Отзыв официального оппонента 2 (Магнитная структура основного состояния низкоразмерных систем на основе меди и ванадия по данным ядерно-резонансной спектроскопии)

ОТЗЫВ официального оппонента на диссертацию Ткачева Алексея Владимировича «Магнитная структура основного состояния низкоразмерных систем на основе меди и ванадия по данным ядерно-резонансной спектроскопии», представленной на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.09 — физика низких температур, Работа А. В, Ткачйва посвящена исследованию особенностей магнитной и электронной структуры в основном состоянии низкоразмерных сложных оксидов меди и ванадия методами ядерного магнитного резонанса ГЯМР) и ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР). Изучение низкоразмерных магнитных систем, выбранных Автором в качестве объекта исследований, является одним из наиболее актуальных направлений в современной физике твердого тела.

Большой фундаментальный интерес к этим соединениям обусловлен тем„что их магнитные свойства коренным образом отличаются от трехмерных магнитных структур. Наличие конкурирующих обменных взаимодействий обуславливает богатую фазовую диаграмму и реализуется в необычных конфигурациях основного состояния. Определенный практический интерес к таким системам также вызван поисковыми исследованиями новых материалов для криогенной спинтроники. Ядерно-резонансная спектроскопия„выбранная А. В.

Ткачевым в качестве главного инструмента для исследований, является мощным методом, дающим на локальном уровне информацию о статических и динамических свойствах электронной спиновой системы соединения и о его структуре. В сочетании с методами объемной магнитометрии, калориметрии и рентгенографии это является залогом успеха в достижении намеченной в Диссертации цели. м р~д р~ц р рдгвю .в д ~~ р~дю подробный обзор имеющейся литературы по низкоразмерным спиновым системам, от ноль- мерных до двумерных.

Особое внимание уделено системам, исследованию которых посвящены последующие разделы Диссертации. Автор приводит исчерпывающее описание теоретических моделей и конкретных примеров соединений, в которых они реализуются. И Л~~ж лр мб р л *лжибар!ялр, ж разработанных А. В. Ткачевым экспериментальной установки и программного обеспечения для проведения ЯМРуЯКР экспериментов. Исследованию соединения ВазСиз1пбОы со структурой медь-кислородной системы а бУ Ю Л И Ии Ллилби Г~а. А Р Р~ЮЛи~ ЫЮ~Е Иа РатУР данные о структуре и свойствах этого соединения, а также способ синтезирования поликристаллических образцов. Для объяснения наблюдаемых магнитометрическими, калориметрическими и нейтронографическими методами особенностей фазовой диаграммы системы Автором предложена модель низкоспинового (В = Ул) основного состояния медных тримеров Сп1 — 2СиП, состоящего из спин-поляризованного иона Си! со сливом эу = УА и немагнитного димера СиП вЂ” СиП в синглетном состоянии (Из = 0).

В главе сообщается о обширной серии экспериментов, включающих измерения спектров ЯКР и времен спинспиновой релаксации меди„индия и бария при фиксированной температуре 4,2 К, спектров ЯМР на ядрах меди в нулевом внешнем поле при Т=1,6К, спектров ЯМР меди и индия на разных частотах с разверткой внешнего поля при Т=1,6К, а также температурного поведения ЯМР и ЯКР спектров индия.

Полученные результаты хорошо согласуются с предложенной моделью, и кроме того дают важную количественную информацию о распределении локальных полей и о локальньгх особенностях кристаллической системы соединения. Глава 4 посвящена изучению системы ВаЧзО», особенности магнитных свойств которого обусловлены квазиодномерньгми сливовыми цепочками ионов Ч~' (о=1/2). Магнитные и термодинамические измерения выявили наличие в системе ближнего магнитного порядка в интервале 6-25К и дальнего порядка антиферромагнитного типа при Т<Тр=бК.

ЯМР на ядрах немагнитных ионов Ч (5=0) также указывает на магнитный 5л- переход в районе 6К, отражающийся на температурном поведении ширины резонансной линии мЧ и скоростей спин-спиновой и спин-решеточной релаксации. Кроме того, обнаружен двухкомпонентный характер спин-спиновой релаксации. Экспоненциально растущий при охлаждении от 7,5 до 1,65К вклад быстрой компоненты закономерно приписан к магнитно-упорядоченным областям, а наличие конечного вклада от медленной компоненты даже при Т«Тру предполагает присутствие фрустраций, вызванных локальными искажениями решетки. В пятой главе соединение Ьа2Ь(абСи0бОб исследовано посредством ЯМР на двух природных изотопах лития, Ь1 и ЬЬ На основании полученных данных Автор делает вывод 7 о том, что электронная система этого соединения не описывается в рамках модели т.н.

