Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии
Исследованы спонтанные и индуцированные магнитным полем магнитные фазовые переходы первого рода в монокристаллических образцах сплавов системы Mn₂₋xCrxSb при x=0,06 и x=0,12 (пространственная группа симметрии P4/nmm). Установлено, что спонтанные переходы первого рода из высокотемпературной в низкоте...
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/123456789/130164 |
| 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: | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии / В.И. Вальков, В.И. Каменев, С.А. Бужинский, Н.А. Романова // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 275-281. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859694967620894720 |
|---|---|
| author | Вальков, В.И. Каменев, В.И. Бужинский, С.А. Романова, Н.А. |
| author_facet | Вальков, В.И. Каменев, В.И. Бужинский, С.А. Романова, Н.А. |
| citation_txt | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии / В.И. Вальков, В.И. Каменев, С.А. Бужинский, Н.А. Романова // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 275-281. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика низких температур |
| description | Исследованы спонтанные и индуцированные магнитным полем магнитные фазовые переходы первого рода в монокристаллических образцах сплавов системы Mn₂₋xCrxSb при x=0,06 и x=0,12 (пространственная группа симметрии P4/nmm). Установлено, что спонтанные переходы первого рода из высокотемпературной в низкотемпературную фазу не сопровождаются полным исчезновением намагниченности. При индуцированных переходах намагниченность до и после перехода является возрастающей линейной функцией поля. На основе полученных результатов сделан вывод, что основное состояние в исследованных сплавах не может быть коллинеарным антиферромагнетизмом, как это считалось ранее. Рассмотрены другие возможности для интерпретации основного состояния и механизмы переходов порядок-порядок, свойственные для магнетиков с коллективизированными носителями магнетизма. Высказано предположение, что в низкотемпературной и высокотемпературной фазах сосуществуют ферромагнитная и периодическая компоненты локального магнитного момента, образованные коллективизированными d-электронами.
The spontaneous and magnetic-field-induced first-order magnetic phase transitions in single-crystal samples of the alloy system Mn₂₋xCrxSb (symmetry space group P4/nmm) are investigated in samples with x=0.06 and x=0.12. It is found that the spontaneous first-order transitions from the high-temperature to the low-temperature phase are not accompanied by complete vanishing of the magnetization. At the induced transitions the magnetization before and after the transition is an increasing linear function of field. It is concluded on the basis of the results that the ground state in these alloys cannot be one of collinear antiferromagnetism, as had been thought previously. Other possibilities for interpreting the ground state and the mechanisms of order–disorder transitions inherent to magnets with itinerant carriers of magnetism are examined. It is conjectured that the local magnetic moment has a ferromagnetic and a periodic component which are formed by itinerant d electrons and coexist in low- and high-temperature phases.
|
| first_indexed | 2025-12-01T00:25:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3, c. 275–281Âàëüêîâ Â. È., Êàìåíåâ Â. È., Áóæèíñêèé Ñ. À., Ðîìàíîâà Í. À.Îñîáåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîâåäåíèÿ ñïëàâîâ Mn2–xCrxSb â íèçêîòåìïåðàòóðíîì ñîñòîÿíèèVal’kov V. I., Kamenev V. I., Buzhinsky S. A., and Romanova N. A.Magnetic behavior peculiarities of Mn2−xCrxSb alloys in the low-temperature state
Îñîáåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîâåäåíèÿ ñïëàâîâ
Mn2–xCrxSb â íèçêîòåìïåðàòóðíîì ñîñòîÿíèè
Â. È. Âàëüêîâ, Â. È. Êàìåíåâ, Ñ. À. Áóæèíñêèé, Í. À. Ðîìàíîâà
Äîíåöêèé ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò èì. À. À. Ãàëêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû,
óë. Ð. Ëþêñåìáóðã, 72, ã. Äîíåöê, 83114, Óêðàèíà
E-mail: kamenev@host.dipt.donetsk.ua
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 8 îêòÿáðÿ 2001 ã., ïîñëå ïåðåðàáîòêè 12 íîÿáðÿ 2001 ã.
Èññëåäîâàíû ñïîíòàííûå è èíäóöèðîâàííûå ìàãíèòíûì ïîëåì ìàãíèòíûå ôàçîâûå
ïåðåõîäû ïåðâîãî ðîäà â ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöàõ ñïëàâîâ ñèñòåìû Mn2−xCrxSb ïðè
x = 0,06 è x = 0,12 (ïðîñòðàíñòâåííàÿ ãðóïïà ñèììåòðèè P4/nmm). Óñòàíîâëåíî, ÷òî
ñïîíòàííûå ïåðåõîäû ïåðâîãî ðîäà èç âûñîêîòåìïåðàòóðíîé â íèçêîòåìïåðàòóðíóþ ôàçó
íå ñîïðîâîæäàþòñÿ ïîëíûì èñ÷åçíîâåíèåì íàìàãíè÷åííîñòè. Ïðè èíäóöèðîâàííûõ ïåðå-
õîäàõ íàìàãíè÷åííîñòü äî è ïîñëå ïåðåõîäà ÿâëÿåòñÿ âîçðàñòàþùåé ëèíåéíîé ôóíêöèåé
ïîëÿ. Íà îñíîâå ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ ñäåëàí âûâîä, ÷òî îñíîâíîå ñîñòîÿíèå â èññëå-
äîâàííûõ ñïëàâàõ íå ìîæåò áûòü êîëëèíåàðíûì àíòèôåððîìàãíåòèçìîì, êàê ýòî ñ÷èòà-
ëîñü ðàíåå. Ðàññìîòðåíû äðóãèå âîçìîæíîñòè äëÿ èíòåðïðåòàöèè îñíîâíîãî ñîñòîÿíèÿ è
ìåõàíèçìû ïåðåõîäîâ ïîðÿäîê–ïîðÿäîê, ñâîéñòâåííûå äëÿ ìàãíåòèêîâ ñ êîëëåêòèâèçèðî-
âàííûìè íîñèòåëÿìè ìàãíåòèçìà. Âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî â íèçêîòåìïåðàòóðíîé è
âûñîêîòåìïåðàòóðíîé ôàçàõ ñîñóùåñòâóþò ôåððîìàãíèòíàÿ è ïåðèîäè÷åñêàÿ êîìïîíåíòû
ëîêàëüíîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà, îáðàçîâàííûå êîëëåêòèâèçèðîâàííûìè d-ýëåêòðîíàìè.
