Особенности устойчивости низкотемпературного ферримагнетизма в системе Mn2–xZnxSb

• Опубліковано в: : Физика низких температур
• Дата: 2007
• Автори: Вальков, В.И., Головчан, А.В., Грибанов, И.Ф., Каменев, В.И., Есенчук, А.А., Сиваченко, А.П., Кабдин, Н.Н.
• Формат: Стаття
• Мова: Російська
• Опубліковано: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2007
• Теми: Низкотемпеpатуpный магнетизм
• Онлайн доступ: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127505
• Назва журналу: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Цитувати: Особенности устойчивости низкотемпературного ферримагнетизма в системе Mn2–xZnxSb / В.И. Вальков, А.В. Головчан, И.Ф. Грибанов, В.И. Каменев, А.А. Есенчук, А.П. Сиваченко, Н.Н. Кабдин // Физика низких температур. — 2007. — Т. 33, № 1. — С. 93-104. — Бібліогр.: 18 назв. — рос.

Проведены экспериментальные исследования магнитных свойств системы Mn2–xZnxSb в
 статических и импульсных магнитных полях. Обнаружено, что спонтанные переходы первого
 рода из ферримагнитной Fi в слабоферримагнитную фазу If, наблюдаемые при понижении температуры в образцах с x равным 0,1 и 0,2, сопровождаются почти двукратным уменьшением
 намагниченности и магнитострикцией при сохранении легкоплоскостного характера анизотропии. Исследования воздействия импульсного магнитного поля в температурной области стабильности слабоферримагнитной фазы выявило обратимые индуцированные магнитным полем
 переходы первого рода IF ↔ fi. Закалка образцов от 570 К в жидкий азот повышает устойчивость слабоферримагнитной фазы по отношению к воздействиям температуры и внешнего магнитного поля. Это проявляется в увеличении температуры спонтанного перехода на 45 градусов и возрастании критического поля индуцирования от 80 до 200 кЭ. Нагрев закаленного
 образца до комнатной температуры приводит к постепенному возвращению исходных характеристик слабоферримагнитной фазы. Анализ полученных результатов проведен в рамках модели коллективизированного магнетизма с привлечением расчетов из первых принципов для
 плотности электронных состояний и полной энергии системы. Показано, что слабоферримагнитная фаза с утроенной кристаллохимической ячейкой может быть описана моделью Хаббарда.
 Свойства закаленных образцов объяснены на основе предположения о наличии двух стабильных
 состояний системы, разделенных энергетическим барьером и связанных с возможностью перераспределения ионов цинка по двум кристаллографически неэквивалентным позициям решетки. Проведено експериментальні дослідження магнітних властивостей системи Mn2–xZnxSb у
 статичному й імпульсному магнітному полях. Виявлено, що спонтанні переходи першого роду
 з феримагнітної Fi у слабкоферимагнітну фазу If, які спостерігаються при зниженні температури в зразках з x рівним 0,1 та 0,2, супроводжуються майже дворазовим зменшенням намагніченості й магнітострикцією при збереженні легкоплощинного характеру анізотропії.
 Дослідження впливу імпульсного магнітного поля в температурній області стабільності слабкоферимагнітної фази виявило оборотні індуковані магнітним полем переходи першого роду
 IF ↔ fi. Загартування зразків від 570 К у рідкий азот підвищує стійкість слабкоферимагнітної
 фази стосовно впливів температури й зовнішнього магнітного поля. Це проявляється в
 збільшенні температури спонтанного переходу на 45 градусів і зростанні критичного поля індукування від 80 до 200 кЕ. Нагрівання загартованого зразка до кімнатної температури призводить
 до поступового повернення початкових характеристик слабкоферимагнітної фази. Аналіз отриманих результатів проведено у рамках моделі колективізованого магнетизму із залученням розрахунків з перших принципів для щільності електронних станів і повної енергії системи. Показано, що слабкоферимагнітна фаза з потроєною кристалохімічною ячейкою може бути описана
 моделлю Хаббарда. Властивості загартованих зразків пояснено на основі припущення про наявність двох стабільних станів системи, які розділені енергетичним бар’єром і пов’язані з можливістю перерозподілу іонів цинку по двох кристалографічно нееквівалентних позиціях гратки. Experimental investigation of magnetic properties
 of the Mn2–xZnxSb system in static and pulsed
 magnetic fields has been done. It is found that
 spontaneous first-order phase transitions from
 ferrimagnetic Fi to weakly ferrimagnetic phase
 If observed with decreasing temperature in samples
 with x = 0.1, x = 0.2 are accompanied by
 almost a two-fold magnetization decrease and by
 magnetostriction with the easy-plane anisotropy
 character preserved. Investigation of the pulsed
 magnetic field effect, in a temperature range where
 the weakly ferrimagnetic phase is stable, has
 shown that there are reversible magnetic-field-induced
 first-order transitions IF ↔ fi. Quenching of
 the samples in liquid nitrogen from 570 K increases
 of the weakly ferrimagnetic phase in stability
 against temperature and external magnetic
 field effects. This is evidenced by the 45 K increase
 in spontaneous transition temperature and
 by a rise of induction critical field from 80 to
 200 kOe. The heating of a quenched sample to
 room temperature results in a gradual recovery
 of the initial characteristics of the weakly ferrimagnetic
 phase. The results have been analyzed
 within the model of collective magnetism and by
 the abinitio calculations of electronic density of
 states and total energy of the system. It is shown
 that the weakly ferrimagnetic phase with a triple
 crystalochemical cell can be described by the
 Hubbard model. The properties of the quenched
 samples are explained with the assumption of
 availability of two stable states of the system
 separated by an energy barrier and conditioned
 by a possible redistribution of zinc ions in two
 crystallographically nonequivalent lattice
 postitons.