ABSTRAKTS NA STATTI ZA DOCENT

Препис

1 та на български и английски език на научните публикации, участващи в конкурса за доцент на гл. aс. д-р Ангел Тодоров Апостолов Общ брой публикации 25. Публикации в международни списания Ангел Апостолов е първи автор в 8 публикации и втори автор в 17 публикации. Самостоятелна публикация 1, с един съавтор 9 публикации, с двама съавтора 9 публикации, с трима и повече съавтори 6 публикации. Общ импакт фактор 40,564. Индивидуален импакт фактор 16,051. Общ брой цитирания J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, Self-consistent theory of spin-phonon interactions in ferromagnetic semiconductors, J. Phys.: ond. Matter 5, (1993). A Green function technique is used to study the effects of spin-phonon interactions in femmagnetic semimnduclors. The spin wave energy and the transverse e damping for two different spin-phonon interaction mechanisms are evaluated for the first time beyond the RPA. The results are valid below and above T c. The temperature dependence of these quantities is in agreement with the experimental data. Методът на функциите на Грийн е използван за изследване на ефектите на спин-фононното взаимодействие във феромагнитни полупроводници. Пресметнати са спин-вълновата енергия и напречното затихване за два различни механизма на спин-фононното взаимодействие извън Метода на случайните фази. Резултатите са валидни под и над температурата на фазовия преход Т. Установено е добро съответствие с експерименталните данни. 2. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, onduction-electron Magnetization of Ferromagnetic Semiconductors, phys. stat. sol. (b) 189, K21-K26 (1995). The aim of the present note, to observe the conduction-electron magnetization ρ of ferromagnetic semiconductors including the spin-phonon the spin-phonon interaction. The temperature, conduction-band width, oulomb interaction, and spin-phonon interaction dependences of the conduction-electron magnetization in ferromagnetic samiconductors are obtained. These results may be helpful when the experimental data are analysed. Целта на статията е да се изследава намагнитеността на проводящите електрони ρ във феромагнитни полупроводници при отчитане на спин-фононното взаимодействие. Установена е зависимостта на намагнитеността на проводящите електрони от ширината на зоната на проводимост, кулоновото и спин-фононното взаимодействие. Получените резултати са подходящи за анализ на експерименталните данни. 3. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, Anharmonic effects in ferromagnetic semiconductors, J. Phys.: ond. Matter 8, (1996). A Green function technique is used to study the anharmonic spin phonon and phonon phonon interaction effects on optical phonon modes and spin-wave excitations in ferromagnetic semiconductors. The cubic spinels have been investigated because the magnetostriction of these compounds is small and the 1

2 direct contribution of spin ordering to the phonon modes can be clearly observed. The phonon and spinwave energy and damping are evaluated for the first time beyond the random-phase approximation. The temperature dependence of these quantities is discussed and is found to be in good agreement with the experimental data. Използвайки метода на функциите на Грийн е изследвано влиянието на анхармоничните спин-фононно и фонон-фононно взаимодействия върху оптичните фононни моди и спин-вълновите възбуждения във феромагнитни полупроводници. Изследвани са кубични шпинели поради малката им магнитострикция, което позволява да се определи влиянието на спиновото подреждане върху фононните моди в чист вид. За първи път са получени аналитични изрази за температурната зависимост на фононната и спин-вълновата енергия извън Метода на случайните фази. Установено е добро качествено съвпадение с експерименталните резултати. 4. