Ученые Саровского физико-технического института и ВНИИЭФ исследовали новый класс фрустрированных магнитных структур

Ученые Саровского физико-технического института – филиала НИЯУ МИФИ и РФЯЦ-ВНИИЭФ проводят совместные теоретические исследования фрустрированных изинговских магнетиков – специального класса веществ, который считается перспективным для создания магнитной записи. С помощью именно таких магнетиков, как полагают, в будущем можно реализовать сверхплотную память. Задача впервые была поставлена еще в 1977 году, но мощности компьютеров того времени не хватало для трехмерного моделирования событий, происходящих на наноуровне.

Фрустрацией в физике называется явление невозможности одновременной минимизации всех слагаемых структуры при наличии конкурирующих взаимодействий. В переводе на бытовой язык это может означать что-то вроде вибрации, постоянного стремления (и невозможности) атомов поменять свое расположение. Подобное «напряжение» решетки приводит к целому спектру любопытных явлений.

К примеру, веществом можно управлять с помощью магнитов, на чем и основана идея сверхплотной записи данных. К тому же, при переходе через некую точку фрустрации происходит кардинальное изменение структуры и свойств вещества. Как говорят нанофизики, фрустрации на атомном уровне есть везде, но они почти всегда не замечаются.

Саровские специалисты проводят исследования в этой сфере более семи лет. «Нами проводятся теоретические и экспериментальные исследования фрустрированных изинговских магнитных и зарядовых систем. К ним относятся Ca3Co2O6, CsCoCl3 и новый электронный мультиферроик LuFe2O4.

Участок фрустрирующей структуры Ca3Co2O НИЯУ МИФИ

Такие вещества обладают необычными магнитными и электрическими свойствами и в будущем могут быть использованы в новых микро- и наноэлектронных устройствах, например, для создания новых элементов памяти. Нашей группой разрабатывается теория таких магнитных систем, а также проводятся экспериментальные исследования импедансной спектроскопии и поведения в сильных магнитных полях», – пояснил научный руководитель проекта, заведующий кафедрой «Экспериментальная физика» СарФТИ НИЯУ МИФИ, главный научный сотрудник НТЦФ ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», д.ф.-м.н. Юрий Кудасов.

Результаты прорывного коллективного исследования необычной магнитной памяти были представлены на XXI на Международном симпозиуме «Нанофизика и наноэлектроника-2017» в г. Нижний Новгород и получили высокую оценку.