Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах
Дан краткий обзор работ по исследованию влияния локальных хаотических кристаллических полей на магнитные свойства псевдобинарных редкоземельных интерметаллидов. Основное внимание уделяется соединениям типа RNi₅₋x Mx, M = Cu, Al. Обсуждаются такие экспериментально обнаруженные эффекты локальных крист...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2002 |
| Main Author: | |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
2002
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128704 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах / А.С. Ермоленко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 10. — С. 1048-1055. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860209965850951680 |
|---|---|
| author | Ермоленко, А.С. |
| author_facet | Ермоленко, А.С. |
| citation_txt | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах / А.С. Ермоленко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 10. — С. 1048-1055. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Дан краткий обзор работ по исследованию влияния локальных хаотических кристаллических полей на магнитные свойства псевдобинарных редкоземельных интерметаллидов. Основное внимание уделяется соединениям типа RNi₅₋x Mx, M = Cu, Al. Обсуждаются такие экспериментально обнаруженные эффекты локальных кристаллических полей, как возникновение ферромагнетизма в сплавах системы Pr(Ni,Cu)₅, уменьшение спонтанного магнитного момента, рост энергии анизотропии в базисной плоскости и коэрцитивной силы в промежуточных псевдобинарных сплавах R(Ni,Cu)₅ и R(Ni,Al)₅ по сравнению с крайними бинарными соединениями.
Надано краткий огляд робіт по дослідженню впливу локальних хаотичних кристалічних полів на магнітні властивості псевдобінарних рідкісноземельних інтерметалідів.Основна увага приділяється сполукам типу RNi₅₋x Mx, М = Сu, Al. Обговорюються такіекспериментально виявлені ефекти локальних кристалічних полів, як виникнення феромагнетизму у сплавах системи Pr(Ni,Cu)₅ , зменшення спонтанного магнітного моменту, рост енергії анізотропії в базисній площині та коерцитивної сили у проміжних псевдобінарних сплавах R(Ni,Cu)₅ та R(Ni,Al)₅ у порівнянні з крайніми бінарними сполуками
Works on the influence of local chaotic crystal fields on the magnetic properties of pseudobinary rare-earth intermetallides are briefly reviewed. Attention is focused primarily on compounds of the type RNi₅₋xMx, M=Cu, Al. Experimentally observed effects of local crystal fields, such as, the appearance of ferromagnetism in the system Pr(Ni, Cu)₅ and a decrease of the spontaneous magnetic moment and an increase in the anisotropy energy in the basal plane and coercive force in the intermediate pseudobinary alloys R(Ni, Cu)₅ and R(Ni, Al)₅ as compared with the limiting binary compounds, are discussed.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:13:52Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10, ñ. 1048–1055
Ýôôåêòû õàîòè÷åñêèõ ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ
ïîëåé â ïñåâäîáèíàðíûõ ðåäêîçåìåëüíûõ
èíòåðìåòàëëèäàõ
À. Ñ. Åðìîëåíêî
Èíñòèòóò ôèçèêè ìåòàëëîâ ÓðÎ ÐÀÍ
óë. Ñ. Êîâàëåâñêîé, 18, ã. Åêàòåðèíáóðã, 620219, Ðîññèÿ
E-mail: ermolenko@imp.uran.ru
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 1 ôåâðàëÿ 2002 ã.
Äàí êðàòêèé îáçîð ðàáîò ïî èññëåäîâàíèþ âëèÿíèÿ ëîêàëüíûõ õàîòè÷åñêèõ êðèñòàëëè-
÷åñêèõ ïîëåé íà ìàãíèòíûå ñâîéñòâà ïñåâäîáèíàðíûõ ðåäêîçåìåëüíûõ èíòåðìåòàëëèäîâ.
Îñíîâíîå âíèìàíèå óäåëÿåòñÿ ñîåäèíåíèÿì òèïà RNi M5�x x, M = Cu, Al. Îáñóæäàþòñÿ òà-
êèå ýêñïåðèìåíòàëüíî îáíàðóæåííûå ýôôåêòû ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîëåé, êàê
âîçíèêíîâåíèå ôåððîìàãíåòèçìà â ñïëàâàõ ñèñòåìû Pr(Ni,Cu)5, óìåíüøåíèå ñïîíòàííîãî
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà, ðîñò ýíåðãèè àíèçîòðîïèè â áàçèñíîé ïëîñêîñòè è êîýðöèòèâíîé
ñèëû â ïðîìåæóòî÷íûõ ïñåâäîáèíàðíûõ ñïëàâàõ R(Ni,Cu)5 è R(Ni,Al)5 ïî ñðàâíåíèþ ñ
êðàéíèìè áèíàðíûìè ñîåäèíåíèÿìè.
Íàäàíî êðàòêèé îãëÿä ðîá³ò ïî äîñë³äæåííþ âïëèâó ëîêàëüíèõ õàîòè÷íèõ êðèñ-
òàë³÷íèõ ïîë³â íà ìàãí³òí³ âëàñòèâîñò³ ïñåâäîá³íàðíèõ ð³äê³ñíîçåìåëüíèõ ³íòåðìåòàë³ä³â.
Îñíîâíà óâàãà ïðèä³ëÿºòüñÿ ñïîëóêàì òèïó RNi M5�x x, Ì = Ñu, Al. Îáãîâîðþþòüñÿ òàê³
åêñïåðèìåíòàëüíî âèÿâëåí³ åôåêòè ëîêàëüíèõ êðèñòàë³÷íèõ ïîë³â, ÿê âèíèêíåííÿ ôåðî-
ìàãíåòèçìó ó ñïëàâàõ ñèñòåìè Pr(Ni,Cu)5, çìåíøåííÿ ñïîíòàííîãî ìàãí³òíîãî ìîìåíòó,
ðîñò åíåð㳿 àí³çîòðîﳿ â áàçèñí³é ïëîùèí³ òà êîåðöèòèâíî¿ ñèëè ó ïðîì³æíèõ ïñåâ-
äîá³íàðíèõ ñïëàâàõ R(Ni,Cu)5 òà R(Ni,Al)5 ó ïîð³âíÿíí³ ç êðàéí³ìè á³íàðíèìè ñïîëóêàìè.
PACS: 71.20.Eh, 71.70.Gm, 74.25.Ha, 75.30.Gw
1. Ââåäåíèå
Èçâåñòíî, ÷òî ýíåðãèÿ âçàèìîäåéñòâèÿ êðèñ-
òàëëè÷åñêîãî ïîëÿ (ÊÏ) ñ 4f-ýëåêòðîíàìè ðåäêî-
çåìåëüíûõ èîíîâ äàåò îïðåäåëÿþùèé âêëàä â
ôîðìèðîâàíèå ìàãíèòíûõ ñîñòîÿíèé è ìàãíèò-
íûõ ñâîéñòâ ðåäêîçåìåëüíûõ èíòåðìåòàëëèäîâ
[1]. Òåîðèÿ ÊÏ äîñòàòî÷íî õîðîøî ðàçðàáîòàíà,
îäíàêî âû÷èñëåíèå ïàðàìåòðîâ ÊÏ â ñëó÷àå ìå-
òàëëîâ èëè ìåòàëëè÷åñêèõ ñîåäèíåíèé ïðåäñòàâ-
ëÿåò äîñòàòî÷íî ñëîæíóþ ïðîáëåìó, ïîñêîëüêó
óñïåøíî ïðèìåíÿåìàÿ äëÿ äèýëåêòðèêîâ ìîäåëü
òî÷å÷íûõ çàðÿäîâ îêàçûâàåòñÿ ìàëî ýôôåêòèâ-
íîé äëÿ ïðîâîäÿùèõ êðèñòàëëîâ.  ýòîì ñëó÷àå
ïàðàìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ îáû÷íî îïðå-
äåëÿþòñÿ ýìïèðè÷åñêè, ïóòåì íàõîæäåíèÿ òàêîãî
èõ íàáîðà, êîòîðûé îáåñïå÷èâàåò íàèëó÷øåå ñî-
ãëàñèå ìåæäó òåîðèåé è ýêñïåðèìåíòîì. Íàèáî-
ëåå ÷àñòî äëÿ ýòîé öåëè èñïîëüçóþòñÿ òàêèå ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíûå ìåòîäû, êàê èçó÷åíèå íåóïðó-
ãîãî ðàññåÿíèÿ íåéòðîíîâ, òåìïåðàòóðíîé çàâè-
ñèìîñòè òåïëîåìêîñòè, êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ
ìîíîêðèñòàëëîâ âäîëü îñíîâíûõ êðèñòàëëîãðà-
ôè÷åñêèõ íàïðàâëåíèé. Äëÿ òåîðåòè÷åñêîãî îïè-
ñàíèÿ ýòèõ ñâîéñòâ èñïîëüçóåòñÿ ãàìèëüòîíèàí
ÊÏ â ôîðìå, ïðåäëîæåííîé Ñòèâåíñîì [2].