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, Dynamical structure factor for the s-f model with spin-phonon interaction, Int. J. Mod. Phys. B 10, (1996). A Green's function technique is used to study the effects of spin-phonon interaction in ferromagnetic semiconductors based on the s-f model. The spin wave energy and the damping are evaluated for the first time beyond the RPA and numerically calculated. They increase with increasing spin-phonon interaction. The dependence of the dynamical structure factor on temperature and on spin-phonon interaction is discussed. At fixed T with increasing spin-phonon interaction the peak height decreases, the half-width increases, whereas the peak shifts to higher energy values. Използвайки метода на функциите на Грийн е изследвано влиянието на ефектите на спинфононното взаимодействие във феромагнитни полупроводници на базата на s-f модела. Спинвълновата енергия и затихването нарастват с нарастване на спин-фононното взаимодействие. Дискутирано е влиянието на температурата и спин-фононното взаимодействие върху динамичния структурен фактор. 5. I. Apostolova, A. Apostolov and J. Wesselinowa, Theoretical study of the phonon spectra of multiferroic BiFeO 3 nanoparticles, J. Phys.: ondens. Matter 21, (2009). The phonon properties of multiferroic BiFeO3 (BFO) nanoparticles are studied using a Green s function technique on the basis of the Heisenberg and the transverse Ising models, taking into account anharmonic spin phonon and phonon phonon interaction terms. The phonon spectrum is obtained for different exchange, magnetoelectric, and spin phonon interaction constants. The influence of temperature, surface and size effects on the phonon energy and damping is discussed. The phonon energy and damping in BFO nanoparticles are greater in comparison to those in bulk BFO. The strong spin phonon interactions lead to anomalies in the phonon spectrum around the magnetic and ferroelectric phase transitions. The influence of an applied magnetic field is studied, too. The predictions are consistent with experimental results Изследвани са фононните характеристики на мултифероични BiFeO3 (BFO) наночастици при използване на метода на функциите на Грийн, на базата на моделите на Хайзенберг и Напречния Изинг модел и отчитане на спин-фононното и фонон-фононното взаимодействие. Фононният спектър е изследван при различни стойности на обменните, магнетоелектричните и спин-фононните константи. Дискутирано е влиянието на повърхнинните и размерните ефекти върху фононната 2

3 енергия и затихването. Силното спин-фононнно взаймодействие е причина за наблюдаваните аномалии във фононнния спектър около точката на фазовия преход. 6. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, A possibility to obtain room temperature ferromagnetism by transition metal doping of ZnO nanoparticles, J. Appl. Phys. 107, (2010). Based on the s-d model and using a Green s function technique, we have studied the influence of transition metal doping effects on different properties such as magnetization M, urie temperature T, and coercive field Hc of ZnO nanoparticles. We have shown that the experimentally obtained room temperature ferromagnetism is an intrinsic property and can be due to doping effects in ZnO nanoparticles. In dependence of the radii and the magnetic anisotropy of the dopants, we obtain a decrease or increase in M and Hc with increase in the Ni, u, Fe, Mn, V, and o ion concentration. На базата на s-f модела, при използване на метода на функциите на Грийн е изследвано влиянието на дотиране с преходни метали на ZnO върху намагнитеността, температурата на Кюри и коерцитивното поле. Доказано е, че наблюдавания room temperature феромагнетизъм е съществена характеристика на ZnO при дотиране. В зависимост от радиуса и магнитната анизотропия на примесните йони е установено намаляване или нарастване на M и Hc с нарастване на концентрацията на Ni, u, Fe, Mn, V и o. 7. