Синтез и магнитные свойства сложных халькогенидов хрома

• Автор: Аминов, Тельман Газизович
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 416 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ФИЗИКОХИМИИ МАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ ХРОМОВЫХ ШПИНЕЛЕЙ

1.1. Кристаллохимия шпинелей

1.2. Магнитные кластеры в полупроводниковых магнетиках

1.3. Спиновые стекла в магнитных материалах.

1.4. Основные физические свойства и электронная струюура халькогенидных шпинелей.

1.5. Физикохимические свойства халькогенидных шпинелей АСг2Х, А Сб, Си X Бс, Б.

2. ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЙ

Синтез образцов. Химический анализ. Измерение магнитных, электрических, оптических и магнитооптических свойств. Получение нейтронограмм, электронномикроскопических снимков, спектров ЯГР и ЯМР.

3. ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ПОЛУПРОВОДНИК СсЮггБе, ПЕРСГ1ЕКТИВЫЙ МАТЕРИАЛ СПИНОВОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

3.1. Получение монокристаллов СбСге из растворов в расплаве разработка физикохимических основ выращивания, рост,
легирование и аттестация кристаллов.
Введение. Исследование диаграмм типа ССгерасгворитель. Тройная взаимная система ЗСМБе 2СтС1э Сгсэ ЗСс1С. Выращивание монокристаллов СсЮе. Аттестация кристаллов. Легирование кристаллов С1Сгс4. Рснтгснодифракционнос исследование С1Сг2С4.
3.2. Изучение физикохимических свойств С1Сге, нового магнитного материала, термодинамических,
полупроводниковых, магнитных, оптических
Давление пара над СЧЮггБе. Электрические свойства монокристаллов ОЮг. Примесное поглощение света в С1Сге4. Магнитные свойства СбСггБе Магнитные кластеры в СсЮБе.
3.3. Изучение магнитооптических свойств кристаллов ССге.4 и разработка на их основе магнитоуправляемых устройств
Магнитооптические свойства С1Сге4. Магнитоуправляемый
транспарант на основе Сс1Сгс4. Магнитоуправляемый полосовой ИК фильтр на основе
4. НОВЫЕ МАГНИТОАКТИВНЫЕ ФАЗЫ ТВЕРДЫЕ РАСТВОРЫ НА ОСНОВЕ ФЕРРОМАГНИТНОЙ ШПИНЕЛИ
СЮГ2е
4.1. Синтез, валентное распределение, магнитные и электрические свойства твердых растворов С.хСихСге4.
Введение. Синтез и рентгенографическое изучение Сс1.СихСгс4. Электронные конфигурации ионов меди в С4.хСихСге4. Магнитные кластеры и электрические свойства в системе Сф.кСихСггЗс. Особенности магнитных свойств системы С4.хСихСгс4 в районе точки Кюри.
4.2. Синтез, область гомогенности, катионное распределение, магнитные, электрические и оптические свойства твердых растворов С1Сгеп
Введение. Синтез, область гомогенности и катионное распределение в твердых растворах СбСспх Определение методом ЯМР катиоиного распределения в поли и монокристаллах С4Сгеп. Магнитные свойства и спинстскольнос состояние в твердых растворах СбСг2.х1пхВс4 и Сб1.у1пуСгс4. Гигантскос магнитосопротивлснис в кристаллах СбСгеп. Переход металлполупроводник.
Оптические и магнитооптические свойства монокристаллов СК2еп.
4.3. Нейтронографическое исследование магнитной структуры твердых растворов на основе халькогенидных шпинелей АО2Х4 Л Сб, гп, Ре X Бе, Б.
Магнитные фазовые переходы в шпинсльных твердых растворах 1 иС.хгпхСгс4. Состояние спинового стекла в твердых растворах Сб.хгпхСге4. Обсуждение результатов. Катионное распределение и магнитные структуры в твердых растворах 2п.хРе,Сге4 и 7П.хРехСГ2.
5. СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ МАГНИТОАКТИВНЫХ ФАЗ В СИСТЕМЕ СиСгЭЬХ
5.1. Синтез, структура и магнитные свойства новых
магннтоактивных фаз в системах СиСгБ и СгБЬХ.
Разрезы СиБСггЗз, БЬгБзСггЗз и ЗЬгЗсзСггЭез. Структура СгЭЬХз Магнитные свойства СгБЬХз.
5.2. Разработка физикохимических основ выращивания
монокристаллов высокотемпературный ферромагнитной шпинели СиСг.
Введение. Разрезы СиСг8Ь2з, СиСгСбСЬ и СиССиВг. Выращивание монокристаллов СиСг4 нз растворов в расплаве 3, СбС и СиВг, а также из расплава смесей сульфидов меди и хрома с хлорным хромом.
5.3. Синтез, область гомогенности, катионное и валентное распределение, магнитные и электрические свойства новых
маг нитоактивных фаз твердых растворов СиСгЬ.
Введение. Синтез и область гомогенности в твердых растворах СиСгг.хБЬ, СивЬуСг и СиСгЬ,. Исследование электронных состояний катионов в методами ГРспектроскопии и
