Атомная структура и магнитные свойства аморфных сплавов Re-Gd и Re-Tb

• Автор: Ожерельев, Виктор Вадимович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 128 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ'
Введение
1 Обзор литературы
1.1 Модели структуры аморфных металлических сплавов
1.1.1. Математические модели
1.1.2 Модели упаковок
1.1.3 Компьютерные модели
1.1.4 Поры в аморфных металлах
1.2 Магнитные свойства аморфных сплавов на. основе РЗМ
1.2.1 Результаты экспериментальных исследований аморфных
сплавов рения с РЗМ
1.2.2 Свойства и структура спиновых стекол
1.2.3 Теория спиновых стекол
1.2.4 Методы моделирования магнитных свойств
1.2.5 Модели с обменным взаимодействием
1.2.6 Модели с анизотропией
1.3 Постановка задачи
2 Методика эксперимента и компьютерного моделирования
2.1 Методика рентгенодифракционного эксперимента
2.1.1 Съемка дифрактограмм
2.1.2 Расчет структурного фактора
2.1.3 Сглаживание структурного фактора
2.2 Методика моделирования атомной структуры и магнитных свойств
2.2.1 Потенциал межатомного взаимодействия
2.2.2 Начальное расположение атомов
2.2.3 Метод молекулярной динамики
2.2.4 Расчет структурных характеристик' .
2.2.5 Анализ многогранников Вороного
2.2.6 Методика анализа межатомных пор

2.2.7 Методика моделирования магнитных свойств
3 Атомная структура аморфных сплавов системы Яе-Ой
3.1 Рентгенодифракционное исследование атомной структуры
аморфных сплавов Яе-вй
3.2 Моделирование атомной структуры аморфных сплавов Яе-вй
3.3 Анализ многогранников Вороного
3.4 Анализ межатомных пор в модели аморфных Яе и Та
4 Магнитные свойства аморфных сплавов Яе-ТЬ и Яе-Ой
4.1 Моделирование магнитных свойств аморфных сплавов Яе-ТЬ
4.2 Моделирование процессов намагничивания в аморфном тербии
4.3 Моделирование магнитных свойств аморфных сплавов Яе-вй
Основные результаты и выводы
Литература

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. В аморфных сплавах (АС) на основе редкоземельных металлов (РЗМ) стохастическое окружение магнитных ионов вызывает наличие случайной локальной магнитной анизотропии, а также флуктуации значений обменных интегралов и наличие конкурирующих обменных взаимодействий разного знака. Это приводит к обладанию такими сплавами рядом уникальных свойств, большому многообразию фазовых переходов и магнитных структур. Одним из наиболее интересных возможных магнитных состояний в аморфных магнетиках является состояние спинового стекла, окончательная теория которого до настоящего времени не построена. По этим причинам внимание многих исследователей сконцентрировано на изучении данного класса магнитных соединений.
Для теоретического описания физических свойств разупорядоченных сплавов необходима детальная информация об их атомной структуре, которая может быть получена сочетанием экспериментальных дифракционных методов и методов компьютерного моделирования.
Большое количество работ, опубликованных за последнее время, посвящено исследованию магнитных свойств аморфных магнетиков, содержащих РЗМ, при помощи компьютерного моделирования методом Монте-Карло. Однако анализ литературы показывает, что большинство построенных к настоящему времени моделей не сопоставляются с реальными аморфными сплавами, содержащими РЗМ: при моделировании атомные магнитные моменты обычно располагают в узлах простой кубической решетки, кроме того, исследования обычно ограничиваются крайними случаями очень слабой и бесконечно большой анизотропии. Поэтому актуальной задачей является моделирование магнитных свойств АС на основе РЗМ с использованием моделей их атомной структуры, а также определение зависимостей основных магнитных свойств данных материалов от величины константы анизотропии.

М = —'уЛ а“

-д-ё-Ш^ЕЯ
дТ кпТ
(1.15)
(1.16)
х=[^Ш‘^м1)~('м')2)- <1л7>
где Е — внутренняя энергия, N - число частиц, М— намагниченность, (...) - усреднение по времени.
При исследовании фазовых переходов вычисляется параметр порядка Эдвардса-Андерсона:
*45>:
(1.18)
и параметр порядка Эдвардса-Андерсона, зависящий от времени
(1Л9>

где <т, (1) - /-й спин в момент времени t.
С параметром q параметр д({) связан соотношением:
? = Нт?(*). (1.20)
По функции д(Г) можно вычислить время релаксации перехода системы к равновесию

= [?(°)] ' (1-21)
Ожидается, что г расходится при приближении температуры к критической точке Тс.
Важной характеристикой спин-стекольного состояния является корреляционная функция спинов: