Физики Пермского университета разрабатывают модели перспективных магнитных материалов

Доцент кафедры теоретической физики Кирилл Циберкин совместно с выпускницей физического факультета ПГНИУ Яной Струниной и студенткой Екатериной Ковычевой в рамках президентского гранта реализуют проект на тему «Волновые явления в парамагнетиках, разбавленных ферромагнитными примесями». Статьи по результатам первого года работы уже опубликованы в изданиях, индексируемых Web of Science и Scopus.

Проект физиков Пермского университета посвящён разработке теоретических моделей переноса волн намагниченности внутри разреженных магнитных материалов. Они формируются магнитными ионами, например, марганцем, помещёнными в небольшой концентрации в немагнитное вещество – металл или полупроводник. Такой материал не будет иметь магнитной силы, чтобы удержаться, например, на холодильнике, однако можно применить его для создания быстродействующих электронных переключателей и ячеек памяти.

«Прежде чем разбираться, как в системе что-то движется, нужно понять, что там вообще может происходить. Для этого нами предложена модель независимых кластеров – предполагается, что магнитные атомы в материале образуют компактные группы, самые простые из которых – пары атомов. Они обладают более богатым поведением, чем атомы-одиночки, и среди прочего могут переходить в немагнитное состояние – переставать "чувствовать" приложенное извне поле. Если таких немагнитных пар в материале станет много, это повлияет на его глобальные характеристики и проявится в экспериментах – намагниченность материала будет расти медленнее, чем в системе одиночных атомов», –  комментирует Кирилл Циберкин.

Модель независимых кластеров стала частью выпускной квалификационной работы Яны Струниной. Статья с описанием подхода недавно принята к публикации в The European Physics Journal B и доступна по ссылке.

Для электроники важна передача информации, поэтому главной задачей проекта является моделирование волновых явлений в разреженных материалах.

«Небольшая величина взаимодействия между атомами сильно ограничивает возможность возникновения волн, и мы занимались поиском условий, при которых волны становятся устойчивыми. Оказалось, что очень серьёзное влияние на это оказывает не только прямое взаимодействие магнитных атомов между собой, но и их связь с основным немагнитным материалом», – рассказал Кирилл Циберкин.

Работа, где дано первичное описание разрабатываемой модели распространения волн намагниченности в материале, принята к публикации в журнале «Физика металлов и металловедение».

Подробная статья недавно была опубликована в издании Journal of Magnetism and Magnetic Materials. Ознакомиться с содержанием статьи можно по ссылке.

Результаты работ по теме проекта были представлены также на конференциях «Коуровка–38» и «Пермские гидродинамические научные чтения – 2020».

Кафедра теоретической физики
пресс-служба