Установлено, что степень излома кривой импульсного перемагничивания, определяемая как отношение коэффициентов переключения Sw1 и Sw2, соответствующих ее первому и второму участкам, уменьшается с увеличением толщины монокристаллов бората железа. Это изменение в основном обусловлено уменьшением коэффициента Sw1, величина которого обратно пропорциональна толщине образца. Для анализа полученных результатов использовалось предложенное ранее выражение tau-1=aHs-bA2, связывающее скорость перемагничивания tau-1 с амплитудой магнитного поля Hs и интенсивностью A магнитоупругих колебаний, сопровождающих импульсное перемагничивание. Обнаружено, что величина коэффициента a слабо зависит от толщины образца, в то время как коэффициент b обратно пропорционален квадрату толщины. Отсюда следует, что основная часть потерь энергии, обусловленных магнитопругими колебаниями, связана с упругими колебаниями кристаллической решетки.

Проведено комплексное исследование нанокристаллического железа, полученного методом механического диспергирования в атмосфере водорода. Изменяющиеся магнитные характеристики образцов, полученных при разных временах размола (т. е. с уменьшающимся размером зерна) выявлялись магнитными измерениями, а происходящие структурные изменения, ответственные за эти эффекты, изучались методами рентгенографии, мессбауэровской спектроскопии и термогравиметрии. Обнаружено вхождение водорода в граничную зону между однодоменными частицами консолидированного нанокристаллического железа, которое влияет на рост коэрцитивной силы. Выявлена наведенная деформацией магнитная анизотропия, приводящая к изменению хода температурной зависимости намагниченности насыщения в нанокристаллическом железе. Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант N 00-02-16603).

Показано, что система классических частиц в молекулярно-динамической модели с парным межатомным потенциалом Пака--Доямы адекватно описывает не только различные структурные состояния железа (расплав, ОЦК-кристалл, металлическое стекло), но и сложные процессы самоорганизации при фазовых переходах первого (кристаллизация) и второго (стеклование) рода. В условиях изохронного изменения температуры со скоростью 6.6· 1011 K/s кристаллизация наблюдается как из аморфного, так и из жидкого состояния; при скорости 1.9· 1012 K/s --- только из аморфного состояния, а при нагреве со скоростью 4.4· 1012 K/s модель аморфного железа переходит в жидкое состояние, минуя кристаллическое. В рамках модели спектра энергий активации рассчитана энергия гомогенного образования кристаллического зародыша в объеме аморфной фазы железа (~ 0.71 eV). Работа выполнена в рамках проекта N A-0032 ФЦП "Интеграция".

На примере моносилицида железа исследуется возможность кинетического фазового превращения полупроводник--металл в почти магнитных полупроводниках. Показано, что выделение тепла вследствие протекания тока обусловливает рост амплитуды спиновых флуктуаций и расщепление ими электронных спектров, что в свою очередь ведет к схлопыванию энергетической щели и лавинообразному увеличению числа носителей тока.

Обнаружен третий участок на кривой импульсного перемагничивания монокристаллов бората железа с рекордно малым значением коэффициента переключения Sw3~(3-5)·10-3 Oe·mus. Его появление объясняется \glqq отключением\grqq из возможных каналов потерь энергии, связанных с магнитоупругими колебаниями.

Измерены спектры фотолюминесценции (ФЛ) образцов кремния, имплантированных ионами железа 56Fe+ с энергией 170 keV и дозами 1· 1016, (2-4)· 1017 cm-2 и отожженных при температурах 800, 900 и 1000oC. На каждом этапе обработки образцов выполнены структурные исследования методом просвечивающей электронной микроскопии. Обнаружена четкая закономерность в образовании фаз и морфологии кристаллических образований дисилицида железа в зависимости от дозы ионов железа и температуры отжига. Сопоставление данных для зависимостей интенсивности ФЛ и ее спектрального распределения от температуры измерения, температуры отжига и морфологии фазы FeSi2 позволило сделать заключение о дислокационной природе ФЛ. Работа выполнена при частичной поддержке ИНТАС (грант N 2001-0194).