Ãàìèëüòîíèàí âçàèìîäåéñòâèÿ ðåäêîçåìåëüíîãî
èîíà ñ ÊÏ ãåêñàãîíàëüíîé ñèììåòðèè èìååò âèä
H B O B O B O B OCF � � � � �20 20 40 40 60 60 66 66
� �B Olm lm
lm
, (1)
ãäå Blm — ïàðàìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ;
Îlm — ýêâèâàëåíòíûå îïåðàòîðû Ñòèâåíñà, òàáó-
ëèðîâàííûå, íàïðèìåð, â [3]; l = 2, 4, 6; m = 0, 6;
m l� .
© À. Ñ. Åðìîëåíêî, 2002
Èíîãäà ðåäêîçåìåëüíûå èîíû â èíòåðìåòàë-
ëèäàõ èìåþò íåñêîëüêî íåýêâèâàëåíòíûõ ïîçè-
öèé.  ýòîì ñëó÷àå äëÿ êàæäîé ïîçèöèè ñóùåñò-
âóåò ñâîé íàáîð ïàðàìåòðîâ Blm, à ïðè íàëè÷èè
ïîçèöèé ñ áëèæàéøèì îêðóæåíèåì ðàçíîé ñèì-
ìåòðèè ðàçëè÷àåòñÿ äàæå âèä ãàìèëüòîíèàíà (1).
Íàèáîëåå ñëîæíûì ÿâëÿåòñÿ îïèñàíèå ýôôåêòîâ
ÊÏ â ñîåäèíåíèÿõ ñ ïðèìåñíûìè àòîìàìè, íà-
ïðèìåð, â íåóïîðÿäî÷åííûõ òâåðäûõ ðàñòâîðàõ
çàìåùåíèÿ èëè âíåäðåíèÿ. Äàæå åñëè òèï êðè-
ñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè â òàêèõ ðàñòâîðàõ îñòàåòñÿ
íåèçìåííûì, ìîãóò èçìåíèòüñÿ âåëè÷èíû çàðÿäîâ
áëèæàéøèõ ñîñåäåé ðàññìàòðèâàåìîãî ðåäêîçå-
ìåëüíîãî èîíà, à òàêæå ðàññòîÿíèÿ ìåæäó ýòèì
èîíîì è îêðóæàþùèìè åãî àòîìàìè. Ïðè íåóïî-
ðÿäî÷åííîì ðàñïðåäåëåíèè ïðèìåñíûõ àòîìîâ ïî
óçëàì êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè âîçíèêàåò ìíî-
æåñòâî ðàçëè÷íûõ êîíôèãóðàöèé áëèæàéøåãî
îêðóæåíèÿ ðåäêîçåìåëüíûõ èîíîâ, êàæäàÿ èç êî-
òîðûõ èìååò ñâîé ãàìèëüòîíèàí ÊÏ. Ïîíÿòíî,
÷òî èíòåðïðåòàöèÿ ýôôåêòîâ ÊÏ â òàêèõ ñèñòå-
ìàõ âåñüìà ñëîæíà. Îíà òðåáóåò ó÷åòà ñëó÷àéíûõ
ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîëåé (ÑËÊÏ) è
ñòàòèñòè÷åñêîãî õàðàêòåðà èõ ðàñïðåäåëåíèÿ. Äî
íàñòîÿùåãî âðåìåíè ðàáîòû, ïîñâÿùåííûå èçó÷å-
íèþ ÑËÊÏ, âåñüìà íåìíîãî÷èñëåííû. Ìåæäó
òåì îáúåêòû, â êîòîðûõ ðåàëèçóþòñÿ ÑËÊÏ, ÿâ-
ëÿþòñÿ íàèáîëåå ðàñïðîñòðàíåííûìè. Ê íèì, ïî
ñóùåñòâó, ïðèíàäëåæàò âñå ïñåâäîáèíàðíûå, ïñåâ-
äîòðîéíûå è ò.ä. òâåðäûå ðàñòâîðû íà îñíîâå
«÷èñòûõ» áèíàðíûõ, òðîéíûõ è ò.ä. èíòåðìåòàë-
ëèäîâ. Èçâåñòíî, ÷òî èññëåäîâàíèå òàêèõ òâåð-
äûõ ðàñòâîðîâ ÿâëÿåòñÿ íå òîëüêî âàæíåéøèì
èíñòðóìåíòîì âûÿñíåíèÿ ïðèðîäû ôóíäàìåí-
òàëüíûõ âçàèìîäåéñòâèé â ðåäêîçåìåëüíûõ èí-
òåðìåòàëëèäàõ, íî è îñíîâíîé ìåòîäèêîé ïîèñêà
íîâûõ ïðàêòè÷åñêè âàæíûõ ìàòåðèàëîâ, â ÷àñò-
íîñòè, ìàòåðèàëîâ äëÿ ïîñòîÿííûõ ìàãíèòîâ è
ìàãíèòîñòðèêöèîííûõ ïðåîáðàçîâàòåëåé íîâîãî
ïîêîëåíèÿ.
Îäíèì èç óäîáíûõ îáúåêòîâ èçó÷åíèÿ ýôôåê-
òîâ ÑËÊÏ ÿâëÿþòñÿ èíòåðìåòàëëèäû RNi5 (R –
ðåäêîçåìåëüíûé ìåòàëë èëè èòòðèé), èìåþùèå
ãåêñàãîíàëüíóþ êðèñòàëëè÷åñêóþ ñòðóêòóðó òèïà
ÑàÑu5 [4].  íèõ 3d-çîíà íèêåëÿ ïî÷òè çàïîëíå-
íà âàëåíòíûìè ýëåêòðîíàìè ðåäêîçåìåëüíûõ èî-
íîâ, ïîýòîìó íèêåëåâàÿ ïîäñèñòåìà ïðàêòè÷åñêè
íå èìååò ìàãíèòíîãî ìîìåíòà è YNi5, LaNi5 è
LuNi5 ïðèíàäëåæàò ê ïàðàìàãíåòèêàì Ïàóëè. Ñî-
åäèíåíèÿ ñ R = Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm
ÿâëÿþòñÿ ôåððîìàãíåòèêàìè ñ âåñüìà íèçêèìè
òî÷êàìè Êþðè (ìàêñèìàëüíîå åå çíà÷åíèå 32 Ê ó
GdNi5), à PrNi5 — ïàðàìàãíåòèê Âàí Ôëåêà, ïî-
ñêîëüêó êðèñòàëëè÷åñêîå ïîëå ôîðìèðóåò ýíåðãå-
òè÷åñêèé ñïåêòð îñíîâíîãî J-ìóëüòèïëåòà èîíà
Pr3+ c íåìàãíèòíûì îñíîâíûì óðîâíåì. Ñðåäè
ôåððîìàãíèòíî-óïîðÿäî÷åííûõ ñèñòåì RNi5 èìå-
þòñÿ ñîåäèíåíèÿ ñ àíèçîòðîïèåé òèïà ëåãêàÿ îñü
(R = Sm, Gd, Tm) è òèïà ëåãêàÿ ïëîñêîñòü.