Äîñëiäæåíî ñïîíòàííi òà iíäóêîâàíi ìàãíiòíèì ïîëåì ìàãíiòíi ôàçîâi ïåðåõîäè ïåðøî-
ãî ðîäó ó ìîíîêðèñòàëi÷íèõ çðàçêàõ ñïëàâiâ ñèñòåìè Mn2−xCrxSb ïðè x = 0,06 òà x = 0,12
(ïðîñòîðîâà ãðóïà ñèìåòði¿ P4/nmm). Âñòàíîâëåíî, ùî ñïîíòàííi ïåðåõîäè ïåðøîãî ðîäó
ç âèñîêîòåìïåðàòóðíî¿ ó íèçüêîòåìïåðàòóðíó ôàçó íå ñóïðîâîäæóþòüñÿ ïîâíèì çíèêíåí-
íÿì íàìàãíi÷åíîñòi. Ïðè iíäóêîâàíèõ ïåðåõîäàõ íàìàãíi÷åíiñòü äî i ïiñëÿ ïåðåõîäó º
çðîñòàþ÷îþ ëiíiéíîþ ôóíêöiºþ ïîëÿ. Íà îñíîâi îòðèìàíèõ ðåçóëüòàòiâ çðîáëåíî âèñíî-
âîê, ùî îñíîâíèé ñòàí â ñïëàâàõ, ùî äîñëiäæóâàëèñÿ, íå ìîæå áóòè êîëiíåàðíèì àíòèôå-
ðîìàãíåòèçìîì, ÿê öå ââàæàëîñü ðàíiøå. Ðîçãëÿíóòî iíøi ìîæëèâîñòi äëÿ iíòåðïðåòàöi¿
îñíîâíîãî ñòàíó òà ìåõàíiçìè ïåðåõîäiâ ïîðÿäîê–ïîðÿäîê, ÿêi âëàñòèâi äëÿ ìàãíåòèêiâ iç
êîëåêòèâiçîâàíèìè íîñiÿìè ìàãíåòèçìó. Âèñëîâëåíî ïðèïóùåííÿ, ùî â íèçüêîòåìïåðà-
òóðí³é i âèñîêîòåìïåðàòóðí³é ôàçàõ ñïiâiñíóþòü ôåðîìàãíiòíà òà ïåðiîäè÷íà êîìïîíåíòè
ëîêàëüíîãî ìàãíiòíîãî ìîìåíòó, ùî óòâîðåíi êîëåêòèâiçîâàíèìè d-åëåêòðîíàìè.
PACS: 75.30.–m
Ââåäåíèå
Èíòåðìåòàëëè÷åñêèå ñïëàâû ñèñòåìû Mn2−xCrxSb
c òåòðàãîíàëüíîé êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêîé Ñ38
(ïðîñòðàíñòâåííàÿ ãðóïïà ñèììåòðèè P4/nmm)
èçâåñòíû ñâîèì óíèêàëüíûì ìàãíèòíûì ïîâåäå-
íèåì. Áóäó÷è ôåððèìàãíèòíûìè (ÔM) â âûñîêî-
òåìïåðàòóðíîì ñîñòîÿíèè, îíè òåðÿþò áîëüøóþ
÷àñòü ñâîåé íàìàãíè÷åííîñòè ïðè îõëàæäåíèè.
Ïðè óâåëè÷åíèè êîíöåíòðàöèè õðîìà (äî x =
= 0,035) ñíèæåíèå íàìàãíè÷åííîñòè ïðîèñõîäèò
ñíà÷àëà â ðåçóëüòàòå äâóõ ïîñëåäîâàòåëüíûõ, ÷å-
ðåç ïðîìåæóòî÷íóþ ôàçó, à äàëåå îäíîãî ôàçî-
âûõ ïåðåõîäîâ (ÔÏ) ïåðâîãî ðîäà [1–8]. Íåñìîò-
ðÿ íà áîëüøîå êîëè÷åñòâî ýêñïåðèìåíòàëüíûõ è
òåîðåòè÷åñêèõ ðàáîò, ïîñâÿùåííûõ èçó÷åíèþ
ýòîãî ÿâëåíèÿ, åäèíîãî ìíåíèÿ î åãî ïðèðîäå íå
äîñòèãíóòî. Íàèáîëåå ñóùåñòâåííûì, íà íàø
âçãëÿä, ÿâëÿåòñÿ ïðîòèâîðå÷èå â èíòåðïðåòàöèè
ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû íèçêîòåìïåðàòóðíîãî (ÍÒ)
© Â. È. Âàëüêîâ, Â. È. Êàìåíåâ, Ñ. À. Áóæèíñêèé, Í. À. Ðîìàíîâà, 2002
ñîñòîÿíèÿ ñïëàâîâ.  ÷àñòíîñòè, ñîãëàñíî [1], ïðè
ïåðåõîäå â ÍÒ ñîñòîÿíèå ñïëàâà ñ x = 0,03 åãî
íàìàãíè÷åííîñòü óìåíüøàåòñÿ ñ 40 äî 4 Ãñ⋅ñì3/ã.
 òî æå âðåìÿ íåéòðîíîãðàôè÷åñêèå èññëåäîâàíèÿ
[2] ïîêàçûâàþò â ÍÒ ñîñòîÿíèè êîëëèíåàðíîå
àíòèôåððîìàãíèòíîå (AÔ) óïîðÿäî÷åíèå ìàãíèò-
íûõ ìîìåíòîâ, ïðåäïîëàãàþùåå íóëåâîå çíà÷åíèå
íàìàãíè÷åííîñòè. Î÷åâèäíî, ÷òî ðàçðåøåíèå ýòî-
ãî ïðîòèâîðå÷èÿ ÿâëÿåòñÿ âàæíîé çàäà÷åé íå òîëüêî
äëÿ óñòàíîâëåíèÿ èñòèííîé ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû
ñïëàâîâ êîíêðåòíîé ñèñòåìû Mn2−xCrxSb, íî ìî-
æåò ïðèâåñòè ê ïðèíöèïèàëüíî íîâûì ïîäõîäàì â
òðàêòîâêå ðåçóëüòàòîâ íåéòðîíîãðàôèè è óñòàíîâ-
ëåíèþ íîâûõ ìåõàíèçìîâ ôîðìèðîâàíèÿ ìàêðî-
ñêîïè÷åñêèõ ìàãíèòíûõ õàðàêòåðèñòèê âåùåñòâà.
Íàñòîÿùàÿ ðàáîòà ïîñâÿùåíà óòî÷íåíèþ
ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû ÍÒ ñîñòîÿíèÿ ñèñòåìû
Mn2−xCrxSb ïóòåì ýêñïåðèìåíòàëüíîãî èññëåäî-
âàíèÿ ðåàêöèè ýòîé ñèñòåìû íà âîçäåéñòâèå ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ. Â íåé ïðîâåäåí àíàëèç âîçìîæíûõ
ïðè÷èí óêàçàííîãî ïðîòèâîðå÷èÿ, ïðåäëîæåí
ïóòü åãî ðàçðåøåíèÿ, îñíîâàííûé íà ó÷åòå îñî-
áåííîñòåé ôîðìèðîâàíèÿ ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííûõ
ñîñòîÿíèé â âåùåñòâå ïðè íàëè÷èè êîëëåêòèâèçè-
ðîâàííûõ íîñèòåëåé ìàãíåòèçìà.
