Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций
Исследованы статическая намагниченность MN и динамическая магнитная восприимчивость χac поликристаллического манганита La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃ в интервале температур 5 К < T < 350 К. Измерения проведены на образце с размагничивающим фактором N = 5,4 в статических магнитных полях H в интервале...
Saved in:
| Published in: | Физика низких температур |
|---|---|
| Date: | 2002 |
| Main Authors: | , , , , |
| 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/123456789/128706 |
| 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: | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций / А.Б. Безносов, В.В. Еременко, Е.Л. Фертман, В.А. Десненко, Д.Д. Халявин // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 10. — С. 1065-1071. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860244957485334528 |
|---|---|
| author | Безносов, А.Б. Еременко, В.В. Фертман, Е.Л. Десненко, В.А. Халявин, Д.Д. |
| author_facet | Безносов, А.Б. Еременко, В.В. Фертман, Е.Л. Десненко, В.А. Халявин, Д.Д. |
| citation_txt | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций / А.Б. Безносов, В.В. Еременко, Е.Л. Фертман, В.А. Десненко, Д.Д. Халявин // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 10. — С. 1065-1071. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Исследованы статическая намагниченность MN и динамическая магнитная восприимчивость χac поликристаллического манганита La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃ в интервале температур 5 К < T < 350 К. Измерения проведены на образце с размагничивающим фактором N = 5,4 в статических магнитных полях H в интервале 0-120 Э и на тороидальном образце с N = 0 в полях частотой 120 и 1000 Гц и амплитудой 8×10⁻³-4,1 Э. В области 5 К < T < 270 К исследовано влияние одноосного давления P = 0,1 кбар на статическую восприимчивость cN = MN/H. Обнаружено, что в магнитоупорядоченном состоянии (ниже 314 К) cac не зависит от амплитуды поля в интервале 1,5-4,1 Э и температуры между 250 и 302 К. При температуре Tp = 250 К обнаружен фазовый переход 2-го рода (разрыв производной ∂χac/∂T), при Ti = 177,5 К - фазовый переход 1-го рода (разрыв зависимости χac(T)). Одноосное давление приводит к аномальному понижению восприимчивости в области 160-250 К с острым минимумом при 200 К. Температурная и полевая зависимости магнитной восприимчивости вне области фазовых переходов интерпретированы в рамках представлений об образовании в системе в слабых полях при температуре ниже 302 К геликоидальной магнитной структуры.
Досліджено статичну намагніченість MN і динамічну магнітну сприйнятливість acполікристалічного манганіту La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃ в інтервалі температур 5К < T < 350 К.Виміри проведено на зразці з розмагнічуючим фактором N = 5,4 в статичних магнітнихполях H в інтервалі 0 120 Е і на тороїдальному зразці з N = 0 в полях частотою 120 і 1000 Гц і амплітудою 8×10⁻³-4,1 Е. В області 5К < T < 270 К досліджено впливодноосного тиску P = 0,1 кбар на статичну сприйнятливість N = MN/H. Виявлено, що вмагнітовпорядкованому стані (нижче 314 К) ac не залежить від амплітуди поля вінтервалі 1,5 4,1 Е і температури між 250 та 302 К. При температурі Tp = 250 К виявленофазовий перехід 2-го роду (розрив похідної ∂χac/∂TT), при Ti =177,5 К фазовий перехід1-го роду (розрив залежності χac(T)). Одноосний тиск приводить до аномального зниження сприйнятливості в області 160 250 К з гострим мінімумом при 200 К.Температурна і польова залежності магнітної сприйнятливості зовні області фазовихпереходів інтерпретовано в рамках уявлень щодо утворення в системі в слабких полях притемпературi нижче 302 К гелікоїдальної магнітної структури.
The static magnetization MN and dynamic magnetic susceptibility χac of polycrystalline manganite La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃ are investigated in the temperature region 5 K<T<350 K. Measurements are made on a sample with a demagnetizing factor N=5.4 in static magnetic fields H in the range 0–120 Oe and on a toroidal sample with N=0 in fields with frequencies of 120 and 1000 Hz and amplitudes from 8×10−3 to 4.1 Oe. The effect of a uniaxial pressure P=0.1 kbar on the static susceptibility χN=MN/H is investigated in the region 5 K<T<270 K. It is found that in the magnetically ordered state (below 314 K) χac is independent of the field amplitude in the interval 1.5–4.1 Oe and independent of temperature between 250 and 302 K. At a temperature Tp=250 K a second-order phase transition (discontinuity of the derivative ∂χac/∂T) is observed, and at Ti=177.5 K—a first-order phase transition (discontinuity of χac(T)). The uniaxial pressure leads to an anomalous lowering of the susceptibility in the region 160–250 K with a sharp minimum at 200 K. The temperature and field dependence of the magnetic susceptibility outside the phase transition region are interpreted in terms of ideas about the formation of a helicoidal magnetic structure in the system in low fields at a temperature below 302 K.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:35:32Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10, ñ. 1065–1071
Ìàãíèòíûå ôàçû â La0,66Ba0,34MnO3: âëèÿíèå
òåìïåðàòóðû è óïðóãèõ äåôîðìàöèé
À. Á. Áåçíîñîâ, Â. Â. Åðåìåíêî, Å. Ë. Ôåðòìàí, Â. À. Äåñíåíêî
Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á. È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû
ïð. Ëåíèíà, 47, ã. Õàðüêîâ, 61103, Óêðàèíà
E-mail: beznosov@ilt.kharkov.ua
Ä. Ä. Õàëÿâèí
Èíñòèòóò ôèçèêè òâåðäîãî òåëà è ïîëóïðîâîäíèêîâ ÍÀÍ Áåëàðóñè
óë. Ï. Áðîâêè, 17, ã. Ìèíñê, 220072, Áåëàðóñü
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â ðåäàêöèþ 26 ôåâðàëÿ 2002 ã.
Èññëåäîâàíû ñòàòè÷åñêàÿ íàìàãíè÷åííîñòü MN è äèíàìè÷åñêàÿ ìàãíèòíàÿ âîñïðè-
èì÷èâîñòü �ac ïîëèêðèñòàëëè÷åñêîãî ìàíãàíèòà La0,66Ba0,34MnO3 â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð
5 Ê < T < 350 Ê. Èçìåðåíèÿ ïðîâåäåíû íà îáðàçöå ñ ðàçìàãíè÷èâàþùèì ôàêòîðîì N = 5,4
â ñòàòè÷åñêèõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ H â èíòåðâàëå 0–120 Ý è íà òîðîèäàëüíîì îáðàçöå ñ N = 0
â ïîëÿõ ÷àñòîòîé 120 è 1000 Ãö è àìïëèòóäîé 8�10–3–4,1 Ý.  îáëàñòè 5 Ê < T < 270 Ê
èññëåäîâàíî âëèÿíèå îäíîîñíîãî äàâëåíèÿ P = 0,1 êáàð íà ñòàòè÷åñêóþ âîñïðèèì÷èâîñòü
�N = MN/H. Îáíàðóæåíî, ÷òî â ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííîì ñîñòîÿíèè (íèæå 314 Ê) �ac íå
çàâèñèò îò àìïëèòóäû ïîëÿ â èíòåðâàëå 1,5–4,1 Ý è òåìïåðàòóðû ìåæäó 250 è 302 Ê. Ïðè
òåìïåðàòóðå Tp = 250 Ê îáíàðóæåí ôàçîâûé ïåðåõîä 2-ãî ðîäà (ðàçðûâ ïðîèçâîäíîé
��ac/�T), ïðè Ti = 177,5 Ê — ôàçîâûé ïåðåõîä 1-ãî ðîäà (ðàçðûâ çàâèñèìîñòè �ac(T)).
Îäíîîñíîå äàâëåíèå ïðèâîäèò ê àíîìàëüíîìó ïîíèæåíèþ âîñïðèèì÷èâîñòè â îáëàñòè
160–250 Ê ñ îñòðûì ìèíèìóìîì ïðè 200 Ê. Òåìïåðàòóðíàÿ è ïîëåâàÿ çàâèñèìîñòè
ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè âíå îáëàñòè ôàçîâûõ ïåðåõîäîâ èíòåðïðåòèðîâàíû â ðàìêàõ
ïðåäñòàâëåíèé îá îáðàçîâàíèè â ñèñòåìå â ñëàáûõ ïîëÿõ ïðè òåìïåðàòóðå íèæå 302 Ê
ãåëèêîèäàëüíîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû.
