Наноразмерный магнетизм

• Введение. Типы наноразмерных магнитных структур. Наночастицы, поверхности, ультратонкие пленки, мультислои. Классификация. Основные параметры и свойства.
• Методы получения наноструктур. Синтез монокристаллических наноструктур. Морфология ультратонких пленок. Методы изготовления кластеров. Методы депозиции пленок Ленгмюр —Блоджетт. Механохимия. Методы получения тонких пленок.
• Методы экспериментального исследования наноструктур. Сканирующие зондовые микроскопы: АСМ и МСМ, СТМ, ССМ и др. Взаимодействие зонда с исследуемым объектом. Электронные микроскопы (СЭМ и ТЭМ). Электронный парамагнитный резонанс. Эффект Мессбауэра. Исследования в сверхвысоком вакууме. Мегагауссные магнитные поля для исследования наноразмерных материалов.
• Магнитные свойства ультратонких пленок. Величина магнитного момента. Основные типы магнитного упорядочения. Доменные структуры. Влияние характерных пространственных размеров. Магнитная анизотропия. Роль анизотропии поверхности. Фазовые диаграммы. Взаимосвязь структуры и магнитного поведения.
• Магнитные свойства эпитаксиальных монокристаллов. Зависимость температуры Кюри от толщины. Межслойный обмен и дальний порядок.
• Мультислои интерметаллических редкоземельных соединений. Структура слоев. Зависимость магнитных свойств от толщины слоев. Ориентация вектора намагниченности. Роль перпендикулярной магнитной анизотропии и анизотропии на границе раздела. Обменные взаимодействия. Механизмы межслойного взаимодействия.
• Пленки Ленгмюр — Блоджетт с встроенными ионами переходных металлов. Взаимосвязь структуры и магнитных свойств.
• Поверхность магнетиков. Термодинамика поверхности. Фазовые переходы явления на поверхности. Магнитное упорядочение, магнитный момент и точка Кюри.
• Молекулярный магнетизм. Органические ферромагнетики.
• Магнетизм наночастиц, кластеров и молекул (Mn₁₂Ac, Fe₈, Fe₁₀, V₁₅, Fe₃₀ и другие). Основы теории. Структурные, электронные и магнитные свойства кластеров. Кластеры переходных металлов в органических и других матрицах.
• Магнитокалорический эффект в наноструктурных материалах.
• Перспективы технического применения. Постоянные магниты. Поглощающие покрытия. Покрытия антенн.
• Магнитная запись информации. Коэрцитивная сила и плотность записи. Продольная и перпендикулярная запись. Магнитные сенсоры и головки.
• Магнитные жидкости. Магнитная гипертермия. Доставка лекарств.

Основная литература

1. А. М. Тишин, Ю. И. Спичкин. Наноразмерный магнетизм. Часть 1. М.: Физический факультет МГУ, 2012, 184 с.
2. A. M. Tishin, Y. I. Spichkin, V. I. Zverev, P. W. Egolf, A review and new perspectives for the magnetocaloric effect: new materials and local heating and cooling inside the human body // Int. J. Refrig. 68, 177 (2016).
3. С. А. Гудошников, Л. В. Матвеец, В. В. Мигулин, О. В. Снигирев, А. М. Тишин, Сканирующая магнитометрия высокого разрешения на основе сверхпроводящего квантового интерферометра // Радиотехника и электроника 46, 793 (2001).
4. И. В. Яминский, А. М. Тишин, Магнитно-силовая микроскопия поверхности // Успехи химии 68, 187 (1999).
5. Yu. A. Koksharov, S. P. Gubin, I. D. Kosobudsky, G. Yu. Yurkov, D. A. Pankratov, L. A. Ponomarenko, M. G. Mikheev, M. Beltran, Y. Khodorkovsky, and A. M. Tishin, Electron paramagnetic resonance spectra near the spin-glass transition in iron oxide nanoparticles // Phys. Rev. B 63, 012407 (2001).
6. Yu. I. Spichkin, A. K. Zvezdin, S. P. Gubin, A. S. Mischenko and A. M. Tishin, Magnetic molecular clusters as promising materials for refrigeration in low-temperature regions // J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 1162 (2001).

Дополнительная литература

1. A. M. Tishin, A. A. Shtil, A. P. Pyatakov, V. I. Zverev, Developing Antitumor Magnetic Hyperthermia: Principles, Materials and Devices // Recent Pat. Anticancer Drug Discov. 11, 360 (2016).
2. A. M. Tishin, Preparation for use in a method of magnetic therapy of malignant neoplasms // Европейский патент EP 1 897 590 B1 (2016).
3. A. M. Tishin, Yu. A. Rochev, A. V. Gorelov, Magnetic carrier and medical preparation for controllable delivery and release of active substances, a method of production and method of treatment using thereof // USA patent N 9 017 713 B2 (2015).
4. T. M. Elkhova, A. K. Yakushechkina, A. S. Semisalova, Y. K. Gun’ko, Yu. I. Spichkin, A. P. Pyatakov, K. I. Kamilov, N. S. Perov, A. M. Tishin, Heating of Zn-substituted manganese ferrite magnetic nanoparticles in alternating magnetic field // Solid State Phenom. 233, 761 (2015).
5. А. К. Звездин, В. В. Костюченко, В. В. Платонов, В. И. Плис, А. И. Попов, В. Д. Селемир, О. М. Таценко // УФН 172, 1303 (2002).
6. S. P. Gubin, Y. I. Spichkin, G. Yu. Yurkov, and A. M. Tishin  Nanomaterial for High-Density Magnetic Data Storage // Russian Journal of Inorganic Chemistry 47, 32 (2002)
7. А. М. Тишин, Ю. А. Рочев, А. В. Горелов, Носитель для лекарственных средств и биологически активных веществ // Патент RU 2006 136 148 A (2008).
8. А. М. Тишин, Способ проведения магнитной терапии злокачественных образований // Патент RU 2295933 С3 (2007).
9. A. M. Tishin, Y. A. Koksharov, J. Bohr, G. B. Khomutov, Evidence for magnetic ordering in ultrathin gadolinium Langmuir-Blodgett film // Phys. Rev. B 55, 11064 (1997).
10. O. V. Snigirev, K. E. Andreev, A. M. Tishin, S. A. Gudoshnikov and J.Bohr, Magnetic properties of thin Ni films measured by a dc SQUID-based magnetic microscope // Phys. Rev. B 55, 14429 (1997).
11. G. B. Khomutov, A. M. Tishin, S. N. Polyakov, J. Bohr Effect of anion type on monolayers and Langmuir-Blodgett films of gadolinium stearate // Colloids and Surfaces 166, 33 (2000).
12. Yu. A. Koksharov, S. P. Gubin, I. D. Kosobudsky, M. Beltran, Y. Khodorkovsky and A.M. Tishin, Low temperature electron paramagnetic resonance anomalies in Fe-based nanoparticles // J. Appl. Phys. 88, 1587 (2000).
13. A. M. Tishin, O. V. Snigirev, G. B. Khomutov, S. A. Gudoshnikov, J. Bohr, Magnetic volcanos in gadolinium Langmuir — Blodgett films // J. Magn. Magn. Mater. 234, 499 (2001).