Èìåííî ïîñëåäíèå ñîåäèíåíèÿ, à òàêæå PrNi5
îñîáåííî ïåðñïåêòèâíû äëÿ âûÿâëåíèÿ ýôôåêòîâ
ÑËÊÏ. Â äàííîé ðàáîòå äàí êðàòêèé îáçîð ðå-
çóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ â ïîñëåäíåå âðåìÿ ïðè èñ-
ñëåäîâàíèè ÑËÊÏ â ïñåâäîáèíàðíûõ èíòåðìå-
òàëëèäàõ íà îñíîâå ñîåäèíåíèé RNi5.
2. Ýôôåêòû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ
â ñîåäèíåíèÿõ íà îñíîâå PrNi5
Óæå â ðàííèõ ðàáîòàõ áûëî îáíàðóæåíî çíà-
÷èòåëüíîå âëèÿíèå âçàèìîäåéñòâèÿ èîíîâ Pr ñ
êðèñòàëëè÷åñêèì ïîëåì íà ìàãíèòíûå è òåïëîâûå
ñâîéñòâà ñîåäèíåíèÿ PrNi5 (ñì., íàïðèìåð, [1]).
Íà òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè,
èçìåðåííîé â ìàãíèòíîì ïîëå 14 êÝ, íàáëþäàëñÿ
ìàêñèìóì ïðè òåìïåðàòóðå îêîëî 13 Ê. Ïåðâûå
ïîïûòêè îáúÿñíèòü åãî âîçìîæíûì ïåðåõîäîì àí-
òèôåððîìàãíåòèçì–ïàðàìàãíåòèçì íå ïîäòâåðäè-
ëèñü ïîñëåäóþùèìè èçìåðåíèÿìè òåïëîåìêîñòè:
íèêàêîé �-àíîìàëèè òåïëîåìêîñòè â ðàéîíå 13 Ê
íå áûëî îáíàðóæåíî. Íî íà ìàãíèòíîé ÷àñòè òåï-
ëîåìêîñòè áûëî íàéäåíî äâå àíîìàëèè òèïà Øîò-
òêè ñ ïèêàìè ïðè 20 è 50 Ê. Îíè áûëè îáúÿñíåíû
îñîáåííîñòüþ ñïåêòðà îñíîâíîãî ìóëüòèïëåòà
èîíà Pr3+ â ÊÏ. Ïîä âëèÿíèåì ÊÏ ãåêñàãîíàëü-
íîé ñèììåòðèè 9-êðàòíî âûðîæäåííîå îñíîâíîå
ñîñòîÿíèå èîíà Pr3+ ðàñùåïëÿåòñÿ íà 3 ñèíãëåòà
(�1, �3 è �4) è 3 äóáëåòà (2 5� è �6). Ïðè ýòîì
îñíîâíûì ñîñòîÿíèåì ÿâëÿåòñÿ íåìàãíèòíûé
ñèíãëåò �4, ïîýòîìó PrNi5 — ïàðàìàãíåòèê Âàí
Ôëåêà. Íàáëþäàåìûé ïðè 13 Ê ìàêñèìóì ìàã-
íèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ñâÿçàí ñ òåðìè÷åñêèì
âîçáóæäåíèåì çàñåëåííîñòè ñîñòîÿíèÿ �5, îòäå-
ëåííîãî îò îñíîâíîãî óðîâíÿ ùåëüþ 38 Ê. Â ðàáî-
òå [5] ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü èçìåðåíà íà
ìîíîêðèñòàëëå PrNi5. Áûëà îáíàðóæåíà çíà÷è-
òåëüíàÿ ìàãíèòíàÿ àíèçîòðîïèÿ ïðè íèçêèõ òåì-
ïåðàòóðàõ. Â ïîëå, ïðèëîæåííîì ïåðïåíäèêóëÿð-
íî îñè ñ, íàáëþäàëñÿ ìàêñèìóì âîñïðèèì÷èâîñòè
ïðè 15 Ê, â òî âðåìÿ êàê âîñïðèèì÷èâîñòü âäîëü
îñè ñ íå èìåëà ìàêñèìóìà. Íà îñíîâå ýòèõ ðå-
çóëüòàòîâ àâòîðàìè [6] áûëè îïðåäåëåíû ïàðà-
ìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ è ðàññ÷èòàí ñïåêòð
óðîâíåé íèæíåãî ìóëüòèïëåòà. Â ðàáîòå [7] àíà-
ëîãè÷íûé ñïåêòð áûë ïîëó÷åí äëÿ èîíà Pr3+ â
PrNi5 ïî äàííûì íåóïðóãîãî ðàññåÿíèÿ íåéòðî-
íîâ. Ñõåìà íèæíèõ óðîâíåé ñïåêòðà èç ðàáîòû
[7] âîñïðîèçâåäåíà íà ðèñ. 1,à.
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10 1049
Ýôôåêòû õàîòè÷åñêèõ ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîëåé
 ðàáîòå [8] ïîêàçàíî, ÷òî â ïñåâäîáèíàðíûõ
ñïëàâàõ RNi Cu5�x x ñïåêòð íåóïðóãîãî ðàññåÿíèÿ
íåéòðîíîâ ïðåòåðïåâàåò ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ
ïî ñðàâíåíèþ ñ áèíàðíûì PrNi5. Ýòîò ôàêò àâòî-
ðû [8] ñâÿçûâàþò ñ âëèÿíèåì êîíôèãóðàöèîííîãî
áåñïîðÿäêà â áëèæàéøåì îêðóæåíèè èîíîâ Pr,
âîçíèêàþùåãî ïðè íåóïîðÿäî÷åííîì çàìåùåíèè
íèêåëÿ ìåäüþ. Íàìè ïðîâåäåíî ñèñòåìàòè÷åñêîå
èçó÷åíèå ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ ìîíîêðèñòàëëîâ
ïñåâäîáèíàðíûõ ñîåäèíåíèé PrNi Cu5�x x [9]. Áû-
ëè ïîëó÷åíû íåîáû÷íûå, íà ïåðâûé âçãëÿä, ðå-
çóëüòàòû. Çàìåùåíèå íèêåëÿ äàæå íåáîëüøèì êî-
ëè÷åñòâîì ìåäè ïðèâîäèò ê ðåçêîìó âîçðàñòàíèþ
ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ìîíîêðèñòàëëîâ, èç-
ìåðåííîé ïðè 4,2 Ê âäîëü îñåé à è b â áàçèñíîé
ïëîñêîñòè (ðèñ. 2). Êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ âäîëü
òðóäíîé îñè ñ ñëàáî çàâèñÿò îò õ.
Íà ðèñ. 3 ïîêàçàíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìî-
ñòè íàìàãíè÷åííîñòè M T( ) äëÿ ñïëàâîâ PrNi5 è
PrNi4,9Cu0,1, ñíÿòûå âî âíåøíèõ ïîëÿõ 1,6 è
4 ÌÀ/ì, ïðèëîæåííûõ âäîëü îñè b. Âñå îíè
èìåþò ìàêñèìóìû âáëèçè 16 è 13 Ê ñîîòâåòñò-
âåííî äëÿ ïåðâîãî è âòîðîãî ñïëàâîâ. Êàê óæå
óïîìèíàëîñü âûøå, äëÿ PrNi5 àíàëîãè÷íûå ðå-
çóëüòàòû áûëè ïîëó÷åíû ðàíåå è îáúÿñíåíû òåð-
ìè÷åñêèì âîçáóæäåíèåì èîíîâ Pr3+ èç íåìàãíèò-
íîãî ñèíãëåòíîãî â áëèçëåæàùèå ìàãíèòíûå
ñîñòîÿíèÿ. Â ñïëàâå ñ íåáîëüøèì (õ � 01, ) ñîäåð-
æàíèåì ìåäè îòíîñèòåëüíàÿ âåëè÷èíà ïèêà Ì Ò( )
ðåçêî óìåíüøàåòñÿ è îí ïðàêòè÷åñêè èñ÷åçàåò äëÿ
ñïëàâîâ ñ õ � 01, .
