Об ИФМК УНЦ РАН Информация для сотрудников Объявления
Контакты Новости Документы

Лаборатория антиферромагнетиков и ферритов

Основные научные интересы:

Физика магнитных явлений и магнитных материалов, теоретическая физика, физика магнитных доменов.

Основные научные достижения:

Обзор, в котором обсуждаются механизмы магнитоэлектрических взаимодействий, и взаимосвязи между структурными искажениями, сегнетоэлектрическими и магнитными свойствами феррита висмута. Акцент сделан на вопросах взаимодействия сегнетоэлектрических и магнитных доменных границ, обзор включает в себя как экспериментальный материал, так и теоретические модели, также рассматриваются перспективные направления развития данной тематики.

Gareeva Z.V., Dieguez O., J. Iniguez J., Zvezdin A. K. Interplay between elasticity,ferroelectricity and magnetism at the domain walls of bismuth ferrite. Phys. Status Solidi RRL, 1–9 (2015).


Элементарная ячейка феррита висмута, S – спин, ξ – смещения ионов железа, Ω – дисторсионный параметр.
Исследован магнитоэлектрический эффект в редкоземельных ферритах гранатах. Показано, что магнитоэлектрический эффект в данных материалах связан с отсутствием операции пространственной инверсии в додекаэдрическом окружении редкоземельных ионов. Магнитные доменные стенки подсистемы железа генерируют эффективное неоднородное магнитное поле, возникающее из-за R-Fe обменного взаимодействия, которое приводит к возникновению электрической поляризации даже в окрестности блоховских доменных границ.

Popov A.I., Gareeva Z.V., Zvezdin A.K. Magnetoelectricity of domain walls of rare-earth iron garnets. Phys. Rev. B 92, 144420 (2015).



Структура электродипольных моментов ионов европия в примитивной ячейке EIG (проекция на (111) плоскость).
Исследована электрическая поляризация, индуцированная магнитной неоднородностью, возникающей в окрестности границы раздела слоев с различной одноосной магнитной анизотропией K1 и K2 в двухслойной (100)–ориентированной обменно-связанной ферромагнитной пленке. Исследовано влияние процессов намагничивания на величину и направление электрической поляризации. Построены диаграммы полевых зависимостей электрической поляризации, определены пороговые магнитные поля.

Gareeva Z.V., Doroshenko R.A., Mazhitova F.A., N.V. Shulga N.V. Electric polarizationinbi-layered ferromagnetic film with combined magnetic anisotropy. JMMM 385 (2015) 60–64.


Зависимость электрической поляризации от магнитного поля H || [100].
Исследовано взаимодействие между сегнетоэлектрическими и магнитными стенками в феррите висмута на основе первопринципных расчетов и феноменологического подхода. Cтруктурные искажения, имеющие место в окрестности сегнетоэлектрических доменных границ приводят к особенностям в распределении спиновой плотности. Рассчитаны магнитные доменные границы, реализующиеся в окрестности 180, 109, 71 – градусных сегнедоэлектрических доменных границ.

Zukhra Gareeva, Oswaldo Dieguez, Jorge Iniguez, Anatoly K. Zvezdin. Complex domain walls in BiFeO3. Phys.Rev. B (Rapid Communications), v.91, 060404(R) (4 pages) (2015).


Распределения намагниченности, смещений ионов железа, дисторсионного параметра порядка для 71 – градусной сегнетоэлектрической доменной границы.
Проведено численное исследование динамической резонансной восприимчивости в двухслойной ферромагнитной пленке. При наклонном намагничивании обнаружен переход мод спин-волновых резонансов (СВР) выше по частоте высокочастотной моды ферромагнитного резонанса (ФМР), который сопровождается существенным уменьшением амплитуд СВР мод. Обнаружено, что одновременно с высокочастотной модой ФМР, возбуждаемой в одном из слоёв, в соседнем слое существует СВР мода.

Шульга Н. В., Дорошенко Р. А. Резонансные моды двухслойной обменно-связанной ферромагнитной пленки при наклонном намагничивании // ФММ. 2015. Т.116. №2. С. 150-155.