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, Theory of phonon properties at pure and ion-doped ZnO nanoparticles, J. Appl. Phys., 108, (2010). Based on the s-d model including electron phonon and spin phonon interaction, and using a Green s function technique we have studied surface, size, and ion doping effects on the phonon properties of ZnO nanoparticles (NPs). We have shown that the electron phonon and anharmonic phonon phonon interactions play an important role in pure ZnO NPs, whereas in the transition metal (TM) and rare earth (RE) doped ZnO NPs the spin phonon interaction must be taken into account in order to explain the experimental data. Due to surface and size effects, the phonon frequency decreases and the phonon damping increases with decreasing of particle size. By TM ion doping we obtain hardening, whereas by doping with Mn or RE ionssoftening of the phonon energy with increasing the dopant concentration. This is due to the different radii of the doping ions compared to the host Zn ion radius and to the induced different lattice strain and spin phonon interactions. The phonon damping is always enhanced compared to the undoped case. The observed results are in qualitative agreement with the experimental data. Our model and theory can be applied to all pure and doped diluted magnetic semiconductor NPs. На базата на s-f модела, отчитайки електрон-фононното и спин-фононното взаимодействия, при използване на метода на функциите на Грийн е изследвано влиянието на повърхността, размера и дотирането върху фононните характеристики на ZnO наночастици. Поради повърхнинни и размерни ефекти фонанната честота намалява, а фонанното затихване нараства с намаляване на размера на частиците. При дотиране с преходни метали е установено втвърдяване, а при дотиране с редкоземни йони - омекотяване на фононните моди с нарастване на концентрацията на примесите. Наблюдаваните ефекти са обяснени с разликата на радиусите на примесните йони в сранение с Zn йони, което води до индуциране на различна решетъчна деформация. Създаденият теоретичен модел може да бъде прилаган и за магнитни полупроводникови наночастици. 3

4 8. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, Origin of the acoustic phonon frequency shifts in semiconducting nanoparticles, Phys. Lett. A, 374, (2010). The surface and size effects on the acoustic phonon properties of semiconducting nanoparticles, such as ZnO, are studied using the s-d model and a Green s function technique. We have shown that the electron phonon and anharmonic phonon phonon interactions play an important role in ZnO nanoparticles and must be taken into account in order to explain the experimental data. Due to surface and size effects on the electron phonon constants, the acoustic phonon frequency and their damping increase with decreasing of particle size. Влиянието на повърхността и размера върху акустични фонони в полупроводникови наночастици са изследвани при използуване s-d модела и метода на функциите на Грийн. Доказано е, че електрон-фононното и анхармоничното фонон-фононно взаимодействие играят важна роля в полупроводниковите наночастици при обяснение на експерименталните данни. 9. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, Spin-phonon interaction effects in pure and ion-doped NiO nanoparticles, phys. stat. sol. (b), 248, (2011). Based on the Heisenberg model including spin phonon interaction and using a Green s function technique we have studied the size and transition metal doping effects on the phonon properties of antiferromagnetic NiO nanoparticles. The phonon frequency decreases whereas the phonon damping increases with decreasing of particle size. We have shown that a close correlation exists between microstructural features, the different radii of the dopants, leading to different stress and different spin phonon interaction, and the phonon properties of the nanoparticles. In dependence of the radii of the doped ions we obtain a decrease or increase of the phonon energy with increasing doping concentration. The phonon damping is always greater compared to the undoped case. Our theory can be applied to all antiferromagnetic nanoparticles. На базата на модела на Хайзенберг, при отчитане на спин-фононното взаимодействие, с помощта на метода на функциите на Грийн са изследвани ефектите на размера и дотирането с метални йони върху фононните характеристики на антиферомагнитни NiO наночастици. Доказана е корелацията между микроструктурните характеристики и радиуса на дотиращия йон, която води до различна деформация в матрицата на основното съединение. Изградената теория е приложима за широк клас от антиферомагнитни наночастици. 