Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O
В широком интервале частот (25–12 ГГц) и температур (1,8–300 К) проведены магниторезонансные исследования металлорганического антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O. Данные по температурной зависимости магнитной восприимчивости свидетельствуют о низкоразмерной магнитной структуре этого криста...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика низких температур |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120145 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O / К.Г. Дергачев, М.И. Кобец, Е.Н. Хацько, М. Ланг, В.А. Пащенко // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 3. — С. 306-316. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859895430747258880 |
|---|---|
| author | Дергачев, К.Г. Кобец, М.И. Хацько, Е.Н. Ланг, М. Пащенко, В.А. |
| author_facet | Дергачев, К.Г. Кобец, М.И. Хацько, Е.Н. Ланг, М. Пащенко, В.А. |
| citation_txt | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O / К.Г. Дергачев, М.И. Кобец, Е.Н. Хацько, М. Ланг, В.А. Пащенко // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 3. — С. 306-316. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | В широком интервале частот (25–12 ГГц) и температур (1,8–300 К) проведены магниторезонансные исследования металлорганического антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O.
Данные по температурной зависимости магнитной восприимчивости свидетельствуют о низкоразмерной магнитной структуре этого кристалла. По резонансным исследованиям при температуре 1,8 К построена частотно-полевая диаграмма спектра АФМР этого соединения, которая
описывается моделью двухосного ромбического антиферромагнетика со следующими эффективными параметрами: v₀₁₂ = (14,1±0,1) ГГц, v₀₂ = (44,2±0,1) ГГц, Ha₁ = 0,25 кЭ, Ha₂ = 2,53 кЭ,
Hsf = (5,1±0,1) кЭ, 2He = (98±1) кЭ. Обнаружено двухмагнонное и нерезонансное трехмагнонное поглощение, проведена оценка величины самого слабого межцепочечного обменного взаимодействия J’ = 6,2⋅10⁻³ К.
В широкому інтервалі частот (25–142 ГГц) та температур (1,8–300 К) проведено магніторезонансні дослідження металорганічного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O.
Дані з температурної залежності магнітної сприйнятливості свідчать про низьковимірну
магнітну структуру цього кристалу. За резонансними дослідженнями при температурі 1,8 К побудовано частотно-польову діаграму спектру цієї сполуки, яка описується моделлю двовісного
ромбічного антиферромагнетика з такими ефективними параметрами:v₀₁₂ = (14,1±0,1) ГГц, v₀₂ = (44,2±0,1) ГГц, Ha₁ = 0,25 кЭ, Ha₂ = 2,53 кЭ,
Hsf = (5,1±0,1) кЭ, 2He = (98±1) кЭ. Виявлено
двомагнонне та нерезонансне трьохмагнонне поглинання, проведено оцінку значення
найслабшої міжланцюжкової обмінної взаємодії J’ = 6,2⋅10⁻³ К.
Magnetoresonance studies of the antiferromagnet
Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O. are
made at frequencies ranged from 25 to 142 GHz
in a wide temperature interval from 1.8 to 300 K.
The temperature dependences of magnetic
susceptibility suggest that the crystal is of a
low-dimensional magnetic structure. The frequency-field
dependence of the AFMR spectrum
in Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O. was studied
at temperature 1.8 K, it is determined by the
typical parameters: v₀₁ = (14,1±0,1) ГГц, v₀₂ = (44,2±0,1) ГГц, Ha₁ = 0,25 кЭ, Ha₂ = 2,53 кЭ,
Hsf = (5,1±0,1) кЭ, 2He = (98±1).
Two-magnon and three-magnon nonresonance absorptions
were detected, the value of the weakest
exchange interaction between the chains J’ = 6,2⋅10⁻³ К was estimated.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:54:49Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3, ñ. 306–316
Ìàãíèòîðåçîíàíñíûå ñâîéñòâà íèçêîðàçìåðíîãî
àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
Ê.Ã. Äåðãà÷åâ1, Ì.È. Êîáåö1, Å.Í. Õàöüêî1, Ì. Ëàíã2, Â.À. Ïàùåíêî1,2
1Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á.È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû
ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà
E-mail: khatsko@ilt.kharkov.ua
2Physikalisches Institut, Universit�t at Frankfurt, Max-von-Laue-Strasse 1, 60438 Frankfurt, Germany
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 9 àâãóñòà 2005 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 21 îêòÿáðÿ 2005 ã.
 øèðîêîì èíòåðâàëå ÷àñòîò (25–12 ÃÃö) è òåìïåðàòóð (1,8–300 Ê) ïðîâåäåíû ìàãíèòîðåçîíàíñ-
íûå èññëåäîâàíèÿ ìåòàëëîðãàíè÷åñêîãî àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O.
Äàííûå ïî òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ñâèäåòåëüñòâóþò î íèçêî-
ðàçìåðíîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðå ýòîãî êðèñòàëëà. Ïî ðåçîíàíñíûì èññëåäîâàíèÿì ïðè òåìïåðà-
òóðå 1,8 Ê ïîñòðîåíà ÷àñòîòíî-ïîëåâàÿ äèàãðàììà ñïåêòðà ÀÔÌÐ ýòîãî ñîåäèíåíèÿ, êîòîðàÿ
îïèñûâàåòñÿ ìîäåëüþ äâóõîñíîãî ðîìáè÷åñêîãî àíòèôåððîìàãíåòèêà ñî ñëåäóþùèìè ýôôåê-
òèâíûìè ïàðàìåòðàìè: �01 = (14,1�0,1) ÃÃö, �02 = (44,2�0,1) ÃÃö, Ha1 = 0,25 êÝ, Ha2 = 2,53 êÝ,
Hsf = (5,1�0,1) êÝ, 2He = (98�1) êÝ. Îáíàðóæåíî äâóõìàãíîííîå è íåðåçîíàíñíîå òðåõìàãíîí-
íîå ïîãëîùåíèå, ïðîâåäåíà îöåíêà âåëè÷èíû ñàìîãî ñëàáîãî ìåæöåïî÷å÷íîãî îáìåííîãî âçàè-
ìîäåéñòâèÿ J’ = 6,2�10–3 Ê.
 øèðîêîìó ³íòåðâàë³ ÷àñòîò (25–142 ÃÃö) òà òåìïåðàòóð (1,8–300 Ê) ïðîâåäåíî ìàãí³òîðå-
çîíàíñí³ äîñë³äæåííÿ ìåòàëîðãàí³÷íîãî àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O.
Äàí³ ç òåìïåðàòóðíî¿ çàëåæíîñò³ ìàãí³òíî¿ ñïðèéíÿòëèâîñò³ ñâ³ä÷àòü ïðî íèçüêîâèì³ðíó
ìàãí³òíó ñòðóêòóðó öüîãî êðèñòàëó. Çà ðåçîíàíñíèìè äîñë³äæåííÿìè ïðè òåìïåðàòóð³ 1,8 Ê ïî-
áóäîâàíî ÷àñòîòíî-ïîëüîâó ä³àãðàìó ñïåêòðó ö³º¿ ñïîëóêè, ÿêà îïèñóºòüñÿ ìîäåëëþ äâîâ³ñíîãî
ðîìá³÷íîãî àíòèôåððîìàãíåòèêà ç òàêèìè åôåêòèâíèìè ïàðàìåòðàìè: �01 = (14,1�0,1) ÃÃö, �02 =
= (44,2�0,1) ÃÃö, Ha1 = 0,25 êÝ, Ha2 = 2,53 êÝ, Hsf = (5,1�0,1) êÝ, 2He = (98�1) êÝ. Âèÿâëåíî
äâîìàãíîííå òà íåðåçîíàíñíå òðüîõìàãíîííå ïîãëèíàííÿ, ïðîâåäåíî îö³íêó çíà÷åííÿ
íàéñëàáøî¿ ì³æëàíöþæêîâî¿ îáì³ííî¿ âçàºìî䳿 J’ = 6,2�10–3 Ê.
PACS: 76.50.+g, 75.50.Ee, 76.30.–v
Êëþ÷åâûå ñëîâà: ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü, ÀÔÌÐ, äâóõìàãíîííîå ïîãëîùåíèå, òðåõìàãíîííîå
íåðåçîíàíñíîå ïîãëîùåíèå
Ââåäåíèå
 ïîñëåäíèå ãîäû âëèÿíèå ñïèíîâûõ ôëóêòóà-
öèé, ïðîñòðàíñòâåííîé àíèçîòðîïèè è ôðóñòðàöèé
íà ìàãíèòíûå ñâîéñòâà â íèçêîðàçìåðíûõ ìàãíåòè-
êàõ èíòåíñèâíî èññëåäîâàëîñü êàê ýêñïåðèìåíòàëü-
íî, òàê è òåîðåòè÷åñêè. Õîðîøî èçó÷åííûìè ñ ìàã-
íèòíîé òî÷êè çðåíèÿ â ñåìåéñòâå ñëîèñòûõ êðèñòàë-
ëîâ ìîæíî ñ÷èòàòü èçîòðîïíûå èëè ñëàáîàíèçîòðîï-
íûå ãåéçåíáåðãîâñêèå àíòèôåððîìàãíåòèêè íà êâàä-
ðàòíîé ðåøåòêå â ñëîå. Èññëåäîâàíèå êðèñòàëëîâ ñî
ñòðóêòóðîé, îòëè÷íîé îò êâàäðàòíîé ðåøåòêè â
ñëîå, ñïîñîáñòâóåò äàëüíåéøåìó ðàçâèòèþ ìîäåëü-
íûõ ïðåäñòàâëåíèé äëÿ íèçêîðàçìåðíûõ ìàãíèòíûõ
ñèñòåì è îñîáåííîñòåé èõ ìàãíèòíîãî ïîâåäåíèÿ.
Ðåçîíàíñíûå ìåòîäû äàâíî çàðåêîìåíäîâàëè ñåáÿ
êàê ýôôåêòèâíûå è òî÷íûå ìåòîäû èññëåäîâàíèÿ
ìàãíèòíûõ âçàèìîäåéñòâèé (îáìåííûõ, ðåëÿòèâèñò-
ñêèõ è äèïîëü-äèïîëüíûõ) èçó÷àåìûõ ìàãíèòíûõ
ñèñòåì, à òàêæå õàðàêòåðíûõ îñîáåííîñòåé èõ ðåçî-
íàíñíîãî ïîâåäåíèÿ, ïîçâîëÿþò îáíàðóæèòü è ñäå-
ëàòü îöåíêè âåëè÷èíû î÷åíü ñëàáûõ âçàèìîäåéñò-
âèé â ñëó÷àå ìàãíèòíûõ ñèñòåì íèçêîé ðàçìåðíîñòè.
© Ê.Ã. Äåðãà÷åâ, Ì.È. Êîáåö, Å.Í. Õàöüêî, Ì. Ëàíã, Â.À. Ïàùåíêî, 2006
Çíà÷èòåëüíûé èíòåðåñ ïðåäñòàâëÿåò èçó÷åíèå ìå-
õàíèçìîâ îáðàçîâàíèÿ è ñòàáèëèçàöèè óïîðÿäî÷åí-
íîé ìàãíèòíîé ôàçû â ñèñòåìàõ ñèëüíîìàãíèòîèçî-
ëèðîâàííûõ ñëîåâ (2D) èëè öåïî÷åê (1D), êîãäà
íàðÿäó ñ òðåõìåðíûì óïîðÿäî÷åíèåì ñèñòåìà ìîæåò
ñîõðàíÿòü è ïðîÿâëÿòü ÿðêî âûðàæåííûå íèçêîðàç-
ìåðíûå ìàãíèòíûå ñâîéñòâà.
Íèçêîðàçìåðíàÿ ìàãíèòíàÿ ñòðóêòóðà êðèñòàë-
ëîâ îáóñëîâëèâàåò ðÿä îñîáåííîñòåé èõ ðåçîíàíñ-
íûõ ñâîéñòâ. Ñðåäè íèõ ìîæíî âûäåëèòü ñâîåîáðàç-
íóþ óãëîâóþ çàâèñèìîñòü øèðèíû ëèíèè ïîãëîùå-
íèÿ, ïîÿâëåíèå â ñïåêòðå ÝÏÐ äîïîëíèòåëüíûõ
ñïóòíèêîâ â ïîëîâèííîì ïîëå Í0/2 â âûñîêî-
òåìïåðàòóðíîé îáëàñòè è äîïîðîãîâîå äâóõìàãíîí-
íîå ïîãëîùåíèå â ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííîé ôàçå.
