Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
D 0,2 0.Ї 0, Є
1,0 JH0HJfl
Рис. 28.11. Зависимость молярного магнитного момента от магнитного поля в MnCO3 при T= 4,2 К [29]:
Шц— поле направлено вдоль трудной оси; m !-поле приложено в базисной плоскости. Спонтанный момент обусловлен взаимодействием Дзялошннского, а не типом анизотропии
2,5 5,0 jfiaHJn
0,1 0,2 JA0HJn
Рис. 28.12. Спектр АФМР в MnCO3 при 7=4,2 К [31]:
с— сплошные кривые—поле приложено в базисной плоскости, пунктир — перпендикулярно; 1 — квазиантнферромагнит-ная ветвь колебаний; 2 — квазиферромагнитная ветвь (возбуждается переменным магнитным полем, перпендикулярным постоянному); б — экспериментальные результаты [33] для малых значений напряженности поля
Дисперсия спиновых волн в АФЛП обладает определенной анизотропией. Например, в CoCO3 большую энергию при заданном |к| имеют спиновые волны, которые распространяются в направлении, перпендикулярном магнитному полю и легкой оси. Данные, приведенные на рис. 28.13 для СоСОз, получены методом одиомагнонно-го мандельштам-бриллюэновского рассеяния света с использованием в качестве анализатора интерферометра Фабри —¦ Перо.
Особенности спектра и взаимодействий магнонов в АФЛП облегчают реализацию параметрического возбуждения спиновых воли в этих кристаллах [36]. В МпСОз при параллельной ориентации высокочастотного и статического магнитных полей параметрическое возбуждение магионов квазиферромагнитной ветви происходит с участием вынужденных колебаний квазиаити-
650 Z і- 6 к,IOsCH1
Рис. 28.13. Зависимость частоты магиоиов от волнового вектора при H= 0 (сплошные кривые) и Цо Я=0,1 Тл (пунктир) для CoCO3 [35, с. 245]
ферромагнитной ветви и может иметь скачкообразный («жесткий») характер [37].
При измерении теплопроводности и в МпСОз и CoCO3 были обнаружены особенности на кривых зависимости я (T) в точке Нееля (рис. 28.14) [38]. Кроме MnCO3 и CoCO3 достаточно подробно изучены свойства и других АФЛП: NiCO3, FeF3, FeBO3, O-Fe2O3 (Тм<Г<ТК)*1, CsMnF3 и др. (см. табл. 28.1),
IO
У ч
rJ V
т\г
о5 *
L #>< >00<Ч оЯ
\ О*
І о « % О"
/° ** V«
- / "«к*""
L Coco3 MnCO3
Ф O-H=D •-H = O
*f"J*0H=3y6Tn +-JM0 H=S, 7 Тл
j Tn (CoCO3) j Tn(MhCO3) і і * і I
Tj К
Рис. 28.14. Зависимость теплопроводности от температуры для CoCO3 и MnCO8
28.4. МЕТАМАГНЕТИКИ
Метамагнетиками называют вещества, которые в отсутствие поля не имеют спонтанного момента, ио приобретают его, начиная с некоторого критического поля. К ним относятся аитиферромагиетики, у которых эффективное поле легкоосиой анизотропии больше эффективного поля обменного взаимодействия: 2На>Не,
* Тщ— точка Морин а — температура, при охлаждении ииже которой ct-Fe2Oa переходит из легкоплоскостного состояния в легкоосное.
16 JH0HfTn
Рис. 28.15. Кривые намагничивания FeBr2 [39]:
1 — метамагиитное состояние. Г=4,2 К; 2 — парамагнитное состояние, Г=20,4К
Типичные зависимости M(H) метамагиетиков приведены иа рис. 28.15. При TCTjv и поле H=H0 (T) вещество переходит из аитнферромагнитной фазы в ферромагнитную, минуя спии-флоп-фазу. Ниже приведены температуры упорядочивания и значения полей перехода (при Т<Тлг) некоторых типичных метамагиетиков
[15]:
Метамагнетик 7дг, К IinW0, Тл
FeCl2 FeBrg1 FeCO3
23,5 11
1,05 3,1
15,3 [40]
Более подробные сведения о свойствах метамагиетиков можно найти в монографиях [1, 15].
28.5. АНТИФЕРРОМАГНЕТИКИ СО ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ДЗЯЛОШИНСКОГО
Существует ряд антиферромагнитных кристаллов, при описании магнитных свойств которых кроме изотропного обменного взаимодействия, определяющего собственно магнитное упорядочение, необходимо учитывать специфическое анизотропное взаимодействие Дзялошин-ского (ВД)*2. ВД, как правило, приводит к небольшому наклону магнитных подрешеток друг относительно друга и появлению слабого ферромагнитного момента.
В [10] рассмотрены условия, при которых магнитная симметрия кристалла допускает существование слабого ферромагнетизма. В тех случаях, когда тип анизотропии или другие обстоятельства (например, Т>ТЫ) ие допускают возникновения слабоферромагиитного момента, наложение внешнего магнитного поля может приводить к возникновению определенных компонент анти-ферромагиитного вектора — так называемый индуцированный полем антиферромагнетизм [42].
Антиферромагнетики, обладающие слабым спонтанным моментом [MnCO3, CoCO3, a- Fe9O3 (Т>ТМ), CuF2, NiF2, RFeO3 (R — редкоземельный ной), NaNiF3, YCrO3
м FeBr2 обладает антиферромагнитной слоистой структурой, характерной для многих метамагиетиков (два соседних слоя металлических ионов имеют антипараллельное направление магнитных моментов).
Этот термин появился в литературе по магнетизму после феноменологического объяснения Дзялошинским [41] природы слабого ферромагнетизма в некоторых антиферромагнитных кристаллах. Влияние ВД на основные свойства антиферромагнетиков исследовано в [10].
651 и др.], часто называют слабыми ферромагнетиками*1. В случае, когда подрешеток больше двух, их скос может не приводить к появлению спонтанного момента*2. В некоторых четырехподрешеточных антиферромагнетиках (например, Cr2O3 [41], CoSO4, СиС1я-2Н20 [15]) две под-решетки дают слабый суммарный момент +т, а две другие — т, так что полный момент образца равен нулю. Существует много кристаллов (наиболее характерные примеры CoF2 [43], O-Fe2O3 при Т<ТМ), в которых при H= О ВД не приводит к скосу магнитных моментов подрешеток, однако его необходимо учитывать для адекватного описания магнитных свойств таких кристаллов в сильных магнитных полях [44, 45].
