Исследование спиновой киральности в треугольных антиферромагнетиках методом рассеяния поляризованных нейтронов

• Автор: Москвин, Евгений Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Гатчина
• Количество страниц: 100 с. : ил.

1 Критические явления, фрустрированные антиферромагнетики и спиновая киральность

1.1 Разные подходы в теории критических явлений

1.2 Киральная критичность фазовых переходов

1.3 Фрустрации в магнитных структурах

2 Экспериментальная методика

2.1 Возможности поляризованных нейтронов в исследовании киральных магнетиков

2.2 Экспериментальные установки

2.3 Образцы и экспериментальные условия

2.4 Обработка экспериментальных результатов

2.4.1 Поправка на функцию разрешения

* 2.4.2 Определение температуры Нееля

3 Исследование киральной критичности в треугольных антиферромагнетиках
3.1 СэМпВгз—ТАФ типа легкая плоскость
3.1.1 Индекс средней киральности
3.1.2 Индекс киральной восприимчивости

3.2 СвЭДСЛз—'ТАФ типа легкая ось
3.2.1 Критическое поведение в парамагнитной фазе
Заключение
*» Литература

* В природе существует множество веществ со спиральной структурой.
В живой природе примерами таких структур являются протеины и дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК). Спиральная (киральная) структура может быть как право-, так и левовинтовой, причем в отсутствие определенных условий энергия таких спиралей одинакова, и они должны реализовываться равновероятно. Тем не менее такая ситуация имеет место лишь в искусственных аналогах протеинов — полипептидах. В природе спиральные структуры являются правовинтовыми, причина чего до сих пор не ясна.
Винтовые структуры встречаются и в неживой природе, причем тоже «’) достаточно часто. Магнитоупорядоченные кристаллы с киральной магнитной структурой являются типичным примером. В настоящее время известно большое разнообразие таких структур. Насчитывается около ста чистых веществ — металлов и соединений, где обнаруживаются какие-либо спирально поляризованные структуры. К ним следует добавить несколько * десятков различных сплавов.
Возможность существования такой структуры с точки зрения минимума энергии непосредственно следует из обменной модели Гейзенберга в предположении, что обменные взаимодействия между ближайшими соседями и следующими за ними, вдоль некоторого направления в кристалле, имеют разные знаки. Например, магнитная структура в металлическом

Геометрия измерений В процессе измерений образец был сориентирован кристаллографическим направлением [110] вертикально. В результате гексагональная ось с кристалла и направление [110] находились в плоскости рассеяния (горизонтально), что давало возможность направлять горизонтальное поле соленоида как вдоль оси с, так и вдоль вектора рассеяния q поворотом кристалла в криостате вокруг вертикальной оси, не изменяя температурные условия на образце. Необходимость в этом продиктована следующими соображениями.
Во-первых, согласно (2.2) и (2.5), для того, чтобы киральный вклад в рассеяние был максимальным (второе слагаемое в каждой формуле) необходимо, чтобы направление начальной поляризации Ро, то есть направление магнитного поля Ь, направление гексагональной оси с и направление вектора рассеяния ч совпадали.
На рисунке 2.4 показана плоскость рассеяния в обратном пространстве для двух случаев: (а) — случай упругого рассеяния, который использовался для определения индекса средней киральности; (б) — неупругое рассеяние, которое использовалось для изучения киральных флуктуаций. На обоих рисунках серые точки обозначают ядерные узлы, причем пустые соответствуют запрещенным, синие точки относятся к магнитным узлам; вертикальное направление соответствует направлению [001], а горизонтальное — [110]; пунктирная линия соответствует |к{| = |к/|. На рисунке 2.4(6) показан случай рассеяния с потерей энергии, то есть N > 1Ы
Как видно из рисунка, угол между вектором рассеяния и гексагональной осью в плоскости рассеяния составляет ~ 18°, поэтому невозможно