Magnetni nanodelci1 Velikost magnetnih nanodelcev je okoli deset ali nekaj deset nanometrov. Njihovo obnašanje v magnetnem polju opišemo približno kakor pri paramagnetih z ogromnim magnetnim momentom. Zato jim pravimo tudi superparamagneti. Magnetne nanodelce lahko npr. uporabimo v magnetnih tekočinah, za prenos zdravil v organizmih ali za izboljšanje ločljivost pri slikanju z magnetno resonanco.

Multiferoiki1 Materiali, ki kažejo feromagnetne in feroektrične lastnosti, so danes zelo obetavni in iskani materiali in utegnejo dopolniti ali celo nadomestiti klasične feromagnetne materiale, vgrajene v enote za zapisovanje, shranjevanje in reprodukcijo različnih podatkov v informacijsko- komunikacijski tehnologiji. Želja je, da bi z električnim poljem lahko krmilili magnetne lastnosti in še kaj več (npr. zapis informacije), kar je pričakovati, če obstoji sklopitev med električno in magnetno polarizacijo. S tem bi porabili manj energije in bi bilo zato manj disipacije toplote, kot je primer v današnji tehnologiji. Vse mora delovati med -30 oC in +50 oC. Zenkrat še ne poznamo multiferoičnih materialov z omenjenimi lastnostmi v tem temperaturnem območju. Izziv je tako velik, da potekajo intenzivna prizadevanja med raziskovalci in načrtovalci novih materialov (največkrat so to oksidi in deloma fluoridi, kot npr.: BiMnO3, PFN-PMW, KFe5F15) in raziskovalci, ki karakterizirajo te nove materiale.

Kompleksne kovinske zlitine in kvazikristali1 Kompleksne kovinske zlitine (KKZ, ang. »Complex Metallic Alloys«) so kovinske zlitine, pri katerih je v osnovni celici tudi nekaj tisoč atomov. Znotraj osnovne celice imamo ikozaedrično ali dekagonalno simetrijo, ki je značilna za kvazikristale. V KKZ zato razlikujemo dve dolžinski skali: manjšo v okviru osnovne celice, kjer struktura ni periodična, in večjo, ki opisuje porazdelitev velikih osnovnih celic v kristalu. Zato v KKZ in kvazikristalih pričakujemo drugačne fizikalne lastnosti od tistih, ki smo jih navajeni v periodičnih kristalih. KKZ imajo npr. zelo zanimive in uporabne električne lastnosti (temperaturno neodvisna upornost). Pri raziskavah KKZ in kvazikristalov smo aktivni in uspešni že vrsto let. Naš prispevek je navečji pri raziskovanju njihovih magnetnih lastnosti, v nekaterih primerih smo raziskave razširili z meritvami specifične toplote in električne upornosti. Cilj raziskav je razumeti zvezo med strukturo in fizikalnimi lastnostmi nekaterih novih kompleksnih materialov.

Bakrovi kompleksi1 V polimerni verigi se lahko bakrovi ioni Cu2+ preko ligandov (npr. karboksilnih skupin) sklopijo v pare - bakrove dimere ali pa tvorijo dolge, kvazi enodimenzionalne verige. Bakrovi ioni Cu2+ imajo kvantno število celotne vrtilne količine 1/2 in magnetni moment okoli 1.9 Bohrovega magnetona. Ostali atomi v kompleksu so nemagnetni. Znana in dovolj preprosta struktura magnetnih momentov s spinom S=1/2 nam omogoča primerjavo izmerjenih magnetnih lastnosti z različnimi magnetnimi modeli (npr. za dimere ali 1-D verigo).

NQR Raziskave uporabe jedrske kvadrupolne resonance (NQR) pri detekciji a) prisotnosti polimorfizma , zlasti v farmacevtskih proizvodih, b) prisotnosti nekaterih prepovedanih snovi kot so narkotiki, eksplozivi c) in pri nedestruktivnem določanju koncentracije nekaterih trdnih spojin. NQR je radiofrekvenčna spektroskopija, mlajša sestra NMR (jedrska magnetna resonanca) in je zaradi zmožnosti selektivnega zaznavanja molekul, ki vsebujejo atome z jedri s kvadrupolnim momentom, potencialno zelo uporabna spektroskopska metoda. Za raziskave, ki smo jih omenili na začetku, je posebej pomembno jedro14N. Zaradi nekaterih ključnih izboljšav pri detekciji kvadrupolne resonance 14N (nekaj smo jih naredili tudi v našem laboratoriju: Appl. Phys. Letters 89, 123509 (2006 ) in J. Appl.Phys. 102, 084903 (2007)) je postala NQR danes zelo vabljiva metoda za mnoge aplikacije.

Modelske študije Modelske študje na področju biomagnetnih raziskav (in diagnoz) na organih, v katerih so ionski tokovi dovolj veliki (npr. srce, možgani), da povzroče v okolici merljiva magnetna polja (od nekaj fT do nekaj 10 pT) so tudi možnost za diplomska dela v naši skupini. Iz porazdelitev izmerjenih magnetnih polj lahko sklepamo na tokovne izvore, ki lahko odražajo odstopanje od porazdelitev v zdravem tkivu. Pri tem pa moramo poznati tako rešitev direktnega kot indirektnega problema, ki je po svoji naravi slabo pogojen problem. Zato je modeliranje v elektrofizioloških in biomagnetnih raziskavah zanimivo področje, kjer sodelujejo tudi fiziki, ki jih zanima biologija.

1Metode Magnetne lastnosti bomo merili s SQUID susceptometrom QD-MPMS-XL5. Analiza rezultatov meritev vključuje prilagajanje parametrov različnih magnetnih modelov, s katerimi bomo poskušali opisati izmerjeno temperaturno odvisnost susceptibilnosti ali magnetizacije v odvisnosti od jakosti magnetnega polja.