Рассмотрена проблема самоорганизации системы металл--углерод при динамических условиях (равновесных и неравновесных) на примере системы железо--углерод. Приведены теоретические и экспериментальные доказательства влияния соотношения компонентов системы на возможность самоорганизации системы по углероду с образованием фрактальных структур железа и по металлу с участием полигапто-производных железа и образованием фуллереноподобных углеродных структур. Работа выполнена при финансовой поддержке МНТЦ N 2511, гранта Президента РФ НШ-1652.2003.3, проекта Российского фонда фундаментальных исследований 03-02-16338, программы Минпромнауки \glqq Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники на 2002--2006 годы\grqq, программ Президиума РАН \glqq Фундаментальные проблемы физики и химии наноразмерных систем и материалов\grqq и \glqq Направленный синтез веществ с заданными свойствами и создание функциональных материалов на их основе\grqq, программы Отделения химии и наук о материалах РАН \glqq Теоретическое и экспериментальное изучение природы химической связи и механизмов важнейших химических реакций и процессов\grqq.

Методом магнитного резонанса исследовано кварцевое стекло, облученное ионами Fe+ в стационарном и импульсном режимах. Дозы облучения составляли 1· 1015, 1· 1016 и 1· 1017 cm-2. Для образцов с дозой 1· 1017 cm-2 независимо от режима облучения обнаружено появление широкого ориентационно-зависимого сигнала. В предположении, что наблюдаемый спектр обусловлен ферромагнитным резонансом возникшей фазы металлического железа, проведена оценка формы включений. Работа выполнена в рамках Федеральной программы \glqq Интеграция\grqq (проект N ЛО135), плана Уральского НОЦ \glqq Перспективные материалы\grqq (award N REC-005, EK-005-X1, CRDF) и INTAS (проект N 01-0458).

Методами ферромагнитного резонанса (ФМР) и вибромагнитометра проведено исследование пленок железо-иттриевого граната, полученных жидкофазной эпитаксией и лазерным напылением на (111)-ориентированной подложке галий-гадолиниевого граната, с целью определения природы структурных особенностей напыленных пленок. Показано, что по признаку экспериментально наблюдаемой кубической магнитной анизотропии напыленные пленки следует считать монокристаллическими. В то же время отсутствие доменной ветви ФМР в ненасыщенной пленке и вид кривой намагничивания свидетельствуют о том, что в размагниченном состоянии напыленная пленка не содержит доменной структуры, как это должно иметь место в монокристаллической пленке. В соответствии с предложенной моделью напыленная пленка состоит из плотно упакованных монокристаллических фрагментов с одинаковой для всех пространственной ориентацией кристаллической решетки, которые разделены границами, характеризующимися некоторым атомно-неупорядоченным состоянием. В результате такая пленка не только локально, но и макроскопически анизотропна подобно \glqq сплошному\grqq монокристаллу. Такая пленка может разбиваться на домены только в пределах границ фрагмента (подобно зернистому магнитному поликристаллу), однако этого не происходит из-за того, что линейный размер субмикроскопического фрагмента меньше равновесной ширины домена.

Магнитооптическим методом исследовано влияние неоднородных радиально направленных механических напряжений на доменную структуру, магнитную восприимчивость и петли магнитного гистерезиса монокристалла FeBO3. Обнаружено, что в магнитном поле, приложенном в базисной плоскости FeBO3 вдоль направления вектора напряжения, в процессе намагничивания в кристалле возникает система клиновидных доменов, существующая в некотором зависящем от температуры интервале полей H0=<q H=<q Hc. Установлено, что возникновение системы клиновидных доменов оказывает существенное влияние на процесс технического намагничивания напряженного кристалла. Обсуждение полученных результатов проведено в рамках термодинамической теории доменной структуры. Показано, что используемая теоретическая модель позволяет описать экспериментально полученные температурную и полевую зависимости величины D/sqrt(L)sqrt (D -- средняя ширина клиновидного домена, L --- его длина), при этом рассчитанное значение D оказывается примерно в 1.3 раза меньше ширины наблюдаемых доменов.