Магнитные свойства твердого кислорода под давлением

• Published in: Физика низких температур
• Date: 2015
• Main Author: Фрейман, Ю.А.
• Format: Article
• Language: Russian
• Published: Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України 2015
• Subjects: Обзоp
• Online Access: https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128228
• Journal Title: Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
• Cite this: Магнитные свойства твердого кислорода под давлением / Ю.А. Фрейман // Физика низких температур. — 2015. — Т. 41, № 11. — С. 1083–1096. — Бібліогр.: 49 назв. — рос.

Твердый кислород — уникальный кристалл, сочетающий свойства молекулярного кристалла и
 магнетика. В отличие от обычных магнетиков, обменное взаимодействие в твердом кислороде реализуется на фоне слабых ван-дер-ваальсовых взаимодействий и составляет, тем самым, значительную часть
 энергии кристалла. Это приводит к богатой P–T фазовой диаграмме и к многочисленным аномалиям
 термодинамических, кинетических, оптических и магнитных свойств твердого кислорода. α-O₂,
 низкотемпературная фаза низких давлений, является неелевским коллинеарным двухподрешеточным
 магнетиком. При давлениях ~6 ГПа α-O₂ переходит в δ-O₂, в котором с повышением температуры
 реализуются три различные магнитные структуры. При давлениях ~ 8 ГПа происходит переход в ε-O₂.
 При этом переходе молекулы O₂ объединяются в кластеры (O₂)₄, что сопровождается магнитным
 коллапсом. В настоящем обзоре описывается эволюция магнитной структуры с ростом давления и
 анализируются причины, которые лежат в основе этой эволюции. Твердий кисень — унікальний кристал, що поєднує властивості молекулярного кристала та магнетика.
 На відміну від звичайних магнетиків, обмінна взаємодія в твердому кисні реалізується на фоні слабких
 ван-дер-ваальсових взаємодій і складає, тим самим, значну частину енергії кристала. Це призводить до
 багатщї P–T фазової діаграми і до чисельних аномалій термодинамічних, кінетичних, оптичних та
 магнітних властивостей твердого кисню. α-O₂ — низькотемпературна фаза низьких тисків є неєлівським
 колінеарним двогратковим магнетиком. При тисках ~ 6 ГПа α-O₂ переходить у ε-O₂, в якому з
 підвищенням температури реалізуються три різні магнітні структури. При тисках ~ 8 ГПа відбувається
 перехід в ε-O₂. При цьому переході молекули O₂ об’єднуються в кластери (O₂)₄, що супроводжується
 магнітним колапсом. У цьому огляді описується еволюція магнітної структури із зростанням тиску та
 аналізуються причини, які лежать в основі цієї еволюції. Solid oxygen is a unique crystal combining properties
 of a simple molecular solid and of a magnet. Unlike
 ordinary magnets, the exchange interaction in solid oxygen
 acts on a background of weak Van der Waals forces,
 providing a significant part of the total lattice energy.
 Therefore, the magnetic and lattice properties in solid
 oxygen are very closely related which manifests itself in
 a very rich phase diagram and in numerous anomalies of
 thermal, magnetic, and optical properties. Lowtemperature
 low-pressure α-O₂ is a two-sublattice collinear
 Neel antiferromagnet. At pressures of ~ 6 GPa
 α-O₂ transforms into δ-O₂ which at increasing temperatures
 displays three different magnetic structures.
 At ~ 8 GPa it transforms into ε-O₂. In this transition
 O₂ molecules unite into four-molecular clusters (O₂)₄.
 This transformation is accompanied by a magnetic collapse.
 This review describes the evolution of the magnetic
 structure with increasing pressure, and analyzes
 the causes that underlie this evolution.