Структура и магнитные свойства кубических геликоидальных магнетиков Fe1-xCoxSi и Mn1-yFeySi

• Автор: Дядькин, Вадим Александрович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 145 с. : ил.

Оглавление
Введение

1 Кубические геликоидальные магнетики (обзор)

1.1 Периодичность и модулированные структуры в твёрдых телах

1.2 Магнитные модулированные структуры

1.2.1 Синусоидальные магнитные модуляции

1.2.2 Геликоидальные магнитные структуры

1.3 Кубический геликоидальный магнетик МнЭ1

1.3.1 Структура МпЭ!

1.3.2 Магнитные свойства Мп81

1.4 Другие кубические геликоидальные магнетики
1.4.1 Система Реве
1.4.2 Система Ре1_хСох81
1.4.3 Система МпЕе
1.5 Теоретическое описание магнитной структуры МпЭ1
1.5.1 Модель Бака-Йенсена
1.5.2 Квантовая модель Малеева
1.6 Киральность кубических геликоидальных магнетиков
2 Образцы и экспериментальные методы исследования
2.1 Обоснование выбора объектов и методов исследования

2.2 Малоугловое рассеяние поляризованных нейтронов
2.3 Монокристаллическая дифракция синхротронного излучения
3 Физические свойства системы РєіСОдДі
3.1 Магнитные свойства РеіСо-гДі ниже Тс
3.1.1 Поведение во внешнем магнитном поле
3.1.2 (Я — Т) фазовые диаграммы
3.1.3 Основные взаимодействия системы
3.2 Критическое поведение РЄі_ггСог8І выше Тс
4 Физические свойства системы Мпі_уРеу8і
4.1 Магнитные свойства МіЦ-уРеДі ниже Тс
4.1.1 Поведение во внешнем магнитном поле
4.1.2 Критическое поведение Мпі_уРеу8і выше Тс
4.1.3 (Я — Т) фазовые диаграммы
4.1.4 Основные взаимодействия системы
4.2 Взаимодействие Дзялошинского-Мория
5 Структурная и магнитная киральность
5.1 Переворот магнитной киральности в Реі_жСох8і и Мпі_уРеу8і
5.2 Структурная киральность
5.2.1 Абсолютная структура Реі-СоаДі и Мпі_уРсу8і
5.2.2 Связь структурной и магнитной киральности
Основные результаты и выводы
Литература

Введение
Актуальность темы. В современной физике конденсированного состояния важное место занимают исследования сложных магнитных структур, таких как геликоидальные магнетики, фрустрированные магнитные соединения, спиновые стёкла, низкоразмерные магнитные материалы. Физические свойства таких соединений определяются тонкой «игрой» различных взаимодействий. Сосуществование сильного изотропного обменного взаимодействия наряду со слабыми релятивистскими взаимодействиями, нарушающими спиновую симметрию, приводит к появлению сложных магнитных структур и к новым явлениям типа квантовых фазовых переходов, скирмионных решёток или спиновых кристаллов. Хрупкое равновесие, обусловленное этими взаимодействиями, может быть легко нарушено внешними силами, такими как давление, магнитное поле и химическое замещение, что ещё больше усиливает интерес к объектам данного тина.
Несмотря на достаточно большое число экспериментальных и теоретических исследований геликоидальных магнитных структур, многие важные вопросы ещё не решены. Например, отсутствует однозначная интерпретация некоторых экспериментальных результатов исследования физических свойств подобных магнетиков (например, идентификация различных аномалий при магнитных фазовых переходах, или выбор наиболее верной теоретической модели для описания системы). Также для геликоидальных магнетиков отсутствуют подробные экспериментальные исследования

новым вектором к = 0,090 нм-1, направленным вдоль осей (100). Кроме того был обнаружен ещё один реориентационный магнитный переход при температуре Т2| = 211 К, при этом в новой фазе волновой вектор изменял величину к — 0,092 нм-1 и направление (параллельно осям (111)). Также было обнаружено, что низкотемпературный фазовый переход (ФП) характеризуется сильным температурным гистерезисом (Т = 245 К), что указывает на ФП первого рода.
Поведение РеСе во внешнем магнитном поле аналогично поведению МпЭ1 (пункт 1.3.2), однако критические поля имеют меньшие значения.
1.4.2. Система Ее1_жСо
Система твёрдых растворов Рех-СоаЗц так же как МпЭ1 и РеОе, исследуется довольно давно: первые термомагнитные измерения, показавшие наличие магнитного упорядочения ниже Тс в этой системе в интервале концентраций кобальта 0,20 х 0,70, проведены Шинодой в 1972 году [74]. Максимальный магнитный момент в упорядоченной фазе не превышал 0,25 цв/атом при х = 0,35, при этом, как и в МпБц магнитный момент в парамагнитной области был в три раза больше. Это свидетельствует о том, что система Роа-яСоЗ! также является магнетиком со слабым вкладом коллективизированных электронов в намагниченность. Граничные соединения РеБ! и СоЭ1 оказались парамагнитным полупроводником [75-79] и диамагнитным полуметаллом [80], соответственно. В работе [74] впервые построена концентрационная зависимость критической температуры Тс, которая имеет колоколообразный вид с максимумом в точке х — 0,35, а участок до х = 0,25 линейный.