10. J. M. Wesselinowa, A. T. Apostolov and St. Trimper, Theoretical study of ion doping and substrate effects in antiferroelectric thin films, phys. stat. sol. (b), 248, (2011). Antiferroelectric (AFE) thin films are studied under the influence of doping ions and the presence of substrates. Both induce a strong changing of the polarization and lead to a shift of the phase transition temperature. These effects can be understood within the Ising model in a transverse field with additional four spin interaction. To that aim different exchange interactions between the doping ions and the host ions as well as between the AFE thin film and the substrate are assumed. Using a Green s function technique the microscopic spectrum of the elementary excitation is calculated. From here we find that the transition temperature and the polarization is strongly influenced by the magnitude and the kind of stress, tensile or compressive. The competition between surface and substrate effects is discussed. 4

5 Изследвано е влиянието върху тънки антифероелектрични филми на дотиране с йони и наличие на подложка. Това води до значителни промени в поляризацията и отместване на температурата на фазовия преход. Тези ефекти са обяснени на базата на напречния Изинг модел, при отчитане на четиричастичното псевдо-спин взаимодействие. Използван е метода на функциите на Грийн за пресмятане на микроскопичния спектър на елементарните възбуждения. Установена е силна зависимост на температурата на фазовия преход и поляризацията от вида на деформацията: свиване или разтягане. Установено е конкуренция между повърхнинните ефекти и ефектите породени от подложката. 11. A. T. Apostolov, I. N. Apostolova and J. M. Wesselinowa, MO.Fe 2 O 3 nanoparticles for self controlled magnetic hyperthermia, J. Appl. Phys. 109, (2011). Using a model Hamiltonian and the Green s function technique for the Zn doped Mn-ferrite,Mn 1-x Zn x O Fe 2 O 3, and the Gd- doped Zn-ferrite, ZnGd x Fe 2-x O4, nanoparticles of different compositions x were studied. The phase transition emperature, T, and the coercive field, Hc, for different samples dependent upon composition, particle size, and shape were investigated. An attempt was made to enhance or to lower the T of the nanoparticles to the optimum temperature required in magnetic hyperthermia (42 43_). На базата на моделен хамилтониан и използвайки метода на функциите на Грийн са изследвани ефектите на дотиране на Mn-ферит (Mn 1-x Zn x O Fe 2 O 3 ) с Zn йони и Zn-ферит (ZnGd x Fe 2-x O 4 ) с Gd-йони. Изследвано е влиянието на концентрацията, размера и формата на наночастиците върху температурата на фазовия преход, намагнитеността и коерцитивната сила. Доказано е, че с промяна на размерите и формата частиците са достигнати параметри на наночастиците подходящи за магнитна хипертермия. 12. J. M. Wesselinowa and A. T. Apostolov, Size-dependent properties of Eu chalcogenide nanoparticles, J. Magn. Magn. Mater. 324, (2012). The size effects on different properties, such as magnetization M, urie temperature T and bandgap Eg of ferromagnetic semiconducting EuS nanoparticles are studied based on the d f model and using a Green s function technique.we have shown that M and T are decreased compared with the bulk material, whereas Eg is increased. The results are in qualitative agreement with the experimental data. На базата на d-f модела, при използуване на метода на функциите на Грийн е изследвана зависимостта на намагнитеността, температурата на Кюри и ширината на забранената зона от размера на феромагнитни полупроводникови EuS наночастици. Доказано е, че M и Т намаляват в сравнение с тези на обемните материали, докато ширината на забранената зона расте. 13. A. T. Apostolov, I. N. Apostolova and J. M. Wesselinowa, Temperature and layer number depen-dence of the G and 2D phonon energy and damping in graphene, J. Phys.: ondens. Matter 24, (2012). We have studied the temperature and size dependence of the G and 2D phonon modes in graphene. It is shown that in a graphene monolayer the phonon energy decreases whereas the phonon damping increases with increasing temperature. The electron phonon interaction leads to hardening whereas the fourth-order 5