Äîñë³äæåíî ñòàòè÷íó íàìàãí³÷åí³ñòü MN ³ äèíàì³÷íó ìàãí³òíó ñïðèéíÿòëèâ³ñòü �ac
ïîë³êðèñòàë³÷íîãî ìàíãàí³òó La0,66Ba0,34MnO3 â ³íòåðâàë³ òåìïåðàòóð 5 Ê < T < 350 Ê.
Âèì³ðè ïðîâåäåíî íà çðàçö³ ç ðîçìàãí³÷óþ÷èì ôàêòîðîì N = 5,4 â ñòàòè÷íèõ ìàãí³òíèõ
ïîëÿõ H â ³íòåðâàë³ 0–120 Å ³ íà òîðî¿äàëüíîìó çðàçö³ ç N = 0 â ïîëÿõ ÷àñòîòîþ 120 ³
1000 Ãö ³ àìïë³òóäîþ 8�10–3–4,1 Å.  îáëàñò³ 5 Ê < T < 270 Ê äîñë³äæåíî âïëèâ
îäíîîñíîãî òèñêó P = 0,1 êáàð íà ñòàòè÷íó ñïðèéíÿòëèâ³ñòü �N = MN/H. Âèÿâëåíî, ùî â
ìàãí³òîâïîðÿäêîâàíîìó ñòàí³ (íèæ÷å 314 Ê) �ac íå çàëåæèòü â³ä àìïë³òóäè ïîëÿ â
³íòåðâàë³ 1,5–4,1 Å ³ òåìïåðàòóðè ì³æ 250 òà 302 Ê. Ïðè òåìïåðàòóð³ Tp = 250 Ê âèÿâëåíî
ôàçîâèé ïåðåõ³ä 2-ãî ðîäó (ðîçðèâ ïîõ³äíî¿ ��ac/�T), ïðè Ti =177,5 Ê — ôàçîâèé ïåðåõ³ä
1-ãî ðîäó (ðîçðèâ çàëåæíîñò³ �ac(T)). Îäíîîñíèé òèñê ïðèâîäèòü äî àíîìàëüíîãî
çíèæåííÿ ñïðèéíÿòëèâîñò³ â îáëàñò³ 160–250 Ê ç ãîñòðèì ì³í³ìóìîì ïðè 200 Ê.
Òåìïåðàòóðíà ³ ïîëüîâà çàëåæíîñò³ ìàãí³òíî¿ ñïðèéíÿòëèâîñò³ çîâí³ îáëàñò³ ôàçîâèõ
ïåðåõîä³â ³íòåðïðåòîâàíî â ðàìêàõ óÿâëåíü ùîäî óòâîðåííÿ â ñèñòåì³ â ñëàáêèõ ïîëÿõ ïðè
òåìïåðàòóði íèæ÷å 302 Ê ãåë³êî¿äàëüíî¿ ìàãí³òíî¿ ñòðóêòóðè.
PACS: 75.30.–m, 75.80.+q, 75.70.Pa
© À. Á. Áåçíîñîâ, Â. Â. Åðåìåíêî, Å. Ë. Ôåðòìàí, Â. À. Äåñíåíêî, Ä. Ä. Õàëÿâèí, 2002
1. Ââåäåíèå
Ñîåäèíåíèå ñî ñòðóêòóðîé ïåðîâñêèòà
La0,66Ba0,34MnO3 ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îäèí èç
ïåðâûõ îêñèäîâ ìàðãàíöà, ïðèâëåêøèõ âíèìàíèå
èññëåäîâàòåëåé â ïðîøëîì äåñÿòèëåòèè â ñâÿçè ñ
ïîèñêîì íîâûõ ìàòåðèàëîâ ìèêðîýëåêòðîíèêè.
Òåì íå ìåíåå ïåðîâñêèòû La–Ba–Mn–O îñòàþòñÿ
îäíèìè èç íàèìåíåå èññëåäîâàííûõ îêñèäîâ ñ êî-
ëîññàëüíûì ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèåì [1], õîòÿ è
âûçûâàþò áîëüøîé èíòåðåñ êàê ñ íàó÷íîé, òàê è ñ
ïðèêëàäíîé òî÷åê çðåíèÿ. Îäíîé èç õàðàêòåðíûõ
îñîáåííîñòåé Ba-çàìåùåííûõ ìàíãàíèòîâ ÿâëÿåò-
ñÿ çíà÷èòåëüíîå ðàñõîæäåíèå â ðàçìåðàõ èîíîâ
ëàíòàíèäîâ è Ba, âåäóùåå ê áîëüøèì çíà÷åíèÿì
ôàêòîðà òîëåðàíòíîñòè t ñèñòåìû, õàðàêòåðè-
çóþùåãî âíóòðåííèå íàïðÿæåíèÿ â êðèñòàë-
ëè÷åñêîé ðåøåòêå [2]. Ïî ñðàâíåíèþ ñ àíàëî-
ãè÷íûìè ìàíãàíèòàìè, äîïèðîâàííûìè Ca è Sr,
çàìåùåíèå ëàíòàíà áàðèåì ïðèâîäèò ê îñîáåí-
íî áîëüøèì âíóòðåííèì íàïðÿæåíèÿì â êðèñ-
òàëëå. Ñîîòâåòñòâåííî, ôàêòîð òîëåðàíòíîñòè
La0,66Ba0,34MnO3, îïðåäåëÿåìûé âûðàæåíèåì
t /� � �( )A O) 2 (M O ,
ãäå A–O è M–O — äëèíû ñâÿçåé â êóáè÷åñêîì
ïåðîâñêèòå AMO3, îêàçûâàåòñÿ íàèáîëüøèì ñðå-
äè âñåõ èçâåñòíûõ èçîñòðóêòóðíûõ ñîåäèíåíèé
òèïà Ln2/3A1/3MnO3 (Ln = La, Pr, A = Ca, Sr,
Ba): åãî âåëè÷èíà ïðåâûøàåò 0,99 è áëèçêà ê 1
[3]. Â ðåçóëüòàòå La0,66Ba0,34MnO3 ÿâëÿåòñÿ ïî÷-
òè êóáè÷åñêèì ïåðîâñêèòîì ñ âûñîêîé òåìïåðàòó-
ðîé Êþðè TC � 340 Ê [4,5]. Ñîåäèíåíèå îáëàäàåò
äîñòàòî÷íî ïðîñòîé, íà ïåðâûé âçãëÿä, ìàãíèòíîé
ôàçîâîé äèàãðàììîé: ïðè íîðìàëüíîì äàâëåíèè
La0,66Ba0,34MnO3 âûøå TC ÿâëÿåòñÿ ïàðàìàãíèò-
íûì äèýëåêòðèêîì (âîçìîæíî, ÷òî â ìîíîêðè-
ñòàëëå òåìïåðàòóðíûé ïåðåõîä äèýëåêòðèê–ìå-
òàëë ñëåãêà ñìåùåí [4]), ôåððîìàãíèòíûì
ïðîâîäíèêîì íèæå ýòîé òåìïåðàòóðû è èìååò ïèê
ìîäóëÿ ìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿ â îêðåñòíîñòè TC
[4,6].
Ââèäó òîãî ÷òî ñèñòåìà ñ áëèçêèìè ê êðèòè÷å-
ñêèì âíóòðåííèìè íàïðÿæåíèÿìè äîëæíà áûòü
âåñüìà ÷óâñòâèòåëüíîé ê âíåøíèì ìåõàíè÷åñêèì
íàïðÿæåíèÿì, ìû èñïîëüçîâàëè âëèÿíèå äàâëå-
íèÿ íà ìàãíèòíûå ñâîéñòâà âåùåñòâà äëÿ èçó÷å-
íèÿ óñòîé÷èâîñòè ýëåêòðîííîé è ìàãíèòíîé
ñòðóêòóð La0,66Ba0,34MnO3 â îáëàñòè ìàãíèòíîãî
óïîðÿäî÷åíèÿ.