Ñ ðîñòîì âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ àáñîëþò-
íîå ïèêîâîå çíà÷åíèå íàìàãíè÷åííîñòè äëÿ îáîèõ
ñïëàâîâ ðåçêî âîçðàñòàåò, íî îòíîñèòåëüíàÿ âåëè-
÷èíà ïèêà äëÿ PrNi5 ñíèæàåòñÿ, à äëÿ ëåãèðîâàí-
íîãî ìåäüþ — âîçðàñòàåò. Òàêîå ïîâåäåíèå íàìàã-
íè÷åííîñòè ìîæíî îáúÿñíèòü èçìåíåíèåì ïî-
ëîæåíèÿ óðîâíåé ýíåðãèè â ñïåêòðå íèæíåãî
ìóëüòèïëåòà òåõ èîíîâ Pr, â áëèæàéøåì îêðóæå-
íèè êîòîðûõ îêàçàëñÿ õîòÿ áû îäèí àòîì ìåäè.
Äåéñòâèòåëüíî, àòîì íèêåëÿ èìååò íà îäèí ýëåê-
òðîí ìåíüøå, ÷åì àòîì ìåäè, è ñâÿçàííûå ñ íèìè
ýëåêòðè÷åñêèå çàðÿäû ìîãóò áûòü ðàçëè÷íûìè.
Ýòî, êàê âèäíî íà ðèñ. 4, ìîæåò íàðóøèòü ñèì-
ìåòðèþ 6-ãî ïîðÿäêà â ðàñïîëîæåíèè çàðÿäîâ,
ñîçäàþùèõ êðèñòàëëè÷åñêîå ïîëå íà öåíòðàëü-
íîì èîíå Pr, à çíà÷èò, è èçìåíèòü ïîëîæåíèå
1050 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10
À. Ñ. Åðìîëåíêî
Ðèñ. 1. Ñõåìà íèæíèõ óðîâíåé îñíîâíîãî ìóëüòèïëå-
òà èîíà Pr3+, ðàñùåïëåííîãî â êðèñòàëëè÷åñêîì ïîëå,
îïèñûâàåìîì ãàìèëüòîíèàíîì (1) (à) è ãàìèëüòî-
íèàíîì (1) ñ äîáàâëåíèåì ÷ëåíà B O22 22 (á). Ïàðà-
ìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ âçÿòû èç ðàáîòû [7];
B B22 2002� , .
Ðèñ. 2. Êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ ïðè 4,2 Ê ìîíî-
êðèñòàëëîâ ñïëàâîâ PrNi Cu5�x x âäîëü îñåé b (1–4)
è ñ ( 1 3, ) äëÿ õ � 0 (1 è 1); 0,3 (2); 0,7 (3 è 3 );
1,6 (4) [9].
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü íàìàãíè÷åííîñòè
âäîëü îñè b äëÿ ñïëàâîâ PrNi5 (1 è 1) è PrNi4,9Cu0,1
(2 è 2 ), ñíÿòûå âî âíåøíåì ìàãíèòíîì ïîëå 1,6 (1, 2)
è 4 ( 1 2, ) ÌÀ/ì [9].
óðîâíåé íèæíåãî ìóëüòèïëåòà ýòîãî èîíà. Òàêîå
èçìåíåíèå ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî ñóùåñòâåííûì,
ïîñêîëüêó åãî ïðèðîäà òà æå, ÷òî è ïðèðîäà ñàìî-
ãî ðàñùåïëåíèÿ ìóëüòèïëåòà. Â ïðèíöèïå, îíî
ìîæåò ïðèâåñòè ê ðåçêîìó âîçðàñòàíèþ ìàãíèò-
íîé âîñïðèèì÷èâîñòè è ê ñíèæåíèþ êðèòè÷åñêîãî
ïîëÿ îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, íåîáõîäèìîãî
äëÿ âîçíèêíîâåíèÿ ôåððîìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷å-
íèÿ. Ìîæíî áûëî îæèäàòü, ÷òî ïðè òåìïåðàòóðàõ
Ò
4 2, Ê â ëåãèðîâàííûõ ìåäüþ ñïëàâàõ òàêîå
óïîðÿäî÷åíèå áóäåò ðåàëèçîâàíî. Äåéñòâèòåëüíî,
â ñïëàâàõ ñ 0 7 2 6, ,� �x ìû íàáëþäàëè ìàêñèìóìû
íà÷àëüíîé âîñïðèèì÷èâîñòè íà ïåðåìåííîì òîêå
ïðè òåìïåðàòóðàõ Ò
4 2, Ê [10,11].
Îáðàáîòêà êðèâûõ íàìàãíè÷èâàíèÿ ïî ìåòîäó
Àððîòà äàëà çíà÷åíèÿ òî÷åê Êþðè ÒÑ, ñîâïàäàþ-
ùèå ñ òåìïåðàòóðàìè ìàêñèìóìîâ âîñïðèèì÷è-
âîñòè. Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíà êîíöåíòðàöèîííàÿ çà-
âèñèìîñòü òî÷åê Êþðè. Îíà èìååò ìàêñèìóì
ÒÑ � 3,6 Ê ïðè õ � 1,1. Äàëüíåéøåå ïîâûøåíèå õ
ïðèâîäèò ê ëèíåéíîìó óìåíüøåíèþ òî÷êè Êþðè
âïëîòü äî õ � 2 6, . Õîòÿ ñïëàâû ñ áóëüøèì ñîäåð-
æàíèåì ìåäè íàìè íå èçó÷àëèñü, ìîæíî îæèäàòü,
÷òî ïðè íåêîòîðîé êðèòè÷åñêîé êîíöåíòðàöèè
îíè ñòàíóò ïàðàìàãíèòíûìè â îñíîâíîì ñîñòîÿ-
íèè, ïîñêîëüêó êðàéíèé ñïëàâ PrCu5 ÿâëÿåòñÿ
ïàðàìàãíåòèêîì Âàí Ôëåêà, êàê è PrNi5. Îáúÿñ-
íåíèå ïîÿâëåíèÿ ôåððîìàãíåòèçìà â ïñåâäîáè-
íàðíûõ òâåðäûõ ðàñòâîðàõ äâóõ ïàðàìàãíåòèêîâ
Âàí Ôëåêà íàðóøåíèåì èñõîäíîãî êîíôèãóðàöè-
îííîãî ïîðÿäêà â ðàñïðåäåëåíèè ýëåêòðè÷åñêèõ
çàðÿäîâ ïî óçëàì êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè ïîä-
òâåðæäàåòñÿ è òåì îáñòîÿòåëüñòâîì, ÷òî â àìîðô-
íîì ñîñòîÿíèè PrNi5 ÿâëÿåòñÿ ôåððîìàãíåòèêîì
[12]. Ïðè ïåðåõîäå îò êðèñòàëëè÷åñêîãî ê àìîðô-
íîìó ñîñòîÿíèþ èçìåíÿåòñÿ ëîêàëüíîå
îêðóæåíèå èîíà Pr3+ è ñïåêòð óðîâíåé åãî îñíîâ-
íîãî ìóëüòèïëåòà. Àâòîðû [13] ïîêàçàëè, ÷òî äëÿ
àäåêâàòíîãî îïèñàíèÿ ýòîãî ñïåêòðà ó÷åò íàðóøå-
íèÿ ëîêàëüíîé ñèììåòðèè áëèæàéøåãî îêðóæå-
íèÿ íå ìåíåå âàæåí, ÷åì ó÷åò ðàñïðåäåëåíèÿ áëè-
æàéøèõ ñîñåäåé ïî ðàññòîÿíèÿì îò öåíòðàëüíîãî
Pr3+ èîíà.  ÷àñòíîñòè, èìè ñäåëàíà ïîïûòêà ó÷å-
òà âëèÿíèÿ íàðóøåíèÿ ëîêàëüíîé ñèììåòðèè ïó-
òåì ââåäåíèÿ â ãàìèëüòîíèàí (1) ÷ëåíà B O22 22,
îïèñûâàþùåãî âëèÿíèå îðòîðîìáè÷åñêîãî èñêà-
æåíèÿ èñõîäíîé ãåêñàãîíàëüíîé ñèììåòðèè. Îêà-
çàëîñü, ÷òî ââåäåíèå òàêîãî ÷ëåíà ïîëíîñòüþ ñíè-
ìàåò âûðîæäåíèå J-ìóëüòèïëåòà è èçìåíÿåò
âîëíîâûå ôóíêöèè óðîâíåé. Íà ðèñ. 1,á ïîêàçàíà
ñõåìà íèæíèõ óðîâíåé äëÿ ìóëüòèïëåòà èîíà
Pr3+ â êðèñòàëëè÷åñêîì ïîëå, îïèñûâàåìîì ãà-
ìèëüòîíèàíîì (1) ñ äîáàâëåíèåì ÷ëåíà B O22 22
ïðè B B22 200 2� , . Âèäíî, ÷òî â ñïåêòðå ïðîèçîøëè
ñóùåñòâåííûå èçìåíåíèÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ èñõîä-
íûì ñïåêòðîì äëÿ êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ ãåêñà-
ãîíàëüíîé ñèììåòðèè (ðèñ. 1,à).
