ИСТИНА

Целью Проекта является установление взаимосвязи между химическим составом и строением магнитной подсистемы типа сетки кагоме в структуре сложных халькогенит-галогенидов меди как возможный инструмент управления их низкоразмерными магнитными характеристиками. В качестве базовых объектов планируется выбрать фазы со структурами типа францисита и ильинскита, в которых медные подсистемы представляют собой разные типы производных сетки кагоме. Варьирование строения магнитных подсистем предполагается осуществлять путём частичного или полного замещения катионов металлов, атомов халькогенов и галогенид-анионов их аналогами.

The Project proposes the establishment of the relationship between the chemical composition and the structure of the Kagome magnetic subsystem in the structure of complex copper chalcogen-halides as a possible tool for controlling their low-dimensional magnetic characteristics. The objects are derivatives of francisite and ilinskite minerals with different Kagome-like magnetic subsystems. The variation of the structure of magnetic subsystems is supposed to be carried out by partial or full replacement of metal cations, chalcogen atoms and halide anions by their analogs. Solid-state and hydrothermal synthesis methods, as well as the method of gas-transport reactions will be used for search and synthesis. In this Project, it is proposed not only to expand the series of known low-dimensional magnetics, but also to identify the main factors which may lead to change of geometry, and possibly the dimension of the magnetic sublattice. As a result of the project, new phases will be obtained, their structural characteristics will be established. For some representatives magnetic measurements will be carried out, as well as the determination of nature of magnetic interactions in the sublattice. As a result, it is supposed to establish correlations between composition, structure and magnetic properties in the designated series of compounds.

Предполагается установить влияние полного или частичного замещения атомов селена на теллур и атомов хлора на бром в известных соединениях, обладающих свойствами низкоразмерных магнетиков, с целью выявления взаимосвязи между локальным окружением атомов меди и эволюцией геометрии магнитной подсистемы. В этом случае предсказать, будет ли при этом наблюдаться изменение структуры исходных фаз, практически невозможно; подобные замещения могут протекать как с сохранением принципиальных особенностей структуры, так и с переходом в другой структурный тип. Кроме того, в ходе выполнения Проекта планируется провести замещение меди на цинк, кобальт и никель. В случае замены на атомы цинка в магнитную решётку кагоме из атомов меди вводятся катионы, обладающие нулевым магнитным моментом (немагнитные катионы), что может привести к понижению размерности магнитной подсистемы до 1D или 0D. Введение магнитных катионов кобальта и никеля повлечёт за собой усложнение путей магнитного обмена в системе; в предельном случае данная химическая модификация может привести к фрагментированию магнитной подсистемы, к образованию нескольких магнитных подрешёток. Таким образом, в данном Проекте планируется провести поиск ключевых факторов управления магнитным поведением фаз с двух позиций – изменение локального окружения магнитных ионов и внесение возмущений в магнитную решётку кагоме. Как итог, совокупность ожидаемых результатов позволит установить взаимосвязь между химическим составом, кристаллической структурой и магнитным поведением фаз в заявленнных семействах соединений.

В ходе обучения на Химическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова молодой учёный приобрёл богатый опыт в области синтеза сложных халькогенитов и халькогенит-галогенидов 3d-металлов (в том числе меди) с применением различных методов синтеза: метода газотранспортных реакций, твердофазного и гидротермального методов. В результате молодым учёным разработаны и/или оптимизированы методики получения граммовых количеств поликристаллических образцов халькогенит-галогенидов переходных металлов (Cu, Fe, Cr), пригодных для проведения магнитных измерений. Молодой учёный владеет навыками уточнения кристаллических структур соединений по данным порошковой и монокристальной рентгеновской дифракции с применением современного программного обеспечения (JANA2006, GSAS, SHELX). Для изучаемого круга объектов проводились попытки установления взаимосвязи «состав – структура – магнитные свойства». Будучи аспирантом Химического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова молодой учёный прослушал спецкурс, посвящённый низкоразмерным магнетикам, и приобрёл базовые навыки, позволяющие грамотно интерпретировать результаты измерения термодинамических свойств соединений с магнитными подсистемами пониженной размерности. Полученные молодым учёным в составе научного коллектива результаты являются оригинальными, признаются мировым научным сообществом и находят своё отражение в научных публикациях, в том числе в статьях в высокорейтинговых журналах, и отмечены премией имени академика А.В. Новосёловой, премией имени профессора Б.А. Поповкина, а также медалью Российской академии наук с премиями для молодых учёных России за лучшие научные работы.