2. Ýêñïåðèìåíò
Èñõîäíûé ìàññèâíûé ïîëèêðèñòàëëè÷åñêèé
îáðàçåö La0,66Ba0,34MnO3, èññëåäîâàííûé â ðà-
áîòå, ïðèãîòîâëåí ñòàíäàðòíûì ìåòîäîì òâåðäî-
òåëüíîé ðåàêöèè â ñìåñè ïîðîøêîâ La2O3,
BaCO3 è Mn2O3, âçÿòûõ â òðåáóåìîé ïðîïîðöèè.
Ïîñëå äâóõ÷àñîâîãî ïðåäâàðèòåëüíîãî îòæèãà
ïðè 900 oC, îáåñïå÷èâàþùåãî äåêàðáîíèçàöèþ,
ñìåñü áûëà ñïðåññîâàíà â ôîðìå òàáëåòêè è ñïå-
÷åíà â òå÷åíèå 4 ÷àñîâ ïðè 1470 oC. Äàëåå îáðà-
çåö áûë ìåäëåííî îõëàæäåí âìåñòå ñ ïå÷üþ ñî
ñêîðîñòüþ 80 oC/÷. Ðåíòãåíîôàçíûé àíàëèç ïî-
êàçàë íàëè÷èå îäíîôàçíîãî âåùåñòâà.
Ìàãíèòíûå èçìåðåíèÿ ïðîâåäåíû íà îá-
ðàçöàõ â ôîðìå ïàðàëëåëåïèïåäà (ðàçìåðîì
2,55 � 2,31 � 1,1 ìì ñ ðàçìàãíè÷èâàþùèì ôàêòî-
ðîì N � 5,4 â íàïðàâëåíèè êîðîòêîãî ðåáðà,
âäîëü êîòîðîãî ïðèêëàäûâàëîñü âíåøíåå ìàãíèò-
íîå ïîëå è îäíîîñíîå äàâëåíèå) è òîðîèäà ïðÿ-
ìîóãîëüíîãî ñå÷åíèÿ (ñ âíåøíèì äèàìåòðîì
2,31 ìì, âíóòðåííèì — 1 ìì, òîëùèíîé 1,1 ìì,
N = 0). Ñòàòè÷åñêàÿ íàìàãíè÷åííîñòü MN (è ýô-
ôåêòèâíàÿ ñòàòè÷åñêàÿ ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷è-
âîñòü �N = MN/H) îáðàçöà ñ N = 5,4 è åå çàâè-
ñèìîñòü îò îäíîîñíîãî äàâëåíèÿ P = 0,1 êáàð
èçìåðåíû â èíòåðâàëå òåìïåðàòóð 5 Ê T 270 Ê
â îáëàñòè âíåøíèõ ìàãíèòíûõ ïîëåé 0 < H < 120 Ý
ñ ïîìîùüþ ÑÊÂÈÄ-ìàãíèòîìåòðà. Ïðèìåíÿëèñü
òåõíèêà è ìåòîäèêà èçìåðåíèé, ïîäîáíûå îïèñàí-
íûì â ðàáîòå [7]. Îáðàçåö ñ N = 5,4 èñïîëüçîâàë-
ñÿ òàêæå äëÿ èçìåðåíèÿ òåìïåðàòóðíîé çàâèñèìî-
ñòè äèíàìè÷åñêîé ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè â
ïîëå ÷àñòîòîé 120 Ãö è àìïëèòóäîé 1 Ý â èíòåðâà-
ëå 250 Ê < T < 350 Ê. Òîðîèäàëüíûé îáðàçåö
(N = 0) èñïîëüçîâàí äëÿ èçìåðåíèé òåìïåðà-
òóðíîé è ïîëåâîé çàâèñèìîñòåé äèíàìè÷åñêîé
ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè �ac â ïîëå ÷àñòî-
òîé
ac= 1000 Ãö è àìïëèòóäíûì èíòåðâàëîì
8 10 413
0� � �� Ý H ac , Ý â òåìïåðàòóðíîé îáëàñòè
78 Ê < T < 350 Ê. Çíà÷åíèå N = 5,4 ÿâëÿåòñÿ
ñðåäíèì â èíòåðâàëå ïîëåé 20 Ý H 120 Ý, ãäå
äèàïàçîí èçìåíåíèÿ ðàçìàãíè÷èâàþùåãî ôàêòîðà
ñîñòàâèë 5,29 N 5,51.
3. Ðåçóëüòàòû
Ðåçóëüòàòû ïðîâåäåííûõ â ðàáîòå èçìåðåíèé è
ðàñ÷åòîâ ïðåäñòàâëåíû íà ðèñ. 1–3. Êàê âèäíî íà
ðèñ. 1, âîñïðèèì÷èâîñòü �ac ïðè óâåëè÷åíèè ïîëÿ
H0ac áûñòðî äîñòèãàåò íàñûùåíèÿ è ñîõðàíÿåò
çíà÷åíèå �ac � 13,7 ïðè T = 290 Ê è �ac � 9,7 ïðè
T = 78 Ê â èíòåðâàëå 1,5 Ý < H0ac < 4,1 Ý. Âûñî-
êèå çíà÷åíèÿ ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ïðèâî-
äÿò ê òîìó, ÷òî íàìàãíè÷åííîñòü
�
�
�
M H
H H H
N H HN
i
i
�
�
�
�
[ ]
[ ]1
, (1)
1066 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10
À. Á. Áåçíîñîâ, Â. Â. Åðåìåíêî, Å. Ë. Ôåðòìàí, Â. À. Äåñíåíêî, Ä. Ä. Õàëÿâèí
ãäå âíóòðåííåå ïîëå â îáðàçöå Hi ÿâëÿåòñÿ êîð-
íåì óðàâíåíèÿ
�
H
H
N Hi
i
�
�1 �
, (2)
ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ïî÷òè ëèíåéíóþ ôóíêöèþ
âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ H. Âû÷èñëåííàÿ ïî
ôîðìóëàì (1), (2) ñ èñïîëüçîâàíèåì â êà÷åñòâå
�(Hi) ýêñïåðèìåíòàëüíûõ çíà÷åíèé ôóíêöèè
�ac(H0ac) çàâèñèìîñòü MN(H) ïðàêòè÷åñêè ñîâ-
ïàäàåò ñ ïîëó÷åííîé â ýêñïåðèìåíòå. Ïîëàãàÿ
�
�
M T H T H HN N, ,� � ,
ïîëó÷àåì
�
�
�
� � �N NT H T T H, � �0 ,
ãäå ïàðàìåòðû �0N è � ðàâíû 0,1891 è 9,55�10–5
äëÿ èññëåäîâàííîãî èíòåðâàëà ïîëåé è T = 4,2 Ê.
Çíà÷åíèþ H = 120 Ý ñîîòâåòñòâóåò Hi = 2,4 Ý ïðè
T = 78 Ê. Áëèçêèå çíà÷åíèÿ ýêñïåðèìåíòàëüíûõ
è ðàñ÷åòíûõ äàííûõ óêàçûâàþò íà ñîãëàñîâàí-
íîñòü ðåçóëüòàòîâ ýêñïåðèìåíòîâ, ïðîâåäåííûõ
íà îáðàçöàõ ñ ðàçëè÷íûìè ðàçìàãíè÷èâàþùèìè
ôàêòîðàìè.
Òåìïåðàòóðíîå ïîâåäåíèå âîñïðèèì÷èâîñòè
îêàçàëîñü òàêæå íåîáû÷íûì (ñì. ðèñ. 2). Ïîñëå
ðåçêîãî ïîäúåìà íèæå 320 Ê âåëè÷èíà �ac îñòà-
åòñÿ ïðàêòè÷åñêè ïîñòîÿííîé â èíòåðâàëå
250 Ê < T < 302 Ê è, êàê ìîæíî îæèäàòü, íèæå
80 Ê. Ïðè òåìïåðàòóðå Tp = 250 Ê ïðîèçâîäíàÿ
��ac/�T òåðïèò ðàçðûâ, à ïðè òåìïåðàòóðå Ti =
= 177,5 Ê (ñåðåäèíà 15-ãðàäóñíîé òåìïåðàòóðíîé
ïåòëè ãèñòåðåçèñà íà ðèñ. 2) ðàçðûâ òåðïèò âîñ-
ïðèèì÷èâîñòü �ac.