Èçìåíåíèå êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ, äåéñòâóþ-
ùåãî íà èîí Pr, â ðåçóëüòàòå çàìåùåíèÿ õîòÿ áû
îäíîãî àòîìà íèêåëÿ â åãî îêðóæåíèè àòîìîì
ìåäè (ðèñ. 4) ìîæåò áûòü â êàêîé-òî ìåðå òàêæå
ó÷òåíî ââåäåíèåì â ãàìèëüòîíèàí (1) ÷ëåíà
B O22 22. Ìû âû÷èñëèëè êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ
äëÿ èîíà Pr3+, íàõîäÿùåãîñÿ â òàêîì èçìåíåííîì
êðèñòàëëè÷åñêîì ïîëå è èìåþùåãî ñïåêòð íèæ-
íèõ óðîâíåé, ïðèâåäåííûé íà ðèñ. 1,á. Ðåçóëüòàò
ïîêàçàí íà ðèñ. 6, ãäå äëÿ ñðàâíåíèÿ ïðèâåäåíû è
êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ, ðàññ÷èòàííûå äëÿ ñëó-
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10 1051
Ýôôåêòû õàîòè÷åñêèõ ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîëåé
Ðèñ. 4. Ïðîñòåéøàÿ êîíôèãóðàöèÿ áëèæàéøèõ ñîñå-
äåé ðåäêîçåìåëüíîãî èîíà â êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêå
ïñåâäîáèíàðíîãî ñïëàâà RNi Cu5�x x ïðè ìàëûõ çíà÷å-
íèÿõ õ.
Ðèñ. 5. Êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü òî÷êè Êþðè
ñïëàâîâ RNi Cu5�x x [10].
÷àÿ «÷èñòîãî» ÐãNi5. Âèäíî, ÷òî êðèâàÿ íàìàãíè-
÷èâàíèÿ âäîëü îñè ëåãêîãî íàìàãíè÷èâàíèÿ
(ÎËÍ) (îñü b) ñóùåñòâåííî èçìåíèëàñü: åå íà-
÷àëüíûé ó÷àñòîê èìååò áîëåå êðóòîé ïîäúåì, ÷åì
â ñëó÷àå áèíàðíîãî ñîåäèíåíèÿ PrNi5 (B22 0� ).
Íàìàãíè÷èâàíèå âäîëü îñè à, íàîáîðîò, ñòàëî áî-
ëåå çàòðóäíåííûì, ïðè÷åì çíà÷èòåëüíàÿ ðàçíèöà
ìåæäó ìàãíèòíûìè ìîìåíòàìè ïðè íàìàãíè÷èâà-
íèè âäîëü îñåé b è a ñîõðàíÿåòñÿ âïëîòü äî ïîëÿ
40 Òë. Âäîëü òðóäíîé îñè ñ êðèâûå íàìàãíè÷èâà-
íèÿ äëÿ äâóõ ðàññìàòðèâàåìûõ ñëó÷àåâ ïðàêòè÷å-
ñêè íå ðàçëè÷àþòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, âëèÿíèå ââå-
äåíèÿ â ãàìèëüòîíèàí (1) ÷ëåíà  Î22 22 íà
êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ êà÷åñòâåííî ñîîòâåòñòâó-
åò ïîÿâëåíèþ îäíîîñíîé àíèçîòðîïèè ñ ÎËÍ, ëå-
æàùåé â áàçèñíîé ïëîñêîñòè. Òàêîé ðåçóëüòàò
áûë òåîðåòè÷åñêè ïðåäñêàçàí Èðõèíûì è äð. [14]
åùå â 1980 ã.
Óâåëè÷åíèå ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè â
ïñåâäîáèíàðíûõ ñïëàâàõ Pr(Ni,Cu)5 ïðè íàëè÷èè
îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ è ïðèâîäèò ê âîçíèê-
íîâåíèþ â íèõ ôåððîìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷åíèÿ.
Ïî-âèäèìîìó, çäåñü ðåàëèçóåòñÿ ìåõàíèçì, ïðè
êîòîðîì âîçíèêíîâåíèå ìàãíèòíîãî ìîìåíòà íà
íåêîòîðûõ èîíàõ Pr3+ ïðèâîäèò ê óñèëåíèþ îá-
ìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ, à ïîñëåäíåå, â ñâîþ î÷å-
ðåäü, ñòèìóëèðóåò äàëüíåéøèé ðîñò íàìàãíè÷åí-
íîñòè (òàê íàçûâàåìûé bootstrap-ïðîöåññ [15],
çàâåðøàþùèéñÿ óñòàíîâëåíèåì ôåððîìàãíèòíîãî
ïîðÿäêà). Íàëè÷èå ôåððîìàãíèòíîãî ïîðÿäêà
â ïñåâäîáèíàðíûõ ñïëàâàõ Pr(Ni,Cu)5 áûëî ïîä-
òâåðæäåíî íåéòðîíîãðàôè÷åñêè [16]. Îáíàðóæåí
ñïîíòàííûé ìàãíèòíûé ìîìåíò â ñïëàâå
PrNi3,9Cu1,1, ðàâíûé 0,5 �B/ô.åä. ïðè 1,5 Ê, ëå-
æàùèé â áàçèñíîé ïëîñêîñòè è ëîêàëèçîâàí-
íûé íà èîíàõ Pr. Â ìàãíèòíîì ïîëå ìîìåíò âîç-
ðàñòàåò è ïðè Í � 40 Òë äîñòèãàåò çíà÷åíèÿ
315, �B/ô.åä. [17], ÷òî ïðàêòè÷åñêè ñîâïàäàåò ñ
ìàãíèòíûì ìîìåíòîì ñâîáîäíîãî èîíà Pr3+
( ,3 2 �B).