6 anharmonic phonon phonon processes lead to softening of the phonon energy with increasing temperature. We have shown that the electron phonon interaction plays an important role also by the dispersion dependence of the phonon G mode, by the observation of the Kohn anomaly. The G mode frequency decreases and damping increases, whereas the 2D phonon frequency and damping increase with increasing layer number. The temperature and size effects of the 2D mode are much stronger than those of the G mode. Изследвана е температурната и размерна зависимост на G и 2D фононни моди в графен. Електрон-фононното взаимодействие втвърдява фононните моди, докато анхармоничното фононфононно от четвърти порядък омекотява фононните моди. Доказано е, че електрон-фононното взаимодействие е отговорно за Кон аномалията. Установено е, че размерният ефект е по-силен в 2Dмода в сравнение с G-мода. 14. S. G. Bahoosh, A. T. Apostolov, I. N. Apostolova and J. M. Wesselinowa, Theory of phonon properties in doped and undoped uo nanoparticles, Phys. Lett. A (2012). We have studied the phonon properties of uo nanoparticles and have shown the importance of the anharmonic spin phonon interaction. The Raman peaks of uo nanoparticles shift to lower frequency and become broader as the particle size decreases in comparison with those of bulk uo crystals owing to size effects. By doping with different ions, in dependence of their radius compared to the host ionic radius the phonon energies ω could be reduced or enhanced. The phonon damping is always enhanced through the ion doping effects. Изследвани са фононните характеристики на uo наночастици. Установено е, че Рамановите пикове се изместват към по- ниските енергии, а полуширината им расте в сравнение с обемните кристали. Това поведение е пряко следствие от размерните ефекти. Фононната честота се редуцира или нараства в зависимост от радиуса на примесния йон в сравнение с йоните на решетъчната матрица. Фононното затихване винаги нараства при наличие на допинг ефект. 15. A. T. Apostolov, I. N. Apostolova and J. M. Wesselinowa, Substrate effects on the energy and damping of the G and 2D modes in graphene, Solid State ommun. 152, (2012). Using a microscopic model and Green s function technique we have shown that the phonon G and 2D modes in graphene shift to higher energies (blue shift) for compressive substrates (Si, Ir) and to lower energies (red shift) for tensile substrates (sapphire, fcc Ni, Ru) in qualitative agreement with the experimental data. The damping is always enhanced due to the substrate effects. The shifts can be understood by the lattice mismatch between the graphene and the underlying substrate, caused by the strain effect and resulting in lattice constant and hopping integral changes on the surface in graphene. We have shown that the influence of the anharmonic electron phonon interaction is much stronger compared to that of the hopping integral. Taking it into account we can explain the differences observed in graphene grown on u(111) and u(100) substrates. На базата на микроскопичен модел и метода на функциите на Грийн теоретично е изследвано влиянието на подложката върху G и 2D моди в еднослоен и многослоен графен. Доказано е синьо отместване във фононните спектри при подложка (Si, Ir), предизвикваща свиване на графеновите слоеве и червено отместване при подложка (sapphire, fcc Ni, Ru), предизвикваща разтягане на графеновите слоеве. Установено е, че анхармоничното електрон-фононно взаимодействие играе основна роля при гореописаните ефекти в сравнение с промяна на хопинг 6

7 интеграла. На базата на този модел е обяснено поведението на фононните моди в графена, който израства върху u(111) и u(100) подложки. 