Íå ìåíåå íåîæèäàííûì îêàçûâàåòñÿ è òåìïå-
ðàòóðíîå ïîâåäåíèå äîáàâêè ��N ê âîñïðèèì÷è-
âîñòè �N ïîä äåéñòâèåì îäíîîñíîãî äàâëåíèÿ
P = 0,1 êáàð (ðèñ. 3): ôóíêöèÿ ��N(T)/�N ñî-
äåðæèò òðè ïî÷òè ëèíåéíûõ ó÷àñòêà 5 Ê < T
< 160 Ê, 160 Ê < T < 200 Ê è 200 Ê < T < 270 Ê,
äëÿ êîòîðûõ âåëè÷èíà
�
�
�
T
N
N
P T
�
�
�
1 �
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10 1067
Ìàãíèòíûå ôàçû â La0,66Ba0,34MnO3: âëèÿíèå òåìïåðàòóðû è óïðóãèõ äåôîðìàöèé
Ðèñ. 1. Çàâèñèìîñòè äèíàìè÷åñêîé ìàãíèòíîé âîñïðè-
èì÷èâîñòè �ac ïîëèêðèñòàëëà La0,66Ba0,34MnO3 îò àì-
ïëèòóäû ïåðåìåííîãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ H0ac ÷àñòîòîé
ac = 1000 Ãö ïðè òåìïåðàòóðàõ 290 (�) è 78 (�) Ê.
Ðèñ. 2. Äèíàìè÷åñêàÿ ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü �ac
ïîëèêðèñòàëëà La0,66Ba0,34MnO3 â ïîëå ÷àñòîòîé
ac = 1000 Ãö è àìïëèòóäîé H0ac= 2,2 Ý ïðè îõëàæäå-
íèè (�) è îòîãðåâå (�).
Ðèñ. 3. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ýôôåêòèâíîé ìàã-
íèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè �N (�) ïîëèêðèñòàëëè÷åñ-
êîãî îáðàçöà La0,66Ba0,34MnO3 è åå îòíîñèòåëüíîãî
èçìåíåíèÿ ��N/�N (�) ïîä äåéñòâèåì îäíîîñíîãî äàâ-
ëåíèÿ P = 0,1 êáàð. Èçìåðåíèÿ ïðîâåäåíû ïðè îòî-
ãðåâå îáðàçöà â ìàãíèòíîì ïîëå H = 20 Ý ïîñëå îõ-
ëàæäåíèÿ â ýòîì æå ïîëå; ðàçìàãíè÷èâàþùèé ôàêòîð
îáðàçöà N = 5,4.
ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ ðàâíà: �160 =
= – 0,054 Ìáàð Ê–1 –1� , �200 = – 0,58 Ìáàð Ê–1 –1�
è �270 = = 0,386 Ìáàð Ê–1 –1� ; ãëóáîêèé ìèíè-
ìóì ïðè T = 200 Ê ñîîòâåòñòâóåò çíà÷åíèþ
��N(T)/�NP = – 36 Ìáàð–1.
4. Îáñóæäåíèå
4.1. Ïðîáëåìà ôåððîìàãíèòíîãî ñîñòîÿíèÿ
Êàê ìîæíî âèäåòü íà ðèñ. 1, ìàãíèòíàÿ âîñ-
ïðèèì÷èâîñòü ñèñòåìû èìååò âåëè÷èíó, õàðàêòåð-
íóþ äëÿ ìÿãêèõ ôåððîìàãíåòèêîâ. Â òî æå âðåìÿ
îòñóòñòâèå ñïàäà �ac, ñâèäåòåëüñòâóþùåãî î âû-
õîäå íà ðåæèì òåõíè÷åñêîãî íàñûùåíèÿ, ïîêàçû-
âàåò, ÷òî ôåððîìàãíèòíîå íàñûùåíèå íå äîñòèãà-
åòñÿ â èññëåäîâàííîì èíòåðâàëå ïîëåé H0ac.
Êðèâàÿ íàìàãíè÷èâàíèÿ äëÿ ìíîãîäîìåííîé ñèñ-
òåìû ñ ïðîñòîé ôåððîìàãíèòíîé ñòðóêòóðîé â îá-
ëàñòè ìàëûõ ïîëåé äîëæíà èìåòü ïîëîæèòåëüíóþ
êðèâèçíó �2
�/�H2, â òî âðåìÿ êàê ýêñïåðèìåíò
äàåò íåçàâèñÿùóþ îò ïîëÿ âîñïðèèì÷èâîñòü �ac
ïðè H0ac > 1,5 Ý. Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî íàáëþäàåìàÿ
çàâèñèìîñòü �ac(H0ac) íå ñâÿçàíà ñ äâèæåíèåì
äîìåííûõ ãðàíèö è ìîæåò ðàññìàòðèâàòüñÿ êàê
âíóòðèäîìåííàÿ. Íî â òàêîì ñëó÷àå, åñëè ìàãíèò-
íàÿ ñòðóêòóðà ñèñòåìû ïðîñòàÿ ôåððîìàãíèòíàÿ,
âîñïðèèì÷èâîñòü äîëæíà ñóùåñòâåííî çàâèñåòü
îò òåìïåðàòóðû, òàê êàê äîëæíà îïðåäåëÿòüñÿ
ñðåäíèì ïî êðèñòàëëó çíà÷åíèåì ìàãíèòíîãî ìî-
ìåíòà íà àòîì Mn, çàâèñèìîñòü êîòîðîãî îò òåì-
ïåðàòóðû êà÷åñòâåííî õàðàêòåðèçóåòñÿ ôóíêöèåé
Áðèëëþýíà [8–10]. Òåìïåðàòóðíàÿ çàâèñèìîñòü
íàìàãíè÷åííîñòè, áëèçêàÿ ê áðèëëþýíîâñêîé,
äåéñòâèòåëüíî íàáëþäàëàñü äëÿ òîíêîé ïëàñòèíû
La0,66Ba0,34MnO3 â ðàáîòå [11], íî òîëüêî â ìàã-
íèòíûõ ïîëÿõ, ïðåâûøàþùèõ 4 êÝ. Äëÿ ìÿãêîãî
ôåððîìàãíåòèêà ýòî íåîáû÷íî áîëüøàÿ âåëè÷èíà.
Òåìïåðàòóðà ìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷åíèÿ TC , êîòî-
ðàÿ ÿâëÿåòñÿ ãëàâíûì ïàðàìåòðîì ôóíêöèè Áðèë-
ëþýíà è íàéäåíà ýêñòðàïîëÿöèåé ê �ac = 0 çàâè-
ñèìîñòè �
� ac CT T2 � �const , îêàçàëàñü ðàâíîé
314 Ê. Ñîãëàñíî äàííûì ðàáîòû [11], ýòî ìîæåò
îçíà÷àòü, ÷òî êèñëîðîäíûé èíäåêñ ñîåäèíåíèÿ
ìåíüøå 3 è ìîæåò áûòü ðàâíûì 2,97.
4.2. Âîñïðèèì÷èâîñòü ãåëèêîèäàëüíîé
ñòðóêòóðû
Íåçàâèñÿùàÿ îò ìàãíèòíîãî ïîëÿ è òåìïåðàòó-
ðû ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü � = M/H, ïðèí-
öèïèàëüíî ïîäõîäÿùàÿ ïî óñëîâèÿì íàñòîÿùåé
çàäà÷è, ìîæåò áûòü ïîëó÷åíà â ìîäåëè íåêîëëè-
íåàðíîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû — ñêîøåííîé ôåð-
ðîìàãíèòíîé [12] èëè ïðîñòîé ãåëèêîèäàëüíîé
(àíòèôåððîìàãíèòíîé ãåëèêîèäàëüíîé) [13]. Âîñ-
ïðèèì÷èâîñòü ñêîøåííîé ôåððîìàãíèòíîé ñòðóê-
òóðû îïðåäåëÿåòñÿ òîëüêî îáìåííûìè
âçàèìîäåéñòâèÿìè [2] è ìîæåò áûòü îöåíåíà ïî
ôîðìóëå äëÿ ïîïåðå÷íîé âîñïðèèì÷èâîñòè êîë-
ëèíåàðíîãî àíòèôåððîìàãíåòèêà:
�
�
�
C
TN2
, (3)
ãäå C — êîíñòàíòà Êþðè, TN — òåìïåðàòóðà
Íååëÿ. Îöåíêà ïî ôîðìóëå (3) � � 10–4 (åñëè
TN = 314 Ê) , ÷òî íà ïÿòü ïîðÿäêîâ ìåíüøå íà-
áëþäàåìîãî çíà÷åíèÿ. Ýêñïåðèìåíòàëüíóþ âåëè-
÷èíó � � 10 ìîæåò äàòü ìîäåëü ïðîñòîãî äëèííî-
ïåðèîäíîãî ãåëèêîèäà:
� �
� � � � � �
�
�
h
B
B fuk V
J
J
J
J
J
J
J
� �
� �
�
�
��
�
�
�� � �
�
�
9
16
1
4
1
2
1
4
2
2
1
2
2
1
2
1
2
��
�
�
��
�
�
�
�
!