 ðàáîòå ïðåäñòàâëåíû íîâûå ðåçóëüòàòû êîì-
ïëåêñíûõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé ìàãíèòî-
ðåçîíàíñíûõ ñâîéñòâ íèçêîðàçìåðíîãî ìåòàëîðãàíè-
÷åñêîãî ñîåäèíåíèÿ Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
è íà îñíîâàíèè ýòèõ äàííûõ ñäåëàíà ïîïûòêà âûÿñ-
íèòü, ê êàêîé ðàçìåðíîñòè îòíîñèòñÿ ìàãíèòíàÿ
ñòðóêòóðà ýòîãî êðèñòàëëà. Îñíîâíàÿ ÷àñòü ðàáîòû
ïîñâÿùåíà îñîáåííîñòÿì ðåçîíàíñíîãî ïîâåäåíèÿ â
ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííîé ôàçå è íåðåçîíàíñíîìó ïî-
ãëîùåíèþ âûñîêî÷àñòîòíîé ýíåðãèè, êîòîðîå îáíà-
ðóæåíî â ñïåêòðå ÀÔÌÐ êðèñòàëëà.
Ñèíòåç ìîíîêðèñòàëëîâ
Ìîíîêðèñòàëëû Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
áûëè âûðàùåíû â ðåçóëüòàòå ìåäëåííîé ðåàêöèè ñìåñè
äâóõ ñóñïåíçèé Ìn(ÎH)2 è 3-hydroxy-2-naphthoic êè-
ñëîòû C10H6(OH)(COOH) â âîäå ïðè 40 °C â òå÷åíèå
6 íåäåëü. Ñóñïåíçèþ 0,25 ã Ìn(ÎH)2 â 65 ìë H2O äî-
áàâëÿëè ê ñóñïåíçèè 1,50 ã 3-hydroxy-2-naphthoic
êèñëîòû (BONA) â 100 ìë âîäû ïðè êîìíàòíîé òåì-
ïåðàòóðå. Çàòåì ñìåñü íàãðåâàëè äî 70 °C íà 1,5 ÷àñà,
ìåäëåííî îõëàæäàëè è òåðìîñòàáèëèçèðîâàëè ïðè
40 °C â òå÷åíèå 6 íåäåëü. Ìîíîêðèñòàëëû ðàñòóò â
âèäå òîíêèõ ïëàñòèíîê ñâåòëî-êîðè÷íåâîãî öâåòà
òîëùèíîé äî 0,5 ìì. Êðèñòàëëû áûëè âûäåëåíû èç
çîíû ðåàêöèè è âûñóøåíû íà âîçäóõå ïðè êîìíàòíîé
òåìïåðàòóðå. Ñ ïîäðîáíîñòÿìè ñèíòåçà ìîæíî îçíà-
êîìèòüñÿ â ðàáîòå [3].
Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà
Ðåíòãåíîñòðóêòóðíûå èññëåäîâàíèÿ [3] ïîêàçûâà-
þò, ÷òî ñîåäèíåíèå Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
îáëàäàåò ÿðêî âûðàæåííîé ñëîèñòîñòüþ êðèñòàëëè-
÷åñêîé ñòðóêòóðû (ðèñ. 1). Êàæäûé ñëîé èìååò
ñýíäâè÷åâóþ ñòðóêòóðó, ñîñòîÿùóþ èç äâóõ íåïî-
ëÿðíûõ ñëîåâ, îáðàçîâàííûõ íàôòîëåíîâûìè ôðàã-
ìåíòàìè 3-hydroxy-2-naphthoic êèñëîòû è îäíèì
ïîëÿðíûì ñëîåì, ðàñïîëîæåííûì ìåæäó íèìè. Ïî-
Ìàãíèòîðåçîíàíñíûå ñâîéñòâà àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3 307
c
b
O
H
Mn
Mn
O
O
C
c
a
c
b
a
b
Mn H
O
C
Mn
Mn
Mn
C
O
O
O
Ðèñ. 1. Ñòðóêòóðà ìåòàëîðãàíè÷åñêîãî ìàãíåòèêà
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O â òðåõ ïëîñêîñòÿõ, âû-
äåëåíà ýëåìåíòàðíàÿ ÿ÷åéêà. Æèðíûìè ëèíèÿìè ïîêàçà-
íû ïóòè îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ Mn–O–C–O–Mn.
ëÿðíûé ñëîé ñîñòîèò èç êàðáîêñèëüíûõ ãðóïï êèñëî-
òû, ìîëåêóë âîäû è èîíîâ ìåòàëëà Mn2+(II). Äâà õè-
ìè÷åñêè àêòèâíûõ êèñëîðîäà êàðáîêñèëüíîé ãðóïïû
(COO–), ïðèíàäëåæàùåé 3-hydroxy-2-naphthoic êè-
ñëîòå, ñâÿçûâàþò ïàðû ìàðãàíöåâûõ èîíîâ, òàêèì
îáðàçîì îáðàçóåòñÿ äâóìåðíûé ìàãíèòíûé ñëîé â äàí-
íîì ñîåäèíåíèè. Êðèñòàëëè÷åñêàÿ ñòðóêòóðà îïèñû-
âàåòñÿ ïðîñòðàíñòâåííîé ãðóïïîé P21/c. Ïàðàìåòðû
ýëåìåíòàðíîé ÿ÷åéêè: a = 17,191 �; b = 7,3448(10) �;
c = 15,5279(17) �; � = 101,964(8)�, z = 4.
Ïðîâåäåííûé àíàëèç õàðàêòåðà êðèñòàëëè÷åñêîé
ñòðóêòóðû ÿâëÿåòñÿ íåîáõîäèìûì, íî íå äîñòàòî÷-
íûì óñëîâèåì äëÿ âûáîðà ðàçìåðíîñòè ñèñòåìû,
õîòÿ ÿðêî âûðàæåííàÿ ñëîèñòîñòü áîëüøå ñâèäåòåëü-
ñòâóåò â ïîëüçó äâóìåðíîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû, â
êîòîðîé äâóìåðíîé ïëîñêîñòüþ ìàðãàíöåâûõ èîíîâ
ÿâëÿåòñÿ ïëîñêîñòü bñ.
Ìàãíèòíûå ñâîéñòâà
Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷è-
âîñòè ìîíîêðèñòàëëà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
âåñîì m = 0,65 ìã èçìåðåíà â äèàïàçîíå òåìïåðàòóð
2–300 Ê ïðè îðèåíòàöèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ
âäîëü îñè à è âåëè÷èíå ìàãíèòíîãî ïîëÿ 20 êÝ,
èñïîëüçóÿ Quantum Design SQUID-ìàãíèòîìåòð
MPMS-XL. Îñíîâíîé òåðì èîíîâ Mn2+ — 6S, ìàã-
íèòíûé ìîìåíò ñîîòâåòñòâóåò S = 5/2 ñ èçîòðîïíûì
g-ôàêòîðîì g = 2,00.
Äàííûå ïî ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè, ïðèâå-
äåííûå íà ðèñ. 2 (âäîëü ñðåäíåé îñè íàìàãíè÷èâà-
íèÿ), óêàçûâàþò íà çíà÷èòåëüíîå àíòèôåððîìàãíèò-
íîå âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó èîíàìè Mn2+ â ýòîì ñî-
åäèíåíèè. Àíàëèç âûñîêîòåìïåðàòóðíîãî ó÷àñòêà
ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè (50–300 Ê), ñîîòâåòñò-
âóþùåãî çàêîíó Êþðè—Âåéñà �(T) = C/(T + �),
äëÿ èîíîâ Mn2+ äàåò ñðåäíåå àíòèôåððîìàãíèòíîå
âçàèìîäåéñòâèå �AF = (12 � 0,2) Ê. Ìîëÿðíàÿ ìàã-
íèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü ìîíîêðèñòàëëà ìîíîòîííî
óâåëè÷èâàåòñÿ ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû, äîñòèãà-
åò ìàêñèìóìà ïðè Tmax = 8 Ê (�max = 0,65 cì3/ìîëü)
è çàòåì íåìíîãî óìåíüøàåòñÿ äî TN = (3 � 0,2) Ê
(0,58 ñì3/ìîëü). Íèæå TN íàáëþäàåòñÿ íåáîëüøîå
êâàçèëèíåéíîå óâåëè÷åíèå ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷è-
âîñòè. Ìàêñèìóì âîñïðèèì÷èâîñòè â ïàðàìàãíèò-
íîé îáëàñòè òåìïåðàòóð (Tmax = 8 Ê) õàðàêòåðåí
äëÿ àíòèôåððîìàãíèòíûõ íèçêîðàçìåðíûõ ñïèíî-
âûõ ñèñòåì è îáóñëîâëåí áëèæíèì ìàãíèòíûì ïî-
ðÿäêîì. Ïîâåäåíèå ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ ñ èçìåíåíè-
åì òåìïåðàòóðû íèæå 3 Ê ìîæíî ñâÿçàòü ñ äàëüíèì
ìàãíèòíûì ïîðÿäêîì â íèçêîðàçìåðíîì (1D èëè
2D) ãåéçåíáåðãîâñêîì àíòèôåððîìàãíåòèêå. Äëÿ òà-
êèõ àíòèôåððîìàãíèòíûõ ñèñòåì ìàãíèòíàÿ âîñïðè-
èì÷èâîñòü íèæå òî÷êè óïîðÿäî÷åíèÿ TN ñòàíîâèòñÿ
ñèëüíîàíèçîòðîïíîé: ïàðàëëåëüíàÿ âîñïðèèì÷è-
âîñòü ñòðåìèòñÿ ê íóëþ (ëåãêàÿ îñü àíòèôåððîìàã-
íåòèêà), òîãäà êàê ïåðïåíäèêóëÿðíûå âîñïðèèì÷è-
âîñòè íåìíîãî óâåëè÷èâàþòñÿ, äàâàÿ õàðàêòåðíîå
êâàçèëèíåéíîå ïîâåäåíèå íåïîñðåäñòâåííî â îáëàñ-
òè íèæå TN [4,5].
Äëÿ àíàëèçà ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ êðèñòàëëà
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O èñïîëüçóåì äâå
ìîäåëè: 2D S = 5/2 ãåéçåíáåðãîâñêèé àíòèôåððî-
ìàãíåòèê [5] è 1D S = 5/2 ãåéçåíáåðãîâñêàÿ àíòè-
ôåððîìàãíèòíàÿ îäíîðîäíàÿ öåïî÷êà [6].
Ó÷èòûâàÿ òîëüêî âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæäó ñîñåäíè-
ìè ìàãíèòíûìè èîíàìè, ãàìèëüòîíèàí äëÿ ãåéçåíáåð-
ãîâñêîãî àíòèôåððîìàãíåòèêà ñî ñïèíàìè S = 5/2 âî
âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå áóäåò èìåòü âèä
�H � �
�
� �J S S g S Hi j
i j
B i
i
, (1)
ãäå ñóììèðîâàíèå âûïîëíÿåòñÿ ïî ñîñåäíèì ñïèíàì
â ñëîå èëè ëèíåéíîé öåïî÷êå, à âî âòîðîé ñóììå —
ïî âñåì óçëàì.
 ñëó÷àå 2D-àíòèôåððîìàãíåòèêà âûñîêîòåìïå-
ðàòóðíîå ïîâåäåíèå ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè
(âûøå ìàêñèìóìà) ìîæíî îïèñàòü, èñïîëüçóÿ âûñî-
êîòåìïåðàòóðíîå ðàçëîæåíèå äëÿ S = 5/2 àíòèôåð-
ðîìàãíèòíîãî ñëîÿ:
Ng
J
CB n
n
n
2 2
1
1
6
3
�
�
�
�
�
�
� , (2)
308 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3
Ê.Ã. Äåðãà÷åâ, Ì.È. Êîáåö, Å.Í. Õàöüêî, Ì. Ëàíã, Â.À. Ïàùåíêî
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0 30025020015010050
0,65
0,60
0,55
0,50
0,450 5 10 15 20
H=20 êÝ
T, K
T, K
T =3,0 KN
,ñ
ì
/ì
î
ëü
3
,ñ
ì
/ì
î
ëü
3
Ðèñ. 2. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü ìàãíèòíîé âîñïðèèì-
÷èâîñòè ìîíîêðèñòàëëà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
äëÿ îðèåíòàöèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü îñè à.