Жанг- Райсовского синглета, предложенного в свое время для объяснения электронных свойств купратных высокотемпературных сверхпроводников. Для описания наблюдаемых эффектов выдвинута концепция конкуренции Жанг-Рай совского состояния с близлежащими состояниями, сформированными «допированными» дырками, занимающими чисто кислородные нес вяз ывающие орбитали, и предложены варианты альтернативных электронных конфигураций. Кроме того, данные ЯМР свидетельствуют о постепенном замедлении флуктуаций отдельных параметров порядка при охлаждении до 2 К без явных признаков фазовых переходов, что может быть вызвано плавным замедлением флуктуаций орторомбических искажений в двумерной структуре плоскостей (Сп,Ь|)Оз, сопровождаемым необычными антиферромагнитными флуктуациямн кислородных орбиталей.

Диссертация завершается кратким перечнем результатов и списком цитированной литературы, содержащим 158 пунктов. В целом, диссертация А. В. Ткачева впечатляет как разнообразием исследуемых систем, так н глубиной теоретической и экспериментальной проработки изучаемых проблем. Автор продемонстрировал основательную инженерно-техническую подготовку прн создании экспериментальной установки, глубокие теоретические познания„хорошее владение разнообразными экспериментальными приемами твердотельного ЯМР и навыками сложной математической обработки экспериментальных данных. Все этапы работы: характеризацня образцов, апробация методики„ проведение измерений и интерпретация экспериментальных данных, проделаны так, что достоверность полученных результатов не вызывает сомнения. Сделанные выводы дают важный фундаментальный вклад в физику низкоразмерных магнитных систем„и научное значение работы А.

В. Ткачева, на мой взгляд, выходит за рамки кандидатской диссертации. Хочется надеяться, что Автор продолжит исследования в данной области. В качестве нескольких несущественных замечаний к Диссертации можно упомянуть следующие: 1. В главе 3 Автор, сообщая об известных из литературы сведениях о магнитных свойствах соединения ВазСиз1п40ьь не проиллюстрировал их графиками. 2. Там же при описании методики приготовления образцов ВазСиз1пдОкь указывается, что «компоненты ... отжигались в алюминиевых тиглях при температуре 850"С вЂ” 950'С», что, естественно, невозможно: очевидно, использовались корундовые (а1иш1па) тигли.

3. Хочется указать Автору на то, что хорошим тоном является использование в работе одной и той же системы единиц, СИ либо СГСМ. В данной Диссертации, часто в одном и том же разделе, используются разные единицы измерения магнитного поля (тесла и эрстеды). В целом работа представляет собой законченное научное исследование, выполненное на высоком уровне. По значимости полученных результатов и уровню проведенных исследований представленная диссертация «Магнитная структура основного состояния низкоразмерных систем на основе меди и ванадия по данным ядерно-резонансной спектроскопии» соответствует п.

2 «Положения о присуждении ученых степеней в Московском государственном университете имени М.В.Ломоносова» от 27 октября 2016 г., а ее автор — Ткачев Алексей Владимирович — заслуживает присуждения ему степени кандидата физико-математических наук по специальности 01,04.09 — физика низких температур." 15 ноября 2017 г. г. Черноголовка, Московская обл., ул.Академика Осипьяна д.2„ ИФТТ РАН Старший научный сотрудник Лаборатории О.М.Вяселев кандидат физико-математических наук, ;",.г' Р'. Подпись к.ф.-м.н. О.М,Вяселева заверя -",ев1,еаза Ученый секретарь ИФТТ РАН -„, ~ .':.'"" ".„"'-"-!~,:ь;~ Г.Е.Аброснмова ~:-', '; —::,"-„"2,'::"..';=-' '-."=~ ~'=:-'- '':--: 4'-.'"':"-'М ~т -, ' .-",...-::-:,.".,: ..::,:Р .