Зависимости частот мод ферромагнитного и спин-волнового резонансов от направления внешнего магнитного поля в двухслойной пленке. Точками обозначены моды спин-волнового резонанса, сплошные линии – моды ферромагнитного резонанса.
Теоретически исследованы несоразмерные магнитные структуры и фазовые переходы между соразмерными и несоразмерными фазами в монокристаллах и (111) ориентированных пленках мультиферроиков типа феррита висмута. Показано, что в пленках мультиферроиков реализуются спиновые циклоиды с определенным направлением вектора распространения, что связано с наличием магнитной анизотропией, обусловленной магнитоупругими взаимодействиями. Построена фазовая диаграмма в координатах магнитное поле – магнитная анизотропия.

Gareeva Z.V., Popkov A.F., Soloviov S.V., Zvezdin A.K. // Phys.Rev.B. 2013. – V. 87. Iss. 21. – P. 214413-214425.


Фазовая диаграмма BiFeO3 в магнитном поле

EA – фаза «легкая ось», EP – фаза «легкая плоскость», Cy– плоская циклоида, CC – коническая циклоида, линии 1, 3, 4 – линии фазовых переходов второго рода, линия 2 – граница потери устойчивости EA – фазы.
Исследованы особенности возникновения сигналов ФМР и СВР спектров в двухслойной ферромагнитной пленке в зависимости от величины и направления внешнего магнитного поля и соотношения толщин слоёв. Показано, что профили амплитуд мод ФМР неоднородны по толщине пленки и степень этой неоднородности определяется величиной межслойного обменного взаимодействия. Обнаружено, что при возбуждении колебаний намагниченности на частоте высокочастотного ФМР наряду с сигналом ФМР наблюдается мода СВР в соседнем слое.

Шульга Н. В., Дорошенко Р. А. // ФММ. 2013. – Т. 114. № 12. – С. 1063-1067.
Обнаружено, что в исследованных образцах нанокерамик железо-иттриевого граната с размером зерен от 17 до 34 нм, полученных методом кручения под давлением, отсутствуют явно выраженные размерные эффекты, характерные для изолированных частиц аналогичного размера. Показано, что зависимости коэрцитивной силы и поля магнитной анизотропии от логарифма угла деформации кручения описываются линейной функцией. Отклонение от линейной зависимости при больших углах деформации объясняется частичной аморфизацией материала.

Серегин С.В., Гижевский Б.А., Дорошенко Р.А., Гавико В.С., Лобачевская Н.И. // Известия РАН, серия физическая. 2010. - Т. 74. - № 10. - С. 1497.
Проведен теоретический анализ спектра спиновых волн в антиферромагнитном мультиферроике типа BiFeO3. Показано, что наличие пространственно-модулированной циклоидальной антиферромагнитной структуры приводит к счетному количеству частотных ветвей двух типов колебаний при распространении спиновых волн вдоль циклоиды: голдстоуновскому и активационному. При этом в отсутствие магнитного поля и анизотропии магнонный спектр характеризуется отсутствием частотных щелей в спектре. Выяснены особенности спектральных зависимостей спиновых колебаний при изменении анизотропии и приложении магнитного поля и найдены пределы существования антиферромагнитной циклоиды вплоть до перехода ее в конусообразную структуру при kcrit2. При достижении критической величины kcrit1 период спирали неограниченно возрастает и происходит переход из циклоидной структуры в однородно-упорядоченную.

А.Ф. Попков, Н.Е. Кулагин, С.В. Соловьев, З.В. Гареева, А.К. Звездин. Физика низких температур. Т.10, в.1, с. 75 – 82 (2014).

