Спиновая киральность и рассеяние поляризованных нейтронов

• Автор: Григорьев, Сергей Валентинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 288 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Рассеяние поляризованных нейтронов как метод исследования спиновой киральности

1.1 Рассеяние поляризованных нейтронов (РПН)

1.1.1 РПН на макроскопическом уровне

1.1.2 РПН на микроскопическом уровне

1.1.3 Экспериментальные методы РПН

1.2 Динамическая спиновая киральность ферромагнетиков

1.2.1 Неупругое киральное рассеяние нейтронов

1.2.2 Динамическая киральность в парамагнитной фазе .

1.2.3 Динамическая киральность в ферромагнитной фазе .
1.3 Спиновая киральность неколлинеарных магнетиков
1.3.1 Киральность в треугольных антиферромагнетиках . .
1.3.2 Киральность в обменной спирали Но, Эу
1.3.3 Киральность релятивистской спирали
1.4 Физические свойства моносилицида марганца
1.4.1 Структура МпЭ!
1.4.2 Магнитные свойства МпБ
1.4.3 Магнитный фазовый переход в МпБ1 под давлением .
1.4.4 А-фаза в МпЭ!
1.4.5 Структурная и магнитная киральность в МпЄі
Структурная и магнитная киральность моносилицидов переходных металлов
2.1 Структура моносилицидов переходных металлов
2.2 Экспериментальные методы определения киральности
2.2.1 Определение структурной киральности методом
дифракции синхротронного излучения
2.2.2 Определение спиновой киральности методом
рассеяния поляризованных нейтронов
2.3 Структурная и магнитная киральность Реі-яСодфі
2.4 Структурная и магнитная киральность Мщ-уРе^і
2.5 Перспективы изучения киральности в моносилицидах
переходных металлов
Спиновая структура Мпві в магнитном поле при низких температурах
3.1 Постановка задачи
3.2 Теоретическое описание магнитной системы МпБі
3.2.1 Классическая энергия релятивистской спирали
3.2.2 Спиральная структура в нулевом магнитном поле
3.2.3 Влияние магнитного поля на ориентацию вектора к .
3.3 Постановка эксперимента малоуглового рассеяния нейтронов
3.4 Эволюция магнитной системы МпБі в магнитном поле
3.4.1 Магнитная мозаичность и интенсивность отражения .
3.4.2 Поворот волнового вектора к в поле
3.4.3 Вторая гармоника, наведенная перпендикулярной
компонентой поля
3.5 Температурная эволюция магнитной системы MnSi
3.6 Выводы и перспективы
Спиновая структура MnSi вблизи Тс в магнитном поле
4.1 Постановка задачи и описание эксперимента
4.2 Результаты МУРН эксперимента в MnSi вблизи Тс в поле
4.3 Анализ полученных результатов
4.3.1 Температурная эволюция МУРН в MnSi в нулевом поле
4.3.2 Эволюция МУРН в MnSi в магнитном поле ниже Тс .
4.3.3 Эволюция МУРН в MnSi в магнитном поле выше Тс
4.4 Н-Т фазовая диаграмма MnSi вблизи Тс
4.5 Выводы и перспективы
Критические флуктуации спиновой спирали в моносилициде марганца MnSi
5.1 Критические флуктуации в MnSi: теоретический аспект
5.1.1 Критические флуктуации в MnSi в Q-пространстве .
5.1.2 Критические флуктуации в MnSi в г-пространстве
5.2 Критическое малоугловое рассеяние нейтронов: постановка эксперимента
5.3 Критическое малоугловое рассеяние нейтронов: результаты .
5.4 Эксперимент по нейтронной спин-эхо спектроскопии
критического рассеяния в MnSi
5.4.1 Постановка нейтронного спин-эхо эксперимента

1.1.2. РПН на микроскопическом уровне
При описании рассеяния поляризованных нейтроннов на микроскопическом уровне необходимо начать с рассеяния на атоме, т.е. на ядре - ядсрное рассеяние, и на электронах - магнитное рассеяние. Амплитуду ядерного рассеяния, пренебрегая слабым рассеянием на спине ядра, можно записать в виде:
^д = -ЛГ1/253ьвехр(г<Эа„), (1.1.5)

где Г1п и Ьп - координата и длина рассеяния п-ого ядра в системе, N -полное число ядер.
Амплитуду' магнитного рассеяния можно представить в виде:
Рт = сгМдх, (1.1.6)
где М(2Х = Мд — (<5Мд)0 - перпендикулярная импульсу С} часть вектора Мд, определенного выражением:
Мд = гМ^2^2еМ^кт)Ет^т = г^вд. (1.1.7)

Здесь 11т и - координата и спин т.-ого магнитного атома, /^„(С^) -его магнитный формфактор и г = 5.4 • 10~13 см. Следует отметить, что в данном рассмотрении мы пренебрегли орбитальной частью магнитного рассеяния.
В результате, суммарная амплитуда рассеяния имеет вид:
Ад = Ад+<7МдХ. (1.1.8)
Отсюда следует, что поскольку сечение рассеянных нейтронов пропорционально квадрату амплитуды рассеяния, то оно состоит из