16. I. N. Apostolova, A. T. Apostolov, S. G. Bahoosh and J. M. Wesselinowa, Origin of ferromagnetism in transition metal doped BaTiO 3, J. Appl. Phys. 113, (2013). We have calculated the temperature, magnetic field, and ion doping dependence of the magnetic and electric properties in Fe-doped BaTiO3 using a microscopic model and the Green s function technique. It is shown that the ferromagnetic and multiferroic properties observed at room temperature in Fe doped BaTiO3 could be due to the super exchange interactions between Fe 3+ ions in different occupational sites associated with oxygen vacancies and to the exchange coupling of Fe ions with mixed valence, Fe 3+ and Fe 4+. There is a multiferroic region which depends strongly on the Fe-doping concentration. Изследвано е влиянието на температурата, външното магнитното поле и йонното дотиране с Fe йони върху магнитните и електричните характеристики на BaTiO 3. Доказано е, че феромагнитните и мултифероичните характеристики се наблюдават при стайна температура и се дължат на свръхобменното взаимодействие между Fe 3+ йони, които заемат различни позиции, свързани с кислородни ваканции и обменното взаимодействие между Fe-йони със смесена валентност Fe 3+ и Fe 4+. Доказано е съществуване на интервал от концентрация на примесите, в който се наблюдават мултифероични свойства. 17. I. N. Apostolova, A. T. Apostolov and J. M. Wesselinowa, Spin-phonon interaction effects in pure and Fe doped antiferromagnetic r 2 O 3 nanoparticles, Solid State ommun. 174, 1 4 (2013). We have studied the temperature and size dependence of the magnetic and phonon properties of pure and Fe-doped antiferromagnetic r 2 O 3 nanoparticles using a microscopic model and a Green's function technique.the magnetization M increases whereas the Neel temperature T N decreases with decreasing of particle size.the phonon energy ω has a kink at T N due to the strong spin phonon interaction.it increases with decreasing of particle size. Fe-dopant concentration reduces ω. Използвайки метода функциите на Грийн е изследвано влиянието на температурата и размера върху магнитните и фононните характеристики в недотирани и дотирани антиферимагнитни r 2 O 3 наночастици. Установено е нарастването на намагнитеността на насищане и намаляване на температурата на Неел с намаляне размера на частицата. Наблюдаваният кинг във фононната енергия около температурата на фазовия преход е обяснен със силно спин-фононно взаимодействие. 18. I. N. Apostolova, A. T. Apostolov, S. G. Bahoosh, J. M. Wesselinowa and S.Trimer, Multiferroism in the dielectric function of uo, phys. stat. sol. RRL, (2013). The multiferroic properties of bulk uo are manifested in the dielectric funcrion which can be triggered by an exrernal magnetic field h and by the temperature T. Within a microscopic model and a Green's function technique we have calculated the dielectric function ε ( k r, T, h). At the magnetic phase transition temperature T N2, the dielectric funcrion offers a pronounced anomaly. This kink disappears when the magnelic field is enhanced and ε ( k r, T, h) decreases with increasing h-field. Both properties are 7

8 indications for a strong magnetoelectric coupling in this material. The observation of multilerroism in uo within an analytical approach is achieved by considering frustration and a linear magnetoelectric coupling. Мултифероичните характеристики на uo образец се проявяват в диелектричната функция. С помощта на числени пресмятания е установено, че при температурата на фазовия преход T N2 в диелектричната функция се наблюдава ясно изразена аномалия. Тази аномалия нараства с нарастване на външното магнитно поле. Това е индикатор за силно магнетоелектрично сдвояване в този материал. Наблюдаваният мултифероизъм в рамките на предложения аналитичен подход се осъществява при отчитане на фрустриране и линейна по псевдо-спиновите оператори мултифероична връзка. 19. A. T. Apostolov, I. N. Apostolova, S. G. Bahoosh, S. Trimer and J. M. Wesselinowa, Enhancement of the magnetoelectric effect in transition metal doped BaTiO 3 nanoparticles, Eur. Phys. J. Web of onf. Proc. (2013). We have calculated the dependence of the polarization P and the magnetization M as well as the ferroelcetric and ferromagnetic phase transition temperatures T and T on the Fe-doping content for Fedoped BTO nanoparticles which could be stronger compared to thec bulk case due to surface effects. Whereas M and T increase with increasing of the Fe-ion concentration P and T decrease. fm Пресметнати са поляризацията, намагнитеността, фероелектричната и феромагнитната температура на фазовия преход като функция на примесната концентрация в дотирани с Fe-йони ВТО наночастици. Установено е, че M и T fm fe fm fe нарастват с концентрацията, докато P и T fe намалява. 