Îáðàçöû è ìåòîäèêà èññëåäîâàíèé
Èññëåäîâàíèÿ ïðîâîäèëè íà òåõ æå, ÷òî è â
ðàáîòå [9], ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöàõ ñèñòå-
ìû Mn2−xCrxSb ñ x = 0,06 è x = 0,12. Ìàãíèòíûå
ñâîéñòâà èçó÷àëè â ñòàòè÷åñêèõ (äî 12 êÝ âêëþ-
÷èòåëüíî) è èìïóëüñíûõ (äî 200 êÝ) ìàãíèòíûõ
ïîëÿõ.  ñòàòè÷åñêèõ ïîëÿõ âåñîâûì è âèáðà-
öèîííûì ìåòîäàìè îïðåäåëÿëè òåìïåðàòóðíûå
è ïîëåâûå çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè.  èì-
ïóëüñíûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ èññëåäîâàëè èçîòåð-
ìè÷åñêèå çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè îò ïîëÿ
ïðè èñïîëüçîâàíèè èíäóêöèîííîé ìåòîäèêè èçìå-
ðåíèé. Èçìåíåíèÿ ïàðàìåòðîâ êðèñòàëëè÷åñêîé
ðåøåòêè è ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ îáðàçöîâ ïðè ÔÏ
îïðåäåëÿëè ìåòîäîì ðåíòãåíîâñêîé äèôðàêöèè íà
äèôðàêòîìåòðå ÄÐÎÍ-3,0 â èçëó÷åíèè NiKα ïî
ñìåùåíèþ è èçìåíåíèþ èíòåíñèâíîñòåé îòðà-
æåíèé îò ïëîñêîñòåé (400) è (007) (óãëû äèô-
ðàêöèè 2θ ∼ 108° è 124°). Äëÿ ýòîãî ìîíîêðèñ-
òàëëè÷åñêèå îáðàçöû ñîîòâåòñòâóþùåãî ñîñòàâà
ïðåäâàðèòåëüíî þñòèðîâàëè è óñòàíàâëèâàëè â
îòðàæàþùåì ïîëîæåíèè â íèçêîòåìïåðàòóðíóþ
ïðèñòàâêó ê äèôðàêòîìåòðó, ãäå îõëàæäàëè ïîòî-
êîì ãàçîîáðàçíîãî àçîòà. Òåìïåðàòóðó îáðàçöîâ â
ïåðèîä ðåãèñòðàöèè îòðàæåíèÿ ñòàáèëèçèðîâàëè ñ
òî÷íîñòüþ 0,2 Ê. Îøèáêà â îïðåäåëåíèè ïàðàìåò-
ðîâ ðåøåòêè íå ïðåâûøàëà 10−3 A° . Ïîãðåøíîñòü
îïðåäåëåíèÿ ôàçîâîãî ñîñòàâà îáðàçöîâ ñîñòàâ-
ëÿëà 3%.
Ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåíòàëüíûõ èññëåäîâàíèé
Íà ðèñ. 1 ïðåäñòàâëåíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñè-
ìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè σ îáðàçöîâ Mn2−xCrxSb
x = 0,06 è 0,12 â ñòàòè÷åñêîì ìàãíèòíîì ïîëå
H = 11 êÝ, íàïðàâëåííîì âäîëü òåòðàãîíàëüíîé
îñè ñ êðèñòàëëîâ. Êàê âèäíî íà ðèñ. 1, òåìïåðà-
òóðíîå ïîâåäåíèå îáðàçöîâ îáîèõ ñîñòàâîâ êà÷åñò-
âåííî ñîâïàäàåò è íàõîäèòñÿ â õîðîøåì ñîîòâåòñò-
âèè ñ ðåçóëüòàòàìè ðàáîòû [1]. Ïðè ïîíèæåíèè
òåìïåðàòóðû, íà÷èíàÿ ñ Tc ∼ 530 Ê, â íèõ âîçíè-
êàåò âûñîêîòåìïåðàòóðíîå ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííîå
ñîñòîÿíèå (ñîãëàñíî [2], ôåððèìàãíèòíîå). Ïî
äîñòèæåíèè íåêîòîðîé êðèòè÷åñêîé òåìïåðàòóðû
Ts , ðàâíîé 305 Ê äëÿ x = 0,12 è 220 Ê äëÿ
x = 0,06, íàìàãíè÷åííîñòü ñêà÷êîîáðàçíî óìåíü-
øàåòñÿ, ÷òî ñâèäåòåëüñòâóåò î ïåðåõîäå îáðàçöîâ
â ÍÒ ñîñòîÿíèå (ïî ìíåíèþ àâòîðîâ ðàáîòû [1],
àíòèôåððîìàãíèòíîå). Ýòîò ïåðåõîä îáëàäàåò
òåìïåðàòóðíûì ãèñòåðåçèñîì: 3 Ê äëÿ x = 0,12 è
12 Ê äëÿ x = 0,06, ÷òî õàðàêòåðèçóåò åãî êàê ÿðêî
âûðàæåííûé ÔÏ ïåðâîãî ðîäà. Èíòåðâàë òåìïå-
ðàòóð, â êîòîðîì ïðîèñõîäèò ñìåíà ÂÒ è ÍÒ
ñîñòîÿíèé, ñîñòàâëÿåò îêîëî 8 Ê. Ñëåäóåò îòìå-
òèòü, ÷òî óäåëüíàÿ íàìàãíè÷åííîñòü îáðàçöîâ â
ÍÒ ñîñòîÿíèè èìååò ìåíüøèå, ÷åì â ÂÒ ñîñòîÿ-
íèè, íî îòëè÷íûå îò íóëÿ çíà÷åíèÿ, êîòîðûå ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ äëÿ îáðàçöîâ îáîèõ ñîñòà-
âîâ ñîâïàäàþò.
Ðåàêöèÿ îáðàçöîâ îáîèõ ñîñòàâîâ íà âîçäåéñò-
âèå âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ òàêæå êà÷åñòâåííî
àíàëîãè÷íà. Îñîáåííîñòè åå ïðîÿâëåíèÿ â ðàçëè÷-
íûõ ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííûõ ñîñòîÿíèÿõ ïîêàçàíû
íà ïðèìåðå ðåçóëüòàòîâ, ïîëó÷åííûõ äëÿ îáðàçöà
ñ x = 0,12 è ïðåäñòàâëåííûõ íà ðèñ. 2. Ïðèâåäå-
Ðèñ. 1. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè
σ ñïëàâîâ ñèñòåìû Mn2−xCrxSb â ìàãíèòíîì ïîëå
12 êÝ, ïàðàëëåëüíîì îñè ñ êðèñòàëëîâ, ñ ðàçëè÷íûì
ñîäåðæàíèåì àòîìîâ õðîìà õ: 0,06 (1); 0,12 (2).
Â. È. Âàëüêîâ, Â. È. Êàìåíåâ, Ñ. À. Áóæèíñêèé, Í. À. Ðîìàíîâà
276 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3
íû êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ σ(H) êðèñòàëëà â ñòà-
òè÷åñêèõ (ðèñ. 2,à) è èìïóëüñíûõ (ðèñ. 2,á,â)
ìàãíèòíûõ ïîëÿõ ïàðàëëåëüíîé è ïåðïåíäèêóëÿð-
íîé îðèåíòàöèè îòíîñèòåëüíî òåòðàãîíàëüíîé îñè,
ïðè ðàçëè÷íûõ òåìïåðàòóðàõ, ñîîòâåòñòâóþùèõ
åãî ðàçëè÷íûì ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííûì ñîñòîÿíè-
ÿì. Èç àíàëèçà è ñîïîñòàâëåíèÿ êðèâûõ íà ðèñ. 2
ñëåäóåò.
1. Â ÂÒ ñîñòîÿíèè îñü ñ ÿâëÿåòñÿ îñüþ ëåãêîãî
íàìàãíè÷èâàíèÿ, ÷òî íàãëÿäíî èëëþñòðèðóåòñÿ
êðèâûìè 1 è 2 íà ðèñ. 2,à.
2. Â ÍÒ ñîñòîÿíèè îñåâàÿ àíèçîòðîïèÿ íàìàã-
íè÷èâàíèÿ ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóåò (çàâèñèìîñòè
σ(H) ïðè H || c è H ⊥ c ñîâïàäàþò; ñì. êðèâóþ 3
íà ðèñ. 2,à).