Íà âñòàâêå — íèçêîòåìïåðàòóðíàÿ ÷àñòü çàâèñèìîñòè.
Òî÷êè — ýêñïåðèìåíò, ëèíèè — òåîðèÿ: ñïëîøíàÿ —
1D-ìîäåëü, ïóíêòèð — 2D-ìîäåëü (ñì. òåêñò).
ãäå � = kT/[JS(S + 1)] è N — ÷èñëî ñïèíîâ â ðå-
øåòêå. Íàèëó÷øåå ïðèáëèæåíèå (ïóíêòèðíàÿ ëè-
íèÿ íà ðèñ. 2) äàåò îáìåííîå âçàèìîäåéñòâèå J/k =
= (1,070 � 0,006) Ê è g = 2,00.
 ñëó÷àå 1D-ìîäåëè ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü
ëèíåéíîé öåïî÷êè Ãåéçåíáåðãà äëÿ S = 5/2 èìååò
âèä
�
( )
( ) ( )
( )
T
Ng S S
kT
u
u
B�
�
�
2 2 1
3
1
1
, (3)
ãäå
u
JS S
kT
kT
JS S
�
�
cth
( )
( )
1
1
.
Ëó÷øàÿ àïïðîêñèìàöèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíîé çàâè-
ñèìîñòè ïîëó÷åíà ñ îáìåííûì ïàðàìåòðîì J/k =
= (1,957 � 0,004) Ê (ñïëîøíàÿ ëèíèÿ íà ðèñ. 2). Çà-
ìåòèì, ÷òî òåîðåòè÷åñêèå ìîäåëè (1D è 2D) äîñòà-
òî÷íî õîðîøî îïèñûâàþò ìàãíèòíóþ âîñïðèèì÷è-
âîñòü Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O â äèàïàçîíå
òåìïåðàòóð 300–3 Ê. Ïîýòîìó ñäåëàòü âûáîð â ïîëü-
çó îäíîé èç íèõ â ðàìêàõ äàííîãî ýêñïåðèìåíòà íå
ïðåäñòàâëÿåòñÿ âîçìîæíûì.
Ðåçîíàíñíûå èññëåäîâàíèÿ
Ïðîâåäåíî äåòàëüíîå èçìåðåíèå ÷àñòîòíî-ïîëå-
âûõ çàâèñèìîñòåé àíòèôåððîìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà
ìîíîêðèñòàëëà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O â
äèàïàçîíå ÷àñòîò 15–142 ÃÃö ïðè Ò = 1,8 Ê. Îáðàç-
öû ïîìåùàëè â ðåçîíàòîðû îòðàæàòåëüíîãî è ïðî-
õîäíîãî òèïîâ ñîîòâåòñòâóþùåãî äèàïàçîíà. Â ýêñ-
ïåðèìåíòàõ èñïîëüçîâàëè ïîëÿðèçàöèè H�h è H||h.
Ìàãíèòíîå ïîëå ñîçäàâàëè ñâåðõïðîâîäÿùèì ñîëå-
íîèäîì ñ ìàêñèìàëüíûì ïîëåì 75 êÝ.
Ðåçóëüòàòû èçìåðåíèé ÷àñòîòíî-ïîëåâûõ çàâèñè-
ìîñòåé ÀÔÌÐ äëÿ îðèåíòàöèé âíåøíåãî ìàãíèòíî-
ãî ïîëÿ H âäîëü êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèõ íàïðàâëå-
íèé a, b, c, ïî÷òè ñîâïàäàþùèõ ñ ìàãíèòíûìè îñÿìè
ó, z, x ñîîòâåòñòâåííî, ïðèâåäåíû íà ðèñ. 3,à. Îñü b,
êîòîðàÿ ñîâïàäàåò ñ ìàãíèòíîé îñüþ z, ÿâëÿåòñÿ
«ëåãêîé» îñüþ, âäîëü êîòîðîé íàïðàâëåí âåêòîð
àíòèôåððîìàãíåòèçìà l. Ìàãíèòíûå îñè x è ó áëèç-
êè ê êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèì îñÿì ñ è à. Ïðè H = 0
â ñïåêòðå ñïèíîâûõ âîëí èìåþòñÿ äâå ùåëè:
01 12� H He a = (14,1 � 0,1) ÃÃö è
02 22� H He a =
= (44,1 � 0,1) ÃÃö, ñîîòâåòñòâóþùèå ìèíèìàëüíûì
ýíåðãèÿì àêòèâàöèè ìàãíîíîâ. Çäåñü He — îáìåí-
íîå ïîëå, Ha1 è Ha2 — ïîëÿ àíèçîòðîïèè. Çíà÷åíèÿ
ùåëåé â íóëåâîì ïîëå ïîëó÷åíû ïóòåì ýêñòðàïîëÿ-
öèè ÷àñòîòíî-ïîëåâûõ çàâèñèìîñòåé.
Ýêñïåðèìåíòàëüíûå çàâèñèìîñòè ñîîòâåòñòâóþò
òåîðåòè÷åñêîìó îïèñàíèþ âåòâåé ñïåêòðà (ñïëîøíûå
ëèíèè íà ðèñ. 3) â êîëëèíåàðíîé è ñïèí-ôëîï ôàçå
äëÿ äâóõîñíîãî äâóõïîäðåøåòî÷íîãî ÀÔÌ [7,8].
 òåîðåòè÷åñêèõ ðàáîòàõ [7–9] îáñòîÿòåëüíî ïðî-
àíàëèçèðîâàí ãàìèëüòîíèàí ðîìáè÷åñêîãî äâóõîñ-
íîãî äâóõïîäðåøåòî÷íîãî ÀÔÌ, ïîìåùåííîãî âî
âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå H, êîòîðûé èìååò âèä
H =
1
2
1
2
1
2
2 2 2Am z z� � �� �l l mH, (4)
ãäå A — êîíñòàíòà îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ; �, � —
êîíñòàíòû àíèçîòðîïèè (� > � > 0); m = (M1 +
+ M2)/M0, l = (M1 – M2)/M0 — âåêòîðû ôåððî-
ìàãíåòèçìà è àíòèôåððîìàãíåòèçìà ñîîòâåòñòâåííî.
Åñëè ââåñòè ýôôåêòèâíûå ïîëÿ îáìåííîãî âçàè-
ìîäåéñòâèÿ He è àíèçîòðîïèè Ha1 è Ha2 â âèäå
H
e
= A/M0, H
a1 = � – �/M0, H
a2 = �/M0,
òî çíà÷åíèÿ ðåçîíàíñíûõ ÷àñòîò, âûðàæåííûå â
åäèíèöàõ ïîëÿ (�/�), ãäå � = g�B/h, �B — ìàãíå-
òîí Áîðà, âäîëü òðåõ íàïðàâëåíèé èìåþò ñëåäóþ-
ùèé óïðîùåííûé âèä.
Ïðè íàïðàâëåíèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ
H âäîëü «ëåãêîé» îñè b êðèñòàëëà
Ìàãíèòîðåçîíàíñíûå ñâîéñòâà àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3 309
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
20
40
60
80
100
120
140
160
Í, êÝ
�
,Ã
Ãö
�
,Ã
Ãö
0 10 20 3025155
10
20
30
40
50
60
70
Í, êÝ
a
á
H||b
H||b
H||b
H||b
H||a
H||a
H||c
H||c
Ðèñ. 3. ×àñòîòíî-ïîëåâàÿ äèàãðàììà ñïåêòðà ÀÔÌÐ
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O ïðè Ò = 1,8 Ê â äèàïà-
çîíå ïîëåé 0–100 êÝ (à) è 0–30 êÝ (á).
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O â ïîëÿõ H < Hsf
íàáëþäàþòñÿ äâå ðåçîíàíñíûå âåòâè ÀÔÌÐ:
�
�
12
2
1 2
21
2
2,�
�
��
�
�
�� �
�
�
�
�C C H
�
�
�
�
�8 2
1 2 1 2
2H C C C C( ) ( ) , Í||b, (5)
ãäå êâàäðàòû äâóõ ùåëåé â ñïåêòðå ñïèíîâûõ âîëí
îáîçíà÷åíû
C H He a1
01
2
12�
�
�
��
�
�
�� �
�
�
; C H He a2
02
2
22�
�
�
��
�
�
�� �
�
�
.
Âûðàæåíèÿ äëÿ ÷àñòîò ïîëó÷åíû â ïðåäïîëîæåíèè,
÷òî èñõîäíàÿ ìàãíèòíàÿ ñòðóêòóðà êîëëèíåàðíà â
îáìåííîì ïðèáëèæåíèè, ò.å. îáìåííûå âçàèìîäåé-
ñòâèÿ ñóùåñòâåííî ïðåâûøàþò ðåëÿòèâèñòñêèå
(2He >> Ha1; Ha2) è íå ó÷òåíû òåìïåðàòóðíûå ïî-
ïðàâêè. Íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ íàáëþäàåòñÿ óäâîåíèå
ñïåêòðà ÀÔÌÐ, îáóñëîâëåííîå, ïî-âèäèìîìó, äâîéíè-
êîâàíèåì êðèñòàëëà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O.
Îñü àíòèôåððîìàãíåòèçìà â îòäåëüíîì êðèñòàë-
ëîãðàôè÷åñêîì äîìåíå îòêëîíåíà îò îñè b íà
óãîë � (3 � 1)�.
Ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå òèïà ñïèí-ôëîï â ïîëå
Hsf = (5,1 � 0,1) êÝ ïðîèñõîäèò îïðîêèäûâàíèå ìî-
ìåíòîâ ïîäðåøåòîê, è îíè ïðèíèìàþò ïîëîæåíèå,
ïî÷òè ïàðàëëåëüíîå ïðîìåæóòî÷íîé îñè a. Îäíàêî
ïðè íåçíà÷èòåëüíîì îòêëîíåíèè H îò îñè b èìååò
ìåñòî ïëàâíûé ðàçâîðîò âåêòîðà l, ÷òî ñïîñîáñòâóåò
íàáëþäåíèþ «îðèåíòàöèîííîãî ðåçîíàíñà» — ïîÿâ-
ëåíèþ ðåçîíàíñíîãî ïîãëîùåíèÿ â îáëàñòè H Hsf� .
Êàê âèäíî èç ÷àñòîòíî-ïîëåâîé äèàãðàììû ñïåê-
òðà ÀÔÌÐ íà ðèñ. 3,á, äèàïàçîí ñóùåñòâîâàíèÿ
«îðèåíòàöèîííîãî ðåçîíàíñà» ïðè H||b è âåëè÷èíå
âûñîêî÷àñòîòíîé ùåëè, ðàâíîé 44,1 ÃÃö, íàõîäèòñÿ
â èíòåðâàëå ÷àñòîò 38,2–51,1 ÃÃö. Íèæå ÷àñòîòû
38,2 ÃÃö «îðèåíòàöèîííûé ðåçîíàíñ» íå íàáëþäàåòñÿ.
Ïðè îðèåíòàöèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ Í||c è
H||a íàáëþäàþòñÿ êâàäðàòè÷íûå ïî ïîëþ âåòâè
ñïåêòðà ÀÔÌÐ, êîòîðûé â ïðåäåëàõ ïîãðåøíîñòè
ýêñïåðèìåíòà îïèñûâàåòñÿ ñëåäóþùèìè óïðîùåí-
íûìè âûðàæåíèÿìè èç ðàáîòû [8]:
�
�
�
�
��
�
�
�� �
2
1
2C H , H||a; (6)
�
�
�
�
��
�
�
�� �
2
2
2C H , H||c. (7)
Ìàãíèòíûå èññëåäîâàíèÿ ïîçâîëèëè îòíåñòè äàí-
íîå ñîåäèíåíèå ê íèçêîðàçìåðíîé ìàãíèòíîé ñòðóê-
òóðå è îöåíèòü âåëè÷èíó ýôôåêòèâíîãî îáìåíà
Mn–Mn â ðàìêàõ 1D è 2D ìîäåëåé ñîîòâåòñòâåííî
J/kB = 1,957 Ê è J/kB = 1,070 Ê.