"
"
#
$
%
&%
'
(
%
)%
�1
, (4)
ãäå �B — ìàãíåòîí Áîðà, kB — êîíñòàíòà Áîëüö-
ìàíà, Vfu — îáúåì ôîðìóëüíîé åäèíèöû âåùåñò-
âà, J1 > 0 è J2 < 0 — îáìåííûå èíòåãðàëû äëÿ
ïåðâîé è âòîðîé êîîðäèíàöèîííûõ ñôåð. Âîñïðè-
èì÷èâîñòü (4) ìîæåò áûòü äîñòàòî÷íî âåëèêà,
åñëè óãîë ãåëèêîèäà *, îïðåäåëÿåìûé ñîîòíîøå-
íèåì
cos * � �
J
J
1
24
, (5)
äîñòàòî÷íî ìàë.
Ïîñêîëüêó ïîëó÷åííûå äàííûå (ïîñòîÿíñòâî
ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè ïðè èçìåíåíèè ïîëÿ
è òåìïåðàòóðû â îïðåäåëåííûõ èíòåðâàëàõ çíà÷å-
íèé) õàðàêòåðíû äëÿ ãåëèêîèäàëüíîé ìàãíèòíîé
ñòðóêòóðû [13,14], ìîæíî ïðåäïîëîæèòü, ÷òî
ìàãíèòíàÿ ñòðóêòóðà La0,66Ba0,34MnO3 ÿâëÿåòñÿ
ãåëèêîèäàëüíîé. Ìåõàíèçì âçàèìîäåéñòâèÿ ìåæ-
äó èîíàìè Mn, ïðèâîäÿùèé ê îáðàçîâàíèþ ãåëè-
êîèäàëüíûõ ñòðóêòóð, ìîæåò áûòü îáóñëîâëåí
ðàçëè÷íûìè ïðè÷èíàìè: 1) ðóäåðìàí-êèòòåëåâ-
ñêèìè îñöèëëÿöèÿìè ñïèíîâîé ïëîòíîñòè â ìàã-
íèòíîì ïðîâîäíèêå [15,16] (êàêîâûì ñòàíîâèòñÿ
La0,66Ba0,34MnO3 íèæå TC); 2) êîíêóðåíöèåé
ôåððîìàãíèòíûõ è àíòèôåððîìàãíèòíûõ âçàèìî-
äåéñòâèé, õàðàêòåðíûõ äëÿ «ñðåäíåçîííûõ» îê-
ñèäíûõ ìàãíåòèêîâ [17–20]; 3) ñîâìåñòíûì äåé-
ñòâèåì äâîéíîãî îáìåíà è âçàèìîäåéñòâèÿ
Äçÿëîøèíñêîãî–Ìîðèÿ [1,21].
Ãëàâíîå ôåððîìàãíèòíîå âçàèìîäåéñòâèå â
ðàññìàòðèâàåìîé ñèñòåìå ñêîðåe âñåãî íåãåéçåí-
áåðãîâñêîå (äâîéíîé îáìåí, ò.å. ïðîöåññ îáìåíà
1068 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10
À. Á. Áåçíîñîâ, Â. Â. Åðåìåíêî, Å. Ë. Ôåðòìàí, Â. À. Äåñíåíêî, Ä. Ä. Õàëÿâèí
ýëåêòðîíàìè ìåæäó èîíàìè Mn3(4)+ è O2– ïî
ôîðìóëå
Mn O Mn Mn O Mn1
3 2
2
4
1
4 2
2
3� � � � � �� � + � � ,
îïèñûâàþùåé ïîñëåäîâàòåëüíîñòü äâóõ ïðîöåñ-
ñîâ: ïåðåäà÷ó p-ýëåêòðîíà êèñëîðîäà èîíó Mn4+
è ïåðåñêîê d-ýëåêòðîíà èîíà Mn3+ íà åãî ìåñòî),
à àíòèôåððîìàãíèòíîå — ãåéçåíáåðãîâñêîå (ñó-
ïåðîáìåí) [1,2,12,16,20,22], òàê ÷òî ðåçóëüòè-
ðóþùèé îáìåííûé ïàðàìåòð J(Q), îïðåäåëÿþ-
ùèé âîëíîâîé âåêòîð Q ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû è
òåìïåðàòóðó ìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷åíèÿ TC [17],
èìååò ñìåøàííîå ïðîèñõîæäåíèå. Ïîýòîìó îöåí-
êà âåëè÷èíû J1 ñ èñïîëüçîâàíèåì ìîäåëè ìîëåêó-
ëÿðíîãî ïîëÿ äëÿ ãåéçåíáåðãîâñêîãî ôåððîìàãíå-
òèêà
�
J
k T
zS S
B C
1
3
2 1
�
�
(6)
ÿâëÿåòñÿ äîñòàòî÷íî óñëîâíîé (â ñëó÷àå äâîéíîãî
îáìåíà ñâÿçü TC ñ S èíàÿ [2,17]). Òåì íå ìåíåå åå
ïîëåçíî ïðîäåëàòü, ÷òîáû óáåäèòüñÿ â ðàçóìíî-
ñòè ïîëó÷àåìûõ òàêèì ñïîñîáîì âåëè÷èí, êîòî-
ðûå ìîãóò áûòü èñïîëüçîâàíû äëÿ îöåíêè óãëà ãå-
ëèêîèäà.
Ïîëàãàÿ â (6) ÷èñëî áëèæàéøèõ ñîñåäåé èîíà
Mn z = 6, ñïèí èîíà Mn3+ S = 3/2, òåìïåðàòóðó
ìàãíèòíîãî óïîðÿäî÷åíèÿ TC = 314 Ê, ïîëó÷àåì
J1 � 24,5 Ê. Îöåíêà óãëà ãåëèêîèäà ñ ó÷åòîì ñîîò-
íîøåíèé (4), (5) è çíà÷åíèé � � 13,67 è J1 �
� 24,5 Ê äàåò * � 5,8, (J2 � – 6,16 Ê), ÷òî ÿâëÿåò-
ñÿ, â îáùåì, ôèçè÷åñêè ïðèåìëåìîé âåëè÷èíîé,
îäíàêî íå ñëèøêîì ïðèãîäíîé äëÿ ïðÿìîãî ýêñ-
ïåðèìåíòàëüíîãî íàáëþäåíèÿ: ïåðèîä ñòðóêòóðû
ïðèìåðíî â 62 ðàçà ïðåâûøàåò ïîñòîÿííóþ êðè-
ñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè è äîñòèãàåò 238 Å. Çíà÷å-
íèå � = 9,73 íèæå 80 Ê ñîîòâåòñòâóåò â ýòîé ìîäå-
ëè óãëó ãåëèêîèäà * � 6,3, (J2 � – 6,17 Ê).
Èñïîëüçóÿ äàííûå [11,23], ìîæíî çàêëþ÷èòü, ÷òî
çíà÷åíèå ìàãíèòíîãî ïîëÿ, ïåðåâîäÿùåãî íàáëþ-
äàåìóþ ìàãíèòíóþ ñòðóêòóðó â ïðîñòóþ ôåððî-
ìàãíèòíóþ, íàõîäèòñÿ â ïîëåâîì èíòåðâàëå
3 êÝ < H < 4 êÝ.
