معمل مواد الأكسيد المغناطيسي، مستوى جديد في دراسة السداسيات

تم افتتاح المختبر الدولي لمواد الأكسيد المغناطيسي في جامعة جنوب الأورال الحكومية في عام 2019م. خلال هذا الوقت ، تمكن العلماء من إجراء عشرات الدراسات على تخليق بلورات الباريوم السداسي عشري ودراسة خصائص هذه المواد.

تُستخدم سداسيات الباريوم في تقنيات الموجات الدقيقة ، وكذلك في نقل البيانات ، والحماية من حركة الأمواج عند الترددات العالية. تم وصف نتائج البحث من قبل عالم بارز ، رئيس مختبر مواد الأكسيد المغناطيسي ، دكتوراه في الرياضيات - الفيزيائية ، أستاذ في (جامعة جنوب الأورال الحكومية)  فلاديمير جودكوف.

- ما هي النجاحات التي حققها مختبر مواد الأكسيد المغناطيسي خلال العام الماضي؟

- خلال العام الماضي ، حصل موظفو المختبر على بلورات مفردة من سادس ألفريت الباريوم بدون منشطات إضافية. تتميز البلورات بمحتوى منخفض من مراكز التثبيت (عدم التجانس النانوية) ، والتي تتجلى في حركة حرة إلى حد ما لجدران المجال. هذه مادة جديدة عالية الجودة تتطلب دراسة جادة.

- المهمة الرئيسية للمختبر هي إنشاء نظرية تشرح تأثير الاستبدال على هيكل وخصائص سداسيات الباريوم على المستوى الذري في شبكة شعرية. ما الخطوات التي اتخذت بالفعل في هذا الاتجاه؟

- لقد بدأ إنشاء النظرية للتو. هذا عمل ضخم وعملية سريعة. لقد أكملنا بالفعل سلسلة من الدراسات التجريبية ، والتي يليها أنه من بين خمسة مواضع محتملة ، تغير أيونات التيتانيوم في سداسي الباريوم الباريوم حالة الشحن لأيونات الحديد في واحد فقط. تم تفسير هذه الحقيقة من خلال تكوين مجمعات Jahn-Teller ذات أعلى طاقة استقرار (تشكيل أعمق حد أدنى من الإمكانات الحركية) ، أي من خلال إثبات الحاجة إلى وصف النظام باستخدام فايبرونيك هاميلتون.

- ما الاستنتاج الذي توصلتم إليه من نتائج العمل التجريبي؟

- من البيانات التجريبية ، حددنا ثابت القوة ، والثوابت الخطية والمربعة اقتران (الفايبرونيك/ vibronic) ، الأمر الذي جعل من الممكن في نهاية المطاف بناء نموذج كمي للإمكانيات الحتمية لرباعي Jahn-Teller المركب

 Fe ^ {2+} O_ {4} ، في نظام الإحداثيات المتناظرة المعممة. تم تطوير هذه التقنية من قبلنا ، وهي أصلية ولا يتم إعادة إنتاجها في الخارج.

في الصورة: فلاديمير جودكوف ، عالم بارز ، رئيس مختبر مواد الأكسيد المغناطيسي، أستاذ، دكتور في  علوم الرياضيات - الفيزيائية.

- ما منشورات علماء جامعة جنوب الأورال الحكومية المتعلقة بعمل المختبر التي يمكنكم ذكرها؟

- كان هناك العديد من المنشورات ، ولكن يمكن للمرء أن يفرز عملًا مخصصًا لنوع جديد من الشبكة الفرعية لمراكز (Sub-lattice of Jahn-Teller centers in hexaferrite crystal) في بلورة سداسية (البلطة الفرعية لمراكز Jahn-Teller في الكريستال السداسي). تم نشر نتائج الدراسة في مجلة  (Q1) Nature's Journal «Scientific Reports» . أظهرت الشبكة الفرعية الاصطناعية التي درسناها حساسية للضغوط الخارجية والمجال المغناطيسي ، حتى نتمكن من التحكم في خصائص البلورة من خلال كمية الشوائب والجهد والمجال المغناطيسي.

- كيف يتم التعاون الدولي في إطار المختبر؟

- نحن نتعاون مع الجامعات والمعامل الروسية والأجنبية. أقرب تعاون دولي مع مختبر المجالات المغناطيسية القوية (دريسدن ، ألمانيا). بفضل هذا ، يمكننا إجراء تجارب في ظروف غير موجودة حاليًا في روسيا. تم العمل الذي قمنا به لخلق النظرية في مختبر درسدن.

تم الإبلاغ عن آفاق لتطوير مختبر مواد الأكسيد المغناطيسي من قبل رئيس قسم «علوم المواد والكيمياء الفيزيائية للمواد» ، مختبر «نمو البلورات في مركز أبحاث تقنية النانو» بجامعة جنوب الأورال الحكومية ، دكتور في العلوم الكيميائية ، أستاذ مشارك دنيس فينيك.

- هل نتائج البحث التي أجراها العاملون في المختبر تطبق عمليا؟

- يركز العمل الذي يتم في مختبر مواد الأكسيد المغناطيسي على تركيز أساسي: فهي توسع معرفتنا وتعطي صورة أكثر اكتمالًا للعمليات التي تحدث في الطبيعة. من السابق لأوانه الحديث عن تطبيقهم عمليًا ، لكن أهداف البحث نفسها تجد تطبيقًا عمليًا. لذلك ، من الضروري حقا وصف أكثر اكتمالا لخصائصهم.

- ما هو البحث الذي سيتم إجراؤه في المختبر في المستقبل؟

- سيتم التركيز على دراسة خواص بلورات الفريت ، نقية ومخدرة ، ومقارنتها بخصائص العينات الخزفية لنفس المركبات.