Îäíàêî ðåçîíàíñíûé ìåòîä ïîçâîëÿåò íåïîñðåäñò-
âåííî èçìåðèòü âåëè÷èíó ïîëÿ îáìåííîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ. Ïîýòîìó äëÿ îïðåäåëåíèÿ ïîëÿ ýôôåêòèâíîãî
îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ ìû ïðîâåëè ïîèñê âåòâè
ÀÔÌÐ â êðèñòàëëå Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
â ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ, ÷àñòîòà êîòîðîé ñìÿã-
÷àåòñÿ ñ óâåëè÷åíèåì âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ H è
â òî÷êå ôàçîâîãî ïåðåõîäà âòîðîãî ðîäà îáðàùàåòñÿ
â íóëü, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î «çàõëîïûâàíèè» ñïè-
íîâ ìàãíèòíûõ ïîäðåøåòîê.
Ïðè îðèåíòàöèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ H||a
è ïîëÿðèçàöèè ÑÂ× ïîëÿ h||Í íà ÷àñòîòàõ 33,14,
31,42 è 29,82 ÃÃö íàìè îáíàðóæåíà âåòâü ñïåêòðà
ÀÔÌÐ â Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O, êîòîðàÿ
ïðåòåðïåâàåò ñìÿã÷åíèå ñ óâåëè÷åíèåì âíåøíåãî
ìàãíèòíîãî ïîëÿ (ñì. ðèñ. 3,à è 7,à). Â ïðåäåëàõ ïî-
ãðåøíîñòè ýêñïåðèìåíòà ýòà çàâèñèìîñòü îïèñûâà-
åòñÿ âûðàæåíèåì èç ðàáîòû [9]:
�
�
�
�
��
�
�
�� � �
�
�
��
�
�
��
�
�
�
�
�
�
�
�
2
2
2
2 1
2
H H
H
He a
e
. (8)
Íàáëþäàåìîå ñìÿã÷åíèå âåòâè ÀÔÌÐ ïîçâîëÿåò
ïðÿìûì îáðàçîì îïðåäåëèòü âåëè÷èíó ýôôåêòèâíî-
ãî ïîëÿ îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, êîòîðîå ðàâíî
2He = (98 � 1) êÝ. Èñïîëüçóÿ ïîëó÷åííîå çíà÷åíèå
ýôôåêòèâíîãî ïîëÿ îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ìî-
æåì îöåíèòü ñðåäíþþ âåëè÷èíó àíòèôåððîìàãíèò-
íîãî îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ J ìåæäó èîíàìè
ìàðãàíöà â bñ-ïëîñêîñòè. Ýòè âåëè÷èíû ñâÿçàíû
ýíåðãåòè÷åñêèì ñîîòíîøåíèåì gµB2He � zJS, ãäå z —
÷èñëî áëèæàéøèõ ìàãíèòíûõ ñîñåäåé èîíà Mn2+.
Ïîñêîëüêó êàæäûé èîí Mn2+ èìååò òîëüêî òðè áëè-
æàéøèõ ñîñåäà â äâóìåðíîé êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîé
ïëîñêîñòè, ïîëó÷àåì J/kB � 1,76 Ê, ÷òî õîðîøî ñî-
ãëàñóåòñÿ ñ äàííûìè ïî ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâî-
ñòè [4]. Âåòâü ñïåêòðà ÀÔÌÐ, ïðåòåðïåâàþùóþ
ñìÿã÷åíèå â îáìåííîì ïîëå 2He, ìîæíî íàáëþäàòü â
èñïîëüçóåìîì íàìè äèàïàçîíå ÷àñòîò è ïðè îðèåíòà-
öèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü îñè ëåãêîãî
íàìàãíè÷èâàíèÿ Í||b è ïîëÿðèçàöèè h||H. Ýòà âåòâü
áûëà îáíàðóæåíà íàìè (ñì. ðèñ. 3,à è 5,á) è àíàëèç
åå ÷àñòîòíî-ïîëåâîé çàâèñèìîñòè äàåò áëèçêîå çíà-
÷åíèå ïàðàìåòðà îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ 2He ê
ïîëó÷åííîìó â ñëó÷àå H||a. Ñ ó÷åòîì àíèçîòðîïèè
âåëè÷èíà ïîëÿ «çàõëîïûâàíèÿ» ñïèíîâ ìàãíèòíûõ
ïîäðåøåòîê äëÿ òðåõ êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèõ íà-
ïðàâëåíèé áóäåò ðàçíàÿ. Çíàÿ âåëè÷èíó ýôôåêòèâ-
íîãî ïîëÿ îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ 2He è ýêñïåðè-
ìåíòàëüíî ïîëó÷åííûå âåëè÷èíû ùåëåé â íóëåâîì
ìàãíèòíîì ïîëå
01 è
02, ìîæíî îöåíèòü âåëè÷èíó
310 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3
Ê.Ã. Äåðãà÷åâ, Ì.È. Êîáåö, Å.Í. Õàöüêî, Ì. Ëàíã, Â.À. Ïàùåíêî
ýôôåêòèâíûõ ïîëåé ìàãíèòíîé àíèçîòðîïèè: Ha1 =
= 0,259 êÝ, Ha2 = 2,544 êÝ.
Òàêèì îáðàçîì, ïðè òåìïåðàòóðå 1,8 Ê îáíàðóæå-
íû è èçó÷åíû äâå âåòâè ñïèíîâûõ âîëí â ìîíîêëèí-
íîì ÀÔÌ ïðè íàïðàâëåíèè ñòàòè÷åñêîãî ìàãíèòíî-
ãî ïîëÿ âäîëü ãëàâíûõ ìàãíèòíûõ îñåé êðèñòàëëà
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O. Îáå âåòâè õîðî-
øî îïèñûâàþòñÿ ôîðìóëàìè äëÿ äâóõîñíîé äâóõ-
ïîäðåøåòî÷íîé êîëëèíåàðíîé ìîäåëè ñî ñëåäóþùè-
ìè ìàãíèòíûìè ïàðàìåòðàìè:
01= (14,1 � 0,1) ÃÃö;
02 = (44,2 � 0,1) ÃÃö; Ha1 = 0,259 êÝ, Ha2 = 2,54 êÝ,
2He = (98 � 1) êÝ, Hsf = (5,1 � 0,1) êÝ, g = 2,0.
Ëèíèÿ ÝÏÐ â ïîëîâèííîì ìàãíèòíîì ïîëå
Ìû íå ñòàâèëè ñâîåé öåëüþ ïðîâåñòè øèðîêèé
êðóã èçìåðåíèé ÝÏÐ â äàííîì ñîåäèíåíèè, íî ïî-
ïûòàëèñü îáíàðóæèòü äîïîëíèòåëüíóþ ëèíèþ ÝÏÐ
â ïîëîâèííîì ïîëå ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå. Åå
ýêñïåðèìåíòàëüíîå íàáëþäåíèå õàðàêòåðíî äëÿ
íèçêîðàçìåðíûõ ñèñòåì. Ïåðåõîä â ïîëîâèííîì
ïîëå îïðåäåëÿåòñÿ ýôôåêòàìè äèôôóçíîé âûñîêî-
òåìïåðàòóðíîé ñïèíîâîé äèíàìèêè â íèçêîðàçìåð-
íûõ ñèñòåìàõ [11]. Âîçìîæíîñòü íàáëþäåíèÿ äî-
ïîëíèòåëüíûõ ñïóòíèêîâ ÝÏÐ ñâÿçàíà ñ íàëè÷èåì
íåñåêóëÿðíûõ âêëàäîâ äèïîëü-äèïîëüíîãî âçàèìî-
äåéñòâèÿ â êîððåëÿöèîííóþ ôóíêöèþ. Íàëè÷èå îñ-
öèëëèðóþùèõ êîìïîíåíò â êîððåëÿöèîííîé ôóíê-
öèè ïðèâîäèò ê âîçíèêíîâåíèþ â ñïåêòðå ÝÏÐ
äîïîëíèòåëüíûõ ðåçîíàíñíûõ ïåðåõîäîâ â ìàãíèò-
íûõ ïîëÿõ Í0/2, H0/3 è ò.ä.
Èçìåðåíèÿ ïðîâåäåíû íà ÷àñòîòå 9,6 ÃÃö
ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå, ïîëÿðèçàöèÿ Í||h.
Âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå ïðèêëàäûâàëîñü â ïëîñ-
êîñòè àb. Â ñïåêòðå ÝÏÐ ìîíîêðèñòàëëà
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O íàðÿäó ñ îñíîâíîé
ëèíèåé ìàãíèòíîãî ðåçîíàíñà, íàáëþäàþùåéñÿ â
ìàãíèòíîì ïîëå Í0 è ñîîòâåòñòâóþùåé g0 = 2, íàìè
îáíàðóæåíà äîïîëíèòåëüíàÿ ëèíèÿ ïîãëîùåíèÿ îò-
íîñèòåëüíî ñëàáîé èíòåíñèâíîñòè, ðåçîíàíñíîå ïîëå
êîòîðîé ðàâíî Í0/2. Ïèêîâàÿ èíòåíñèâíîñòü îáíà-
ðóæåííîé ëèíèè ñîñòàâëÿåò ïîðÿäêà 1/800 ïèêîâîé
èíòåíñèâíîñòè îñíîâíîé ëèíèè ÝÏÐ ïðè Í�h. Ïî-
ëó÷åííîå çíà÷åíèå îòíîñèòåëüíîé èíòåíñèâíîñòè ëè-
íèè â ïîëîâèííîì ïîëå ñîãëàñóåòñÿ ñ ðåçóëüòàòàìè
ðàáîò [12,13]. Âèä ñïåêòðà ïîêàçàí íà ðèñ. 4. Óãëî-
âàÿ çàâèñèìîñòü èíòåíñèâíîñòè äîïîëíèòåëüíîé ëè-
íèè ïîãëîùåíèÿ èìååò òåíäåíöèþ ñëåäîâàòü çàêîíó
J( ) sin cos� � �� 2 2 , (9)
ãäå óãîë � îòñ÷èòûâàåòñÿ ìåæäó íàïðàâëåíèåì
âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ è íàïðàâëåíèåì, ïåðïåí-
äèêóëÿðíûì ïëîñêîñòè ñëîÿ bc.
Ñëåäóåò îòìåòèòü, ÷òî íàáëþäåíèå äîïîëíèòåëü-
íûõ ñïóòíèêîâ ÝÏÐ â ïîëîâèííîì ïîëå, îáóñëîâ-
ëåííîå äëèííîâðåìåííûìè ïðîöåññàìè äèôôóçíîãî
çàòóõàíèÿ ñïèí-êîððåëÿöèîííîé ôóíêöèè, áûëè
îáíàðóæåíû êàê â îäíîìåðíûõ, òàê è äâóìåðíûõ
ìàãíèòíûõ ñèñòåìàõ, òàêèõ êàê ÒÌÌÑ, K2MnF4,
CsMnCl4�2H2O, (NH4)2(CH2)2MnCl4 è äð. Òàêèì
îáðàçîì, ôàêò íàáëþäåíèÿ â ñïåêòðå ÝÏÐ äîïîë-
íèòåëüíîé ëèíèè ïîãëîùåíèÿ ïðè êîìíàòíîé òåì-
ïåðàòóðå, ðåçîíàíñíîå ïîëå êîòîðîé ðàâíî Í0/2,
ñâèäåòåëüñòâóåò î ÿðêî âûðàæåííîé íèçêîé ðàç-
ìåðíîñòè ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû êðèñòàëëà
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O, ÷òî ïîäòâåðæäàåò
è äîïîëíÿåò âûâîäû íàøèõ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
èññëåäîâàíèé.
Ñîâîêóïíîñòü ðåçóëüòàòîâ ðåíòãåíîñòðóêòóðíûõ
èññëåäîâàíèé, ýêñïåðèìåíòîâ ïî ìàãíèòíîé âîñ-
ïðèèì÷èâîñòè, ÝÏÐ è àíòèôåððîìàãíèòíîìó ðåçî-
íàíñó ïîçâîëÿþò óòâåðæäàòü, ÷òî ñîåäèíåíèå
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O ÿâëÿåòñÿ õîðîøåé
ðåàëèçàöèåé ìàãíåòèêà ñ âåñüìà ñèëüíîé ïðîñòðàí-
ñòâåííîé àíèçîòðîïèåé îáìåííûõ âçàèìîäåéñòâèé.
Íèçêîðàçìåðíàÿ ìàãíèòíàÿ ñòðóêòóðà îáóñëîâëèâà-
åò ðÿä îñîáåííîñòåé ðåçîíàíñíûõ ñâîéñòâ â ïàðàìàã-
íèòíîé è ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííîé îáëàñòè òåìïåðà-
òóð. Ñðåäè íèõ ìîæíî âûäåëèòü äîïîðîãîâîå
äâóõìàãíîííîå ïîãëîùåíèå (ÄÄÏ) ïðè Ò � ÒN è
êîñâåííîå ïîãëîùåíèå, ñâÿçàííîå ñ òðåõìàãíîííû-
ìè ïðîöåññàìè âçàèìîäåéñòâèÿ.
