Научная группа факультета наук о материалах Университета МГУ-ППИ в Шэньчжэне представила инновационные результаты исследований в области магнитных материалов

Недавно научная группа ФНМ Университета МГУ-ППИ в Шэньчжэне, выступившая в качестве основной аффилиации, опубликовала статью «Хром-замещённые субмикронные частицы стронциевого гексаферрита: аномальная рентгеновская дифракция, твёрдомагнитные свойства, миллиметровое поглощение и перспективы исследований» (Mater. Horiz., 2025, 12, 5893–5907, DOI: 10.1039/d5mh00425j). Публикация вышла в журнале Королевского химического общества Materials Horizons (Q1; импакт-фактор: 10,7). Основными авторами статьи стали профессор Лев Трусов и старший преподаватель Евгений Горбачёв. В работе впервые представлены синтез и комплексное исследование монодоменных частиц гексаферрита стронция SrFe₁₂₋ₓCrₓO₁₉ (x = 0–8).

Исследование структурных характеристик хром-замещённых гексаферритов включает анализ параметров элементарной ячейки, атомных координат и степеней заселённости позиций.

В данной работе впервые предложен оптимизированный метод синтеза, основанный на модифицированном цитратно-нитратном способе гомогенизации. Этот способ позволил успешно получить монодоменные субмикронные частицы гексаферрита с высокой химической однородностью - ранее достижение таких результатов было затруднено низкой реакционной активностью оксида хрома.

Кроме того, для улучшения магнитных характеристик образцов был проведён углублённый структурный анализ.С использованием аномальной рентгеновской дифракции (AXRD) на синхротронной установке Swiss Light Source (Швейцария) было выявлено, что ионы Cr³⁺ преимущественно занимают октаэдрические позиции ионов Fe³⁺, что объясняет улучшение магнитных характеристик . Важно отметить,что поскольку коэффициенты рассеяния рентгеновских лучей у Cr³⁺ и Fe³⁺ практически идентичны, стандартные лабораторные дифрактометры не позволяют различить эти атомы.

Эксперимент показал, что при введении ионов хрома коэрцитивная сила (coercivity) при x = 5,5 возрастает до 13,9 kOe, что более чем в три раза превышает показатель немодифицированного гексаферрита (x = 0). Одновременно частота естественного ферромагнитного резонанса (FMR) при комнатной температуре увеличивается до 129 ГГц. По сравнению с другими типами замещения в гексаферритах (например, SrFe₁₂₋ₓAlₓO₁₉, SrFe₁₂₋ₓGaₓO₁₉), хром-замещённые гексаферриты демонстрируют более узкую ширину линии резонансного поглощения, что открывает широкие перспективы их применения в высокочастотной электронике вплоть до 130 ГГц.

Основные авторы статьи — профессор ФНМ Лев Трусов (слева) и старший преподаватель Евгений Горбачёв (справа) рядом с установкой для исследования магнитных свойств.