Влияние решеточного ангармонизма на упругие модули и теплоемкость редкоземельных ферро- и парамагнетиков

• Автор: Зелюкова, Ольга Геннадиевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 140 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Литературный обзор
1.1. Основные положения теории Дебая и теории фазовых переходов второго рода Ландау. Проблемы их приложения к описанию термодинамических свойств редкоземельных пара- и ферромагнетиков.
1.1.1 Основные положения теории Дебая - Грюнейзена в традиционной интерпретации и проблемы теории в свете современных
представлений
1.1.2. Основные положения теории фазовых переходов второго рода Ландау в традиционной интерпретации и проблемы теории в свете современных представлений
1.2. Методы расчета упругих постоянных парамагнитных металлов
1.2.1. Феноменологические соотношения для упругих постоянных и модулей
упругости
1.2.2. Возможности анализа упругих постоянных и модулей упругости
парамагнитных металлов методами компьютерной физики
1.2.3 Модель линейной цепочки
1.3. Методы расчета упругих постоянных ферромагнитных металлов.
1.3.1. Феноменологический подход-
1.3.2. Феноменологический подход-П
1.3.3. Феноменологический подход: современная интерпретация - III
1.3.4. Полуфеноменологический подход
1.3.5. Феноменологический подход: современная интерпретация - II
1.4. Постановка задач исследования
Глава 2. Свободная энергия редкоземельных пара- и ферромагнетиков с учетом фононного и магнитофононного энгармонизма.
2.1. Свободная энергия редкоземельного парамагнетика. Фононная и
электронная части энтропии и давления парамагнетика
2.1.1. Свободная энергия редкоземельного парамагнетика
2.1.2. Анализ предельных случаев в поведении температурных зависимостей дебаевских функций. Численные методы расчета дебаевских функций
2.1.3. Фононная и электронная части энтропии и давления редкоземельного парамагнетика
2.2. Свободная энергия редкоземельного ферромагнетика
2.3. Минимизация свободной энергии редкоземельного ферромагнетика по
намагниченности. Магнитная часть энтропии и давления
Выводы по главе
Глава 3. Влияние фононного энгармонизма на модули упругости редкоземельных пара- и ферромагнетиков.
3.1. Влияние фононного энгармонизма на модуль всестороннего сжатия редкоземельного парамагнетика (на примере лютеция)
3.2. Сопоставление теоретических расчетов с результатами эксперимента
3 3 Влияние фононного и магнитофононного энгармонизма на модуль всестороннего сжатия редкоземельного ферромагнетика (на примере
гадолиния)
Выводы по главе
Глава 4. Влияние фононного и магнитофононного энгармонизма на решеточную теплоемкость редкоземельных пара- и ферромагнетиков
4.1. Вычисление и анализ решеточной теплоемкости редкоземельного парамагнетика (на примере лютеция)
4.2. Вычисление и анализ решеточной теплоемкости редкоземельного ферромагнетика (на примере гадолиния)
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Магнитоупорядоченные и парамагнитные редкоземельные 4Е металлы(РЗМ) отличаются аномально сильным влиянием температуры на упругие модули их кристаллической решетки. При этом для ряда металлов установлено взаимосогласованное с упругими модулями температурное изменение таких их физических свойств как теплоемкость, тепловое расширение, магнитострикция и намагниченность.
Наиболее яркие аномалии упругих модулей и физических свойств обнаружены при фазовых переходах в магнитоупорядоченное состояние РЗМ. При экспериментальном исследовании этих аномалий изучались не только их температурные зависимости, но и влияние внешнего магнитного поля, которое как оказалось проявляется через изменение намагниченности. Последнее прямо указывает на существование магнитного вклада как в упругие модули, так и в связанную с ними температуру Дебая. Однако поскольку не были изучены механизмы температурных зависимостей упругих модулей в парамагнитной фазе, постольку до сих пор не удавалось корректно выделить величину этого магнитного вклада. Кроме того, еще одной существенной и до сих пор не проанализированной особенностью является заметная зависимость температуры Дебая от температуры и намагниченности, которая экспериментально наблюдалась в магнитоупорядоченной и парамагнитной фазе тяжелых РЗМ и может служить самостоятельным механизмом формирования аномалий их физических свойств.
Предпринимавшиеся ранее попытки построения термодинамической теории магнитоупругих свойств РЗМ, в основном
1.3. Методы расчета упругих постоянных ферромагнитных металлов
В настоящем разделе рассмотрены сложившиеся к настоящему времени методы расчета упругих постоянных ферромагнитных металлов в той или иной степени использующие термодинамические соотношения: феноменологические методы, развивавшиеся в трудах Белова, Катаева, Левитина [30-32]; Валиева [33]. Кратко рассмотрены также подходы использующие те или иные модельные представления об «устройстве» ферромагнетика: Никитина, Бодрякова, Повзнера [34]; Зверева, Силина и др. [11-15, 35,36]
1.3.1. Феноменологический подход-
В настоящем разделе рассмотрим феноменологический подход к описанию упругих модулей ферромагнетиков вблизи точки Кюри следуя работе Белова, Катаева, Левитина [30]. Несмотря на некоторую архаичность (с позиций сегодняшнего дня) подхода [30], работа Белова и др. явилась первой достаточно последовательной попыткой термодинамического описания поведения упругого модуля ферромагнетика в ферромагнитной области. Конструктивная критика этой работы одновременно явится и указанием путей к дальнейшему усовершенствованию и углублению термодинамического подхода. Добавим, что в некоторых аспектах изложение [30] уточнено с учетом современных взглядов на проблему.
В духе теории фазовых переходов второго рода представим молярный термодинамический потенциал изотропного однодоменногр ферромагнетика вблизи точки Кюри в виде
Ф(Т,М) = Фо(7) +ыт)м2 Дрслм1 +^-у(Г)Мгр--~:-нм, 2 2 2 2Ь0 у! )