Íèçêèå çíà÷åíèÿ ùåëåé ñïåêòðà ÀÔÌÐ è
óìåðåííàÿ âåëè÷èíà òåìïåðàòóðû ìàãíèòíîãî
Ìàãíèòîðåçîíàíñíûå ñâîéñòâà àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3 311
È
í
òå
í
ñè
âí
î
ñò
ü,
î
òí
.å
ä
.
Í, êÝ
� = 9,6 ÃÃö
0 1,7 3,4 5,1
Ðèñ. 4. Âèä ñïåêòðà ïîãëîùåíèÿ ÝÏÐ â
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O íà ÷àñòîòå 9,6 ÃÃö ïðè
Í||h; Ò = 300 Ê. Â ïîëîâèííîì ïîëå âèäíà äîïîëíèòåëü-
íàÿ ëèíèÿ ïîãëîùåíèÿ ìàëîé èíòåíñèâíîñòè. Âíåøíåå
ïîëå îðèåíòèðîâàíî â ïëîñêîñòè àb.
óïîðÿäî÷åíèÿ TN = 3 Ê äåëàåò êðèñòàëë
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O âåñüìà óäîáíûì ñ
÷èñòî ìåòîäè÷åñêîé òî÷êè çðåíèÿ äëÿ îáíàðóæåíèÿ
ÄÄÏ.
Äîïîðîãîâîå äâóõìàãíîííîå ïîãëîùåíèå
Òåîðåòè÷åñêè ïðåäñêàçàíî è ýêñïåðèìåíòàëüíî îá-
íàðóæåíî ìàãíèòîäèïîëüíîå äîïîðîãîâîå äâóõìàã-
íîííîå ïîãëîùåíèå âûñîêî÷àñòîòíîé ýíåðãèè ïîëÿ
â íèçêîðàçìåðíûõ äâóõîñíûõ àíòèôåððîìàãíåòèêàõ
[14–16]. Âíà÷àëå ïðèâåäåì îñíîâîïîëàãàþùèå òåîðå-
òè÷åñêèå ðåçóëüòàòû, êîòîðûå íåîáõîäèìû äëÿ îá-
ñóæäåíèÿ ýêñïåðèìåíòîâ ïî íàáëþäåíèþ ÄÄÏ â
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O.
Òåîðèÿ ÄÄÏ â íèçêîðàçìåðíûõ äâóõîñíûõ ìàã-
íåòèêàõ äåòàëüíî ðàññìîòðåíà â ðàáîòå [14]. Âàæ-
íàÿ õàðàêòåðèñòèêà ìàãíåòèêà ëþáîé ðàçìåðíîñòè
— çàêîí äèñïåðñèè åãî ñïèí-âîëíîâîãî ñïåêòðà �(k)
è ïëîòíîñòü ìàãíîííûõ ñîñòîÿíèé g(�). Â òðåõìåð-
íûõ ìàãíåòèêàõ ïëîòíîñòü ìàãíîííûõ ñîñòîÿíèé
èìååò îñîáåííîñòü íà ãðàíèöå çîíû Áðèëëþýíà ïðè
ýíåðãèÿõ ïîðÿäêà îáìåííîé ýíåðãèè J. Â íèçêîðàç-
ìåðíûõ ìàãíèòíûõ ñèñòåìàõ ñ ñèëüíîé àíèçîòðîïè-
åé ñïèí-âîëíîâîãî ñïåêòðà, êðîìå îñîáåííîñòåé g(�)
ïðè ýíåðãèÿõ ïîðÿäêà J, âîçíèêàþò äîïîëíèòåëü-
íûå ìàêñèìóìû ïëîòíîñòè ìàãíîííûõ ñîñòîÿíèé
ïðè íèçêèõ ýíåðãèÿõ ïîðÿäêà ñëàáîãî ìåæöåïî÷å÷-
íîãî èëè ìåæñëîåâîãî îáìåíà J’.
Ýòè ýíåðãèè ñîîòâåòñòâóþò äèàïàçîíó ÑÂ× êîëå-
áàíèé, ïîýòîìó â âûñîêî÷àñòîòíûõ ñâîéñòâàõ íèçêî-
ðàçìåðíûõ ìàãíåòèêîâ ìîæíî îæèäàòü ïîÿâëåíèÿ
ýôôåêòîâ, ñâÿçàííûõ ñ äâóõìàãíîííûìè è ìíîãî-
ìàãíîííûìè ïðîöåññàìè, èíòåíñèâíîñòü êîòîðûõ
ïðÿìî ïðîïîðöèîíàëüíà ïëîòíîñòè ìàãíîííûõ ñî-
ñòîÿíèé. Íåîáõîäèìîå óñëîâèå ñóùåñòâîâàíèÿ äâóõ-
ìàãíîííûõ ïðîöåññîâ ïîãëîùåíèÿ — ñîáëþäåíèå çà-
êîíà ñîõðàíåíèÿ êâàçèèìïóëüñà kf = 0 = k1 + k2, ãäå
kf — êâàçèèìïóëüñ ôîòîíà, ìàãíîíû ñ k1 è k2 ìîãóò
ïðèíàäëåæàòü îäíîé èëè ðàçíûì âåòâÿì ñïåêòðà
ñïèíîâûõ âîëí, à âûïîëíåíèå çàêîíà ñîõðàíåíèÿ
ýíåðãèè äàåò âîçìîæíîñòü íàáëþäàòü ñóììàðíûå
h�f = 2h�1,2, èëè h�f = h�1 + h�2, è ðàçíîñòíûå ïðî-
öåññû ñ h�f = h�2 – h�1. Îñíîâíîé âêëàä â òàêîå ïî-
ãëîùåíèå ýíåðãèè ïåðåìåííîãî ïîëÿ äàåò ïðîöåññ
ðàñïàäà ôîòîíà íà äâà ìàãíîíà ñ îäèíàêîâûìè ïî
âåëè÷èíå, íî ïðîòèâîïîëîæíûìè ïî íàïðàâëåíèþ
âîëíîâûìè âåêòîðàìè k.
Äëÿ ýôôåêòèâíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ äâóõ ñïèíî-
âûõ âîëí ñ êâàíòîì ïîëÿ íåîáõîäèìî íàëè÷èå ðîìáè-
÷åñêîé àíèçîòðîïèè, êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò àìïëèòóäó
ïîãëîùåíèÿ, èëè ìàãíèòîäèïîëüíîãî âçàèìîäåéñò-
âèÿ.  îòëè÷èå îò îäíîðîäíîãî ðåçîíàíñà ìàãíîíîâ
(k = 0) â ÄÄÏ ó÷àñòâóþò ìàãíîíû ñ øèðîêèì ñïåê-
òðîì çíà÷åíèé êâàçèèìïóëüñîâ îò k = 0 äî k = kmax
çîíû Áðèëëþýíà. Ýêñïåðèìåíòàëüíûå èññëåäîâà-
íèÿ íàèáîëåå ïîäðîáíî ïðîâåäåíû íà êðèñòàëëàõ
CsMnCl4�2H2O è BaMnF4 â ðàáîòàõ [15,16], â êî-
òîðûõ èññëåäîâàíà çàâèñèìîñòü ÄÄÏ îò ÷àñòîòû è
òåìïåðàòóðû.
Ïîèñê äîïîðîãîâîãî äâóõìàãíîííîãî ïîãëîùåíèÿ
â Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O ïðîâåäåí íàìè â
äèàïàçîíå ÷àñòîò 25–44 ÃÃö ïðè òåìïåðàòóðå 1,8 Ê,
êîãäà âûñîêî÷àñòîòíîå è âíåøíåå ïîëå îðèåíòèðî-
âàíû âäîëü âåêòîðà àíòèôåððîìàãíåòèçìà h||H||l.
Èçìåðåíèÿ ïðîâîäèëè ïðè ìàëûõ óðîâíÿõ ÑÂ×
ìîùíîñòè. Â íàøèõ ýêñïåðèìåíòàõ ïîðîã ñïèíîâîé
íåñòàáèëüíîñòè è ïàðàìåòðè÷åñêîå âîçáóæäåíèå
ñïèíîâûõ âîëí íå äîñòèãàëèñü.
 ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðàáîòàõ [15,16] ïîêàçàíî,
÷òî íàèáîëåå èíòåíñèâíàÿ ïîëîñà ÄÄÏ — ïîëîñà
ñóììàðíîãî ïðîöåññà ðîæäåíèÿ ìàãíîíîâ èç
ñïèí-ôëîï ìîäû âåòâè ÀÔÌÐ â ïîëå âûøå êðèòè÷å-
ñêîãî Hsf . Ñóììàðíàÿ ïîëîñà ÄÄÏ èìååò ñïåöèôè-
÷åñêóþ ôîðìó è ÷åòêî îòðàæàåò îñîáåííîñòè êîýô-
ôèöèåíòà ïîãëîùåíèÿ â îáëàñòè ïîëåé Í1 è Í2.
Ôîðìà è èíòåíñèâíîñòü ïîãëîùåíèÿ ýòîé ïîëîñû
ñèëüíî çàâèñÿò îò ÷àñòîòû è òåìïåðàòóðû, ïîñêîëü-
êó â ÄÄÏ ó÷àñòâóþò òåðìè÷åñêè âîçáóæäåííûå ìàã-
íîíû. Ôîðìà ñóììàðíîé ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ îïðå-
äåëÿåòñÿ çàêîíîì äèñïåðñèè ìàãíîíîâ â íàïðàâëåíèè
ñëàáîãî îáìåíà.
Íà âûñîêèõ ÷àñòîòàõ ðåçêèé íèçêîïîëåâîé ôðîíò
ïðè âîçíèêíîâåíèè ñóììàðíîé ïîëîñû ñîîòâåòñòâó-
åò ïåðåõîäó êðèñòàëëà â îïðîêèíóòóþ ôàçó. Çàòåì
íàáëþäàåòñÿ íåçíà÷èòåëüíûé ðîñò ïîãëîùåíèÿ äî
ìàêñèìàëüíîãî ïîëÿ Í2, êîòîðîå ñîîòâåòñòâóåò âîç-
áóæäåíèþ ìàãíîíîâ ñ ìàêñèìàëüíûì k â íàïðàâëå-
íèè ñëàáîãî îáìåíà, äàëüíåéøåå ïîâûøåíèå ïîëÿ
ïðèâîäèò ê ïàäåíèþ èíòåíñèâíîñòè, è çíà÷åíèÿì
k = 0 ñîîòâåòñòâóåò âûñîêîïîëåâîé êðàé Í1 ïîëîñû
ÄÄÏ.  èíòåðâàëå íèçêèõ ÷àñòîò ïîëîñà ïðèîáðåòà-
åò ïî÷òè êîëîêîëîîáðàçíóþ ôîðìó ñ âåðòèêàëüíûì
íèçêîïîëåâûì êðàåì ïðè Í = Ísf è ñïàäîì ïîãëîùå-
íèÿ â áîëüøèõ ïîëÿõ. Ýòà ñóììàðíàÿ ïîëîñà íàáëþ-
äàåòñÿ ïðè îðèåíòàöèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ
ïàðàëëåëüíî ëåãêîé îñè íàìàãíè÷èâàíèÿ è â ïîëÿ-
ðèçàöèè ÑÂ× ïîëÿ h||H.
Îïèñàííîå ýêñïåðèìåíòàëüíîå ïîâåäåíèå çàâèñè-
ìîñòè ôîðìû ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ îò âíåøíåãî ïîëÿ
àâòîðàìè ðàáîòû [15] ïîëíîñòüþ ñîîòâåòñòâóåò òåî-
ðåòè÷åñêîìó îïèñàíèþ êîýôôèöèåíòà ïîãëîùåíèÿ
ÄÄÏ â ðàáîòå [14]. Ïî íàøåìó ìíåíèþ, òàêàÿ ïîëî-
ñà ñóììàðíîãî ïðîöåññà ðîæäåíèÿ äâóõ ìàãíîíîâ
îáíàðóæåíà íàìè â ýêñïåðèìåíòå ïðè îðèåíòàöèè
âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü ëåãêîé îñè b. Ïðè
åå íàáëþäåíèè ñîáëþäàåòñÿ óñëîâèå �f = 2�s, ãäå �f
è �s — ÷àñòîòû ôîòîíà è ñïèíîâîé âîëíû ñîîòâåòñò-
312 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3
Ê.Ã. Äåðãà÷åâ, Ì.È. Êîáåö, Å.Í. Õàöüêî, Ì. Ëàíã, Â.À. Ïàùåíêî
âåííî. Íà ðèñ. 5,à â êà÷åñòâå ïðèìåðà ïðåäñòàâëåí
âèä ñóììàðíîé ïîëîñû, ñíÿòîé íà ÷àñòîòàõ 32,71 è
25,81 ÃÃö.
