Магнитные дефекты в квазиодномерных антиферромагнетиках

• Автор: Сосин, Сергей Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 90 с. : ил.

Содержание
Введение
1 Представления автора о физике одномерных магнетиков
1.1 Основное состояние и спектр возбуждений одномерной
спиновой цепочки
1.2 Магнитные дефекты в квазиодномерных спиновых структурах
2 Экспериментальная методика и образцы
2.1 Установка для исследования электронного спинового резонанса (ЭСР)
2.2 Методика выращивания образцов
2.3 Кристаллические и магнитные свойства соединений типа СзМС1з
3 Немагнитные дефекты в квазиодномерном антиферромагнетике Св№С13
3.1 Антиферромагнитный резонанс в Сз№1_;1:М§.сС1з
3.2 Статические магнитные свойства CsNil_;CMg.cClз
3.3 Обсуждение результатов эксперимента. Магнитные дефекты в упорядоченном квазиодномерном антиферромагнетике
4 Диамагнитное разбавление треугольного антиферромагнетика Ш>№С1з
4.1 Резонансные свойства RbNi1_жMg;г;Clз
4.2 Измерения статической намагниченности на вибромагнетометре
5 Феноменологическое описание статических и резонансных свойств разбавленного Г1Ь]М1С1з
6 Тепловые и магнитные свойства дефектов в спин-щелевом магнетике КаУ2Ов
6.1 Кристаллические и магнитные свойства КаУ2Об
6.2 Экспериментальная установка для исследования теплоемкости при низких температурах
6.3 Исследование ЭСР
6.4 Измерение теплоемкости
6.5 Магнитостатические измерения
6.6 Обсуждение результатов эксперимента. Модель подвижных дефектов
Заключение

В наше время главный недостаток, отзывающийся во всех почти ученых произведениях, есть отсутствие труда. Редко случается критике указывать на плоды долгих изучений и терпеливых разысканий. Что же из того происходит? Наши так называемые ученые принуждены заменять существенные достоинства изворотами более или менее удачными: порицанием предшественников, новизною взглядов, приноровлением модных понятий к старым давно известным предметам и пр. Таковые средства (которые, в некотором смысле, можно назвать шарлатанством) не подвигают науки ни на шаг, поселяют жалкий дух сомнения и отрицания в умах незрелых и слабых и печалят людей истинно ученых и здравомыслящих [1].
Введение
Одной из наиболее важных задач современной физики магнитных явлений является отыскание основного состояния антиферромагнетика. Известно, что неелевское упорядочение не является собственным состоянием для системы с гейзенберговским гамильтонианом
что приводит ко многим интересным последствиям, особенно для магнетиков с низкой размерностью обменной структуры, т.е. таких, в которых обменное взаимодействие между спинами вдоль одного или двух направлений много больше взаимодействия в остальных направлениях. При попытке приписать антиферромагиетику классическое основное состояние приходится учитывать поправки, обусловленные наличием нулевых колебаний в гармоническом приближении. Энергия спиновой волны е(к) пропорциональна квадрату градиента параметра порядка: е(к) ~ (702 ~ (к9)2 (9 - малый угол отклонения параметра порядка). Проквантовав эту энергию е(к) = пи£к, получим соотношение 9 ~ (щек)/к2. Для получения полного отклонения параметра порядка от классической величины I следует просуммировать его по всем к:

тельные степени свободы 5 =1/2 на концах [15, 16, 17], или как парамагнетизм половины отрезков, находящихся в триплетном состоянии (подобно случаю классических спинов, где он соответствует парамагнетизму кластеров из нечетного числа антиферромагнитно упорядоченных спинов [4]). В первом случае зависимость их восприимчивости от температуры должна иметь вид X = 2хСх/2/Т, а во втором х = хС/(2Т), где С/г, С константы Кюри соответственно для спинов 5 = 1/2 и 5 = 1. К сожалению, в Св№С1з необходимый интервал температур слишком узок для надежного экспериментального подтверждения какого-либо из этих подходов. Можно лишь утверждать, что второе значение константы при 1/Т меньше отличается от экспериментального, чем первое, в согласии с результатами работы [18].
При возникновении трехмерного антиферромагнитного упорядочения дополнительные степени свободы магнитной системы, появляющиеся за счет разбавления, перестают быть независимыми, и все наблюдаемые явления должны приобрести коллективный характер. Магнитные свойства такой системы подробно рассмотрены в рамках классического приближения теории спиновых волн при Т = 0 в работе [19]. Вычисленная в ней статическая восприимчивость разбавленного антиферромагнетика в первом и втором порядке теории возмущений определяется выражением:
где х(0) - восприимчивость неразбавленной системы, а ш /3 численные коэффициенты, зависящие от конфигурации спинов и числа ближайших соседей, J' константа межцепочечного взаимодействия. Как видно, малым параметром возмущения является не просто концентрация примеси X, a Xy/jJT', что находится в качественном согласии с нашими результатами (для CSN1CI3 J/J' ~ 50).
Существует довольно простой способ качественно объяснить поведение магнитных дефектов на разорванных цепочках в рамках модели среднего поля. Как следует из нашего эксперимента, величина добавочной намагниченности в насыщении оказывается в точности равной Msat — дцвлх/2,