3. Ýôôåêòû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ â äðóãèõ
ïñåâäîáèíàðíûõ ñèñòåìàõ íà îñíîâå
ñîåäèíåíèé RNi5
Îïèñàííûå âûøå ïðîÿâëåíèÿ ëîêàëüíûõ êðè-
ñòàëëè÷åñêèõ ïîëåé â òâåðäûõ ðàñòâîðàõ íà îñíî-
âå PrNi5 ïîçâîëÿëè ïðåäïîëàãàòü âîçìîæíîñòü
îáíàðóæåíèÿ âëèÿíèÿ ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷å-
ñêèõ ïîëåé (ËÊÏ) è â ïñåâäîáèíàðíûõ ñèñòåìàõ
ñ äðóãèìè R. Çàìåòíûõ ýôôåêòîâ ËÊÏ ñëåäîâà-
ëî îæèäàòü â ñèñòåìàõ íà îñíîâå ñîåäèíåíèé RNi5
c àíèçîòðîïèåé òèïà ëåãêàÿ ïëîñêîñòü, ïîñêîëüêó
êîýôôèöèåíò àíèçîòðîïèè k66 ìàë è íà ýòîì
ôîíå âëèÿíèå ËÊÏ íà ìàãíèòíûå ñâîéñòâà ìîæåò
áûòü çíà÷èòåëüíûì. Íà ðèñ. 7 ïðèâåäåíà êîíöåí-
òðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü ñïîíòàííîãî ìàãíèòíîãî
1052 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10
À. Ñ. Åðìîëåíêî
Ðèñ. 6. Âû÷èñëåííûå êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ èîíà
Pr3+, íàõîäÿùåãîñÿ â êðèñòàëëè÷åñêîì ïîëå ãåêñàãî-
íàëüíîé ñèììåòðèè (ñïëîøíûå ëèíèè) è â òîì æå
ïîëå, íî ñ îðòîðîìáè÷åñêèì èñêàæåíèåì (øòðèõîâûå
ëèíèè) ïðè Ò = 4,2 Ê è îðèåíòàöèè ìàãíèòíîãî ïîëÿ
âäîëü îñåé b (1), a (2) è c (3). Äëÿ ðàñ÷åòà èñïîëüçî-
âàëè òå æå ïàðàìåòðû êðèñòàëëè÷åñêîãî ïîëÿ, ÷òî è
äëÿ ðàñ÷åòà ñïåêòðîâ, ïðèâåäåííûõ íà ðèñ. 1.
Ðèñ. 7. Êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü ñïîíòàííîãî
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà, èçìåðåííîãî ïðè 4,2 Ê äëÿ ñïëà-
âîâ RNi Cu5�x x ñ R, óêàçàííûìè íà êðèâûõ; Tbcal —
âû÷èñëåííîå ìèíèìàëüíîå çíà÷åíèå Ms äëÿ ñïëàâîâ
TbNi Cu5�x x (ñì. òåêñò) [18].
ìîìåíòà Ms , èçìåðåííîãî ïðè 4,2 Ê äëÿ ìîíî-
êðèñòàëëîâ ïñåâäîáèíàðíûõ ñïëàâîâ RNi Cu5�x x
[18]. Âèäíî, ÷òî Ms ñîåäèíåíèé c R = Tb, Dy,
Ho äîâîëüíî ðåçêî óìåíüøàåòñÿ ñ ðîñòîì õ, â òî
âðåìÿ êàê â ñïëàâàõ ñ Er îíà ïðàêòè÷åñêè íå èç-
ìåíÿåòñÿ, à ñ Gd äàæå âîçðàñòàåò. Òàêîé ðåçóëü-
òàò ëåãêî îáúÿñíÿåòñÿ â îáñóæäàâøåéñÿ âûøå
ìîäåëè ËÊÏ. Äåéñòâèòåëüíî, èîíû Gd èìåþò íó-
ëåâîé îðáèòàëüíûé ìîìåíò è íå âçàèìîäåéñòâóþò
ñ êðèñòàëëè÷åñêèì ïîëåì, ïîýòîìó ËÊÏ â ïñåâ-
äîáèíàðíûõ ñïëàâàõ ñ Gd íå îêàçûâàþò âëèÿíèÿ
íà Ms . Íåáîëüøîé ðîñò Ms ïðè çàìåùåíèè
íèêåëÿ ìåäüþ ñâÿçàí ñ óìåíüøåíèåì âêëàäà
3d-ïîäñèñòåìû â ñïîíòàííóþ íàìàãíè÷åííîñòü
(ìàãíèòíûå ìîìåíòû Ni- è Gd-ïîäðåøåòîê àíòè-
ïàðàëëåëüíû). Íà ôîíå ñèëüíîé îäíîîñíîé àíè-
çîòðîïèè ñîåäèíåíèé ErNi Cu5�x x ËÊÏ òàêæå íå
îêàçûâàþò ñóùåñòâåííîãî âëèÿíèÿ íà ìàãíèòíûå
ìîìåíòû èîíîâ Er, è Ms â ýòèõ ñïëàâàõ ïðàêòè-
÷åñêè íå çàâèñèò îò õ. Ñïëàâû ñ Tb, Dy è Ho èìå-
þò àíèçîòðîïèþ òèïà ëåãêàÿ ïëîñêîñòü. Ñâÿçàí-
íàÿ ñ ËÊÏ ëîêàëüíàÿ îäíîîñíàÿ àíèçîòðîïèÿ
ïðåâàëèðóåò íàä ñëàáîé àíèçîòðîïèåé 6-ãî ïîðÿä-
êà â áàçèñíîé ïëîñêîñòè è ôèêñèðóåò ìàãíèòíûå
ìîìåíòû ðåäêîçåìåëüíûõ èîíîâ âäîëü ñëó÷àéíûõ
íàïðàâëåíèé, ïðèâîäÿ ê íàðóøåíèþ êîëëèíåàð-
íîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû. Ýòî è ÿâëÿåòñÿ ïðè÷è-
íîé ðåçêîãî ñïàäà êðèâûõ Ì xs ( ) â ñïëàâàõ ñ Tb,
Dy è Ho. Àíàëîãè÷íûå îïèñàííûì âûøå ðåçóëü-
òàòû áûëè ïîëó÷åíû ïðè ëåãèðîâàíèè ñîåäèíå-
íèÿ TbNi5 àëþìèíèåì [19]. Ìîæíî îöåíèòü ìè-
íèìàëüíîå çíà÷åíèå Ms â ñèñòåìå TbNi Cu5�x x â
ïðåäïîëîæåíèè, ÷òî ìàãíèòíûå ìîìåíòû âñåõ èî-
íîâ Pr3+ áåñïîðÿäî÷íî ôèêñèðîâàíû ëîêàëüíîé
îäíîîñíîé àíèçîòðîïèåé âäîëü îñåé à. Ïîëó÷åí-
íîå òàêèì îáðàçîì çíà÷åíèå Tbcal ïðèâåäåíî íà
ðèñ. 7. Îíî íàõîäèòñÿ â ïðèåìëåìîì ñîãëàñèè ñ
ìèíèìàëüíûì ýêñïåðèìåíòàëüíûì çíà÷åíèåì Ms
äëÿ ñèñòåìû RNi Cu5�x x .
Äðóãèì ïðîÿâëåíèåì ËÊÏ â ïñåâäîáèíàðíûõ
ñïëàâàõ òèïà RNi Cu5�x x ñ àíèçîòðîïèåé òèïà
ëåãêàÿ ïëîñêîñòü ÿâëÿåòñÿ ïîÿâëåíèå â íèõ äîñ-
òàòî÷íî ñèëüíîé àíèçîòðîïèè â áàçèñíîé ïëîñêî-
ñòè [19]. Íà ðèñ. 8 è 9 ïðèâåäåíû êðèâûå íàìàã-
íè÷èâàíèÿ ñïëàâîâ ñ R = Tb âäîëü îñåé à, b è ñ.