Îñíîâíûå ñâîéñòâà íàáëþäàåìîé íàìè ïîëîñû —
âîçáóæäåíèå ïàðàëëåëüíî ïîëÿðèçîâàííûì ÑÂ×
ïîëåì h||H, õàðàêòåðíàÿ ôîðìà ïîãëîùåíèÿ è åå
ñèëüíàÿ çàâèñèìîñòü îò ÷àñòîòû — íàõîäÿòñÿ â
ñîîòâåòñòâèè ñ ïðåäñêàçàíèÿìè òåîðèè [14]. Ãðàíè-
öà ïîëîñû ÄÄÏ, êîòîðàÿ îáóñëîâëåíà âîçáóæäåíè-
åì äâóõ ìàãíîíîâ ñ k = 0, äîëæíà ñîâïàäàòü ñ óäâî-
åííîé ÷àñòîòîé ñîîòâåòñòâóþùåé âåòâè ÀÔÌÐ (ñì.
ðèñ. 6). Íà ýòîì ðèñóíêå ïðåäñòàâëåíû ÷àñòîòíî-ïî-
ëåâûå çàâèñèìîñòè ÀÔÌÐ (ñïëîøíûå ëèíèè) è òåî-
ðåòè÷åñêàÿ îáëàñòü ñóùåñòâîâàíèÿ ñóììàðíûõ
ïîëîñ ÄÄÏ âäîëü îñåé a è b ïðè Ò = 1,8 Ê (çàøòðè-
õîâàííûå ó÷àñòêè). Çäåñü æå ñõåìàòè÷åñêè ïîêàçà-
íû ýêñïåðèìåíòàëüíî íàáëþäàåìûå ñóììàðíûå ïî-
ëîñû ÄÄÏ. Îáíàðóæåííàÿ ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ
ïîïàäàåò â ýòîò äèàïàçîí, õîòÿ åå âûñîêîïîëåâîé
êðàé çàìåòíî ñäâèíóò â îáëàñòü áîëüøèõ ïîëåé. Ïå-
ðå÷èñëåííûå îñîáåííîñòè äîïîëíèòåëüíîãî ïîãëî-
ùåíèÿ ïîçâîëÿþò èäåíòèôèöèðîâàòü åãî êàê ÄÄÏ.
Èíòåíñèâíîñòü ÄÄÏ ïðîïîðöèîíàëüíà ïëîòíîñòè
ñîñòîÿíèé ìàãíîíîâ è ñðàâíèìà ñ èíòåíñèâíîñòüþ
îäíîðîäíîãî ðåçîíàíñà ïðè b||H�h.
Âåëè÷èíû ïîëåé H1 è H2, êîòîðûå îïðåäåëÿþò
ôîðìó ëèíèè ñóììàðíîãî ÄÄÏ, ïîçâîëÿþò íàéòè
ýíåðãèþ ñàìîãî ñëàáîãî ìåæöåïî÷å÷íîãî âçàèìîäåé-
ñòâèÿ J' â Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O, äëÿ êî-
òîðîãî âûïîëíÿåòñÿ óñëîâèå J J J1 2 3 , J J3 � '.
 ðåàëüíûõ ñòðóêòóðàõ îí ÿâëÿåòñÿ ñàìûì âàæíûì
ìàãíèòíûì ïàðàìåòðîì, òàê êàê ñòàáèëèçèðóåò
äàëüíèé ìàãíèòíûé ïîðÿäîê. Ïîýòîìó èçìåðåíèå
çíà÷åíèé ïîëåé H1 è H2 äàåò âîçìîæíîñòü îïðåäå-
ëèòü âåëè÷èíó J' ñ âûñîêîé òî÷íîñòüþ. Îäíàêî
â íàøåì ñëó÷àå òî÷íîå èçìåðåíèå âåëè÷èíû ïîëÿ
H1 çàòðóäíåíî èç-çà áëèçîñòè ëèíèè ÀÔÌÐ íà
ñïèí-ôëîï ìîäå, ÷òî âëèÿåò íà îïðåäåëåíèå âåëè÷è-
íû J'. Îöåíêó J' ïðîâåäåì äëÿ îäíîìåðíîé è äâó-
ìåðíîé ìàãíèòíûõ ñòðóêòóð, êàê ïðè àíàëèçå òåìïå-
ðàòóðíîé çàâèñèìîñòè ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè
â 1D- è 2D-ìîäåëÿõ äëÿ îïðåäåëåíèÿ âíóòðèöåïî-
÷å÷íûõ è âíóòðèïëîñêîñòíûõ îáìåííûõ âçàèìîäåé-
ñòâèé (J/k = 1,95 Ê, J/k = 1,07 Ê). Äëÿ îïðåäåëå-
íèÿ ìèíèìàëüíîãî ìåæöåïî÷å÷íîãî âçàèìîäåéñòâèÿ
(1D-ìîäåëü) âîñïîëüçóåìñÿ óïðîùåííûì âûðà-
æåíèåì èç ðàáîòû [15] äëÿ íàáëþäàåìîé ïîëîñû
ñóììàðíîãî ÄÄÏ, ãäå èíòåðâàë ïîëåé Í1 – Í2 îïðå-
äåëÿåòñÿ ðàçíîñòüþ ãðàíè÷íûõ çíà÷åíèé ýíåðãèè
ìàãíîíîâ, êîòîðûå ðàñïðîñòðàíÿþòñÿ âäîëü ñàìîãî
ñëàáîãî îáìåíà:
( ) ( ) 'g H H S JJB
2
1
2
2
2 264� � . (10)
Ïðè ýêñïåðèìåíòàëüíûõ çíà÷åíèÿõ ìàãíèòíûõ
ïîëåé Í1 = 9,83 êÝ, Í2 = 7,22 êÝ è îáìåííîì ïàðà-
ìåòðå J/k = 1,95 Ê çíà÷åíèå ýíåðãèè ñïèíîâûõ
Ìàãíèòîðåçîíàíñíûå ñâîéñòâà àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3 313
Í, êÝ
� = 33,77 ÃÃö
È
í
òå
í
ñè
âí
î
ñò
ü,
î
òí
.å
ä
.
120 24 36 48 60 72
á
Í, êÝ
� = 32,71 ÃÃö
È
í
òå
í
ñè
âí
î
ñò
ü,
î
òí
.å
ä
.
H1
H2
150 5 10 20
a
� = 25,81 ÃÃö
Ðèñ. 5. Âèä ôîðìû ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ ÄÄÏ â
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O âäîëü «ëåãêîé» îñè íà-
ìàãíè÷èâàíèÿ (h||Í||l). Ïîãëîùåíèå ïîä ãèäðîçèëîì —
ëèíèÿ ÀÔÌÐ íà ñïèí-ôëîï ìîäå (Ò = 1,8 Ê) ÷àñòîòîé
32,71 (à) è 33,77 (á) ÃÃö.
0 10 20 25155
10
20
30
40
50
60
70
,Ã
Ãö
Í, êÝ
H||b
H||b
H||b
H||b
H||a
H||a
Ðèñ. 6. ×àñòîòíî-ïîëåâûå çàâèñèìîñòè ïîëîñ ÀÔÌÐ è
ÄÄÏ â Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2Î ïðè Ò = 1,8 Ê:
ñïëîøíûå ëèíèè — ñïåêòð ÀÔÌÐ; çàøòðèõîâàííûå ó÷à-
ñòêè — òåîðåòè÷åñêàÿ îáëàñòü ñóùåñòâîâàíèÿ ñóììàðíûõ
ïîëîñ ÄÄÏ. Çäåñü æå ñõåìàòè÷åñêè ïîêàçàíû ýêñïåðè-
ìåíòàëüíî íàáëþäàåìûå ñóììàðíûå ïîëîñû ÄÄÏ.
âîëí íà ãðàíèöå çîíû Áðèëëþýíà J' � 1,1�10–3 Ê.
Îòíîøåíèå îáìåííûõ èíòåãðàëîâ, êîòîðîå õàðàêòå-
ðèçóåò ñòåïåíü ìàãíèòíîé ðàçìåðíîñòè â êðèñòàëëå,
èìååò âåëè÷èíó J'/J � 5,6�10–4.
Èíòåðâàë ïîëåé Í1 – Í2 äëÿ îïðîêèíóòîé ôàçû,
ò.å. äëÿ ñóììàðíîé ïîëîñû ÄÄÏ â äâóìåðíîì ìàãíå-
òèêå ñî ñëàáûì ìåæïëîñêîñòíûì îáìåíîì (2D-ìî-
äåëü), âûðàæàåòñÿ ñîîòíîøåíèåì
( ) ( ) 'g H H SJJB
2
1
2
2
2 32� � , (11)
îòêóäà, èñïîëüçóÿ òå æå çíà÷åíèÿ Í1 è Í2 è âåëè-
÷èíó îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ J/k = 1,070 Ê,
ïîëó÷àåì çíà÷åíèå ýíåðãèè ìèíèìàëüíîãî ìåæïëîñ-
êîñòíîãî âçàèìîäåéñòâèÿ J' � 1,01�10–2 Ê, à îòíîøå-
íèå îáìåííûõ ïàðàìåòðîâ J'/J � 9,5�10–3.
Íåïîñðåäñòâåííî èç ðåçîíàíñíûõ ýêñïåðèìåíòàëü-
íûõ äàííûõ ïîëó÷åíà âåëè÷èíà âíóòðèïëîñêîñòíîãî
îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ J/k = 1,76 Ê â äâóìåðíîé
ïëîñêîñòè ìàðãàíöåâûõ èîíîâ. Ïîäñòàâëÿÿ çíà÷åíèÿ
ïîëåé Í1 è Í2 äëÿ ïîëîñû ñóììàðíîãî ÄÄÏ è âåëè-
÷èíó J/k â âûðàæåíèå (11), ïîëó÷àåì ýíåðãèþ ìåæ-
ïëîñêîñòíîãî îáìåíà J'� 6,2�10–3 Ê, à âåëè÷èíà îòíî-
øåíèÿ îáìåííûõ êîíñòàíò J'/J � 3,5�10–3.
Ðàññìîòðåííûå ýôôåêòû îòíîñÿòñÿ ê ïðÿìûì
ïðîöåññàì ðàñïàäà êâàíòà ÑÂ× ïîëÿ íà äâà ìàãíî-
íà. Íàðÿäó ñ òàêèìè ïðîöåññàìè â íèçêîðàçìåðíûõ
ìàãíåòèêàõ ìîãóò ðåàëèçîâûâàòüñÿ òàêæå «íåïðÿ-
ìûå» ìíîãî÷àñòè÷íûå ïðîöåññû. Íèæå ìû ðàññìîò-
ðèì ýôôåêòû òàêîãî ðîäà.