4.3. Âîñïðèèì÷èâîñòü è ýôôåêòû äàâëåíèÿ
Ñêà÷îê ïðîèçâîäíîé ��ac/�T â òî÷êå
Tp= 250 Ê óêàçûâàåò íà ôàçîâûé ïåðåõîä 2-ãî
ðîäà (ìû ó÷èòûâàåì, ÷òî �ac � M0ac/H0ac, ãäå
M0ac — àìïëèòóäà íàìàãíè÷åííîñòè), à ñêà÷îê
�ac ïðè Ti = 177,5 Ê ñ õàðàêòåðíûì òåìïåðàòóð-
íûì ãèñòåðåçèñîì «ïî ÷àñîâîé ñòðåëêå» ÿâëÿåò-
ñÿ, î÷åâèäíî, ïðîâëåíèåì ôàçîâîãî ïåðåõîäà 1-ãî
ðîäà. Ïîñêîëüêó õàðàêòåð ïîëåâîé çàâèñèìîñòè
âîñïðèèì÷èâîñòè â ìàëûõ ïîëÿõ ïðàêòè÷åñêè
îäèíàêîâ êàê ïðè âûñîêèõ (290 Ê), òàê è ïðè
íèçêèõ (78 Ê) òåìïåðàòóðàõ (ðèñ. 1), ìû ïîëàãà-
åì, ÷òî ìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå ðàäèêàëüíî íå ìåíÿ-
åòñÿ ïðè ýòèõ ôàçîâûõ ïåðåõîäàõ. Âåðîÿòíî, îñ-
íîâíûå èçìåíåíèÿ ïðîèñõîäÿò â êðèñòàëëè÷åñêîé
ðåøåòêå: ïåðåõîä â òî÷êå Tp ìîæåò áûòü ñâÿçàí ñ
èçìåíåíèåì ïðîñòðàíñòâåííîé ãðóïïû ñèììåòðèè
ðåøåòêè (ïîëèìîðôíûé ïåðåõîä), à ïåðåõîä â
òî÷êå Ti — ñ èçìåíåíèåì àòîìíîãî îáúåìà (èçî-
ìîðôíûé ïåðåõîä).
Âëèÿíèå äàâëåíèÿ íà ìàãíèòíûå ñâîéñòâà ðàç-
ëè÷íûõ äîïèðîâàííûõ ìàíãàíèòîâ ñî ñìåøàííîé
âàëåíòíîñòüþ èçó÷àëîñü ðàíåå ïðåæäå âñåãî âáëè-
çè TC. Ïðèëîæåíèå äàâëåíèÿ îáû÷íî ñòàáèëèçè-
ðóåò ôåððîìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå (dTC/dP �
� 10–30 Ê/ÃÏà [2,22]). Ïðè÷åì âëèÿíèå îáû÷íî-
ãî è õèìè÷åñêîãî (ò.å. âîçíèêàþùåãî ïðè çàìåíå
èîíîâ â óçëàõ À èîíàìè ìåíüøåãî ðàäèóñà) äàâ-
ëåíèé ïðîòèâîïîëîæío. Ýòî ñâÿçàíî ñ òåì, ÷òî
ýôôåêò äàâëåíèÿ ñîñòîèò â óâåëè÷åíèè èíòåãðàëà
ïåðåêðûòèÿ ýëåêòðîííûõ ôóíêöèé èîíîâ Mn è,
ñëåäîâàòåëüíî, â óøèðåíèè çîí è ïîâûøåíèè TC,
à óìåíüøåíèå ðàäèóñà êàòèîíîâ â óçëàõ A âåäåò ê
óìåíüøåíèþ óãëîâ ñâÿçåé Mn–O–Mn è, ñëåäîâà-
òåëüíî, ê óìåíüøåíèþ èíòåãðàëà ïåðåíîñà [22]. Â
ýòîé ñõåìå íàáëþäàåìîå âëèÿíèå ñðàâíèòåëüíî
íèçêîãî äàâëåíèÿ 0,1 êáàð íà ìàãíèòíóþ âîñïðè-
èì÷èâîñòü ìàíãàíèòà âûãëÿäèò äîâîëüíî íåîáû÷-
íî. Îíî ìàêñèìàëüíî ïðè Te = 200 Ê (èíäåêñ e
çäåñü îòðàæàåò ïðåäïîëàãàåìóþ ýëåêòðîííóþ
ïðèðîäó ýòîé îñîáåííîñòè), ÷òî ñîñòàâëÿåò îêîëî
0,64 TC, õîðîøî âûäåëÿåòñÿ â èíòåðâàëå òåìïå-
ðàòóð 160 Ê < T < 260 Ê è èìååò îòðèöàòåëüíûé
õàðàêòåð (âîñïðèèì÷èâîñòü óìåíüøàåòñÿ ïîä
äåéñòâèåì äàâëåíèÿ, ÷òî â ñëó÷àå ïðîñòîé ôåððî-
ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû ñîîòâåòñòâîâàëî áû ïîíè-
æåíèþ TC). Îáíàðóæåííûé ýôôåêò îäíîîñíîãî
äàâëåíèÿ â ìàãíèòíîé âîñïðèèì÷èâîñòè îêñèäà
ñîäåðæèò îñîáóþ òî÷êó — ðàçðûâ ïðîèçâîäíîé
�2MN/�P�T ïðè Te = 200 Ê, ÷òî ìîæåò áûòü èí-
òåðïðåòèðîâàíî êàê ïðîÿâëåíèå íåàíàëèòè÷íî-
ñòè ïëîòíîñòè ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé íà óðîâíå
Ôåðìè — «ýëåêòðîííûé ïåðåõîä» [24]. Òàêèå
«ýëåêòðîííûå ôàçîâûå ïåðåõîäû» ìîãóò ïðåäøå-
ñòâîâàòü îáû÷íûì ôàçîâûì ïåðåõîäàì 1-ãî èëè
2-ãî ðîäà èëè ïðîèñõîäèòü îäíîâðåìåííî ñ íèìè.
 äàííîì ñëó÷àå îáëàñòü èäåíòèôèêàöèè àíîìà-
ëèè, ñîïðîâîæäàþùàÿ «ýëåêòðîííûé ïåðåõîä»
(160 Ê < T < 250 Ê), ïåðåêðûâàåò îáëàñòè èäåí-
òèôèêàöèè àíîìàëèé, ñîïóòñòâóþùèõ îáû÷íûì
ôàçîâûì ïåðåõîäàì â ñèñòåìå (170 Ê < T < 250 Ê).
Ïîýòîìó ìîæíî ïðåäïîëàãàòü, ÷òî ïðèðîäà ïî-
ñëåäíèõ îïðåäåëÿåòñÿ âçàèìîäåéñòâèåì ýëåêòðîí-
íîé è ðåøåòî÷íîé ïîäñèñòåì.
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10 1069
Ìàãíèòíûå ôàçû â La0,66Ba0,34MnO3: âëèÿíèå òåìïåðàòóðû è óïðóãèõ äåôîðìàöèé
Îñîáîãî îáñóæäåíèÿ çàñëóæèâàåò ðàçëè÷èå â
ïîëîæåíèÿõ òåìïåðàòóðû ìàêñèìóìà ýôôåêòà
äàâëåíèÿ è òî÷êè ôàçîâîãî ïåðåõîäà 1-ãî ðîäà
(ïîñëåäíåé ïðè íàãðåâàíèè ñîîòâåòñòâóåò 185 Ê).