ядерного магнитного резонанса. Магнитные и электрические свойства СиСгг.Ь, СиьЬуСггБ и СиСДОЬх Обсуждение результатов.
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Такие состояния естественно назва л локачизованными кластерами или локализованными ферронами. Они могут существенно влиять на магнитные свойства кристалла. В частности, при достаточно больших концентрациях дефектов локализованные кластеры могут привести к значительному росту начальной магнитной восприимчивости 1. В парамагнитной области они могут даже изменить знак парамагнитной температуры Кюри, сделав ее положительной В некоторых случаях изза взаимодействия между локализованными кластерами ферронами у кристалла может появиться спонтанный момент. Из сказанного следует, что в случае донорных дефектов типа вакансий анионов с ростом их концентрации внутри антиферромагнетика может установиться ферромагнитное упорядочение локализованных кластсровферронов, так как кристалл частично перейдет в ферромагнитное состояние, оставаясь изолятором. В анизотропных кристаллах этому может способствовать магнитное диполь. Более того, если радиус ферромагнитной области Я велик по сравнению с радиусом боровской орбиты а, возможен переход всего кристалла в ферромагнитное состояние без коллективизации электронов доноров и без появления проводимости полумсталлического типа. Действительно, согласно критерию Мотта коллективизация электронов доноров происходит лишь, если среднее расстояние между донорами п меньше Сае, где численный множитель С 1 принято считать равным 4. Такая ситуация дефектный ферромагнетизм возможна, например, в метамагнетиках . Обычно быстрый рост намагниченности в слабых нолях, который в более сильных полях замедляется и переходит в линейный, связывают с наличием в кристалле спонтанной намагниченности при Н 0. Ее величину определяют экстраполяцией линейного участка намагниченности к нулевому полю. Согласно расчетам именно такой ход намаг ниченности должен наблюдаться при наличии в кристалле локализованных кластеров ферронов ферромагнитных областей около неионизованных доноров. В сильно легированных антиферромагнетикх он должен осуществляться и в отсутствие спонтанной намагниченности у кристатла. Кластеры в ферромагнитных полупроводниках. Хотя выше речь игла, в основном, об аггтиферромагнитных полупроводниках, необходимо отмстить, что в ферромагнетиках тоже возможно существование кластерных ферронных состояний, но только в области достаточно высоких температур, когда ферромагнитное упорядочение в значительной мерс или даже полностью разрушено. Тогда по тем же самым причинам, что и в антиферромагнетнке, в принципе, возможен самозахват электрона проводимости областью с высокой степенью ферромагнитного порядка при флуктуациях намагниченности. Детальный анализ показывает, однако, что условия автолокализации в ферромагнитных полупроводниках выполнить очень трудно. И, действительно, в совершенных кристаллах, где крайне мало дефектов, самозахват электрона пока не наблюдался, Однако тенденция к самозахвату существенно влияет на свойства ферромагнитных кристаллов с дефектами, приводя к необычной температурной зависимости их сопротивления. Известно, что в слабо легированных немагнитных полупроводниках проводимость монотонно растет с температурой гтропорционально еы,2кТ где Еа глубина донорного уровня. В случае же ферромагнитных пазу проводников с повышением температуры проводимость сначала тоже растет, но затем начинает падать, причем в районе точки Кюри имеет резкий минимум, после которого вновь начинается экспоненциальный рост. Относительная глубина этого минимума сильно зависит от концентрации примеси и может достигать нескольких порядков рис. Магнитное иоле существенно уменьшает глубину этого минимума и может даже вообще его уничтожить, причем зависимость проводимости ферромагнитных полупроводников от магнитного поля гораздо более сильно выражена, чем у металлов. Далее, у сильно легированных ферромагнитных полупроводников может наблюдается также другое интересное свойство такое, например, когда образцы ферромагнетика ЕиО в определенном интервале концеггграгшй примеси при Г0 ведут себя, как положено нормальным сильно легированным полупроводникам, т.