Òðåõìàãíîííûå ïðîöåññû
 íèçêîðàçìåðíûõ àíòèôåððîìàãíåòèêàõ, êîãäà
âíåøíåå ìàãíèòíîå ïîëå îðèåíòèðîâàíî ïåðïåíäè-
êóëÿðíî âåêòîðó àíòèôåððîìàãíåòèçìà, â âûñîêî-
÷àñòîòíûõ ñâîéñòâàõ, êðîìå äâóõìàãíîííîãî ïîãëî-
ùåíèÿ, ìîãóò ïðîÿâëÿòüñÿ òðåõ÷àñòè÷íûå ïðîöåññû
âçàèìîäåéñòâèÿ ìàãíîíîâ â âèäå òàê íàçûâàåìîãî
«êîñâåííîãî» íåðåçîíàíñíîãî ïîãëîùåíèÿ ÑÂ×
ìîùíîñòè. Òåîðèÿ òðåõìàãíîííûõ ïðîöåññîâ âçàè-
ìîäåéñòâèÿ â äâóõîñíûõ íèçêîðàçìåðíûõ ÀÔÌ
ïîäðîáíî ðàññìîòðåíà â ðàáîòàõ [17,18]. Ñïåêòð
ÀÔÌÐ äâóõîñíûõ àíòèôåððîìàãíåòèêîâ õàðàêòå-
ðèçóåòñÿ íàëè÷èåì äâóõ âåòâåé ñïèíîâûõ âîëí ïðè
âñåõ îðèåíòàöèÿõ âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ, õîòÿ
çàâèñèìîñòü ÷àñòîòû ýòèõ âåòâåé îò âíåøíåãî ïîëÿ
ðàçëè÷íà (ðèñ. 5). Òðåõ÷àñòè÷íûå ïðîöåññû âçàèìî-
äåéñòâèÿ ìàãíîíîâ îñîáåííî ýôôåêòèâíû, êîãäà óä-
âîåííàÿ ÷àñòîòà íèæíåé âåòâè ñîâïàäàåò ñ ÷àñòîòîé
âåðõíåé. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî ïðîöåññ âçàèìîäåé-
ñòâèÿ ðàçáèâàåòñÿ íà äâà ýòàïa. Íà ïåðâîì ýòàïå
âîçáóæäàþòñÿ ìàãíîíû âåðõíåé âåòâè ñ k = 0, à íà
âòîðîì ïðîèñõîäèò èõ ðàñïàä íà äâà ìàãíîíà íèæ-
íåé âåòâè. Íèçêîýíåðãåòè÷åñêèå îñîáåííîñòè ïëîò-
íîñòè ñîñòîÿíèé ìàãíîíîâ, ñâÿçàííûå ñ íèçêîðàç-
ìåðíûì õàðàêòåðîì ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû, ñóùåñò-
âåííî óâåëè÷èâàþò àìïëèòóäó ýòèõ ïðîöåññîâ.
Òðåõ÷àñòè÷íûå ïðîöåññû âçàèìîäåéñòâèÿ ïðèâî-
äÿò ê äâóì ñëåäñòâèÿì: à) ïåðåíîðìèðîâêå ÷àñòîòû
âåòâåé â îáëàñòè ïåðåñå÷åíèÿ óäâîåííîé ÷àñòîòû
íèæíåé âåòâè ñ ÷àñòîòîé âåðõíåé, á) ðåçêîìó âîçðàñ-
òàíèþ ïàðàìåòðà çàòóõàíèÿ (ò.å. øèðèíû ëèíèè)
îáåèõ âåòâåé â ýòîé æå îáëàñòè. Ýôôåêòû òàêîãî
ðîäà â äâóõîñíîì àíòèôåððîìàãíåòèêå ìîãóò íàáëþ-
äàòüñÿ âäîëü îñè àíòèôåððîìàãíåòèçìà (Í Ísf) è
«ñðåäíåé» îñè íàìàãíè÷èâàíèÿ, êîãäà ÷àñòîòà íèæ-
íåé âåòâè ÀÔÌÐ ðàñòåò ñ óâåëè÷åíèåì ïîëÿ, à ÷àñ-
òîòà âåðõíåé âûñîêî÷àñòîòíîé âåòâè îò ïîëÿ íå çà-
âèñèò (Í << He).
Ïî ýòîé ïðè÷èíå â ýêñïåðèìåíòå íà ïîñòîÿííîé
÷àñòîòå è ðàçâåðòêå ñïåêòðà ìàãíèòíûì ïîëåì
çàôèêñèðîâàòü ïåðåíîðìèðîâêó ÷àñòîòû âåðõíåé
âåòâè çàòðóäíèòåëüíî. Çíà÷èòåëüíî ïðîùå íàáëþ-
äàòü ó÷àñòîê àíîìàëüíîãî óøèðåíèÿ ýòîé âåòâè, ïî-
ñêîëüêó äàæå ïðè èñïîëüçîâàíèè ÷àñòîò âäàëè îò
âåðõíåé ùåëè íà ýòîì ó÷àñòêå ïðîèñõîäèò çàìåòíîå
ïîãëîùåíèå ìîùíîñòè øèðîêèìè «õâîñòàìè» èíòåí-
ñèâíîé ðåçîíàíñíîé ëèíèè âåðõíåé âåòâè. Â ðàáîòàõ
[16–18] ýòî äîïîëíèòåëüíîå ïîãëîùåíèå, íàáëþäàâ-
øååñÿ â êâàçèîäíîìåðíûõ è êâàçèäâóìåðíûõ ìàã-
íèòíûõ ñòðóêòóðàõ, áûëî íàçâàíî «êîñâåííûì».
 íàøåì ýêñïåðèìåíòå ïðè îðèåíòàöèè âíåøíåãî
ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü «ñðåäíåé» îñè íàìàãíè÷èâà-
íèÿ (îñü a) è ïîëÿðèçàöèè h||H îáíàðóæåíî äîïîë-
íèòåëüíîå ïîãëîùåíèå â ñèëüíûõ ïîëÿõ. Ôîðìà ëè-
íèè ïîãëîùåíèÿ çàìåòíî îòëè÷àåòñÿ îò ïðèâåäåííîé
íà ðèñ. 5,à è çàâèñèò îò ÷àñòîòû. Âèä ñïåêòðà ïðè
Í!!à ïðåäñòàâëåí íà ðèñ. 7, ãäå îáíàðóæåííàÿ ïîëî-
ñà ïîãëîùåíèÿ ïîêàçàíà ïîä íîìåðîì 4. Çíà÷åíèå
ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ïðè êîòîðîì íàáëþäàåòñÿ ýòî ïî-
ãëîùåíèå, ñîîòâåòñòâóåò óäâîåííîé ÷àñòîòå íèçêî-
÷àñòîòíîé âåòâè ñïåêòðà ÀÔÌÐ. Àíàëèç ôîðìû îá-
íàðóæåííîé ïîëîñû â çàâèñèìîñòè îò ÷àñòîòû è
äèàïàçîíà ïîëåé åå íàáëþäåíèÿ ïîêàçûâàåò, ÷òî
èìååò ìåñòî «êîñâåííîå» ïîãëîùåíèå, îáóñëîâëåí-
íîå òðåõìàãíîííûìè ïðîöåññàìè âçàèìîäåéñòâèÿ â
íàøåì êðèñòàëëå.
Êðîìå òîãî, äëÿ ýòîé îðèåíòàöèè ìû íàáëþäàåì
ïîëîñó ñóììàðíîãî ïðîöåññà ðîæäåíèÿ ìàãíîíîâ èç
íèçêî÷àñòîòíîé âåòâè ÀÔÌÐ, êîòîðàÿ âîçðàñòàåò ñ
óâåëè÷åíèåì ÷àñòîòû. Îíà àíàëîãè÷íà îáíàðóæåí-
íîé ïîëîñå ñóììàðíîãî ïðîöåññà ðîæäåíèÿ äâóõ
ìàãíîíîâ ïðè H||b. Íà ðèñ. 6 çàøòðèõîâàííàÿ îá-
ëàñòü îïðåäåëÿåò çîíó, ãäå ðàñïîëàãàåòñÿ ñóììàðíàÿ
ïîëîñà ïîãëîùåíèÿ, îáðàçîâàííàÿ ìàãíîíàìè íèç-
êî÷àñòîòíîé âåòâè ïðè îðèåíòàöèè âíåøíåãî ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ âäîëü îñè à. Ýêñïåðèìåíòàëüíî îáíà-
ðóæåííàÿ íà ÷àñòîòå 31,42 ÃÃö ïîëîñà ïðàêòè÷åñêè
314 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3
Ê.Ã. Äåðãà÷åâ, Ì.È. Êîáåö, Å.Í. Õàöüêî, Ì. Ëàíã, Â.À. Ïàùåíêî
ïîïàäàåò â ýòó çîíó. Íà ðèñ. 7 îíà ñîîòâåòñòâóåò
ïåðâîìó ïèêó ïîãëîùåíèÿ.
Ðåçóëüòàòû ðåçîíàíñíûõ èññëåäîâàíèé ïîêàçû-
âàþò, ÷òî Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O ïðîÿâ-
ëÿåò ñïåöèôè÷åñêèå îñîáåííîñòè â ñïåêòðå ÑÂ×
ïîãëîùåíèÿ â óïîðÿäî÷åííîé ôàçå, îáóñëîâëåííûå
ñèëüíîé ïðîñòðàíñòâåííîé àíèçîòðîïèåé îáìåííûõ
âçàèìîäåéñòâèé è åå íèçêîé êðèñòàëëîãðàôè÷åñêîé
ñèììåòðèåé, è ñîäåðæèò èíòåíñèâíûå ëèíèè ïîãëî-
ùåíèÿ, ñâÿçàííûå ñ íåïîñðåäñòâåííûì ëèíåéíûì
âîçáóæäåíèåì ñïèíîâûõ âîëí ñëàáîäèñïåðãèðóþ-
ùåé âåòâè ìàãíîííîãî ñïåêòðà. Íàáëþäåíèå ÄÄÏ
ìû èñïîëüçîâàëè äëÿ íàõîæäåíèÿ âåëè÷èíû ìåæ-
ñëîåâîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, ïîñêîëüêó ôîðìà ñóììàð-
íîé ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ îïðåäåëÿåòñÿ çàêîíîì äèñ-
ïåðñèè ìàãíîíîâ â íàïðàâëåíèè ñàìîãî ñëàáîãî
îáìåíà. Âåëè÷èíà îòíîøåíèÿ îáìåííûõ ïàðàìåòðîâ
J’/J, êîòîðàÿ îïðåäåëÿåò ñòåïåíü ðàçìåðíîñòè ìàã-
íèòíîé ñòðóêòóðû, ðåíòãåíîâñêèå èññëåäîâàíèÿ,
òåìïåðàòóðíîå ïîâåäåíèå ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâî-
ñòè âáëèçè òåìïåðàòóðû Íååëÿ ïîçâîëÿþò îòíåñòè
ñîåäèíåíèå Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O ê äâó-
ìåðíûì àíòèôåððîìàãíåòèêàì.
Âûâîäû
1. Â øèðîêîì äèàïàçîíå òåìïåðàòóð èññëåäîâà-
íà ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü ìîíîêðèñòàëëà
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O. Ïîêàçàíî, ÷òî
äàííîå ñîåäèíåíèå ïåðåõîäèò â ìàãíèòîóïîðÿäî÷åí-
íîå ñîñòîÿíèå ïðè ÒN = 3 Ê è îòíîñèòñÿ ê íèçêîðàç-
ìåðíûì ìàãíèòíûì ñòðóêòóðàì.
2. Âîññòàíîâëåíà ÷àñòîòíî-ïîëåâàÿ äèàãðàììà
ñïåêòðà ÀÔÌÐ äëÿ Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
ïðè Ò = 1,8 Ê. Èç ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé
ïîëó÷åíû ïàðàìåòðû ýôôåêòèâíûõ ïîëåé îáìåííî-
ãî âçàèìîäåéñòâèÿ, àíèçîòðîïèè è ùåëåé: 2He =
= (98 � 1) êÝ, Hsf = (5,1 � 0,1) êÝ, Ha1 = 0,25 êÝ,
Ha2 = 2,53 êÝ,
1 = (14,1 � 0,1) ÃÃö,
2 = (44,2 �
� 0,1) ÃÃö.
3. Ïðè êîìíàòíîé òåìïåðàòóðå îáíàðóæåíà äî-
ïîëíèòåëüíàÿ ëèíèÿ ÝÏÐ â ïîëîâèííîì ïîëå Í0/2,
êîòîðàÿ îáóñëîâëåíà äëèííîâðåìåííûìè ïðîöåñ-
ñàìè äèôôóçíîãî çàòóõàíèÿ ñïèí-êîððåëÿöèîííîé
ôóíêöèè â íèçêîðàçìåðíûõ ñèñòåìàõ.
4. Îáíàðóæåíû ìàãíèòîäèïîëüíîå äîïîðîãîâîå
äâóõìàãíîííîå ïîãëîùåíèå, êîãäà âíåøíåå ìàãíèò-
íîå ïîëå îðèåíòèðîâàíî âäîëü «ëåãêîé» è «ñðåä-
íåé» îñåé íàìàãíè÷èâàíèÿ, è êîñâåííîå ïîãëîùå-
íèå, ñâÿçàííîå ñ òðåõ÷àñòè÷íûìè ïðîöåññàìè âçàè-
ìîäåéñòâèÿ ìàãíîíîâ, ïðîèñõîäÿùèìè ïðè îðèåíòà-
öèè âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü «ñðåäíåé»
îñè. Îöåíåíà âåëè÷èíà ñàìîãî ñëàáîãî ìåæïëîñêî-
ñòíîãî îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ J’ = 6,2�10–3 Ê.
