На синхроциклотроне ПИЯФ существует уникальный комплекс пучков поляризованных мюонов, в настоящее время с единственной в России работающей µSR -установкой ( µSR - Muon Spin Rotation (or Muon Spin Resonanse, Muon Spin Relaxation) [1].
Данная установка позволяет проводить исследования материалов в диапазоне температур от 10 К до 300 К в различных внешних магнитных полях (продольных и поперечных по отношению к ориентации спина мюона). Здесь следует подчеркнуть то, что данная установка по своим возможностям вполне конкурентно способна по сравнению с аналогичными установками в известных мировых центрах (PSI, TRIUMF).
В качестве объектов исследования выбираются образцы изучаемого материала (твердотельные, жидкие, сыпучие) определенных размеров, обычно помещаемых в специальные криостаты (приспособления для стабилизации заданной температуры).
В настоящее время с помощью данной µSR -установки проводятся следующие исследования [2]:
- Магнетизм в материалах с памятью формы:
Исследование медно-марганцевых сплавов Cu1-xMnx – [3]. - Сплавы со случайным конкурирующим взаимодействием:
Fe1-xNixСr [4]; (Pd0,984Fe0,016)0,95Mn0,05; [5]. - Взаимодействие ферроэлектричества и ферромагнетизма:
- исследование редкоземельных манганитов (HoMnO3, YMnO3, TbMnO3) [6], [x];
- исследование легированных манганитов La1-xAxMnO3 (A=Ca,Sr);
- исследование редкоземельных манганатов RMn2O5 (R= Eu, Gd) [ 7, 8 , 9 ; 10 ];
- исследование редкоземельных ортоферритов RFeO3 (R– редкоземельный ион:
Ho, Y и другие); - исследование легированных манганатов-мультиферроиков
R(1-х)CexMn2O5 (R=Eu,Gd) [y] и Tb0.95Bi0.05MnO3 [z];
- Исследование наноструктурных материалов:
µSR -исследования феррожидкости, представляющей собой раствор нанодисперсного магнетита Fe3O4 (размер гранул ~10 нм, ~ 5 % объема) в тяжелой воде D2O со стабилизирующим поверхностно-активным веществом (ПАВ) [ 11, 12, 13 , 14 ]; планируется продолжить исследования с помощью µSR–метода феррожидкостей на основе Fe3O4 с заполнением D2O и H2O в зависимости от размера гранул и их концентрации, а также выполнить исследования феррожидкости с замещением части атомов железа на атомы кобальта [15]. - Исследование сегнетомагнитных твердых растворов системы
(1-x)Pb(Fe2/3W1/3)O3 + xPbTiO3. - Качество изготовления технических сталей.
Мюонный метод позволяет не только исследовать параметры магнитной текстуры, но и контролировать магнитные свойства материалов на различных стадиях производства. - Определение чистоты полупроводниковых материалов.
Если в исследуемом образце образуется мюоний, то измерение параметров временного поведения мюония позволяет определять чистоту исследуемых полупроводниковых материалов до уровня примесей ~10-8 - 10-9.