- Целый ряд новых низкоразмерных соединений, включая димерные и цепочечные силикаты переходных металлов Na2Cu2Si4O11, BaVSi2O7 и Na2Cu5Si4O11; димеры, цепочки и двумерные плоскости в нитратах переходных металлов Rb3Ni2(NO3)7, (NO)Cu(NO3)3 и Cu(NO3)2⋅H2O, Ni(NO3)2; цепочки и двумерные плоскости в металооксидах Cr3(PO4)2, Cu2As2O7, Li2CuZrO4 и AgFeO2; трехмерные решетки Шастри - Сазерленда Ba3Cu3In4-xScxO12, был охарактеризован в исследованиях намагниченности и теплоемкости. Впервые в указанных системах установлено квантовое основное состояние и определены пути его достижения. Полученные результаты могут быть сформулированы в виде следующих выносимых на защиту утверждений:
- Квантовым основным состоянием двух квазиодномерных соединений, Na2Cu2Si4O11·2H2O и Na2Cu2Si4O11, является спиновый синглет. Величина энергетической щели зависит от количества молекул H2O в микропористой структуре, обеспечивая уникальную возможность для подстройки этого параметра за счет вариации содержания воды. Квантовым основным состоянием Na2Cu5Si4O14 является антиферромагнитная структура, демонстрирующая плато 3/5 на кривой намагничивания при T < TN. Спин - димерное соединение BaVSi2O7 обнаруживает явление Бозе - Эйнштейновской конденсации магнонов, индуцированное внешним магнитным полем при низких температурах;
- Квантовым основным состоянием Cu(NO3)2·H2O является антиферромагнитная структура, формирующаяся при TN = 3.25 К. Спин-флоп и спин-флип превращения описывают эволюцию антиферромагнитной подсистемы Cu(NO3)2·H2O, подрешетки которой принадлежат различным слоям. В низкоразмерном антиферромагнетике Rb3Ni2(NO3)7 дальний магнитный порядок возникает при TN = 4.1 К, причем термодинамические характеристики указывают на существование в этой фазе димеров S = 1 с энергетической щелью Δ = 5.5 К. В нитратокупрате нитрозония (NO)[Cu(NO3)3] ближний магнитный порядок формируется при температуре корреляционного максимума Tmax ~ 105 K, а дальний магнитный порядок возникает при температуре Нееля TN = 0.58 K. Топология магнитных взаимодействий в этом соединении позволяет описывать его моделью "флага конфедерата". Квантовым основным состоянием нитрата никеля Ni(NO3)2 является неколлинеарная ферримагнитная структура, формирующаяся при TC = 5.5 K. Такая структура обязана конкуренции внутриплоскостных и межплоскостных антиферромагнитных взаимодействий;
- В ортофосфате хрома α-Cr3(PO4)2 при TC = 29 K реализуется ферримагнитное основное состояние. Уникальной особенностью этой структуры является многократное обращение намагниченности при низких температурах. В системе Cu2As2O7 установлено сосуществование ближнего и дальнего порядка. Ближний порядок обусловлен альтернированием изолированных магнитных цепочек. Формирование дальнего антиферромагнитного порядка при TN = 13 К происходит за счет межцепочечных обменных взаимодействий. В Li2CuZrO4 имеет место сосуществование активных электрической и магнитной подсистем. При TN = 6.8 K система переходит в состояние длиннопериодного несоизмеримого геликоида. Квантовое основное состояние в AgFeO2 реализуется через последовательность магнитных фазовых переходов при T1 = 7 К и T2 = 15 К. Приложение магнитного поля сопровождается в этом соединении метамагнитными превращениями. Квантовое основное состояние низкоразмерного антиферромагнетика Ba3Cu3In4O12 с топологией спиновой подсистемы типа «бумажная цепочка» формируется тремя взаимно-ортогональными магнитными подрешетками. Установлены магнитные характеристики и построена магнитная фазовая диаграмма системы Ba3Cu3(In4-xScx)O12 (х = 0 - 4).
А 2. Drechsler S.–L., Volkova O., Vasiliev A.N., Tristan N., Richter J., Schmitt M., Rosner H., Malek J., Klingeler R., Zvyagin A.A., Büchner B. Frustrated cuprate route from antiferromagnetic to ferromagnetic spin – ½ Heisenberg chains: Li2CuZrO4 as a missing link near the quantum critical point // Phys. Rev. Lett. -2007.-Vol.98.-P. 077202-1-4.
А 3. Drechsler S.-L., Tristan N., Klingeler R., Büchner B., Richter J., Malek J., Volkova O., Vasiliev A., Schmitt M., Ormeci A., Loison C., Schnelle W., Rosner H. Helimagnetism and weak ferromagnetism in NaCu2O2 and related frustrated chain cuprates // J. Phys.: Condens. Matter -2007.-Vol.19.-P. 145230-1-7.
А 4. Drechsler S.-L., Richter J., Kuzian R., Malek J., Tristan N., Buechner B., Moskvin A.S., Gippius A.A., Vasiliev A., Volkova O., Prokofiev A., Rakoto H., Broto J.-M., Schnelle W., Scmitt M., Ormeci A., Loison C., Rosner H. Helimagnetism and weak ferromagnetism in edge shared cuprates // J. Magn. Magn. Mater.-2007.-Vol.316. -P. 306-312.
