Описание:Программа спецкурса:
Физико-химические свойства редкоземельных металлов (РЗМ) и их сплавов.
Свойства ионов РЗМ. Электронная структура. Основное состояние. Магнитные моменты ионов редких земель. Энергетические уровни. Роль орбитального момента.
Кристаллическая структура РЗМ иттриевой и цериевой подгрупп. Лантаноидное сжатие. Температурный и барический полиморфизм. Электронные фазовые переходы с изменением валентности.
Магнитные структуры РЗМ по нейтронографическим данным. Магнитные свойства РЗМ и их сплавов.
Косвенное обменное взаимодействие. Связь парамагнитных температур Кюри с обменными интегралами и параметрами магнитнокристаллического взаимодействия.
Теория геликоидальных и спиральных структур. Зависимость периодов периодических структур от топологических особенностей поверхности Ферми. Экспериментальное исследование электронной структуры РЗМ с помощью метода аннигиляции позитронов.
Теория магнитной анизотропии РЗМ. Экспериментальное исследование зависимости констант магнитной анизотропии от атомного номера, концентрации и температуры.
Природа гигантской магнитострикции РЗМ. Ее зависимость от намагниченности и концентрации. Индуцированная полем и спонтанная магнитострикция. Связь магнитострикционных констант и зависимости обменных интегралов и констант магнитной анизотропии от межатомных расстояний.
Магнитные фазовые переходы в РЗМ и их сплавах. Влияние фазовых переходов на энтропию, удельный объем, намагниченность. Трикритические точки. Магнитострикционная природа перехода геликоидальный антиферромагнетизм - ферромагнетизм.
Электрические свойства РЗМ и их сплавов. Вклады в электросопротивление, обусловленные различными механизмами рассеяния. Зависимость магнонного вклада от спина. Анизотропия электросопротивления за счет анизотропии квадрупольного и обменного рассеяния. Магнитосопротивление.
Магнитные структуры в кристаллических и аморфных РЗ интерметаллических соединениях.
Спин-переориентационные переходы в ферромагнитных редкоземельных металлах, сплавах и соединениях.
Ферро - и ферримагнетизм редкоземельных соединений. Соединения РЗМ с железом и кобальтом. Температура магнитной компенсации Тк и аномалии физических свойств вблизи Тк. Магнитная фазовая диаграмма в ферримагнитных редкоземельных сплавах. Эффективные обменные поля и их влияние на величину магнитострикции. Критерии возникновения гигантской магнитострикции. Магнитострикционные материалы с гигантской магнитострикцией на основе соединений со скомпенсированной магнитной анизотропией.
Зонный магнетизм в интерметаллических соединениях РЗМ. Обменные взаимодействия и магнитные моменты. Теория зонного метамагнетизма. Метамагнитные переходы в соединениях РЗМ.
Магнетизм силицидов и германидов, редких земель на основе композиций: РЗМ - 3d - переходной металл, - кремний (германий).
Магнитные свойства гидридов и нитридов. Влияние водорода и азота на спин-переоринтационные переходы, магнитокристаллическую анизотропию и магнитострикцию. Введение элементов внедрения как метод управления магнитными характеристиками.
Магнитокалорический эффект (МКЭ) в РЗ интерметаллических соединениях. МКЭ в области процессов вращения и парапроцесса. МКЭ при магнитных фазовых переходах. Особенности МКЭ в ферримагнетиках. Магнитные холодильные машины (МХМ). Рабочие тела для МХМ. Магнитное охлаждение для получения сверхнизких температур.
Постоянные магниты на основе РЗМ (сплавы неодим-железо-бор и самарий-кобальт). Основные характеристики постоянных магнитов. Физические принципы, лежащие в основе технологии получения магнитожестких материалов. Нанокристаллические магнитожесткие РЗ сплавы.
Редкоземельные материалы для термомагнитной и магнитооптической записи. Материалы с гигантским магнитосопротивлением и их использование в системах считывания информации.