Состав лаборатории:

Дорошенко Рюрик Александрович

зав. лаб., проф. д.ф.-м.н.
тел: +7(347)284-35-38
E-mail: dar@anrb.ru

Серегин Сергей Васильевич

н.с., к.ф.-м.н.
E-mail: srgnsv@mail.ru

Шульга Николай Владимирович

н.с., к.ф.-м.н.
E-mail: shulga@anrb.ru


Основные публикации:

    2015

  1. Шульга Н. В., Дорошенко Р. А. Резонансные моды двухслойной обменно-связанной ферромагнитной пленки при наклонном намагничивании // ФММ. 2015. Т.116. №2. С. 150 – 155. (DOI: 10.7868/S0015323015020114)
  2. Gareeva Z.V., Popkov A.F., Kulagin N.E., Soloviov S.V., Zvezdin A.K.. Incommensurate structure and phase transitions in epitaxial multiferroic films. Ferroelectrics. 2015. V. 457. P. 1 – 9. (DOI: 10.1080/00150193.2015.994973)
  3. Gareeva Z.V., Dieguez O., Iniguez J., Zvezdin A. K. Complex domain walls in BiFeO3. Phys.Rev. B (Rap. Com.). 2015. V.91. P. 060404-1–060404-4. (DOI: 10.1103/PhysRevB.91.060404)
  4. Gareeva Z.V., Dieguez O., Iniguez J., Zvezdin A. K. Interplay between elasticity ferroelectricity and magnetism at the domain walls of bismuth ferrite. Phys. Status Solidi RRL. 2015. P. 1 – 9. (DOI 10.1002/pssr.201510273)
  5. Gareeva Z.V., Doroshenko R.A., Mazhitova F.A., Shulga N.V. Electric polarizationinbi-layeredferromagnetic film withcombined magnetic anisotropy. JMMM. 2015. V. 385. P. 60–64. (DOI: 10.1016/j.jmmm.2015.02.067)
  6. Popov A.I., Gareeva Z.V., Zvezdin A.K. Magnetoelectricity of domain walls of rare-earth iron garnets. Phys. Rev. 2015. B 92. P. 144420-1–144420-10. (DOI: 10.1103/PhysRevB.92.144420)
  7. Popkov A. F., Kulagin N. E., Soloviov S. V., Sukmanova K. S., Gareeva Z. V., Zvezdin A. K. Cycloid manipulation by electric field in BiFeO3 films: Coupling between polarization, octahedral rotation, and antiferromagnetic order. Phys. Rev. 2015. B 92. P. 140414-1–140414-5. (DOI: 10.1103/PhysRevB.92.140414)

    2014

  1. Попков А.Ф., Кулагин Н.Е.,. Соловьев С.В, Гареева З.В., Звездин А.К. Спектры спиновых волн и пространственно – модулированные структуры в BiFeO3 // Физика низких температур. 2014. – Т.10, вып.1. – С. 75 - 82.
  2. Gareeva Z.V., Popkov A.F., Soloviov S.V., Zvezdin A.K. Transformations of space-modulated structures in BiFeO3 – like multiferroics // Solid State Phenomena. 2014. – Vol. 215. – P. 495-498.
  3. Дорошенко Р.А., Серегин С.В. Влияние условий синтеза и термической обработки на магнитные свойства наноструктурной керамики железо-иттриевого феррита-граната // Сборник статей «Физика молекул и кристаллов» Уфа 2014, вып. 2. – С. 171-176.
  4. Шульга Н.В., Дорошенко Р.А. Резонансные свойства двухслойной обменно-связанной ферромагнитной плёнки граната // Сборник статей «Физика молекул и кристаллов» Уфа 2014, вып. 2. – С. 177-182.
  5. Гареева З.В. Спиновые спирали в монокристаллах и пленках феррита висмута граната // Сборник статей «Физика молекул и кристаллов» Уфа 2014, вып. 2. – С. 198-201.

    2013

  1. Шульга Н. В., Дорошенко Р. А. Резонансные моды двухслойной обменно-связанной ферромагнитной пленки // ФММ. 2013. – Т.114. № 12. – С. 1063-1067.
  2. Gareeva Z.V., Popkov A.F., Soloviov S.V., Zvezdin A.K. Field-induced phase transitions and phase diagrams in BiFeO3-like multiferroics // Phys.Rev.B. 2013. – V. 87. Iss. 21. – P. 214413-214425.
  3. Гареева З.В., Звездин А.К. Спиральная магнитная структура в эпитаксиальных пленках феррита висмута // Известия РАН. Серия Физическая. 2013. – Т.77. № 10. – С. 1380-1382.
  4. Гареева З.В., Звездин А.К., Ахтарьянов Г.Ф. Магнитоэлектрический эффект и типы магнитного упорядочения в пленках мультиферроиков // Письма о материалах. 2013. – Т.3. № 2. С. 99-102.