Ïîëó÷åííûå â ðàáîòå äàííûå íå ñîäåðæàò çàïðåòà
íà âîçìîæíîñòü ñîâïàäåíèÿ ýòèõ òî÷åê. Äåëî â
òîì, ÷òî àíîìàëèè â òî÷êàõ Te è Ti íàáëþäàëèñü â
ýêñïåðèìåíòàõ ñ äâóìÿ ðàçëè÷íûìè îáðàçöàìè,
èäåíòè÷íîñòü õèìè÷åñêèõ ñîñòàâîâ êîòîðûõ íå
âïîëíå î÷åâèäíà: îáðàçåö òîðîèäàëüíîé ôîðìû
ïîäâåðãàëñÿ äîïîëíèòåëüíîé (ïî ñðàâíåíèþ ñ
äðóãèì îáðàçöîì) òåðìîîáðàáîòêå — íàãðåâàëñÿ
íà âîçäóõå ïðè ýëåêòðîèñêðîâîé ïðîõîäêå îòâåð-
ñòèÿ. Õîòÿ õàðàêòåðèñòèêè îáîèõ îáðàçöîâ âáëè-
çè òî÷êè Êþðè ñîâïàäàþò, ýòî íå ÿâëÿåòñÿ ãàðàí-
òèåé îòñóòñòâèÿ ðàçëè÷èé ïðè áîëåå íèçêèõ
òåìïåðàòóðàõ.  òàêîì ñëó÷àå ñóùåñòâóåò âåðîÿò-
íîñòü òîãî, ÷òî òåìïåðàòóðû ìàêñèìóìà ýôôåêòà
äàâëåíèÿ è ñêà÷êà âîñïðèèì÷èâîñòè ïðè ïåðåõî-
äå 1-ãî ðîäà íà êàæäîì èç îáðàçöîâ â îòäåëüíîñòè
ñîâïàäàþò.
6. Âûâîäû
1. Ìû ïîëàãàåì, ÷òî îáíàðóæåííûå àíî-
ìàëèè La0,66Ba0,34MnO3 (îòëè÷èÿ îò ñâîéñòâ
La1–xCaxMnO3 è La1–xSrxMnO3) îáóñëîâëåíû
îñîáåííîñòÿìè ýëåêòðîííîãî ñòðîåíèÿ äàííîãî
ìàíãàíèòà. Ýòè îñîáåííîñòè îïðåäåëÿþòñÿ ñëîæ-
íîñòüþ ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû èîíà Ba2+, 4f-
îáîëî÷êà êîòîðîãî (âàêàíòíàÿ â ñâîáîäíîì èîíå)
èìååò òåíäåíöèþ ê ðåçêîìó ïîíèæåíèþ ýíåðãèè è
óìåíüøåíèþ ðàäèóñà («êîëëàïñó») ïðè íåêîòî-
ðûõ çíà÷åíèÿõ ïîòåíöèàëà êðèñòàëëè÷åñêîãî
ïîëÿ â îêñèäíûõ ñîåäèíåíèÿõ [25,26].
2. Ôàçîâûå ïåðåõîäû â òî÷êàõ Tp è Ti íàõî-
äÿòñÿ â îáëàñòè àíîìàëüíîé ðåàêöèè ñèñòåìû íà
îäíîîñíîå äàâëåíèå. Èõ ïðèðîäà ìîæåò áûòü ñâÿ-
çàíà ñ òðàíñôîðìàöèåé ýëåêòðîííîé ñòðóêòóðû
ñîåäèíåíèÿ. Îñîáåííîñòü òåðìîäèíàìèêè ñèñòå-
ìû â òî÷êå Tå îïðåäåëÿåòñÿ ðàçðûâîì òðåòüåé
ïðîèçâîäíîé îò òåðìîäèíàìè÷åñêîãî ïîòåíöèàëà
�
� � �
� �
�
� �
3 2-
H P T
M
P T
è ìîæåò áûòü âûçâàíà ïðîÿâëåíèåì íåàíàëèòè÷-
íîñòè ïëîòíîñòè ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé íà óðîâ-
íå Ôåðìè, âîçíèêàþùåé ïðè ïåðåñå÷åíèè ýòîãî
óðîâíÿ äíîì «îïóñêàþùåéñÿ» çîíû ðàíåå âàêàíò-
íûõ ñîñòîÿíèé.
3. Ïîëó÷åííûå ýêñïåðèìåíòàëüíûå äàííûå ïî-
çâîëÿþò ïðåäïîëîæèòü, ÷òî ìàãíèòíàÿ ñòðóêòóðà
La0,66Ba0,34MnO3 â èññëåäîâàííîì èíòåðâàëå
òåìïåðàòóð è ïîëåé ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé ñêîðåå
äëèííîïåðèîäíûé ãåëèêîèä, ÷åì ïðîñòóþ ôåððî-
ìàãíèòíóþ êîíôèãóðàöèþ.
1. V. Dagotto, T. Hotta, and A. Moreo, Phys. Rep.
344, 1 (2001).
2. Â. Ì. Ëîêòåâ, Þ. Ã. Ïîãîðåëîâ, ÔÍÒ 26, 231
(2000).
3. W. Archibald, J.-S. Zhou, and J. B. Goodenough,
Phys. Rev. B53, 14445 (1996).
4. S. N. Barilo, G. L. Bychkov, L. A. Kurnevich,
S. V. Shiryaev, L. A. Kurochkin, J. W. Lynn, and
L. Vasiliu-Doloc, J. Crystal Growth 211, 480
(2000).
5. I. O. Troyanchuk, D. D. Khalyavin, S. V.
Trukhanov, and H. Szymczak, J. Phys.: Condens.
Matter 11, 8707 (1999).
6. S. V. Trukhanov, I. O. Troyanchuk, F. P. Kor-
shunov, V. A. Sirenko, H. Szymczak, and K. Baer-
ner, ÔÍÒ 27, 385 (2001).
7. Â. À. Äåñíåíêî, À. Ñ. Ïàíôèëîâ, À. È. Ñìèðíîâ,
ÔÍÒ 21, 546 (1995).
8. Å. Ñ. Áîðîâèê, À. Ñ. Ìèëüíåð, Ëåêöèè ïî
ôåððîìàãíåòèçìó, Èçä-âî ÕÃÓ, Õàðüêîâ (1960).
9. Ñ. Â. Âîíñîâñêèé, Ìàãíåòèçì, Íàóêà, Ìîñêâà
(1971).
10. M. S. S. Brooks and D. A. Goodings, J. Phys. C,
Ser. 2. 1, 1279 (1968).
11. H. L. Ju, J. Gopalakrishnan, J. L. Peng, Q. Li,
G. C. Xiong, T. Venkatesan, and R. L. Greenå,
Phys. Rev. B51, 6143 (1995-I).
12. P.-G. de Gennes, Phys. Rev. 118, 141 (1960).
13. Ê. Ï. Áåëîâ, Ì. À. Áåëÿí÷èêîâà, Ð. Ç. Ëåâèòèí,
Ñ. À. Íèêèòèí, Ðåäêîçåìåëüíûå ôåððîìàãíåòèêè
è àíòèôåððîìàãíåòèêè, Íàóêà, Ìîñêâà (1965).
14. A. B. Beznosov, E. L. Fertman, and P. P. Pal-Val,
J. Magn. Magn. Mater. 192, 111 (1999).
15. ×. Êèòòåëü, Êâàíòîâàÿ òåîðèÿ òâåðäûõ òåë,
Íàóêà, Ìîñêâà (1967).
16. Ý. Ë. Íàãàåâ, ÓÔÍ 166, 833 (1996).
17. Ý. Ë. Íàãàåâ, Ôèçèêà ìàãíèòíûõ ïîëóïðîâîä-
íèêîâ, Íàóêà, Ìîñêâà (1979).
18. J. Inoue and S. Maekawa, Phys. Rev. Lett. 74,
3407 (1995).
19. J. Jiang, J. Dong, and D. Y. Xing, Phys. Rev. 55,
8973 (1997-II).
20. M. B. Salamon and M. Jaime, Rev. Mod. Phys. 73,
583 (2001).
21. D. Coffey, K. Bedell, and S. Trugman, Phys. Rev.
B42, 6509 (1990).
22. J. M. D. Coey, M. Viret, and S. von Molnar, Adv.
Phys. 48, 167 (1999).
23. S. E. Lofland, S. M. Bhagat, H. L. Ju, G. C.
Xiong, T. Tenkatesan, and R. L. Greene, Phys. Rev.
B52, 15058 (1995).
24. È. Ì. Ëèôøèö, ÆÝÒÔ 38, 1569 (1960).
25. N. G. Stoffel and J. M. Tarascon, Phys. Rev. B36,
3986 (1987).
1070 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10
À. Á. Áåçíîñîâ, Â. Â. Åðåìåíêî, Å. Ë. Ôåðòìàí, Â. À. Äåñíåíêî, Ä. Ä. Õàëÿâèí
26. Â. Â. Íåìîøêàëåíêî, Â. Õ. Êàñüÿíåíêî, Á. Ã.