3.  ÂÒ ñîñòîÿíèè ïðè äîñòàòî÷íî ñèëüíûõ
ïîëÿõ íàìàãíè÷åííîñòü ëèíåéíî ðàñòåò ñ óâåëè÷å-
íèåì íàïðÿæåííîñòè ïîëÿ. Ñêîðîñòü ðîñòà íàìàã-
íè÷åííîñòè dσ/dH äëÿ H || c è H ⊥ c ñîâïàäàåò,
ñîñòàâëÿåò 4,5⋅10−2 Ãñ⋅ñì3/(ã⋅êÝ) è ïðàêòè÷åñêè
íå çàâèñèò îò òåìïåðàòóðû (ñì. êðèâûå 3 íà
ðèñ. 2,á,â).
4. Íàìàãíè÷èâàíèå â ÍÒ ñîñòîÿíèè ïðîèñõîäèò
â äâà ýòàïà (êðèâûå 2 íà ðèñ. 2,á,â). Â ñëàáûõ
ìàãíèòíûõ ïîëÿõ êðèâàÿ σ(H) èìååò âèä, òèïè÷-
íûé äëÿ ôåððî- ëèáî ôåððèìàãíåòèêà (ñì. òàêæå
êðèâóþ 3 íà ðèñ. 2,à) Èçìåíåíèå íàìàãíè÷åííîñ-
òè â ñèëüíûõ ìàãíèòíûõ ïîëÿõ íîñèò ïîðîãîâûé
õàðàêòåð. Íà çàâèñèìîñòÿõ σ(H) èìååòñÿ ó÷àñòîê
àíîìàëüíî ðåçêîãî åå íàðàñòàíèÿ äî âåëè÷èíû,
ïðåâûøàþùåé çíà÷åíèå íàìàãíè÷åííîñòè â ÂÒ
ñîñòîÿíèè. Îáðàòíîå óìåíüøåíèå íàìàãíè÷åííîñ-
òè ïðîèñõîäèò ñ ïîëåâûì ãèñòåðåçèñîì. Âíå ýòîãî
ó÷àñòêà çàâèñèìîñòü íàìàãíè÷åííîñòè îò ïîëÿ ÿâ-
ëÿåòñÿ ëèíåéíîé è áëèçêîé ê çàâèñèìîñòè â ÂÒ
ñîñòîÿíèè.
Ïîëîæåíèå ó÷àñòêà ðåçêîãî èçìåíåíèÿ σ(H)
ìîæíî õàðàêòåðèçîâàòü çíà÷åíèÿìè ïîëåé Hc1 è
Hc2 íà ðèñ. 2,á, â êîòîðûõ èçìåíåíèå äîñòèãàåò
ïîëîâèíû ñâîåé âåëè÷èíû ïðè ïîâûøåíèè è ïî-
íèæåíèè ïîëÿ ñîîòâåòñòâåííî. Íà ðèñ. 3 ïðåä-
Ðèñ. 2. Êðèâûå íàìàãíè÷èâàíèÿ ñïëàâà Mn1,88Cr0,12Sb
â ðàçëè÷íûõ ïîëÿõ, ïðè ðàçëè÷íûõ îðèåíòàöèÿõ ïî-
ëÿ Í îòíîñèòåëüíî òåòðàãîíàëüíîé îñè êðèñòàëëà ñ
è òåìïåðàòóðàõ: à — ïîëå ñòàòè÷åñêîå, T = 346 Ê,
H || c, (1); H ⊥ c, (2); H || c, H ⊥ c, T = 292 Ê (3); á —
ïîëå èìïóëüñíîå, H ⊥ c, T = 77 Ê (1), T = 312 Ê (2),
T = 334 Ê (3); â — ïîëå èìïóëüñíîå, H || c, T = 77 Ê
(1), T = 312 Ê (2), T = 334 Ê (3).
à
á
â
Ðèñ. 3. Çàâèñèìîñòü êðèòè÷åñêèõ ïîëåé èíäóöèðîâà-
íèÿ Hc îò òåìïåðàòóðû äëÿ ñïëàâîâ ñèñòåìû
Mn2−xCrxSb: x = 0,06 (1), x = 0,12 (2).
Îñîáåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîâåäåíèÿ ñïëàâîâ Mn2–xCrxSb â íèçêîòåìïåðàòóðíîì ñîñòîÿíèè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 277
ñòàâëåíû çàâèñèìîñòè Hc1 è Hc2 îò òåìïåðàòóðû
äëÿ îáðàçöîâ ñ x = 0,06 è 0,12.
Ïîâåäåíèå êðèñòàëëè÷åñêîé ñòðóêòóðû âáëèçè
òåìïåðàòóðû ÔÏ ìåæäó ÂÒ è ÍÒ ñîñòîÿíèÿìè
ïîêàçàíî íà ðèñ. 4 íà ïðèìåðå ðåçóëüòàòîâ ðåíò-
ãåíîãðàôè÷åñêèõ èññëåäîâàíèé êðèñòàëëà ñ x =
= 0,06, â êîòîðîì ìàãíèòîñòðèêöèîííûé ýôôåêò,
âñëåäñòâèå áîëüøåãî, ÷åì ó îáðàçöà ñ x = 0,12
ñêà÷êà íàìàãíè÷åííîñòè ïðè ÔÏ, âûðàæåí ñèëü-
íåå. Êàê âèäíî èç òåìïåðàòóðíûõ çàâèñèìîñòåé
ïàðàìåòðîâ òåòðàãîíàëüíîé êðèñòàëëè÷åñêîé ðå-
øåòêè a è c, ïðåäñòàâëåííûõ íà ðèñ. 4,à,á, ïå-
ðåõîä â ÍÒ ñîñòîÿíèå ñîïðîâîæäàåòñÿ ñêà÷êî-
îáðàçíûì óâåëè÷åíèåì ïàðàìåòðà à íà 0,11% è
óìåíüøåíèåì ïàðàìåòðà ñ íà 0,42%. Íà âñòàâêå
ðèñ. 4,á ïðèâåäåíû òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè
êîíöåíòðàöèè ÍÒ ôàçû IHT â êðèñòàëëå ïðè ïðÿ-
ìîì è îáðàòíîì ÔÏ, ïîñòðîåííûå íà îñíîâàíèè
îòíîñèòåëüíûõ èçìåíåíèé ñ òåìïåðàòóðîé èíòåí-
ñèâíîñòåé ðåíòãåíîâñêèõ ìàêñèìóìîâ îò ïëîñêîñ-
òåé (007) â ÍÒ è ÂÒ ñîñòîÿíèÿõ. Çàâèñèìîñòü
IHT(T) ïîêàçûâàåò, ÷òî îáëàñòü ãåòåðîôàçíîñòè â
îáðàçöå ïðè ïåðåõîäå íå ïðåâûøàåò 10 Ê. Ñëåäó-
åò îòìåòèòü, ÷òî ôîðìà è èíòåíñèâíîñòè ìàêñèìó-
ìîâ îò ïëîñêîñòåé (007) è (400), à òàêæå ïëîùàäè
ïîä íèìè ïðè ïåðåõîäå íå èçìåíÿþòñÿ. Ýòî åùå
ðàç ñâèäåòåëüñòâóåò î âûñîêîì ñîâåðøåíñòâå èñ-
ñëåäóåìûõ îáðàçöîâ è äàåò îñíîâàíèÿ óòâåðæ-
äàòü, ÷òî ÂÒ è ÍÒ ñîñòîÿíèÿ âíå îáëàñòè ãåòåðî-
ôàçíîñòè êðèñòàëëîãðàôè÷åñêè îäíîðîäíû.
