Пресс-центр

18.12.2023

Ученый совет утвердил важнейшие результаты 2023 года

1.  Гистерезис (проявление памяти) в фотонном эхо на ионах эрбия в LuLiF₄ и YLiF₄

Авторы: А.М. Шегеда⁺, С.Л. Кораблева^∗, О.А. Морозов^+∗, В.Н. Лисин⁺, Н.К. Соловаров⁺,

В диэлектрических кристаллах YLiF₄ и LuLiF₄ с широким набором концентраций парамагнитной примеси эрбия при температуре 2 K обнаружен гистерезис в зависимости I(H) интенсивности фотонного эха (ФЭ) от магнитного поля. Проявление гистерезиса в виде «бабочки» впервые наблюдается в диэлектрических кристаллах (рис.1).

Рис. 1. Интенсивность ФЭ в LuLiF4:Er3+ (0.025 ат.%) для импульсов π- поляризации. Угол ∡(C,  H) = −2°. При повторных измерениях в поле одной полярности (кривые 3,4,5) зависимости I(H) не меняются, а при смене полярности магнитного поля происходит однократное (зеркальное относительно оси H = 0) изменение I(H) (кривые 2 и 6).

Существование памяти – гистерезиса критически связано с ориентацией образцов в магнитном поле. Гистерезис наблюдается, если нет точного выполнения условий: C || H или C ⊥ H, где С – оптическая ось кристалла, H – направление внешнего магнитного поля. В исследованных образцах при температуре 2 К на длительное время (часы) записывается и запоминается предыстория их нахождения в магнитном поле определенной ориентации, величины и полярности. Для стирания и перезаписывания “памяти” о нахождении образцов в магнитном поле необходимо превысить некоторое пороговое значение поля H_end противоположного направления.

Предполагается, что зависимость интенсивности ФЭ от направления магнитного поля и его ориентации относительно кристаллографических осей обязана интерференции электрических и магнитных дипольных переходов в условиях существования в образце магнитоэлектрического эффекта.

Полученные результаты позволяют по-новому взглянуть на работу в магнитных полях оптических устройств с кристаллами LuLiF₄:Er³⁺ и YLiF₄:Er³⁺.

Исследования проводились в рамках выполнения госзадания ФИЦ КазНЦ РАН.

---

2.  Исследование нематики антиферромагнитного состояния в EuFe₂As₂ с помощью магнитных и магниторезонансных измерений

Авторы: Ю.И.Таланов¹, И.И. Гимазов¹, Р.Б. Зарипов¹, К.С.Перваков², В.А.Власенко², В.М.Пудалов², Г.Б.Тейтельбаум¹.
¹Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского, 420029 Казань, Россия
²Физический институт им. П.Н.Лебедева РАН, 119991 Москва, Россия

С помощью спектроскопии электронного парамагнитного резонанса и SQUID-магнитометрии получено прямое свидетельство возникновения магнитных доменов в монокристалле EuFe₂As₂ в состоянии антиферромагнитного упорядочения. Резонансные спектры ионов европия регистрировались в интервале температур от 4 до 200 K. Используя уравнение для резонансного поля антиферромагнетика, учитывающего влияние обменного поля и поля анизотропии, проведен анализ угловой зависимости спектра при температуре 4.8 K при вращении кристалла вокруг оси c. Анализ данных показал, что EuFe₂As₂ является антиферромагнетиком с легкой плоскостью анизотропии. Кроме того, в плоскости ab обнаружены оси легкого намагничивания второго порядка для каждого из двух типов магнитных доменов, связанных со структурным переходом и образованием двойников. Магнитная анизотропия, обусловленная обменным взаимодействием ионов европия с ионами железа, свидетельствует о возникновении нематического магнитного упорядочения в базисной плоскости. Из угловой зависимости резонансных полей получена оценка величины обменного поля и поля анизотропии.

Рис.1 – Угловая зависимость резонансных полей сигналов ЭСР ионов Eu²⁺, зарегистрированных при температуре 4.8 K при вращении кристалла EuFe₂As₂ вокруг оси c. Поле лежит в плоскости ab. Наполовину закрашенные квадраты – экспериментальные величины, сплошные кривые вычислены с использованием выражения (2) с параметрами H₀ = 0.33Тл и H_EH_A = 0.34 Тл².