Íèêèòèí, Ë. È. Íèêîëàåâ, Þ. Ã. Ïîãîðåëîâ, Ã. À.
Êëèìåíêî, Ï. Â. Ãåëü, ÑÔÕÒ 2, 41 (1989).
Magnetic phases in La0.66Ba0.34MnO3: effects
of temperature and elastic deformations
A. B. Beznosov, V. V. Eremenko, E. L. Fertman,
V. A. Desnenko, and D. D. Khalyavin
Static magnetization MN and dynamic
magnetic susceptibility �ac of polycrystalline
manganite La0.66Ba0.34MnO3 are studied in a
temperature range 5 K < T < 350 K. The mea-
surements are carried out on a sample with de-
magnetization factor N = 5.4 in static mag-
netic field H between 0 and 120 Oe, and on a
toroidal sample with N = 0 in fields of a fre-
quency of 120 and 1000 Hz and of an ampli-
tude of 8�10–3–4.1 Oe, respectively. The effect
of uniaxial pressure P = 0.1 kbar on static sus-
ceptibility �N = MN/H is studied in a region
5 K < T < 270 K. It is found that in the mag-
netically ordered state (below 314 K) the �ac
value does not depend on magnetic field am-
plitude in an interval 1.5–4.1 Oe and on tem-
perature between 250 and 302 K. At the tem-
perature Tp = 250 K a second order phase
transition was found (a break in the ��ac/�T
derivative), while at the Ti =177.5 K it was a
first order one (a break in the �ac(T) depend-
ence). The uniaxial pressure results in an ab-
normal decrease of the susceptibility in the
range 160–250 K with an acute mimimum at
200 K. The temperature and field dependences
of the magnetic susceptibility outside the
phase transitions region were interpreted using
the concepts of the formation of a helical mag-
netic structure in the system in weak fields
below the 302 K.
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 10 1071
Ìàãíèòíûå ôàçû â La0,66Ba0,34MnO3: âëèÿíèå òåìïåðàòóðû è óïðóãèõ äåôîðìàöèé
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-128706 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:35:32Z |
| publishDate | 2002 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Безносов, А.Б. Еременко, В.В. Фертман, Е.Л. Десненко, В.А. Халявин, Д.Д. 2018-01-13T18:14:45Z 2018-01-13T18:14:45Z 2002 Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций / А.Б. Безносов, В.В. Еременко, Е.Л. Фертман, В.А. Десненко, Д.Д. Халявин // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 10. — С. 1065-1071. — Бібліогр.: 26 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 75.30.-m, 75.80.+q, 75.70.Pa https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128706 Исследованы статическая намагниченность MN и динамическая магнитная восприимчивость χac поликристаллического манганита La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃ в интервале температур 5 К < T < 350 К. Измерения проведены на образце с размагничивающим фактором N = 5,4 в статических магнитных полях H в интервале 0-120 Э и на тороидальном образце с N = 0 в полях частотой 120 и 1000 Гц и амплитудой 8×10⁻³-4,1 Э. В области 5 К < T < 270 К исследовано влияние одноосного давления P = 0,1 кбар на статическую восприимчивость cN = MN/H. Обнаружено, что в магнитоупорядоченном состоянии (ниже 314 К) cac не зависит от амплитуды поля в интервале 1,5-4,1 Э и температуры между 250 и 302 К. При температуре Tp = 250 К обнаружен фазовый переход 2-го рода (разрыв производной ∂χac/∂T), при Ti = 177,5 К - фазовый переход 1-го рода (разрыв зависимости χac(T)). Одноосное давление приводит к аномальному понижению восприимчивости в области 160-250 К с острым минимумом при 200 К. Температурная и полевая зависимости магнитной восприимчивости вне области фазовых переходов интерпретированы в рамках представлений об образовании в системе в слабых полях при температуре ниже 302 К геликоидальной магнитной структуры. Досліджено статичну намагніченість MN і динамічну магнітну сприйнятливість acполікристалічного манганіту La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃ в інтервалі температур 5К < T < 350 К.Виміри проведено на зразці з розмагнічуючим фактором N = 5,4 в статичних магнітнихполях H в інтервалі 0 120 Е і на тороїдальному зразці з N = 0 в полях частотою 120 і 1000 Гц і амплітудою 8×10⁻³-4,1 Е. В області 5К < T < 270 К досліджено впливодноосного тиску P = 0,1 кбар на статичну сприйнятливість N = MN/H. Виявлено, що вмагнітовпорядкованому стані (нижче 314 К) ac не залежить від амплітуди поля вінтервалі 1,5 4,1 Е і температури між 250 та 302 К. При температурі Tp = 250 К виявленофазовий перехід 2-го роду (розрив похідної ∂χac/∂TT), при Ti =177,5 К фазовий перехід1-го роду (розрив залежності χac(T)). Одноосний тиск приводить до аномального зниження сприйнятливості в області 160 250 К з гострим мінімумом при 200 К.Температурна і польова залежності магнітної сприйнятливості зовні області фазовихпереходів інтерпретовано в рамках уявлень щодо утворення в системі в слабких полях притемпературi нижче 302 К гелікоїдальної магнітної структури. The static magnetization MN and dynamic magnetic susceptibility χac of polycrystalline manganite La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃ are investigated in the temperature region 5 K<T<350 K. Measurements are made on a sample with a demagnetizing factor N=5.4 in static magnetic fields H in the range 0–120 Oe and on a toroidal sample with N=0 in fields with frequencies of 120 and 1000 Hz and amplitudes from 8×10−3 to 4.1 Oe. The effect of a uniaxial pressure P=0.1 kbar on the static susceptibility χN=MN/H is investigated in the region 5 K<T<270 K. It is found that in the magnetically ordered state (below 314 K) χac is independent of the field amplitude in the interval 1.5–4.1 Oe and independent of temperature between 250 and 302 K. At a temperature Tp=250 K a second-order phase transition (discontinuity of the derivative ∂χac/∂T) is observed, and at Ti=177.5 K—a first-order phase transition (discontinuity of χac(T)). The uniaxial pressure leads to an anomalous lowering of the susceptibility in the region 160–250 K with a sharp minimum at 200 K. The temperature and field dependence of the magnetic susceptibility outside the phase transition region are interpreted in terms of ideas about the formation of a helicoidal magnetic structure in the system in low fields at a temperature below 302 K. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпеpатуpный магнетизм Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций Magnetic phases in La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: effects of temperature and elastic strains Article published earlier |
| spellingShingle | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций Безносов, А.Б. Еременко, В.В. Фертман, Е.Л. Десненко, В.А. Халявин, Д.Д. Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| title | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций |
| title_alt | Magnetic phases in La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: effects of temperature and elastic strains |
| title_full | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций |
| title_fullStr | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций |
| title_full_unstemmed | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций |
| title_short | Магнитные фазы в La₀,₆₆Ba₀,₃₄MnO₃: влияние температуры и упругих деформаций |
| title_sort | магнитные фазы в la₀,₆₆ba₀,₃₄mno₃: влияние температуры и упругих деформаций |
| topic | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| topic_facet | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/128706 |
| work_keys_str_mv | AT beznosovab magnitnyefazyvla066ba034mno3vliânietemperaturyiuprugihdeformacii AT eremenkovv magnitnyefazyvla066ba034mno3vliânietemperaturyiuprugihdeformacii AT fertmanel magnitnyefazyvla066ba034mno3vliânietemperaturyiuprugihdeformacii AT desnenkova magnitnyefazyvla066ba034mno3vliânietemperaturyiuprugihdeformacii AT halâvindd magnitnyefazyvla066ba034mno3vliânietemperaturyiuprugihdeformacii AT beznosovab magneticphasesinla066ba034mno3effectsoftemperatureandelasticstrains AT eremenkovv magneticphasesinla066ba034mno3effectsoftemperatureandelasticstrains AT fertmanel magneticphasesinla066ba034mno3effectsoftemperatureandelasticstrains AT desnenkova magneticphasesinla066ba034mno3effectsoftemperatureandelasticstrains AT halâvindd magneticphasesinla066ba034mno3effectsoftemperatureandelasticstrains |