Îáñóæäåíèå ýêñïåðèìåíòàëüíûõ ðåçóëüòàòîâ
Ó÷èòûâàÿ ïîëó÷åííûå âûøå ðåçóëüòàòû, âåð-
íåìñÿ ê àíàëèçó âîçìîæíûõ ïðè÷èí ñóùåñòâîâà-
íèÿ â ñïëàâàõ Mn2−xCrxSb íåíóëåâîé íàìàãíè÷åí-
íîñòè ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ïðè óñëîâèè, ÷òî
èõ ÍÒ ñîñòîÿíèå AÔ óïîðÿäî÷åíî.
1. Êàæåòñÿ åñòåñòâåííûì ïðåäïîëîæèòü, ÷òî
ïðè ÔÏ ÂÒ ôàçà ïîëíîñòüþ íå èñ÷åçàåò, è ïðè
íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ â îáðàçöå ñîñóùåñòâóþò
ìàêðîñêîïè÷åñêèå îáëàñòè, óïîðÿäî÷åííûå êàê
AÔ, òàê è ÔM. Òàêîå ñîñòîÿíèå ìîãëî áû âîçíèê-
íóòü èç-çà íåîäíîðîäíîãî ðàñïðåäåëåíèÿ èíãðå-
äèåíòîâ â îáðàçöå, ëèáî áûòü ðåçóëüòàòîì òàê
íàçûâàåìûõ ðàçìûòûõ ïåðåõîäîâ. Ïîäîáíûå
ïåðåõîäû íàáëþäàëè â íåêîòîðûõ ñåãíåòîýëåêò-
ðèêàõ [10]. Õàðàêòåðíûì èõ ïðèçíàêîì ÿâëÿåòñÿ
ýíåðãåòè÷åñêè âûãîäíîå ñîñóùåñòâîâàíèå ñìåíÿþ-
ùèõñÿ ôàç â øèðîêîé îáëàñòè òåìïåðàòóð è äàâ-
ëåíèé.
Îäíàêî â äàííîì ñëó÷àå òàêàÿ ïðè÷èíà ïðåä-
ñòàâëÿåòñÿ ìàëîâåðîÿòíîé â ñèëó ñëåäóþùèõ îá-
ñòîÿòåëüñòâ. Âî-ïåðâûõ, ñëåäû ñîõðàíèâøåéñÿ
ïðè íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ ÂÒ ôàçû ðåíòãåíîãðà-
ôè÷åñêè íå îáíàðóæèâàþòñÿ (ñì. ðèñ. 4,á). Õîòÿ,
ñóäÿ ïî ñîîòíîøåíèþ íàìàãíè÷åííîñòåé îáðàçöà â
ÂÒ è ÍÒ ñîñòîÿíèÿõ âáëèçè Ts (ðèñ. 1), åå ñîäåð-
æàíèå äîëæíî ñîñòàâëÿòü ∼ 20%. Âî-âòîðûõ, ÔÏ
ïðîèñõîäèò â óçêîì èíòåðâàëå òåìïåðàòóð ∼ 8 Ê.
Ïðè ñèëüíîé çàâèñèìîñòè Ts îò õ (ñì. ðèñ. 1) ýòè
ôàêòû ñâèäåòåëüñòâóþò î âûñîêîì êà÷åñòâå è
îäíîðîäíîñòè èññëåäóåìûõ îáðàçöîâ. Â-òðåòüèõ,
â ÍÒ ñîñòîÿíèè îòñóòñòâóåò õàðàêòåðíàÿ äëÿ ÂÒ
ñîñòîÿíèÿ àíèçîòðîïèÿ ïðîöåññà íàìàãíè÷èâàíèÿ
(ñì. ðèñ. 2,á,â). Íàêîíåö, îòëè÷íàÿ îò íóëÿ íà-
ìàãíè÷åííîñòü íå ìîæåò áûòü ñëåäñòâèåì îáíàðó-
æåííîãî àâòîðàìè ðàáîòû [9] êîãåðåíòíîãî âûïà-
äåíèÿ â êðèñòàëëàõ ÔM ôàçû Mn1,070Cr0,11Sb ñ
òåìïåðàòóðîé Êþðè ∼ 360 Ê.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå
òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè îá-
ðàçöîâ â ÍÒ ñîñòîÿíèè íà ðèñ. 1 èìåëè áû õàðàê-
òåðíûé äëÿ âûïàâøåé ôàçû âèä êðèâûõ, ïðèâå-
äåííûõ â [9]. Âñå ýòî ñâèäåòåëüñòâóåò î òîì, ÷òî
ñïîíòàííûé ìàãíåòèçì â ÍÒ ôàçå íå ÿâëÿåòñÿ
ïðîñòûì ïðîÿâëåíèåì ïðèñóòñòâèÿ ìàêðîñêîïè-
÷åñêèõ ó÷àñòêîâ ÔM ôàçû è äëÿ åãî ïîíèìàíèÿ
òðåáóåòñÿ ïðèâëå÷ü äðóãèå ïðåäñòàâëåíèÿ. Îäíèì
èç íèõ ìîæåò áûòü ÿâëåíèå ñîñóùåñòâîâàíèÿ ôåð-
ðîìàãíåòèçìà è àíòèôåððîìàãíåòèçìà êàê óãëîâî-
ãî àíòèôåððîìàãíåòèçìà.
Ðèñ. 4. Òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè ïàðàìåòðîâ êðèñ-
òàëëè÷åñêîé ðåøåòêè à è ñ äëÿ îáðàçöà ñ x = 0,12 (íà
âñòàâêå ïîêàçàíî èçìåíåíèå êîíöåíòðàöèè ÍÒ ôàçû
IHT(T) âáëèçè òåìïåðàòóðû ÔÏ).
Â. È. Âàëüêîâ, Â. È. Êàìåíåâ, Ñ. À. Áóæèíñêèé, Í. À. Ðîìàíîâà
278 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3
 ÷àñòíoì ñëó÷àå òàêîå ñîñóùåñòâîâàíèå ðåà-
ëèçóåòñÿ â ïðîìåæóòî÷íîé ôàçå IF , îáíàðóæåí-
íîé â ñïëàâàõ Mn2−xCrxSb ïðè x < 0,035 [2]. Â
ýòèõ ñïëàâàõ ïðè ïîíèæåíèè òåìïåðàòóðû íàáëþ-
äàþòñÿ äâà ìàãíèòíûõ ïðåâðàùåíèÿ ïåðâîãî ðîäà
ÔM–IF è IF–AÔ, ñîïðîâîæäàþùèõñÿ óìåíüøå-
íèåì îáúåìà êðèñòàëëîõèìè÷åñêîé ÿ÷åéêè è íà-
ìàãíè÷åííîñòè. Ïðè ýòîì, êàê è â ñïëàâàõ ñ áîëüøåé
êîíöåíòðàöèåé õðîìà, ÍÒ ôàçà, îáîçíà÷åííàÿ óñ-
ëîâíî êàê AÔ, òàêæå îáëàäàåò êîíå÷íîé âåëè÷è-
íîé ñïîíòàííîé íàìàãíè÷åííîñòè.  [5] ðàññìàò-
ðèâàëàñü óñòîé÷èâîñòü ìàãíèòíîé ñòðóêòóðû
ïðîìåæóòî÷íîé ôàçû íà îñíîâå ìîäåëè Ãåéçåí-
áåðãà, ÷òî ïîòðåáîâàëî ïðèâëå÷åíèÿ ñïåöèôè÷åñêèõ
îãðàíè÷åíèé, âûïîëíèìîñòü êîòîðûõ íå î÷åâèä-
íà. Ïîñëåäíåå îáóñëîâëåíî ñâîéñòâàìè ðåãóëÿð-
íîé ìîäåëè Ãåéçåíáåðãà, â êîòîðîé óãëîâàÿ ñòðóê-
òóðà îêàçûâàåòñÿ ýíåðãåòè÷åñêè íåâûãîäíîé [11].