20. S. G. Bahoosh, A. T. Apostolov, I. N. Apostolova, S. Trimper and J. M. Wesselinowa, Theoretical study of the multiferroic properties in M-doped (M=o,r,Mg) ZnO thin films, J. Magn. Magn. Mater. (Int. onf. Nanosc. Magn. (INM)) Instanbul 2-6.Sept. (2013). The origin of multiferroism is still an open problem in ZnO. We propose a microscopic model to clarify the occurrence of multiferroism in this material. Using Green's function technique we study the influence of ion doping and size effects on the magnetization and polarization of ZnO thin films. Thecalculations for magnetic o- and r-ions are based on the s d model,the transverse Ising model in terms of pseudo- spins and a biquadratic magnetoelectric coupling, whereas in case of non magnetic Mg-ions the model takes into account the oulomb interaction and an indirect coupling between the pseudo-spins via the conduction electrons. We show that the magnetization M exhibits a maximum for a fixed concentration of the doping ions.furthermore M increases with decreasing film thickness N. The polarization increases with increasing concentration of the dopantand decreasing N. The results are in good agreement with the experimentaldata. Произходът на мултифероизма в ZnO е все още отворен за дискусия проблем. В настоящата статия е предложен микроскопичен модел за изясняване на произхода на мултифероизма в този материал. С помощта на метода на функциите на Грийн е изследвано влиянието на йонното дотиране и размерните ефекти върху намагнитеността и поляризацията на ZnO тънки филми. Пресмятанията на магнитни примеси са базират на s-d модела, напречния Изинг модел в термините на псевдо-спиновете и биквадратично магнетоелектрично сдвояване. В случай на немагнитни примеси е отчетено Кулоновото взаимодействие и индиректно сдвоеване между псевдо-спиновете и проводящите 8

9 електрони (този нов тип взаимодействие е предложено в статията за първи път). Установено е наличието на максимум в намагнитеността на насищане за дадена концентрация на примесните йони. Поляризацията нараства с нарастване на концентрацията на примесите. Резултатите са в добро съответствие с експерименталните данни. 21. A. T. Apostolov, I. N. Apostolova and J. M. Wesselinowa, Ferrimagnetic nanoparticles for self-controlled magnrtic hyperthermia, Eur. Phys. J. B, (2013). Based on the Heisenberg model including single-site uniaxial anisotropy and using a Green s function technique we studied the influence of size and composition effects on the urie temperature T, saturation magnetization M S and coercivity H of spherical nanoparticles with a structural formula Me1 xznxfe2o4, Me = Ni, u, o, Mn. It is shown that for x = and d = nm these nanoparticles have a T = 315 K and are suitable for a self-controlled magnetic hyperthermia. На базата на модела на Хайзенберг, включвайки еднойонната анизотропия и използвайки метода на функциите на Грийн е изследвано влиянието върху температурата на Кюри, намагнитеността на насищане и коерцитивността за сферични наночастици със структурна формула Me1 xznxfe2o4, Me = Ni, u, o, Mn от размера и състава. Показано е, че за x = и d = nm тези наночастици са подходящи за самоконтролираща се магнитна хипертермия. 22. A.T. Apostolov, I.N. Apostolova, J.M. Wesselinowa, p- or n-doping Effects on the Phonon Spectrum of Single- and Bi-Layer Graphene, Bulg. J. Phys (2013). Using a microscopic model and the Green s function technique we have studied the phonon properties of ion doped single- and bilayer graphene. There are differences in the behavior of the energy and damping of the G and 2D modes in a p- and n-doped single-layer graphene. A microscopic explanation is proposed. The influence of the electron-phonon interaction is discussed. We report also phonon energy and damping renormalization in bi-layer graphene as a function of doping. The results are in qualitative agreement with the experimental data. Използвайки микроскопичния модел и метода на Грийн функциите са изследвани фононните характеристики в дотиран еднослоен и двуслоен графен. Установена е разлика в поведението и затихването на G и 2D модите в p- и n-дотиран еднослоен графен. Предложено е микроскопично обяснение на наблюдаваното поведение. Дискутирано е влиянието на електрон-фононното и анхармоничното фонон-фононо взаимодействие. 