А 5. Reis M.S., Moreira dos Santos A., Amaral V.S., Souza A.M., Brandao P., Rocha J., Tristan N., Klingeler R., Büchner B., Volkova O., Vasiliev A.N. Specific heat of clustered low dimensional magnetic systems // J. Phys.: Condens. Matter.-2007,-Vol. 19.-P. 446203-1-9.
А 6. Vavilova E., Moskvin A.S., Arango Y., Sotnikov A., Drechsler S.-L., Klingeler R., Volkova O., Vasiliev A., Kataev V., Büchner B. Quantum electric dipole glass and frustrated magnetism near critical point in Li2ZrCuO4 // Europhys. Lett.-2009.-Vol.88/-P.27001-1-6.
А 7. Волкова О.С., Морозов И.В., Лапшева Е.Н., Шутов В.В., Васильев А.Н., Klingeler R., Büchner B. Дальний магнитный порядок в моногидрате нитрата меди Cu(NO3)2•H2O // Письма ЖЭТФ.-2009.-Vol. 89.-P. 98-102. А 8. Vasiliev A., Volkova O., Baranov A., Presniakov I., Sobolev A., Demazeau G., Stone M., Zheludev A., Klingeler R., Büchner B. Thermodynamic properties and neutron diffraction studies of silver ferrite AgFeO2 // J. Phys.: Condens. Mat.-2010.-Vol. 22.-P. 016007-1-6.
А 9. Yehia M., Vavilova E., Kataev V., Klingeler R., Volkova O., Lapsheva E., Shutov V., Savelieva O., Vasiliev A.N., Buechner B. High field ESR study of the new low dimensional S = ½ system: Cu(NO3)2*H2O // J. Low Temp. Phys.-2010.-Vol. 159.-P. 96-100.
А 10. Volkova O., Morozov I., Shutov V., Lapsheva E., Sindzingre P., Cépas O., Yehia M., Kataev V., Klingeler R., Büchner B., Vasiliev A. Realization of the Nersesyan – Tsvelik model in (NO)[Cu(NO3)3] // Phys. Rev. B.-2010.-Vol.82.-P.054413-1-6.
А 11. Vavilova E., Arango Y., Sotnikov A., Kataev V., Drechsler S.-L., Moskvin A.S., Vasiliev A., Volkova O., Büchner B. Frustrated magnet Li2ZrCuO4 -paramagnetism meets paraelectricity // Journal of Physics: Conference Series.-2010.-Vol.200.-P.012218-1-4.
А 12. Arango Y. C., Vavilova E., Abdel- Hafiez M., Janson O., Tsirlin A.A., Rosner H., Drechsler S.-L., Weil M., Nénert G., Klingeler R., Volkova O., Vasiliev A., Kataev V., Büchner B. Magnetic properties of the low-dimensional spin-1/2 magnet -Cu2As2O7 // Phys. Rev. B.-2011.-Vol.84.-P.134430-1-9.
А 13. Vasiliev A.N., Volkova O.S., Hammer E., Glaum R., Broto J.-M., Millot M., Nénert G., Liu Y. T., Lin J.-Y., Klingeler R., Abdel-Hafiez M., Krupskaya Y., Wolter A.U.B., Büchner B. Weak ferrimagnetism and multiple magnetization reversal in α-Cr3(PO4)2 // Phys. Rev. B.-2012.-Vol.85.-P.014415-1-7.
А 14. Volkova O.S., Maslova I. S., Klingeler R., Abdel-Hafiez M., Arango Y. C., Wolter A.U.B., Kataev V., Büchner B., Vasiliev A.N. Orthogonal spin arrangement as possible ground state of three – dimensional Shastry – Sutherland network in Ba3Cu3In4O12 // Phys. Rev. B.-2012.-Vol.85.-P.104420-1-8.
А 15. Gnezdilov V., Lemmens P., Pashkevich Yu. G., Wulferding, D., Morozov, I. V., Volkova O.S. and Vasiliev A. Dynamical lattice instability versus spin liquid state in a frustrated spin chain system // Phys. Rev. B.-2012.-Vol.85.-P.214403-1-6.
А 16. Gippius A. A., Gervits N.E., Tkachev A.V., Maslova I.S., Volkova O.S., Vasiliev A.N., Buttgen N., Kraetschmer W., Moskvin A. S., Low-spin S=1/2 ground state of the Cu trimers in the paper-chain compound Ba3Cu3In4O12 // Phys. Rev. B.-2012.-Vol.86.-P.155114-1-12.
А 17. Vasiliev A., Volkova O., Zvereva E., Isobe M., Ueda Y., Yoshii S., Nojiri H., Mazurenko V., Valentyuk M., Anisimov V., Solovyev I., Klingeler R., Büchner B. Barium vanadium silicate: a t2g counterpart of the Hahn purple compound // Phys. Rev. B.-2013.-Vol.87.-P.134412-1-8.