Магнитный резонанс и фазовые переходы в кристаллах оксокупратов и редкоземельных ферроборатов

• Автор: Панкрац, Анатолий Иванович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 257 с. : ил.

Содержание

Введение

1. Исследование магнитной структуры кристаллов и фазовых пе

реходов методом магнитного резонанса

1.1. Явление магнитного резонанса

1.2. Магнитный резонанс в ферро- и ферримагнетиках

1.3. Магнитный резонанс в антиферромагнетиках

1.4. Обзор экспериментальных работ по магнитному резонансу

1.4.1. АФМРвМпСОз

1.4.2. АФМР в а-БегОз и БеВОз

1.4.3. Исследования ориентационных фазовых переходов с 32 помощью АФМР
1.4.4. Исследования АФМР и фазовых переходов в ортофер- 34 ритах и ортохромитах
1.5. Магнитный резонанс в сложных магнитных структурах
1.5.1. Резонансные исследования спин-Пайерлсовского маг- 40 нетика СиОеО;
1.5.2. Магнитный резонанс в неколлинеарных антиферро- 42 магнетиках с треугольной решеткой
1.5.3. Магнитный резонанс в модулированных магнитных 46 структурах
1.6. Выводы, объекты исследования и постановка задачи
2. Экспериментальная установка и методика резонансных измс
рений
2.1. Автоматизированный спектрометр магнитного резонанса с
импульсным магнитным полем
2.2. Устройство спектрометра
2.3. Автоматизация измерений на спектрометре

2.4. Измерение магнитного поля
2.5. Описание работы автоматизированного спектрометра
2.6. Программа управления спектрометром
2.7. Оценка разрешающей способности по ширине линии
2.8. Методические особенности исследования спектра антифер
ромагнитного резонанса
2.9. Выводы
3. Магнитные свойства, магнитный резонанс и фазовые перехо
ды в метаборате меди СиВ204
3.1. Образцы, кристаллическая структура и основные физические
свойства СиВ204
3.2. Статические магнитные свойства метабората меди СиВ2Оз
3.3. Магнитный резонанс в СиВ204. Экспериментальные резуль
таты
3.4. Магнитные фазовые диаграммы метабората меди
3.4.1. Фазовая диаграмма СиВ204 в магнитном поле в ба- 102 зисной плоскости
3.4.2. Фазовая диаграмма СиВ204 в магнитном поле вдоль 109 тетрагональной оси
3.5. Магнитный резонанс в метаборате меди. Обсуждение
3.6. Выводы
4. Магнитные и резонансные свойства 1лСи202
4.1. Образцы и кристаллическая структура 1лСи202
4.2. Экспериментальные данные
4.2.1. Магнитные измерения
4.2.2. Резонансные исследования
4.3. Обсуждение результатов
4.4. Выводы
5. Магнитный резонанс и магнитная структура Си5Ві2В4Оі4
5.1. Образцы и кристаллическая структура Си5Ві2В40и

5.2. Магнитные свойства Cu5Bi2B40i4
5.3. Магнитный резонанс
5.4. Обменные взаимодействия и магнитная структура
С115ВУЗ4О14
5.5. Расчет резонансных частот для Cu5Bi2B40i4
5.6. Угловые зависимости резонансных полей ФМР. Обсуждение
5.7. Выводы
6. Магниторезонансные исследования магнитной структуры 174 Bi2Cu04
6.1. Кристаллическая структура и магнитные свойства Bi2Cu04
6.2. Образцы
6.3. Низкочастотная ветвь АФМР в Bi2Cu04
6.4. Температурные зависимости резонансных параметров
6.5. АФМР в Bi2Cu04 в области низких частот
6.6. Влияние нестехиометрии на резонансные свойства Bi2Cu04
6.7. Выводы
7. Магниторезонансные исследования магнитной структуры и 195 фазовых диаграмм ферробората гадолиния GdFe3(B03)4 и кристаллов на его основе
7.1. Кристаллическая структура и магнитные свойства
GdFe3(B03)4
7.2. Образцы
7.3. Антиферромагнитный резонанс в GdFe3(B03)4 при Т=4,2 К
7.4. Температурные зависимости АФМР и магнитные фазовые
диаграммы
7.5. Анализ обменных взаимодействий и фазовых переходов в
GdFe3(B03)4
7.6. Антиферромагнитный резонанс в YFe3(B03)4 и вклады под
систем Fe3+ и Gd3+ в магнитную анизотропию GdFe3(B03)4
формулой ШчЮз (К - редкоземельный ион), являющиеся слабыми ферромагнетиками ромбической симметрии. При Т=650 -* 750 К в этих соединениях подсистема ионов Ре3+ упорядочивается, а Р-подсистема остается в парамагнитном состоянии вплоть до температур Т < 3,5 К. Основным фактором, качественно определяющим многообразие магнитных свойств оргоферритов, является анизотропное1 обменное взаимодействие со стороны Реподсистемы. Это взаимодействие поляризует магнитную подсистему Я-ионов и является причиной разнообразных ориентационных фазовых переходов, сопровождающихся аномалиями как статических, так и динамических свойств ортоферритов. Эти переходы в большинстве ортоферритов заключаются в плавном повороте слабоферромагнитного момента Р подсистемы железа и наведенного момента И-под системы при понижении температуры от ромбической оси с кристалла при Т>Т] (по устоявшейся терминологии — фаза Г4) к оси а (фаза Г2) при Т<Т2 через угловую фазу Г42 в интервале Т2<Т<ТЬ при этом антиферромагнитный вектор С подсистемы железа поворачивается от оси а к с. Описанный переход Г4-Г42-Г2 представляет собой последовательность фазовых переходов второго рода, происходящих на границах угловой фазы Т1 и Т2. Эти переходы изучались многими экспериментальными методами, включая нейтронографические, теплофизические, магнитные статические и резонансные, магнитострикционные и т.д., подробную библиографию этих работ можно найти, например, в монографиях [55, 56]. В настоящем обзоре имеет смысл остановиться лишь на особенностях магнитного резонанса, в том числе - в области фазовых переходов, которые обусловлены различными редкоземельными ионами.
Исследования магнитного резонанса показали, что для разных ортоферритов поведение частот АФМР, связанного с колебаниями магнитных моментов Ре-подсистемы, имеет качественно различный характер даже при ориентационных переходах одного и того же типа. Классическое поведение с
1 Соответствующее изотропное обменное взаимодействие в Л - ортоферритах в силу специфики их структуры практически скомпенсировано.