Ñîâåðøåííî èíàÿ ñèòóàöèÿ â ñëó÷àå ñ êîëëåê-
òèâèçèðîâàííûìè íîñèòåëÿìè ìàãíåòèçìà, êîòî-
ðûå, íà íàø âçãëÿä, èãðàþò ñóùåñòâåííóþ ðîëü â
ôîðìèðîâàíèè ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ èññëåäóåìûõ
ñïëàâîâ. Äåéñòâèòåëüíî, ñîãëàñíî íåéòðîíîãðà-
ôè÷åñêèì äàííûì [2], âåëè÷èíû ëîêàëüíûõ ìàã-
íèòíûõ ìîìåíòîâ â îêòàýäðè÷åñêèõ è òåòðàýäðè-
÷åñêèõ ìåæäîóçëèÿõ ðåøåòêè â ñïëàâàõ ñèñòåìû
Mn2Sb−Cr2Sb íå ïðîïîðöèîíàëüíû öåëî÷èñëåí-
íîìó çíà÷åíèþ ñïèíà, à ïåðåõîäû ïîðÿäîê–ïîðÿ-
äîê âñåãäà ñîïðîâîæäàþòñÿ èçìåíåíèåì èõ ìîäóëåé.
Ýòî ìîæåò áûòü ñëåäñòâèåì êîëëåêòèâèçàöèè
d-ýëåêòðîíîâ. Ïîýòîìó ïðè èíòåðïðåòàöèè ìàã-
íèòíûõ ñâîéñòâ èññëåäóåìûõ ñïëàâîâ ðàçóìíî
èñïîëüçîâàòü íåêîòîðûå ïðåäñòàâëåíèÿ ñïèí-
ôëóêòóàöèîííîé òåîðèè êîëëåêòèâèçèðîâàííîãî
ìàãíåòèçìà [12,13] è âûäåëèòü íàèáîëåå õàðàê-
òåðíûå åå îñîáåííîñòè. Îäíîé èç íèõ ÿâëÿåòñÿ
âîçìîæíîñòü îïèñàíèÿ â ñïëàâàõ ïåðåõîäíûõ ìå-
òàëëîâ ýëåêòðîííûõ ñîñòîÿíèé, êîòîðûå ñîçäàíû
ïîäâèæíûìè d-ýëåêòðîíàìè, íî äîïóñêàþò ñóùå-
ñòâîâàíèå ëîêàëèçîâàííûõ íà öåíòðàõ ðåøåòêè
ìàãíèòíûõ ìîìåíòîâ. Ïðîñòðàíñòâåííîå èçìåíå-
íèå ìàãíèòíîãî ìîìåíòà â ðåøåòêå ñ öåíòðàìè,
íóìåðóåìûìè èíäåêñîì j, è ðàäèóñ-âåêòîðîì Rj
âîçíèêàåò êàê ñëåäñòâèå çîííîãî äâèæåíèÿ ýëåê-
òðîíîâ è ìîæåò áûòü îïèñàíî ïðè èñïîëüçîâàíèè
âîëíîâîãî âåêòîðà Q: Mj = MO + MQ cos (QRj).
Âåëè÷èíà Q îïðåäåëÿåòñÿ òîïîëîãèåé ïîâåðõíîñ-
òè Ôåðìè. Ïðè ýòîì, â îòëè÷èå îò ìîäåëè Ãåéçåí-
áåðãà ñ ëîêàëèçîâàííûìè d-ýëåêòðîíàìè, îä-
íîðîäíàÿ MO è ïåðèîäè÷åñêàÿ MQ cos (QRj)
êîìïîíåíòû íå èñêëþ÷àþò äðóã äðóãà [12]. Âçà-
èìíàÿ îðèåíòàöèÿ ôóðüå-êîìïîíåíò MO è MQ
îïðåäåëÿåò òèï ôàçû ñîñóùåñòâîâàíèÿ. Ïàðàë-
ëåëüíàÿ îðèåíòàöèÿ îïèñûâàåò ôåððèìàãíåòèçì â
ñïëàâå ñ êðèñòàëëîãðàôè÷åñêè ýêâèâàëåíòíûìè è
õèìè÷åñêè îäíîòèïíûìè öåíòðàìè (ïîäîáíûé
ñëó÷àé íåâîçìîæåí â ìîäåëè Ãåéçåíáåðãà). Âçà-
èìíî ïåðïåíäèêóëÿðíîå ðàñïîëîæåíèå ýòèõ êîì-
ïîíåíò ñîîòâåòñòâóåò óãëîâîé ñòðóêòóðå [12–14].
Ýòî îçíà÷àåò, ÷òî âíå çàâèñèìîñòè îò ñèììåòðèè
ðåøåòêè è ïðèñóòñòâèÿ àíèçîòðîïèè â êðèñòàëëå
âîçìîæíû ñîñòîÿíèÿ ñîñóùåñòâîâàíèÿ ôåððîìàã-
íèòíûõ, àíòèôåððîìàãíèòíûõ è ôåððèìàãíèòíûõ
ñâîéñòâ. Òåðìîäèíàìèêà òàêèõ ñîñòîÿíèé îïèñû-
âàåòñÿ âçàèìîñâÿçàííûìè ïàðàìåòðàìè ïîðÿäêà, â
êà÷åñòâå êîòîðûõ èñïîëüçóþòñÿ îäíîðîäíàÿ è ïåðè-
îäè÷åñêàÿ ôóðüå-êîìïîíåíòû ìàãíèòíîãî ìîìåíòà
[12,15]. Ðàíåå ïîäîáíûé òåðìîäèíàìè÷åñêèé ïîä-
õîä èñïîëüçîâàí äëÿ îáúÿñíåíèÿ íà ìîäåëüíîì
óðîâíå ìàãíèòíûõ ñâîéñòâ ñïëàâîâ Fea−xMnxAs
(a ≈ 1,6) [16]. Ïîñêîëüêó ñïëàâû Fea−xMnxAs è
ñïëàâû, èññëåäîâàííûå â íàñòîÿùåé ðàáîòå, ÿâëÿ-
þòñÿ èçîñòðóêòóðíûìè (ïðîñòðàíñòâåííàÿ ãðóïïà
ñèììåòðèè P4/nmm, ìàãíèòîàêòèâíûå àòîìû ðàñ-
ïîëîæåíû â îêòàýäðè÷åñêèõ è òåòðàýäðè÷åñêèõ
ïîçèöèÿõ êðèñòàëëè÷åñêîé ðåøåòêè Ñ38), òî ïî-
ñòðîåííûé â [16] òåðìîäèíàìè÷åñêèé ïîòåíöèàë
ìîæåò áûòü ïðèìåíåí è äëÿ îïèñàíèÿ ìàãíèòíûõ
ñâîéñòâ ñèñòåìû Mn2−xCrxSb. Ñòàíäàðòíûé àíà-
ëèç òàêîãî ïîòåíöèàëà ïîêàçûâàåò, ÷òî ïðè îïðå-
äåëåííûõ óñëîâèÿõ òåìïåðàòóðíàÿ è ïîëåâàÿ çà-
âèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè ñèñòåìû èìåþò âèä,
ïðåäñòàâëåííûé íà ðèñ. 5 è 6. Íà ðèñ. 5 ïðèâåäåíû
òàêæå âîçìîæíûå êîíôèãóðàöèè âåêòîðîâ ôåððî-
Ðèñ. 5. Âîçìîæíûå òåìïåðàòóðíûå çàâèñèìîñòè âåêòî-
ðîâ ôåððîìàãíåòèçìà M~ è àíòèôåððîìàãíåòèçìà M,
äîïóñêàåìûå ìîäåëüþ ñîñóùåñòâóþùèõ ïàðàìåòðîâ
ïîðÿäêà.
Îñîáåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîâåäåíèÿ ñïëàâîâ Mn2–xCrxSb â íèçêîòåìïåðàòóðíîì ñîñòîÿíèè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 279
ìàãíåòèçìà M~ (òîëñòûå ñòðåëêè) è àíòèôåððî-
ìàãíåòèçìà M (òîíêèå ñòðåëêè), îòíåñåííûå ê
êðèñòàëëè÷åñêîé ÿ÷åéêå. Ñõåìàòè÷åñêè ÿ÷åéêè
îáîçíà÷åíû êðóæêàìè. Îíè îòñòîÿò äðóã îò äðóãà
íà ðàññòîÿíèè ïîñòîÿííîé ðåøåòêè ñ âäîëü òåòðà-
ãîíàëüíîé îñè. Âåêòîðà M~ è M ÿâëÿþòñÿ àëãåá-
ðàè÷åñêîé ñóììîé ñîîòâåòñòâåííî îäíîðîäíûõ è
ïåðèîäè÷åñêèõ ôóðüå-êîìïîíåíò ìàãíèòíûõ ìî-
ìåíòîâ â îêòàýäðè÷åñêèõ è òåòðàýäðè÷åñêèõ ïî-
çèöèÿõ ðåøåòêè. Áîëåå ïîäðîáíîå îáúÿñíåíèå
ðèñ. 5 è 6 ìîæíî íàéòè â ðàáîòå [16]. Çäåñü ëèøü
îòìåòèì, ÷òî íàìàãíè÷åííîñòü ñèñòåìû îïðåäåëÿ-
åòñÿ âåëè÷èíîé âåêòîðà M~ . Ïðè ýòîì çàâèñèìîñòü
M~ (T) êà÷åñòâåííî ñîãëàñóåòñÿ ñ òåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòüþ íàìàãíè÷åííîñòè σ, ïîëó÷åííîé
ýêñïåðèìåíòàëüíî.
 ôàçå ñîñóùåñòâîâàíèÿ ïàðàìåòðîâ ïîðÿäêà
íàìàãíè÷åííîñòü íàñûùåíèÿ ìîæåò îñîáåííî
ñèëüíî çàâèñåòü îò âíåøíåãî ìàãíèòíîãî ïîëÿ,
ïîñêîëüêó ïîä åãî äåéñòâèåì ñðàâíèòåëüíî ëåãêî
ïðîèñõîäèò âîçðàñòàíèå îäíîðîäíûõ è óìåíüøå-
íèå ïåðèîäè÷åñêèõ ôóðüå-êîìïîíåíò ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà ïðè ñîõðàíåíèè êâàäðàòà åãî ìîäóëÿ.
Ïðè íàëè÷èè òîëüêî ôåððîìàãíèòíîãî ïàðàìåòðà
ïîðÿäêà èçìåíåíèå íàìàãíè÷åííîñòè íàñûùåíèÿ
ìîãëî áû ïðîèñõîäèòü òîëüêî çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ
ìîäóëÿ ìàãíèòíîãî ìîìåíòà è ïîòðåáîâàëî áû
áîëüøèõ çàòðàò ýíåðãèè (ïîðÿäêà ýíåðãèè âíóò-
ðèèîííîãî îáìåííîãî âçàèìîäåéñòâèÿ d-ýëåêòðîíîâ).
Ïîëó÷åííîå íàìè ýêñïåðèìåíòàëüíî ìîíîòîííîå
âîçðàñòàíèå íàìàãíè÷åííîñòè ïîä äåéñòâèåì ìàã-
íèòíîãî ïîëÿ ïðè ñàìûõ íèçêèõ òåìïåðàòóðàõ,
ãäå ïàðàïðîöåññ ïðàêòè÷åñêè îòñóòñòâóåò, ìîæíî
ñ÷èòàòü åùå îäíèì äîêàçàòåëüñòâîì äâóõêîìïî-
íåíòíîñòè ìàãíèòíîãî ìîìåíòà â èññëåäîâàííûõ
ñïëàâàõ.
Òåìïåðàòóðíîå èçìåíåíèå ïàðàìåòðîâ ïîðÿäêà
ìîæåò ïðèâîäèòü ê ìàãíèòíûì ôàçîâûì ïåðåõî-
äàì òèïà ïîðÿäîê–ïîðÿäîê [12–16], ïðè êîòîðûõ
ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííûå ñîñòîÿíèÿ îïðåäåëÿþòñÿ
ëîêàëüíûìè õàðàêòåðèñòèêàìè óçëîâ ðåøåòêè è
íå ñâÿçàíû ñ ðàçáèåíèåì ìàòåðèàëà íà ìàêðîñêî-
ïè÷åñêèå ôàçû. Èññëåäîâàííûå íàìè ïåðåõîäû
ÂÒ–ÍÒ, ïðèâîäÿùèå ê óìåíüøåíèþ íàìàãíè÷åí-
íîñòè, âîçìîæíî, ñâÿçàíû ñ ïåðåðàñïðåäåëåíèåì
ñïèíîâîé ïëîòíîñòè ìåæäó ýòèìè êîìïîíåíòàìè â
ïîëüçó ïåðèîäè÷åñêîé (ðèñ. 5). Àíèçîòðîïíûå
ñâîéñòâà ïðè ýòîì òàêæå ìîãóò èçìåíèòüñÿ, åñëè
ïîëíûé ìàãíèòíûé ìîìåíò îòêëîíÿåòñÿ â ðåçóëü-
òàòå ïåðåõîäà îò òåòðàãîíàëüíîé îñè. Ïîëåâûå
çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè, ïðåäñòàâëåííûå
êðèâîé 3 íà ðèñ. 2,à è êðèâûìè 1 íà ðèñ. 2,á è â,
íå ïðîòèâîðå÷àò ýòèì âûâîäàì.
Ðàññìîòðåííûé ìåõàíèçì ïåðåõîäîâ ïîðÿäîê–
ïîðÿäîê îáóñëîâëåí, ïðåæäå âñåãî, âçàèìîäåéñò-
âèåì è êîíêóðåíöèåé ìàãíèòíûõ ìîä ñ âîëíîâûìè
âåêòîðàìè ðàçëè÷íîé ñèììåòðèè. Òîãäà îáìåííàÿ
ñòðèêöèÿ, êîòîðîé óäåëåíî áîëüøîå âíèìàíèå
â [4,5] êàê îñíîâíîìó ìåõàíèçìó ïåðåõîäîâ ïîðÿ-
äîê–ïîðÿäîê â ñïëàâàõ Mn2−xCrxSb, ìîæåò ÿâ-
ëÿòüñÿ ñëåäñòâèåì, à íå ïðè÷èíîé íàáëþäàåìûõ
ïåðåõîäîâ.
