Nr wniosku: 168989, nr raportu: 18728. Kierownik (z rap.): dr hab. Marek Wójcik Tlenki metali przejściowych wykazują niezwykłe bogactwo własności fizycznych oraz chemicznych co sprawia, że są one interesującymi materiałami do zastosowań w wielu dziedzinach nowoczesnej technologii. Źródłem tego bogactwa własności jest silne powiązanie własności, które w fizyce określane są jako stopnie swobody i są nimi: ładunek elektryczny elektronu, jego trajektoria (orbital), jego moment magnetyczny (spin), oraz drgania sieci krystalicznej. Własności tych tlenków określone są przez elektrony z częściowo zapełnionej powłoki 3(d) metalu przejściowego, które tworzą pasma walencyjne i przewodnictwa. Elektrony te, w przeciwieństwie do sytuacji w prostych metalach, silnie oddziaływają ze sobą oraz z elektronami sąsiednich atomów tlenu tworząc układ który decyduje o własnościach transportowych, magnetycznych a te z kolei są silnie uzależnione od własności strukturalnych i niezwykle wrażliwe na czynniki zewnętrzne. Jedną z istotnych konsekwencji takiej sytuacji jest to, że grupa tlenków metali przejściowych interesujących ze względu na zastosowania w spintronice, w której oddziaływanie decydujące o uporządkowaniu magnetycznym zależy od gęstości elektronowej, wykazują tendencje do separacji fazowej, co pociąga za sobą zmianę ich własności magneto – transportowych. Dogłębne poznanie tego procesu ma kluczowe znacznie dla zrozumienia tych materiałów i ich przyszłego wykorzystania. W omawianym projekcie wykorzystano eksperyment Jądrowego Rezonansu Magnetycznego na jądrach izotopu 55Mn, w celu pogłębienia zrozumienia skomplikowanych zjawisk w obszarze międzywierzchni, prowadzących do separacji fazowej, obserwowanych w epitaksjalnych heterostrukturach utworzonych przez warstwę manganitu z warstwami innych tlenków o strukturze prostego kubicznego perowskitu. Badaniami objęto dwa główne zagadnienia: a) Wpływ naprężeń na rozkład elektronów pochodzących od powłok 3d atomów manganu w cienkich warstwach manganitów o strukturze perowskitu. Wytwarzanie cienkich warstw tych tlenków na podłożu z monokryształu innego tlenku prowadzi na ogół do istotnej modyfikacji ich własności. Jest to wywołane zmianą symetrii otoczenia metalu przejściowego (Mn) spowodowaną naprężeniami związanymi z koherentnym wzrostem warstwy ze stałymi sieci narzuconymi materiałem podłoża. W projekcie badano w jaki sposób naprężenie w warstwach może wywoływać lokalizację elektronów z powłoki 3d Mn, oraz w jaki sposób w zależności od znaku naprężenia mogą występować różne konfiguracje elektronowe z odpowiadającymi im stanami orbitalnymi i jakie uporządkowanie momentów spinowych mogą wywoływać w materiałach, które wykazują porządek magnetyczny. b) Rekonstrukcja w obszarze międzywierzchni w heterostrukturach tlenków metali przejściowych. Naprężenia wywołane niedopasowaniem do stałych sieciowych substratu mogą zdominować własności warstwy, ale z drugiej strony istnienie otwartej powierzchni jest również dodatkowym źródłem zmiany symetrii dla atomów na powierzchni. Powierzchnie graniczne narzucają zupełnie nowe najbliższe otoczenie atomowe jonów manganu co wpływa na ich konfigurację elektronową. W projekcie wykazano, że zmiana własności sięga zwykle głębiej niż warstwa powierzchniowa. Z drugiej strony wytwarzanie heterostruktur tlenków metali przejściowych prowadzi do powstania nowych międzywierzchni i stwierdzono, że prowadzi to do lokalnej modyfikacji wielkości ładunku i/bądź rekonstrukcji orbitali jak i oddziaływania spinów. Badając efekty związane z międzywierzchniami różnych tlenków metali przejściowych pokazano w jaki sposób hierarchia poszczególnych orbitali może ulec zmianie przez odpowiedni dobór materiałów oraz zewnętrznych stymulatorów takich jak zewnętrzne pole magnetyczne bądź elektryczne.