Âäîëü îñè ñ êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ ïðàêòè÷åñêè
ñîâïàäàþò äëÿ ñïëàâîâ ñ õ � 0 è 1. Äëÿ õ � 0 êðè-
âûå âäîëü îñåé à è b ìàëî îòëè÷àþòñÿ, ò.å. àíèçî-
òðîïèÿ â áàçèñíîé ïëîñêîñòè äëÿ TbNi5 ìàëà ñ
ÎËÍ âäîëü îñè à, ÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ áîëåå ðàííè-
ìè ðåçóëüòàòàìè [20,21]. Îäíàêî çíà÷èòåëüíàÿ
àíèçîòðîïèÿ â áàçèñíîé ïëîñêîñòè ïîÿâëÿåòñÿ è â
Cu-, è â Al-çàìåùåííûõ ñïëàâàõ. Â ïåðâûõ îñüþ
ëåãêîãî íàìàãíè÷èâàíèÿ îñòàåòñÿ îñü à, â òî âðå-
ìÿ êàê â ïîñëåäíèõ ÎËÍ ñòàíîâèòñÿ îñü b.
Íàèáîëåå âåðîÿòíî, ÷òî ýòî ðàçëè÷èå ñâÿçàíî ñ
ðàçíûì ïðåäïî÷òåíèåì â çàñåëåííîñòè ðàçëè÷íûõ
êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèõ ïîçèöèé çàìåùàþùèìè
àòîìàìè ìåäè è àëþìèíèÿ. Äåéñòâèòåëüíî, ïî
äàííûì íåéòðîíîãðàôèè [22], àòîìû Al çàíèìà-
þò ïðåèìóùåñòâåííî 3g-óçëû â ñîåäèíåíèÿõ
LaNi Al5�x x ñ x � 1. Íàïðîòèâ, àòîìû Cu â
PrNi4Cu ïðåäïî÷òèòåëüíî çàíèìàþò ïîçèöèè 2c,
êàê ïîêàçàíî íåéòðîíîãðàôè÷åñêè â [16].
Îòìåòèì, íàêîíåö, åùå îäèí ýôôåêò, ñâÿçàí-
íûé, íà íàø âçãëÿä, ñ âëèÿíèåì ËÊÏ â ïñåâäîáè-
íàðíûõ ñïëàâàõ TbNi M5�x x . Íåîáû÷íî âûñîêàÿ
êîýðöèòèâíàÿ ñèëà Hc íàáëþäàëàñü â íèõ ïðè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10 1053
Ýôôåêòû õàîòè÷åñêèõ ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîëåé
Ðèñ. 8. Êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ ïðè 4,2 Ê ìîíîêðè-
ñòàëëîâ ñïëàâîâ TbNi5 (1, 2, 3) è TbNi4Cu ( 1, 2 , 3 )
âäîëü îñåé à (1, 1), b (2, 2 ) è c (3, 3 ) [19].
Ðèñ. 9. Êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ ïðè 4,2 Ê ìîíîêðè-
ñòàëëîâ ñïëàâîâ TbNi5 (1, 2, 3) è TbNi4Al ( 1, 2 , 3 )
âäîëü îñåé à (1, 1), b (2, 2 ) è c (3, 3 ) [19].
4,2 Ê íà êðèâûõ ðàçìàãíè÷èâàíèÿ âäîëü îñåé à è
b [19]. Çàâèñèìîñòü Í õñ( ) ïîêàçàíà íà ðèñ. 10
äëÿ ñïëàâîâ TbNi Cu5�x x è TbNi Al5�x x . Çíà÷åíèå
Hc äîñòèãàåò ìàêñèìóìà ïðè õ � 2 äëÿ Cu-çàìå-
ùåííûõ ñïëàâîâ, â òî âðåìÿ êàê ìàêñèìóì Hc
äëÿ Al-çàìåùåííûõ ñïëàâîâ íàáëþäàëñÿ ïðè
õ � 0 5, . Ìàêñèìàëüíîå çíà÷åíèå Hc â ïîñëåäíèõ
ñïëàâàõ â 2,6 ðàçà áîëüøå ïî ñðàâíåíèþ ñ ïåð-
âûìè.
Êàê ñëåäóåò èç ðàííèõ ðàñ÷åòîâ [23], â ðåäêî-
çåìåëüíûõ ìåòàëëàõ Tb è Dy, èìåþùèõ àíèçî-
òðîïèþ òèïà ëåãêàÿ ïëîñêîñòü, äîìåííûå ãðàíè-
öû î÷åíü óçêèå. Áûëî ïðåäñêàçàíî íàëè÷èå
çàìåòíîãî âíóòðåííåãî çàêðåïëåíèÿ äîìåííûõ
ãðàíèö, ñâÿçàííîãî ñ äèñêðåòíîñòüþ êðèñòàëëè-
÷åñêîé ðåøåòêè. Ìîæíî ïîëàãàòü, ÷òî óçêèå äî-
ìåííûå ãðàíèöû ðåàëèçóþòñÿ è â TbNi5. Íî â
ýòîì ñîåäèíåíèè ìû íå íàáëþäàëè çàìåòíîé êî-
ýðöèòèâíîé ñèëû, ïî êðàéíåé ìåðå ïðè 4,2 Ê.
Ýòî ìîæåò áûòü îáúÿñíåíî íåçíà÷èòåëüíîé ýíåð-
ãèåé àíèçîòðîïèè 6-ãî ïîðÿäêà â áàçèñíîé ïëîñ-
êîñòè. Ñèòóàöèÿ ìåíÿåòñÿ â ïñåâäîáèíàðíûõ
ñïëàâàõ, â êîòîðûõ èîíû Tb èìåþò, êàê îáñóæ-
äàëîñü âûøå, ñèëüíóþ õàîòè÷åñêóþ ëîêàëüíóþ
îäíîîñíóþ àíèçîòðîïèþ. Çàêðåïëåíèå óçêèõ äî-
ìåííûõ ãðàíèö íà íåîäíîðîäíîñòÿõ ýíåðãèè àíè-
çîòðîïèè â áàçèñíîé ïëîñêîñòè ìîæåò áûòü ïðè-
÷èíîé ïîÿâëåíèÿ áîëüøîé êîýðöèòèâíîé ñèëû â
ïñåâäîáèíàðíûõ ñïëàâàõ TbNi Cu5�x x . Ýòîò ìåõà-
íèçì ðåàëèçóåòñÿ â ìíîãî÷èñëåííûõ ïñåâäîáè-
íàðíûõ ðåäêîçåìåëüíûõ ñîåäèíåíèÿõ (ñì., íà-
ïðèìåð, [24]).
Ðàáîòà âûïîëíåíà ïðè ïîääåðæêå Ðîññèéñêîãî
ôîíäà ôóíäàìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé è Ïðàâè-
òåëüñòâà Ñâåðäëîâñêîé îáëàñòè, ïðîåêò
01-02-96420.
1. W. E. Wallace, S. G. Sankar, and V. U. S. Rao,
Crystal Field Effects in Rare-Earth Intermetallic
Compounds, in: Structure and Bonding, J. D.
Dunitz et al. (eds), Springer Verlag, Berlin, Heidel-
berg, New York, Vol. 33, 1 (1977).
2. K. W. H. Stevens, Proc. Phys. Soc. A65, 209
(1952).
3. M. T. Hutchings, Point Charge Calculations of En-
ergy Levels of Magnetic Ions in Crystalline Electric
Fields, in: Solid State Physics, Academic, New
York, London, Vol. 16, 227 (1964).
4. K. H. J. Bushow, Rep. Prog. Phys. 40, 1179
(1977).
5. K. Andres, P. H. Schmidt, and S. Darack, AIP
Proc. No. 24, 238 (1975).
6. K. Andres, S. Darack, and H. R. Ott, Phys. Rev.
B19, 5475 (1979).
7. P. A. Alekseev, A. Andreeff, H. Griessmann, L. P.
Koun, B. Lippold, W. Matz, I. P. Sadikov, O. D.
Chistyakov, I. A. Markova, and E. M. Savitskii,
Phys. Status Solidi B97, 87 (1980).
8. Å. À. Ãîðåìû÷êèí, Í. Á. Êîëü÷óãèíà, Ý. Ìþëå,
Ì. Ïîïåñêó, À. Ë. Ñàëèíã, Ñ. Ñàëèíã, Î. Ä. ×èñ-
òÿêîâ, ÔÒÒ 28, 3642 (1986).