    2012

  1. Шульга Н. В., Дорошенко Р. А. Высокочастотные свойства двухслойной обменно-связанной ферромагнитной структуры. // ФММ. 2012. – Т.113, вып. 7. – С. 675-678.
  2. Гареева З.В., Звездин А.К. Доменные границы, намагниченность и магнитоэлектрический эффект в пленках феррита висмута // ФТТ. 2012. – Т.54. №. 5. – С.1004 -1012.
  3. Gareeva Z.V., Zvezdin A.K. The Influence of Magnetoelectric Interactions on the Domain Walls in Multiferroics // Solid State Phenomena. 2012. –V. 190. – P. 265-269.

    2011

  1. Z.V. Gareeva, R.A. Doroshenko. Magnetoelectric effect in bilayered ferromagnetic structure // Phys. Status Solidi C. 2011. V.8. No 11-12. P.3059-3061.
  2. Z.V. Gareeva, R.A. Doroshenko. Non–uniform magnetoelectric effect in bilayered ferromagnetic structure with antiferromagnetic coupling at interface // Solid State Phenomena. 2011. V. 168 – 169. P. 241-244.

    2010

  1. Серегин С.В., Гижевский Б.А., Дорошенко Р.А., Гавико В.С., Лобачевская Н.И.. Магнитные свойства наноструктурных образцов железоиттриевого граната, полученных методом пластической деформации // Известия РАН, серия физическая. 2010. - Т. 74. - № 10. - С. 1497–1499.
  2. Gareeva Z.V., Zvezdin A.K. Pinning of magnetic domain walls in multiferroics // Europhysics Letters. 2010. - V.91. - P.47006.
  3. Гареева З.В., Звездин А.К. Влияние магнитоэлектрических взаимодействий на доменные границы мультиферроиков // ФТТ. 2010. - Т.52. - Вып. 8. - С. 1595 -1601.

    2009

  1. Н.В. Шульга, Р.А.Дорошенко, С.Д. Мальгинова. Ферромагнитный резонанс в пластине с полосовой доменной структурой с учетом неоднородности размагничивающего поля. ФММ. 2009. Т. 108. №1. С.1-6.
  2. З.В. Гареева, Р.А. Дорошенко, Н.В. Шульга. Особенности магнитоэлектрического эффекта в двухслойной пленке с ферромагнитным взаимодействием спинов. ФММ. 2009. Т. 107. №4. C. 1-5.
  3. Z.V. Gareeva, R.A. Doroshenko. Thickness shear modes and magnetoelastic waves in a bi-layered structure: magnetic film-non-magnttic substrate. Int. J. Mat. Res. 2009. V. 100. N. 9. P. 1210 – 1212.
  4. Z.V. Gareeva, R.A. Doroshenko. Shear thickness modes in a presence of magnetoelastic waves parallel to a surface guided by ferromagnetic film. Solid State Phenomena. 2009. V. 153 – 153. P. 381 – 384. (Trans. Tech Publications)
  5. Z.V. Gareeva, R.A. Doroshenko, N.V. Shulga, K. Harbusch. Peculiarities of electric polarization in bi – layered longitudinally magnetized ferromagnetic film. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2009. Vol. 321. P. 1163 – 1166.
  6. Z. V. Gareeva, A. K. Zvezdin. Interacting antiferromagnetic and ferroelectric domain structures of multiferroics, Phys. Status Solidi RRL. 2009. No. 2–3. P. 79–81.

История лаборатории

Лаборатория антиферромагнетиков и ферритов была организована в 1973 году профессором Фарзтдиновым Миркашир Минигалеевичем.

© 2009 - 2017 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики молекул и кристаллов Уфимского научного центра Российской академии наук
Яндекс.Метрика