Исследование редкоземельных манганитов и манганатов с помощью μSR-метода

• Автор: Воробьев, Сергей Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 113 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО МЕТОДА ИССЛЕДОВАНИЕ ВЕЩЕСТВА.

1.1. Основы рЬЯ-метода

1.2. Принципиальная схема рЬЯ-метода

1.3. Выбор модели взаимодействия мюонов со средой

1.4. Техника эксперимента

1.5. Основные параметры созданной рЬЯ-установки

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МАНГАНИТОВ

2.1. Фазовые переходы и динамическая релаксация гексагонального манганита НоМпОз

2.2. Функция релаксации поляризации и распределение локальных магнитных полей в антиферромагнитной фазе манганита НоМп
2.3. Фазовые переходы и скорость динамической релаксации для манганита УМп
2.4. Функция релаксации поляризации и распределение локальных магнитных полей в манганите УМп
2.5. Исследование магнитных свойств манганита Ьао.кзСао.^МпОз
2.6. Исследование магнитных свойств манганита Еао.85$Го.15Мп
2.7. Выводы
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МАНГАНАТОВ
3.1. Исследование манганата ЕиМп
3.2. Выводы по исследованию манганата ЕиМп
3.3. Исследование манганата вс1Мп
3.4. Выводы по исследованию манганата GdMn205. ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ЯМР - ядерный магнитный резонанс;
ЭПР - электронный парамагнитный резонанс;
pSR-метод - (Muon Spin Rotation (Spin Resonance or Spin Relaxation)) мюонный метод исследования вещества;
АФМ (AFM)- антиферромагнетик;
КФМ (CFM) — коллинеарный ферромагнетик;
СС (SG) - спиновое стекло;
МЭ (ME) - магнитоэлектрический;
МНК - метод наименьших квадратов;
СЭ - сегнетоэлектрик;
ФЭ (FE) - ферроэлектрик;
Тм - температура Нееля;
Тс — температура Кюри;
Gs(t) - функция релаксации поляризации мюонов;
КМС - колоссальное магнитное сопротивление;
ФМ (FM) - ферромагнетик;
TSR - температура спин-ротационного перехода.

«И это чудо, что, несмотря на поразительную сложность мира, мы можем обнаруживать в его явлениях определенную закономерность».
Э. Шредингер.
ВВЕДЕНИЕ
Многим хорошо известны традиционные методы исследования вещества: ядерный магнитный и электронный парамагнитный резонанс (ЯМР и ЭПР), нейтронография и мёссбауэровская спектроскопия, но что представляет собой мюонный метод исследования вещества, получившего в зарубежной научной литературе название pSR (Muon Spin Rotation или Spin Resonance, Spin Relaxation), известно гораздо меньшему кругу людей, даже среди профессионально занимающихся наукой. А между тем pSR-метод уже перешел в «зрелый возраст» (опубликовано несколько тысяч работ) и дал много новой и ценной информации о свойствах вещества. Причем многие результаты либо вообще нельзя или трудно получить другими методами исследования, либо pSR-метод позволяет получить более точные данные. Хотя, конечно же, pSR-метод, конечно же, не заменяет все остальные методы, а является лишь хорошим дополнением к ним.
Суть мюонного метода исследования вещества заключается в возможности изучения локальных микрополей в веществе с помощью легкой нестабильной заряженной элементарной частицы - мюона (как положительного ц+, так и отрицательного ц"). Для изучения свойств материалов наиболее перспективны положительно заряженные мюоны, и в данной диссертационной работе будет говориться только о них. Мюоны — нестабильные частицы. Поэтому данный метод доступен только при наличии специальных ускорителей. На сегодняшний день во всем мире насчитывается всего лишь шесть научно-исследовательских центров, где возможно применение pSR-метода: PS1 в Швейцарии, TRIUMF в Канаде, КЕК в Японии, ISIS в Великобритании и два научных центра - ОИЯИ (г.Дубна,

Однако, для наиболее общего случая непериодического пуассоновского потока, к которому и относится рБ^метод, не существует аналитического решения полного восстановления исходного временного распределения и возможна лишь частичная компенсация искажений путем отбора событий по определенным критериям. Для выработки сигнала «старт» из полного потока сигналов остановки мюона в образце отбираются лишь те, которым не предшествовал аналогичный сигнал во временном интервале (ц (охрана «ДО»). Далее во временном интервале 1П, соответствующем диапазону измерения спектра, ожидается сигнал «стоп» от распадного позитрона. Если в этом интервале фиксируется более одного сигнала от распадного позитрона или сигнал остановки мюона (охрана «ПОСЛЕ»), такое событие режектируется, т.е. не записывается в накапливаемый временной спектр.
Длительности интервалов охран выбираются из требования допустимых искажений ц8Л-спектров не более 1 %, при этом (д ~ 5-т(1 ~ 10 мкс. Длительность интервала охраны «ПОСЛЕ» равна диапазону Тп измерителя временных интервалов ((ц = Ет < 5'Т(1 ~ 10 мкс). При таких условиях отбора режекция событий, определяющая скорость набора статистики, тем больше, чем выше интенсивность исходного потока мюонов
1о. Эффективно используемая интенсивность пучка мюонов оценивается как
1Эфф=10-Р(1) = 10- ехр(-Х); 1=10-Дд+1п)-а, (10)
где 1() - интенсивность пучка мюонов (с'1), регистрируемых мюонным детектором,
Р(1) - вероятность того, что в интервале (1д + 1ц) будет зарегистрирована только одна остановка мюона,
(ц, 1]I - соответствующие интервалы времени «ДО» и «ПОСЛЕ» момента остановки, а - коэффициент, учитывающий неоднородность временной структуры пучка (а < 1).