23. I. N. Apostolova, A. T. Apostolov, S. G. Bahoosh and J. M. Wesselinowa, Room temperature ferromagnetism and phonon properties of pure and doped TiO 2 nanoparticles, J. Magn. Magn. Mater (2014). We have considered the origin of RTFM in TiO 2 nanoparticles (NPs). Further we have studied the properties of the E g1 phonon mode.the phonon frequency of anatase TiO 2 NPs increases whereas in the case of rutile TiO2 NPs it decreases as the particle size decreases.the phonon damping is always enhanced in the nanosized materials. The hardening of the E g1 mode and the softening of the E g3 mode in anatasetio 2 NPs 9

10 could be explained with the different anharmonic spin phonon interaction constants of these modes. The doping effects with different transition metal ions on the E g1 phonon mode are also discussed. В статията е разгледан произхода на room temperature феромагнетизъм в TiO 2 наночастици. Изследвани са особеностите на E g1 фононния мод за двете алотропни форми на TiO 2 : рутил и анатазна. Обяснени са причините за втвърдяване и омекотяване на фононните моди на базата на различни стойности и знаци на анхармоничните спин-фононни константи в тези моди. Изследвано е влиянието на дотирането върху фононните моди. 24. A. T. Apostolov, I. N. Apostolova and J. M. Wesselinowa, The magnetoelectric effect in thin films of ferromagnetic semiconductor La 2 NiMnO 6, phys. stat. sol. (b) (2014). in press Within a microscopic model and a Green's function technique we have calculated the temperature, size and magnetic field dependence of the phonon energy ω and damping γ of the B mode, as well as the real and imaginary part of the dielectric function, ε 1 and ε 2, respectively, in double perovskite La NiMnO 2 6 thin films. All these quantities show anomalies at the magnetic phase transition temperatures T indicating a strong magnetoelectric coupling. They increase with decreasing film thickness. ε 1 and ε 2 increase with increasing of an external magnetic field and the kink disappears. omparison to the bulk case and to experimental data is made. На базата на метода на функциите на Грийн са пресметнати зависимостта на фононната енергия, и затихването на B мода, както и зависимостта на реалната и имагинерната част на g диелектричната функция от температурата, размера и външното магнитно поле за La NiMnO тънък 2 6 филм. Всички тези характеристики показват аномалии около температурата на фазовия преход, което е индикация за силно магнетоелектрично сдвояване. g 25. A. T. Apostolov, Origin of multiferroicity in the S = 1/2 chain cuprate Liu 2 O 2, Phys. Lett. A, Ref. No.: PLA-D R1 (2014). in press In order to study the multiferroic properties of Liu 2 O 2 we propose a microscopic model taking into account intra- and inter-chain magnetic interactions, frustration and a linear magnetoelectric (ME) coupling. The real part of the dielectric constant in c-direction, ε has two kinks near the magnetic phase transition temperatures T N2 = 22 K and T N1 = 25 K which disappear with increasing of an external magnetic field Hc. This behavior is an evidence for a strong ME coupling in agreement with the experimental data. The polarization Pc(T;H) is also calculated. It is shown that the ferroelectric properties do not uniquely originate from spiral spin order, the linear ME coupling plays an important role. За изследване на мултифероичните характеристики на Liu 2 O 2 е предложен микроскопичен модел, който отчита магнитното взаймодействие в слоевете и между слоевете, фрустрирането и линейна магнетоелектрична връзка. В реалната част на диелектричната константа в направление на с- оста се наблюдават два кинка около температурата на фазовия преход T N2 = 22 K и T N1 = 25 K, които изчезват във външно магнитно поле. Това е интерпретирано като доказателство за наличие на силно магнетоелектрично сдвояване. Доказано е, че фероелектричните характеристики не еднозначно произхождат от спиралната магнитна структура. Установено е, че магнетоелектричната връзка играе основна роля за поява на поляризация в разглежданата система. c 10