| Название НИОКТР |
Теоретическое моделирование тепловых процессов, происходящих в мономолекулярных и моноионных магнитах при быстром выключении магнитного поля, разработка нового подхода к проблеме магнитного охлаждения на основе анализа взаимосвязи магнитных и тепловых свойств
|
| Аннотация |
Проект направлен на теоретическое исследование тепловых процессов, происходящих в моноионных магнитах (МИМ) и мономолекулярных магнитах (МММ) на основе 3d и 4f-ионов при быстром выключении магнитного поля. Реализация проекта будет осуществляться в ФИЦ ПХФ и МХ РАН под руководством профессора А. В. Палия.
Будут изучены четыре класса систем: 1) моноядерные комплексы 3d-ионов с погашенными орбитальными угловыми моментами (спиновые комплексы); 2) моноядерные комплексы 3d-ионов с непогашенными орбитальными угловыми моментами; 3) обменные кластеры 3d -ионов с изотропным гейзенберговским обменом и антисимметричным обменом; 4) анизотропные моноядерные комплексы 4f-ионов.
Основная цель проекта состоит в разработке новых теоретических подходов к проблеме магнитного охлаждения, а также метода исследования магнитной анизотропии и обменных взаимодействий, основанного на анализе магнетотепловых корреляций. В соответствии с этой целью будет изучена зависимость характеристик тепловых процессов от параметров спин-гамильтонианов, проанализированы магнитотепловые свойства конкретных комплексов, разработаны основы нового метода исследования магнитной анизотропии и обменных взаимодействий, отобраны системы, перспективные в качестве низкотемпературных магнитных хладагентов.
Предполагается участие в проекте специалистов в таких различных областях как молекулярный магнетизм, электронный парамагнитный резонанс, квантовая химия и химическая физика, что отвечает междисциплинарному характеру проекта.
Помимо практической значимости разработки новых подходов к проблеме магнитного охлаждения, актуальность планируемых исследований определяется важной ролью, которую МММ и МИМ играют в молекулярном магнетизме, наноэлектронике и спинтронике. Для успешного применения таких систем требуется понимание механизмов тепловых процессов, сопровождающих магнитные переключения. В связи с этим, запланированные исследования могут оказать существенное влияние на развитие указанных областей.
Несмотря на прогресс, достигнутый в изучении МИМ и МММ, исследование взаимосвязи магнитных и тепловых явлений представляет собой малоизученную область. Нерешенной также является проблема магнитного охлаждения в МИМ и МММ с помощью быстрого переключения поля. Наконец, несмотря на наличие большого числа методов исследования магнитной анизотропии и обменных взаимодействий, до последнего времени не были известны методы, основанные на анализе магнетотепловых корреляций. Указанные факторы демонстрируют научную новизну предлагаемых исследований. К открытым проблемам относятся:
1) Выяснение взаимосвязи между характером тепловых процессов и знаком магнитной анизотропии в спиновых комплексах 3d-ионов, нахождение зависимости тепловыделения от параметров спин-гамильтониана, установление условий возникновения эффекта магнитного охлаждения;
2) Развитие теории тепловых процессов в анизотропных моноядерных комплексах 3d и 4f – ионов с непогашенными орбитальными угловыми моментами, установление корреляции между их магнитными свойствами и тепловыми характеристиками;
3) Нахождение зависимости знака теплового эффекта от знаков параметров обмена в кластерах 3d-ионов, выяснение влияния на тепловые процессы спиновой фрустрации и обменной анизотропии;
4) Разработка нового метода исследования магнитной анизотропии и обменных взаимодействий, основанного на анализе магнетотепловых корреляций.
Эти проблемы будут решены в рамках проекта.
Уверенность в достижимости решения поставленных задач основана на опыте участников в исследовании МММ и МИМ, а также разработке в рамках предыдущего проекта РНФ теории рассеяния мощности в молекулярных квантовых клеточных автоматах, которую мы недавно адаптировали к исследованию тепловых процессов в комплексах 3d-ионов. В распоряжении коллектива имеется компьютерный пакет SIMPRE, разработанный при участии руководителя проекта и предназначенный для расчета свойств МИМ на основе 4f-ионов. Указанные наработки помогут успешно решить задачи проекта.
|
| Доступ к ОКОГУ исполнителя |
False
|
| Количество связанных РИД |
0
|
| Количество завершенных ИКРБС |
0
|
| Сумма бюджета |
18000.0
|
| Дата начала |
2025-05-29
|
| Дата окончания |
2027-12-31
|
| Номер контракта |
25-13-00010
|
| Дата контракта |
2025-05-29
|
| Количество отчетов |
1
|
| УДК |
539.18/.19
|
| Количество просмотров |
8
|
| Руководитель работы |
Палий Андрей Владимирович
|
| Руководитель организации |
Золотухина Екатерина Викторовна
|
| Исполнитель |
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЦЕНТР ПРОБЛЕМ ХИМИЧЕСКОЙ ФИЗИКИ И МЕДИЦИНСКОЙ ХИМИИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
|
| Заказчик |
Российский научный фонд
|
| Федеральная программа |
Отсутствует
|
| Госпрограмма |
—
|
| Основание НИОКТР |
Грант
|
| Последний статус |
2025-09-24 13:40:38 UTC, 2025-09-24 13:40:38 UTC
|
| ОКПД |
Услуги, предоставляемые прочими научными и техническими консультантами, не включенными в другие группировки
|
| Отраслевой сегмент |
—
|
| Минздрав |
—
|
| Межгосударственная целевая программа |
—
|
| Ключевые слова |
магнитная анизотропия; непогашенный орбитальный угловой момент; спиновый гамильтониан; моноионные магниты; мономолекулярные магниты; обменные кластеры; парамагнитные комплексы ионов переходных и редкоземельных металлов; молекулярные магнитные хладагенты; молекулярный магнетокалорический эффект; Магнитное охлаждение
|
| Соисполнители |
—
|
| Типы НИОКТР |
Фундаментальное исследование
|
| Приоритетные направления |
—
|
| Критические технологии |
—
|
| Рубрикатор |
29.29.39 - Взаимодействие атомов и молекул с внешними полями и излучением; 29.29.41 - Взаимодействие атомов и молекул со средой
|
| OECD |
—
|
| OESR |
Атомная, молекулярная и химическая физика (физика атомов и молекул, включая столкновение, взаимодействие с излучением; магнитные резонансы; эффект Мессбауэра)
|
| Приоритеты научно-технического развития |
Отсутствует
|
| Регистрационные номера |
—
|
