Спиновая динамика и обменные взаимодействия в диамагнитно-разбавленных низкомерных антиферромагнетиках

• Автор: Емельянова, Любовь Сергеевна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 131 c. : ил

ГЛАВА I. ЭПР И СПИНОВАЯ ДИНАМИКА МАГНЕТИКОВ

1.1. Изучение концентрированных магнетиков методом ЭПР. Особенности ЭПР низкомерных магнетиков

1.2. ЭПР в диамагнитно-разбавленных кристаллах

ГЛАВА 2. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА. КРИСТАЛЛИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА КШСТАЛЛОВ

2.1. Описание ЭПР-спектршетров. Методика измерений

2.2. Синтез монокристаллов и кристаллическая структура А2ВСЄ4 (А= Сь,£б; В =Мп,Сс1)

2.3. Магнитные свойства кристаллов

(1^ X* 0,4)

2.4. Анпферромагнитный резонанс кристаллов К62МпхСо[|_хС£у(І* X* 0,7)

ГЛАВА 3. ЭПР ИЗОЛИРОВАННЫХ ИОНОВ т2* в К^Мп^Ссії-х СІЦ

и Ь2МпхЫ/_-гГЙ/(Х= О,001^0»01)

3.1. ЭПР ионов Мп2+ в Е • * •
3.2. Структурный фазовый переход в І^^СсіС^
ГЛАВА 4. ЭПР ОБМЕННО-СВЯЗАННЫХ ПАР ИОНОВ Мл2* В №'?НппП/Сс1ПапС1и
и Сб2Нпта0'Э9ач ' -
4.1. Парамагнитный резонанс обменно-связанных пар ионов Мп2+ в кристаллах
4.2. Спиновый гамильтониан пары ионов Мл2* в слоистых кристаллах ЩСЖйц и . Спектр
ЭПР и параметры кристаллического поля
4.3. Ойиенные взаимодействия пары ионов Мл2*" в
А 2СсШч иА2МпС£ч (А= Сь )

ГЛАВА. 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОМ ЭПР СПИНОВОЙ ДИНАМИКИ В
ДИАМАГНИТНО-РАЗБАВЛЕННЫХ КРИСТАЛЛАХ ^MnxUf.xCt4
(I* ГГ*0,4)
5.1. ЭПР в RfyНи Сб ч
5.2. Высокотемпературная спиновая динамика твердых растворов Rb2^x^hX^4 0,4).
Частотная зависимость шринн линии ШР
5.3. Низкотемпературная спиновая динамика твердых растворов %МпхСЗД. Поведение ширины линии ЭПР вблизи магнитного фазового перехода
5.4. Особенности ЭПР вблизи точки магнитного протекания
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ШГОШШ1
В настоящее время интенсивно исследуются неупорядоченные маг-!тики, в которых магнитные атомы не образуют правильной кристалле ской решетки. Особый класс таких магнетиков образуют твердые )астворы магнитоупорядоченных соединений с диамагнитными цримеся-щ. Кристаллы таких соединений находят применение в оптике, квантовой электронике, химии и других отраслях науки и техники.
Магнетизм магниторазбавленных систем сильно отличается от звойств обычных ферро- и антиферромагнетиков, в частности, даль-гай порядок при замещении магнитных ионов диамагнитными сохраняется в них до некоторой критической концентрации X = . Определение критической концентрации магнитных ионов Хс и исследование зависимости критической температуры смешанной системы Тс от концентрации могут служить для проверки правильности теоретических представлений о состоянии концентрированного магнетика, например, выводов о типе магнитной структуры и о величинах обменных взаимодействий. Следует заметить, что проблема основного состояния в магниторазбавленных кристаллах изучена крайне недостаточно как теоретически, так и экспериментально, что объясняется ее очевидной сложностью. Для разбавленных систем неприменимо описание спектра магнитных возбуждений, основанное на использовании строгой периодичности магнитной структуры, поскольку распределение магнитных ионов в кристалле является статистическим. Тем не менее, для магнетиков с простой геометрией структуры, таких как кристаллы с высокой симметрией кристаллической решетки, где обменное взаимодействие магнитных ионов со всеми ближайшими соседями можно считать одинаковым, получены существенные результаты, подкрепленные экспериментальной проверкой. йш> показано, в частности, что критическая концентрация в системе определяется главным образом размерностью магнитной структуры и практически не зависит от величины и анизотропии обменного взаимодействия, а кривая Тс(х) ли-

нию с обменом, во внешнем магнитном поле наблвдают две ветви АМР и спин-флоп резонанс (СФР). Для магнитного поля, параллельного легкой оси
^АФМР — Н0 (1 ~ )] , (51)
у сфр = у (52)
Обменное поле Нр = 2?3, поле анизотропии Нд включает диполь-дипольное взаимодействие и одноконную анизотропию, у. и и - параллельная и перпендикулярная восприимчивости.
Мы исследовали АШР в X > 0,62) при
4,2 К. В ^2^062^0,38^4 4 4,2 К и при Т=4,2 К мы наблюдали парамагнитный резонанс. На рис.20 приведены частотно-полевые зависимости АШР и СФР твердых растворов (^Мп^Со^С^ для Ни С , эти зависимости хорошо описываются формулами (51) и (52). В ^Ь2Нп0дСс{01СЕч и ^МПдеСс^С^ кроме АМР (I) и ОФР (2), мы наблюдали резонанс, близкий к ДШГ. По-видимому, это резонанс от изолированных ионов.
Из частотно-полевой зависимости мы определили величину энергетической щели, поле спин-флопа и поле анизотропии. Обменные поля были получены Федосеевой Н.В. из измерений перпендикулярной восприимчивости при 6 К. Полученные параметры приведены в таблице 7. Для /?Ь2Мп СЕц величина энергетической щели совпадает с данными Штробеля (9б]. Уменьшение энергетической щели с разбавлюнием показано на рис
приведены данные двух исследованных к настоящему времени диамагнитно-разбавленных трехмерных магнетиков: ^Пх^п1-Х^2 Г971 и Рех2п^(^[98], в которых антиферромагнитная щель линейно уменьшается с повышением концентрации диамагнитной примеси. В наших кристаллах вблизи порога протекания наблюдается нелинейное поведение сЫо/с/х.