Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
1) L (I Oz (Lx = Ly = 0) и M = O — такой магн. структурой обладают FeCOs н низкотемпературная модификация Ci-Fe2O8;
2) L I Oz н Mx = (d!B)Ly, Mv = (AtB)Lx, Mz = 0. При этом возникает СФМ
,=VrMl
+My=(d!B)L.
Этот СФМ мал ввиду малости отношения d/B. Такой магн. структурой обладают MnCO3, CoCO3, NiCO3 я высокотемпературная модификация a-Fea03. Если включить в потенциал член с магн. полем, то минимизация Ф приводит и ф-лам (1) н (2), в к-рых Xxy — 1/В,
a Xz — ЩВ + Ь).
BeHTOJp aD перпендикулярен L. Поэтому в веществах со С. ф. векторы намагниченности подрешёток не направлены строго антнпараллельно, а отклоняются на небольшой угол ф = HJHs = IdlB от оси антиферромагнетизма (рнс. 4, а). В принципе возможен
Рас. 4. Образование за счёт скоса векторов намагниченности подрешёток Mn: а — слабого ферромагнетизма в двухподрешёточном антиферромагнетике; б — антиферромагнитной структуры с четырьмя скрещенными подрешёткамк.
спинов магн.
ер
jIk ~~ ТЄН30Р’
ионстанта од-
н продольный С. ф. благодаря различию величин векторов Mn строго антипараллельных подрешёток. Однако во всех известных случаях С. ф. O0 I L. При перемагннчиваиин вместе с O0 должен менять знак н L, т. е. подрешёткн должны поворачиваться на 180°.
Слагаемое d(LxMy — LvMx) нз (3) описывает Дзя-лошшіского взаимодействие. Такого вида члены встречаются в ряде пространственных групп тригональних, тетрагональных и гексагональных сингоний. В нек-рых группах тетрагональных сингоний С. ф. описывается членом вида d(LxMy -j- LyMx), а в ромбич. снигони-ях — членом вида diL^M^ 4- dtL^M\. В моноклинных сішгониях подобная сумма содержит четыре члена. В большинстве групп гексагональной и иубической сингоний С. ф. описывается членами шестого н четвёртого порядка по LiMfe [5].
Для антиферромагнетиков с четырьмя н более под-решётками существует неск. векторов ь, описывающих разл. антиферромагн. струнтуры AC. Поэтому в выражение для потенциала Ф могут входнть члены типа LpiLqIe (р, q — номера AC), к-рые приводят к возникновению AC со скрещеннымн подрешётками, не обладающих С. ф. (рнс. 4, б).
В микроскопической теории С. ф. рассматривают самый общий вид спинового гамильтониана, удовлетвори ющин симметрии данного кристалла:
2 /і15-л*+2дЛі- (5)
«,і
Здесь Sai, Sfifc — операторы компонент ионов, расположенных в узлах а и Р;
а
описывающий их взаимодействие; —
яоиоиной анизотропии. Первый член содержит как обычную изотропную часть (I = к), к-рая описывает обменное взаимодействие, так и анизотропную часть (і ^k). Последняя описывает анизотропию, обусловленную межионным взаимодействием, а также С. ф. Ответственная за С. ф. часть гамильтониана может быть представлена в виде d*9 [5SSJ. Веитор Дзялошинского d 9 соответствует константе а в разложении (3). В рассмотренных выше тригональных кристаллах еҐь направлен параллельно осн Oz (d — d ).
г
Второй член описывает однононную анизотропию, я обычно коэф. Af не зависят от номера узла. Однако в
нек-рых тетрагональных кристаллах осн симметрнн в двух эквивалентных узлах элементарной ячейки повёрнуты яа 90° н соответственно A1 — — А* = — А1=
* * у у
= A. В этом случае С. ф. обусловлен не анизотропным обменом, а однононной анизотропией.
фазовые переходы. В отличне от обычных аитнфер-ромагнетиков, в антиферромагнетиках со С. ф. прн T > Tn магн. поле вызывает антиферромагн. упорядочение с вектором L, перпендикулярным приложенному полю. Подобно ферромагнетикам у антнферромагнетиков со С. ф. в магн. поле (параллельном С. ф. моменту) нет различил в магн. симметрии прн темп-рах выше и ннже критической [9]. С этим обстоятельством связано возникновение показанного на рис. 3 пика магн. восприимчивости.
В кристаллах, у к-рых симметрия допускает существование С. ф., наблюдаются спецнфич. магнитные фазовые переходы. Во-первых, переходы, обусловленные изменением с темп-рой соотношения констант магн. анизотропии, приводящие к повороту L от одного крнсталлографич. направления к другому. В результате такого поворота антнферромагнетик может переходить из состояния со С. ф. в чисто антиферромагн. состоянне (переход Морина в Ot-Fe2Oa) илн в состоянне, где С. ф. сохраняется, но происходит соответствующий поворот вентора СФМ. Подобные ориентации
онные фазовые переходы в нек-рых ортоферритах и ортохромитах происходят постепенно, н процесс переориентации ограничен сверху н снизу по темп-ре двумя фазовыми переходами 2-го рода [7]. Во-вторых, наблюдаются фазовые переходы из чисто антиферромагн. состояния в состояние со С. ф. под действием магн. поля. Такие переходы происходят в легкоосных антиферромагнетиках, если H приложено перпендикулярно лёгкой осн. Магн. поле вызывает поворот вектора L в плоскости, перпендикулярной Ht и возникновение СФМ вдоль Н. В четырёхподрещёточных антнферромаг-нетнках возможен индуцированный магн. полем переход 1-го рода в состояние со С. ф., сопровождающийся перестройкой AC.
В веществах, симметрия к-рых допускает существование С. ф., но анизотропия такова, что вещество переходит в чисто антиферромагн. состояние, в области вблизи Tn могут наблюдаться аномалии в температуркой зависимости восприимчивости, аналогичные показанной на рис. 3.