9. A. G. Kuchin, A. S. Ermolenko, V. I. Khrabrov,
and G. M. Makarova, Phys. Status Solidi B197,
447 (1996).
10. À. Ã. Êó÷èí, À. Ñ. Åðìîëåíêî, Â. È. Õðàáðîâ,
Ã. Ì. Ìàêàðîâà, ÔÌÌ 81, âûï. 2, 54 (1996).
11. A. G. Kuchin, A. S. Ermolenko, V. I. Khrabrov,
and G. M. Makarova, J. Magn. Magn. Mater. 159,
L309 (1996).
12. P. A. Alekseev, V. N. Lazukov, V. G, Orlov, I. P.
Sadikov, V. I. Nizhankovskii, J.-B. Suck, and
H. Schmidt, J. Magn. Magn. Mater. 140–144, 861
(1995).
13. Ï. À. Àëåêñååâ, É. Á. Çóê, Ñ. Í. Èøìàåâ, Â. Í.
Ëàçóêîâ, Â. Ã. Îðëîâ, È. Ï. Ñàäèêîâ, Ì. Í.
Õëîïêèí, ÆÝÒÔ 99, 1369 (1991).
14. Þ. Ï. Èðõèí, Å. È. Çàáîëîöêèé, Å. Â. Ðîçåí-
ôåëüä, ÔÌÌ 49, 1216 (1980).
15. Y.-L. Wang and B. R. Cooper, Phys. Rev. 185, 696
(1969).
16. A. Pirogov, R. Schneider, A. Teplykh, A. Ermo-
lenko, and A. Kuchin, Physica B276–278, 580
(2000).
17. A. S. Ermolenko, A. G. Kuchin, A. N. Pirogov,
N. V. Mushnikov, V. I. Khrabrov, R. Schneider,
and T. Goto, Proc. Moscow Int. Symp. on Magn.,
Moscow, 1999, Part 2, p. 332.
18. A. S. Ermolenko, Proc. of The 8th Europ. Conf. on
Magn. Mater. and Appl., Material Science Forum
(2001), p. 29, 373.
19. A. G. Kuchin, A. S. Ermolenko, V. I. Khrabrov,
N. I. Kourov, G. M. Makarova, E. V. Belozerov,
1054 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10
À. Ñ. Åðìîëåíêî
Ðèñ. 10. Êîíöåíòðàöèîííàÿ çàâèñèìîñòü êîýðöèòèâíîé
ñèëû, èçìåðåííîé ïðè 4,2 Ê âäîëü îñè ëåãêîãî íàìàã-
íè÷èâàíèÿ ìîíîêðèñòàëëîâ TbNi Cu5�x x (1) è
TbNi Al5�x x (2) [19].
T. P. Lapina, and Yu. A. Kulikov, J. Magn. Magn.
Mater. 238, 29 (2002).
20. B. Barbara, D. Gignoux, D. Givord, F. Givord, and
R. Lemaire, Int. J. Magn. 4, 77 (1973).
21. D. Gignoux, A. Nait-Saada, and R Perrier de la
Bathie, J. Phys. 40 (C5), 188 (1979).
22. A. Percheron-Guegan, C. Lartique, J. C. Achard,
P. Germi, and F. Tasset, J. Less-Common Met. 74,
(1980).
23. T. Egami and C. D. Graham, Jr., J. Appl. Phys. 42,
1299 (1971).
24. À. Ñ. Åðìîëåíêî, À. Â. Êîðîëåâ, À. Ô. Ðîæäà,
ÔÌÌ 42, 518 (1976).
Effects of random local crystal fields in
pseudobinary rare earth intermetallics
A. S. Ermolenko
The short review is given of the recent
studies concerning the influence of random lo-
cal crystal fields on the magnetic properties of
pseudobinary rare earth intermetallics. The
main attention is paid to the RNi M5�x x type
compounds (M = Cu, Al). The effects of ran-
dom local crystal fields experimentally found
in these compounds are discussed: the onset of
ferromagnetism in the alloys of the Pr(Ni,Cu)
system; the drop of the spontaneous magnetic
moment, the growth of the basal plane aniso-
tropy energy and coercive force in intermedi-
ate pseudobinary alloys of the R(Ni,Cu)5 and
R(Ni,Al)5 systems as compared with terminal
binary compounds.
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10 1055
Ýôôåêòû õàîòè÷åñêèõ ëîêàëüíûõ êðèñòàëëè÷åñêèõ ïîëåé
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-128704 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:13:52Z |
| publishDate | 2002 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Ермоленко, А.С. 2018-01-13T17:56:40Z 2018-01-13T17:56:40Z 2002 Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах / А.С. Ермоленко // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 10. — С. 1048-1055. — Бібліогр.: 24 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 71.20.Eh, 71.70.Gm, 74.25.Ha, 75.30.Gw https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128704 Дан краткий обзор работ по исследованию влияния локальных хаотических кристаллических полей на магнитные свойства псевдобинарных редкоземельных интерметаллидов. Основное внимание уделяется соединениям типа RNi₅₋x Mx, M = Cu, Al. Обсуждаются такие экспериментально обнаруженные эффекты локальных кристаллических полей, как возникновение ферромагнетизма в сплавах системы Pr(Ni,Cu)₅, уменьшение спонтанного магнитного момента, рост энергии анизотропии в базисной плоскости и коэрцитивной силы в промежуточных псевдобинарных сплавах R(Ni,Cu)₅ и R(Ni,Al)₅ по сравнению с крайними бинарными соединениями. Надано краткий огляд робіт по дослідженню впливу локальних хаотичних кристалічних полів на магнітні властивості псевдобінарних рідкісноземельних інтерметалідів.Основна увага приділяється сполукам типу RNi₅₋x Mx, М = Сu, Al. Обговорюються такіекспериментально виявлені ефекти локальних кристалічних полів, як виникнення феромагнетизму у сплавах системи Pr(Ni,Cu)₅ , зменшення спонтанного магнітного моменту, рост енергії анізотропії в базисній площині та коерцитивної сили у проміжних псевдобінарних сплавах R(Ni,Cu)₅ та R(Ni,Al)₅ у порівнянні з крайніми бінарними сполуками Works on the influence of local chaotic crystal fields on the magnetic properties of pseudobinary rare-earth intermetallides are briefly reviewed. Attention is focused primarily on compounds of the type RNi₅₋xMx, M=Cu, Al. Experimentally observed effects of local crystal fields, such as, the appearance of ferromagnetism in the system Pr(Ni, Cu)₅ and a decrease of the spontaneous magnetic moment and an increase in the anisotropy energy in the basal plane and coercive force in the intermediate pseudobinary alloys R(Ni, Cu)₅ and R(Ni, Al)₅ as compared with the limiting binary compounds, are discussed. Работа выполнена при поддержке Российского
 фонда фундаментальных исследований и Правительства Свердловской области, проект
 01-02-96420. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпеpатуpный магнетизм Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах Effects of chaotic local crystal fields in pseudobinary rare-earth intermetallides Article published earlier |
| spellingShingle | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах Ермоленко, А.С. Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| title | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах |
| title_alt | Effects of chaotic local crystal fields in pseudobinary rare-earth intermetallides |
| title_full | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах |
| title_fullStr | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах |
| title_full_unstemmed | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах |
| title_short | Эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах |
| title_sort | эффекты хаотических локальных кристаллических полей в псевдобинарных редкоземельных интерметаллидах |
| topic | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| topic_facet | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128704 |
| work_keys_str_mv | AT ermolenkoas éffektyhaotičeskihlokalʹnyhkristalličeskihpoleivpsevdobinarnyhredkozemelʹnyhintermetallidah AT ermolenkoas effectsofchaoticlocalcrystalfieldsinpseudobinaryrareearthintermetallides |