резко возрос в связи с обнаружением в этих соединениях эффекта гигантского магнитосопротивления и некоторых других необычных магнитных свойств. Для объяснения природы переходов металл-диэлектрик и диамагнетик-парамагнетик-ферромагнетик были предложены различные гипотезы: двойного обмена, суперобмена, теория "блуждающего электрона". Все эти гипотезы базируются на различных моделях поведения кобальта, который присутствует в этих соединения в разных валентных состояниях (с валентностью 2, 3 или 4) и в разных спиновых состояниях (низко-, промежуточно- и высокоспиновом).
Одним из мощных инструментов исследования ядерной и магнитной структуры является рассеяние нейтронов. С дифракционного эксперимента на Фурье-дифрактометре высокого разрешения, проведенного несколько лет назад совместно с физиками минского Института физики твердого тела и полупроводников, и начались наши работы в этой области. Дополнительные измерения, проведенные на дифрактометре с постоянной длиной волны в Берлине, и исследования прецессии спина мюона, выполненные на мезонной фабрике в Институте Пауля Шеррера в Швейцарии, позволили нам подтвердить гипотезу о магнитном фазовом расслоении в твёрдых растворах лантан-стронциевых кобальтитов.
Усложняющиеся задачи потребовали расширения применяемых физических методов исследований. Комплиментарные методики рассеяния нейтронов от импульсных и стационарных источников были дополнены, как уже упоминалось, методом измерения прецессии и релаксации спина мюона, который позволяет исследовать воздействие локального магнитного поля на магнитный момент иона. Наши результаты заинтересовали профессора С.И.Тютюнникова, разрабатывающего в ОИЯИ EXAFS-спектрометр для источника синхротронного излучения в "Курчатовском институте", и он предложил нам использовать разрабатываемую им методику. Рентгеновская спектроскопия протяженной тонкой структуры (EXAFS) позволяет получить информацию, существенно дополняющую результаты других экспериментальных методов. Основные преимущества EXAFS - избирательность по типу химического элемента, дающая возможность получить информацию о парных и многоатомных функциях распределения для локального окружения каждого из элементов исследуемого материала, чувствительность к парциальным плотностям свободных состояний вблизи уровня Ферми и общая высокая чувствительность.
В настоящее время спектрометр в "Курчатовском институте" еще находится в стадии разработки, но благодаря активной помощи директора центра М.В.Ковальчука и его первого заместителя В.Л.Аксенова нам выделили время на российско-немецкой линии источника синхротронного излучения БЕССИ-2 в столице Германии. Официально оформленный проект ОИЯИ - Белоруссия получил поддержку в РФФИ РАН и в Национальной академии наук Белоруссии. В ближайшее время мы ожидаем продолжения экспериментов на источнике СИ ДЕЗИ в Гамбурге и нейтронных спектрометрах Дубны и Берлина. К нашему проекту активно подключились молодые сотрудники ЛНФ и ЛФЧ, и в конце лета группа аспирантов поедет в гамбургский центр синхротронных исследований (HASYLAB) на кратковременную стажировку.
На снимках: В.В.Сиколенко и В.В.Ефимов на российско-германском спектрометре на источнике БЕССИ-2 в Берлине
В. Сиколенко, старший научный сотрудник ЛНФ, руководитель проекта со стороны ОИЯИ