 

 

Настоящая работа выполнялась в рамках госзадания ФИЦ КазНЦ РАН. Измерения намагниченности проведены с использованием оборудования Центра коллективного пользования ФИАН в Центре высокотемпературной сверхпроводимости и квантовых материалов им. В.Л. Гинзбурга Физического института имени П.Н.Лебедева РАН при поддержке Российского научного фонда, грант #21-72-20153.

Публикации:
1. Talanov Y. Features of EuFe₂As₂ Magnetic Structure Revealed by ESR/ Y. Talanov, I. Gimazov, R. Zaripov et al., // Appl Magn Reson – 2023– Vol.54. –527.
2.      Таланов, Ю. И. Исследование нематики антиферромагнитного состояния в EuFe2As2 с помощью магнитных и магниторезонансных измерений / Ю.И. Таланов, И.И. Гимазов, Р.Б. Зарипов, et al, // Письма в ЖЭТФ – 2023. – Том.117. – 464.

Приоритетные направления ПФНИ:
1.3.2.12. Спектроскопические и резонансные методы исследования конденсированных сред.

---

3.  Генерация коротких импульсов с помощью фильтрации фазово-модулированного излучения непрерывного лазера

Автор: Р. Н. Шахмуратов
Казанский физико-технический институт им. Е. К. Завойского, ФИЦ КазНЦ РАН

Предложен метод генерации коротких импульсов с высокой частотой повторения. Он основан на периодической модуляции фазы излучения непрерывного лазера и последующей фильтрации через узкополосный частотный фильтр. На выходе из фильтра возникает последовательность коротких импульсов с периодом, равным половине периода модуляции. 

Рис. 1. Изменение фазы излучения φ(t) во времени под действием последовательности прямоугольных импульсов напряжения, которые подаются на электрооптический модулятор (синяя пунктирная линия). Длительности участков роста и падения фазы равны τ = 0.05T . Интенсивность I(t) последовательности импульсов излучения, которые формируется после удаления центральной компоненты спектра фазовомодулированного поля с помощью резонансного поглотителя эффективной толщины D = 15, показана красной сплошной линией.

Метод может быть применен для мультиплексирования с разделением по времени для уплотнения каналов связи. Преимуществом предлагаемого метода является использование только фазовой модуляции (необязательно строго периодической) и частотного фильтра для генерации и кодирования информации, тогда как в остальных известных методах информация вносится в последовательность регулярных импульсов с помощью амплитудной модуляции.

Исследования проводились в рамках выполнения госзадания ФИЦ КазНЦ РАН.

Публикация: Shakhmuratov R. N.: Generation of short Pulses by filtering phase-modulated CW laser radiation // JETP Letters 117 (3), 189-195 (2023).

---

4.  Магнитная фазовая диаграмма и признаки Китаевского поведения в антимонате Na₃Co₂SbO₆ с магнитной решеткой типа пчелиных сот.

Авторы: E. Vavilova¹, T. Vasilchikova², A. Vasiliev², D. Mikhailova³, V. Nalbandyan⁴, S. Strelsov⁵
1 Казанский физико-технический институт им. Е.К. Завойского, ФИЦ КазНЦ РАН
2 Физический Факультет МГУ
3 IFW Dresden, Germany
4 Химический Факультет ЮФУ, Ростов на Дону
5 Институт Физики Металлов Уральского отделения РАН, Екатеринбург

На основе ЯМР исследований порошкового образца сотовой системы J = 1/2 Na₃Co₂SbO₆ в широком диапазоне температур и магнитных полей, дополненных измерениями теплоемкости и магнитной восприимчивости впервые экспериментально продемонстрирована возможность китаевского поведения в 3d оксидных материалах. Представлена полная фазовая диаграмма Na₃Co₂SbO₆ в широком диапазоне магнитных полей и температур, содержащая область АФМ порядка, фазу насыщения и, при промежуточных между статическими фазами значениях полей, области со щелевым спин-жидкостным поведением.

Исследования проводились в рамках выполнения госзадания ФИЦ КазНЦ РАН.