 çàêëþ÷åíèå àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü
À.Ã. Àíäåðñó çà ïëîäîòâîðíûå îáñóæäåíèÿ ýêñïåðè-
ìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ è ïîëåçíûå ñîâåòû, à òàêæå
Ý.Ï. Íèêîëîâîé çà ïîìîùü â ïðîâåäåíèè ýêñïåðè-
ìåíòà ïî îáíàðóæåíèþ äîïîëíèòåëüíîé ëèíèè â
ñïåêòðå ÝÏÐ â ïîëîâèííîì ïîëå ïðè êîìíàòíîé òåì-
ïåðàòóðå. Ìû òàêæå õîòèì âûðàçèòü áëàãîäàðíîñòü
ãðóïïå ïðîôåññîðà M.U. Schmidt (Institut fur
Anorg. und Analyt. Chemie, J.W. Goethe Universitat
Frankfurt, Germany) çà ëþáåçíîå ïðåäîñòàâëåíèå
ìîíîêðèñòàëëîâ äëÿ èññëåäîâàíèé.
1. M.P. Gupta and B.P. Dutta, Cryst. Struct. Commun.
4, 37 (1975).
2. M.U. Schmidt, G. Wagner, and M. Bolte, Acta Cryst.
E58, 918 (2002).
3. M.U. Schmidt, E. Alig, L. Fink, M. Bolte, R. Panish,
V. Pashchenko, B. Wolf, and M. Lang, Acta Cryst.
C61, 1 (2005).
4. I. Spremo, F. Sch�tz, P. Kopietz et al., to be
published (cond-mat 0505425).
5. M.E. Lines, J. Phys. Chem. Solids 31, 101 (1970).
6. M.E. Fisher, Am. J. Phys. 32, 343 (1964); T. Smith
and S.A. Friedberg, Phys. Rev. 176, 660 (1968).
7. I. Nagamija, K. Yosida, and K. Kubo, Adv. Phys. 4,
No. 13, 43 (1955).
8. Í.Ê. Äàíüøèí, À.Ñ. Çåëüöåð, Â.À.Ïîïîâ, ÔÍÒ 10,
1175 (1984).
Ìàãíèòîðåçîíàíñíûå ñâîéñòâà àíòèôåððîìàãíåòèêà Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3 315
È
í
òå
í
ñè
âí
î
ñò
ü,
î
òí
.å
ä
.
Í, êÝ
� = 31,42 ÃÃö
� = 28,82 ÃÃö
0 10 20 30 40 50 60 70
1
2
3
4
5
1
2
3
4
à
á
Ðèñ. 7. Âèä ïîëîñû ïîãëîùåíèÿ â
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2Î ïðè Ò = 1,8 Ê íà ÷àñòî-
òàõ 28,82 è 31,42 ÃÃö, h||H||à�l. Öèôðàìè îáîçíà÷åíû:
1 — äâóõìàãíîííîå ïîãëîùåíèå; 2 — ãèäðîçèë; 3 — îä-
íîðîäíûé ðåçîíàíñ; 4 — òðåõìàãíîííîå ïîãëîùåíèå;
5 — îäíîðîäíûé ðåçîíàíñ (âåòâü, ïðåòåðïåâàþùàÿ ñìÿã-
÷åíèå â 2Íå).
9. Å.À. Òóðîâ, Ôèçè÷åñêèå ñâîéñòâà ìàãíèòîóïîðÿäî-
÷åííûõ êðèñòàëëîâ, Èçä-âî ÀÍ ÑÑÑÐ, Ìîñêâà
(1963).
10. P.M. Richards and M.B. Salomon, Phys. Rev. B9, 32
(1974).
11. A. Lagendijk and D. Shoemaker, Phys. Rev. Â16, 47
(1977).
12. I. Okamoto, T. Karasudani, K. Nagano, and H. Mori.
J. Magn. Magn. Mater. 31–34, 643 (1983).
13. À.Ã. Àíäåðñ, Ñ.Â. Âîëîöêèé, Þ.Í. Ñàââèí, ÔÒÒ
29, 1598 (1987).
14. Þ.Â. Ïåðåâåðçåâ, À.À. Ñòåïàíîâ, ÔÍÒ 3, 502
(1977).
15. À.Ã. Àíäåðñ, À.È. Çâÿãèí, À.È. Ïåòóòèí, ÔÍÒ 6,
491 (1980).
16. À.Ã. Àíäåðñ, Ñ.Â. Âîëîöêèé, À.È. Çâÿãèí, ÔÍÒ 9,
1239 (1983).
17. À.À. Ñòåïàíîâ, Þ.Â. Ïåðåâåðçåâ, Ïðåïðèíò
ÔÒÈÍÒ ÀÍ ÓÑÑÐ Ï-124, Õàðüêîâ (1978).
18. Þ.Â. Ïåðåâåðçåâ, À.À. Ñòåïàíîâ, ÔÍÒ 3, 351 (1977).
Magnetic resonant properties of the
low-dimansional antiferromagnet
Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O
K.G. Dergachev, M.I. Kobets, E.N. Khats’ko,
M. Lang, and V.A. Pashchenko
Magnetoresonance studies of the antifer-
romagnet Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O are
made at frequencies ranged from 25 to 142 GHz
in a wide temperature interval from 1.8 to 300 K.
The temperature dependences of magnetic
susceptibility suggest that the crystal is of a
low-dimensional magnetic structure. The fre-
quency-field dependence of the AFMR spectrum
in Mn[C10H6(OH)(COO–)]2�2H2O was studied
at temperature 1.8 K, it is determined by the
typical parameters: �1 = (14.1 � 0.1) GHz, �2 =
= (44.2 � 0.1) GHz, Ha1 = 0.25 êÝ, Ha2 = 2.53 êÝ,
Hsf = (5.1 � 0.1) êÝ, 2He = (98 � 1) êÝ.
Two-magnon and three-magnon nonresonance ab-
sorptions were detected, the value of the weak-
est exchange interaction between the chains J’ =
= 6.2�10–3 K was estimated.
Keywords: magnetic susceptibility, AFMR,
two-magnon absorptions, three-magnon nonreso-
nance absorptions.
316 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2006, ò. 32, ¹ 3
Ê.Ã. Äåðãà÷åâ, Ì.È. Êîáåö, Å.Í. Õàöüêî, Ì. Ëàíã, Â.À. Ïàùåíêî
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-120145 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:54:49Z |
| publishDate | 2006 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дергачев, К.Г. Кобец, М.И. Хацько, Е.Н. Ланг, М. Пащенко, В.А. 2017-06-11T07:34:09Z 2017-06-11T07:34:09Z 2006 Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O / К.Г. Дергачев, М.И. Кобец, Е.Н. Хацько, М. Ланг, В.А. Пащенко // Физика низких температур. — 2006. — Т. 32, № 3. — С. 306-316. — Бібліогр.: 18 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 76.50.+g, 75.50.Ee, 76.30.–v https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120145 В широком интервале частот (25–12 ГГц) и температур (1,8–300 К) проведены магниторезонансные исследования металлорганического антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O. Данные по температурной зависимости магнитной восприимчивости свидетельствуют о низкоразмерной магнитной структуре этого кристалла. По резонансным исследованиям при температуре 1,8 К построена частотно-полевая диаграмма спектра АФМР этого соединения, которая описывается моделью двухосного ромбического антиферромагнетика со следующими эффективными параметрами: v₀₁₂ = (14,1±0,1) ГГц, v₀₂ = (44,2±0,1) ГГц, Ha₁ = 0,25 кЭ, Ha₂ = 2,53 кЭ, Hsf = (5,1±0,1) кЭ, 2He = (98±1) кЭ. Обнаружено двухмагнонное и нерезонансное трехмагнонное поглощение, проведена оценка величины самого слабого межцепочечного обменного взаимодействия J’ = 6,2⋅10⁻³ К. В широкому інтервалі частот (25–142 ГГц) та температур (1,8–300 К) проведено магніторезонансні дослідження металорганічного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O. Дані з температурної залежності магнітної сприйнятливості свідчать про низьковимірну магнітну структуру цього кристалу. За резонансними дослідженнями при температурі 1,8 К побудовано частотно-польову діаграму спектру цієї сполуки, яка описується моделлю двовісного ромбічного антиферромагнетика з такими ефективними параметрами:v₀₁₂ = (14,1±0,1) ГГц, v₀₂ = (44,2±0,1) ГГц, Ha₁ = 0,25 кЭ, Ha₂ = 2,53 кЭ, Hsf = (5,1±0,1) кЭ, 2He = (98±1) кЭ. Виявлено двомагнонне та нерезонансне трьохмагнонне поглинання, проведено оцінку значення найслабшої міжланцюжкової обмінної взаємодії J’ = 6,2⋅10⁻³ К. Magnetoresonance studies of the antiferromagnet Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O. are made at frequencies ranged from 25 to 142 GHz in a wide temperature interval from 1.8 to 300 K. The temperature dependences of magnetic susceptibility suggest that the crystal is of a low-dimensional magnetic structure. The frequency-field dependence of the AFMR spectrum in Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O. was studied at temperature 1.8 K, it is determined by the typical parameters: v₀₁ = (14,1±0,1) ГГц, v₀₂ = (44,2±0,1) ГГц, Ha₁ = 0,25 кЭ, Ha₂ = 2,53 кЭ, Hsf = (5,1±0,1) кЭ, 2He = (98±1). Two-magnon and three-magnon nonresonance absorptions were detected, the value of the weakest exchange interaction between the chains J’ = 6,2⋅10⁻³ К was estimated. Авторы выражают благодарность А.Г. Андерсу за плодотворные обсуждения экспериментальных результатов и полезные советы, а также Э.П. Николовой за помощь в проведении эксперимента по обнаружению дополнительной линии в спектре ЭПР в половинном поле при комнатной температуре. Мы также хотим выразить благодарность группе профессора M.U. Schmidt (Institut fur Anorg. und Analyt. Chemie, J.W. Goethe Universitat Frankfurt, Germany) за любезное предоставление монокристаллов для исследований. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпеpатуpный магнетизм Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O Magnetic resonant properties of the low-dimansional antiferromagnet Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O Article published earlier |
| spellingShingle | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O Дергачев, К.Г. Кобец, М.И. Хацько, Е.Н. Ланг, М. Пащенко, В.А. Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| title | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O |
| title_alt | Magnetic resonant properties of the low-dimansional antiferromagnet Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O |
| title_full | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O |
| title_fullStr | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O |
| title_full_unstemmed | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O |
| title_short | Магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика Mn[C₁₀H₆(OH)(COO⁻)]₂×2H₂O |
| title_sort | магниторезонансные свойства низкоразмерного антиферромагнетика mn[c₁₀h₆(oh)(coo⁻)]₂×2h₂o |
| topic | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| topic_facet | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/120145 |
| work_keys_str_mv | AT dergačevkg magnitorezonansnyesvoistvanizkorazmernogoantiferromagnetikamnc10h6ohcoo22h2o AT kobecmi magnitorezonansnyesvoistvanizkorazmernogoantiferromagnetikamnc10h6ohcoo22h2o AT hacʹkoen magnitorezonansnyesvoistvanizkorazmernogoantiferromagnetikamnc10h6ohcoo22h2o AT langm magnitorezonansnyesvoistvanizkorazmernogoantiferromagnetikamnc10h6ohcoo22h2o AT paŝenkova magnitorezonansnyesvoistvanizkorazmernogoantiferromagnetikamnc10h6ohcoo22h2o AT dergačevkg magneticresonantpropertiesofthelowdimansionalantiferromagnetmnc10h6ohcoo22h2o AT kobecmi magneticresonantpropertiesofthelowdimansionalantiferromagnetmnc10h6ohcoo22h2o AT hacʹkoen magneticresonantpropertiesofthelowdimansionalantiferromagnetmnc10h6ohcoo22h2o AT langm magneticresonantpropertiesofthelowdimansionalantiferromagnetmnc10h6ohcoo22h2o AT paŝenkova magneticresonantpropertiesofthelowdimansionalantiferromagnetmnc10h6ohcoo22h2o |