Çàêëþ÷åíèå
 ðåçóëüòàòå ìàãíèòíûõ è ðåíòãåíîâñêèõ èñ-
ñëåäîâàíèé ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèõ îáðàçöîâ ñèñòå-
ìû Mn2−xCrxSb ïîëó÷åíû ñëåäóþùèå ðåçóëüòàòû:
à) óñòàíîâëåíî ñóùåñòâîâàíèå ñïîíòàííîé íà-
ìàãíè÷åííîñòè â ÍÒ ôàçå, ãäå ïî äàííûì íåéòðî-
íîãðàôèè ïðåäïîëàãàëîñü ÀÔ óïîðÿäî÷åíèå ìàã-
íèòíûõ ìîìåíòîâ;
á) îáíàðóæåíû èíäóöèðîâàííûå ñèëüíûì ìàã-
íèòíûì ïîëåì ôàçîâûå ïåðåõîäû ïåðâîãî ðîäà èç
ÍÒ â ÂÒ ñîñòîÿíèå è ñèëüíàÿ ëèíåéíàÿ çàâèñè-
ìîñòü íàìàãíè÷åííîñòè íàñûùåíèÿ îò ïîëÿ â ýòèõ
ôàçàõ;
â) ïîêàçàíî, ÷òî îñîáåííîñòè ìàãíèòíîãî ïî-
âåäåíèÿ èññëåäîâàííûõ ñîåäèíåíèé íå ÿâëÿþòñÿ
ñëåäñòâèåì íåîäíîðîäíîñòè îáðàçöîâ èëè ïðèñóò-
ñòâèÿ â ÍÒ ôàçå îñòàòêîâ ÂÒ ôàçû.
Íà îñíîâàíèè àíàëèçà ïîëó÷åííûõ ðåçóëüòàòîâ
ïðåäëîæåíà íîâàÿ òî÷êà çðåíèÿ íà êëàññèôè-
êàöèþ ìàãíèòîóïîðÿäî÷åííûõ ôàç è ìåõàíèçìû
ïåðåõîäîâ ìåæäó íèìè â ñïëàâàõ Mn2−xCrxSb.
Âûñêàçàíî ïðåäïîëîæåíèå, ÷òî â ÍÒ è ÂÒ ñîñòî-
Ðèñ. 6. Çàâèñèìîñòü âåêòîðîâ ôåððîìàãíåòèçìà è
àíòèôåððîìàãíåòèçìà îò âíåøíåãî ïîëÿ H || M~ , ñîãëàñ-
íî ìîäåëè ñîñóùåñòâóþùèõ ïàðàìåòðîâ ïîðÿäêà.
Â. È. Âàëüêîâ, Â. È. Êàìåíåâ, Ñ. À. Áóæèíñêèé, Í. À. Ðîìàíîâà
280 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3
ÿíèÿõ ìîãóò ñîñóùåñòâîâàòü ôåððîìàãíèòíûå è
àíòèôåððîìàãíèòíûå êîìïîíåíòû ìàãíèòíîãî ìî-
ìåíòà. Ïðÿìîé ïðîâåðêîé ýòîãî ïðåäïîëîæåíèÿ
ìîãóò áûòü äîïîëíèòåëüíûå íåéòðîíîãðàôè÷åñêèå
èññëåäîâàíèÿ ýòèõ ìàòåðèàëîâ, ïðè àíàëèçå êîòî-
ðûõ ñëåäóåò ó÷èòûâàòü îñîáåííîñòè êîëëåêòèâè-
çèðîâàííîãî õàðàêòåðà íîñèòåëåé ìàãíåòèçìà.
Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü ïðîôåññîðó
Ê. Áåðíåðó èç Ãåòòèíãåíñêîãî óíèâåðñèòåòà (Ãåð-
ìàíèÿ) çà ïðåäîñòàâëåííûå ìîíîêðèñòàëëè÷åñêèå
îáðàçöû ñèñòåìû Mn2−xCrxSb.
1. F. J. Darnell, W. H. Cloud, and H. S. Jarrett,
Phys. Rev. 130, 647 (1963).
2. A. E. Austin, Å. Adelson, and W. H. Cloud, Phys.
Rev. 131, 1511 (1963).
3. W. H. Cloud, Phys. Rev. 168, 637 (1965).
4. C. Kittel, Phys. Rev. 120, 335 (1960).
5. H. S. Jarrett, Phys. Rev. A130, 942 (1964).
6. T. Kanomata, Y. Hasebe, T. Ito, H. Yoshida, and
T. Kaneko, J. Appl. Phys. 69, 4642 (1991).
7. T. Kanomata, T. Kawashima, T. Kaneko, H. Ta-
kahshi, and N. Mori, Jpn. J. Appl. Phys. 30, 541
(1991).
8. M. Ohashi, Y. Yamaguchi, and T. Kanomata,
J. Magn. Magn. Mater. 104–107, 925 (1992).
9. Ch. Kleeberg, E. Kraus, K. Barner, T. Gron, and
U. Sondermann, Radiation Effects and Defects in
Solids 143, 1 (1997).
10. V. M. Ishcuk, Ferroelectrics 209, 569 (1998).
11. Ý. Ë. Íàãàåâ, Ìàãíåòèêè ñî ñëîæíûìè îáìåííû-
ìè âçàèìîäåéñòâèÿìè, Íàóêà, Ìîñêâà (1988).
12. Ò. Moðèÿ, Ñïèíîâûå ôëóêòóàöèè â ìàãíåòèêàõ ñ
êîëëåêòèâèçèðîâàííûìè ýëåêòðîíàìè, Ìèð,
Ìîñêâà (1988).
13. M. Isoda, J. Magn. Magn. Mater. 27, 235 (1982).
14. D. R. Penn, Phys. Rev. 142, 350 (1965).
15. M. Shimizu, J. Magn. Magn. Mater. 45, 144
(1984).
16. Â. È. Âàëüêîâ, Å. À. Õàïàëþê, ÔÒÒ 39, 889
(1997).
Magnetic behavior peculiarities of Mn2−xCrxSb
alloys in the low-temperature state
V. I. Val’kov, V. I. Kamenev,
S. A. Buzhinsky, and N. A. Romanova
Spontaneous and magnetic field induced
magnetic first-order phase-transitions have been
investigated on single-crystalline samples of
Mn2−xCrxSb alloys for x = 0,06 and x = 0,12
(space symmetry group P4/nmm). It is found
that the spontaneous first-order transitions
from the high- to low-temperature phase are not
accompanied by a complete disappearance of
magnetization. For the induced transitions, the
magnetization before and after the transition is
an increasing linear function of field. Based on
the results obtained it was concluded that in
the alloys under study the ground state could
not to be a collinear antiferromagnetism, as was
believed before. Other possibilities of ground-
state interpretation and mechanisms of the
order–order transitions typical of magnets with
itinerant carriers of magnetism are discussed. It
is assumed that in the high- and low-tempera-
ture phases there coexist ferromagnetic and pe-
riodic components of the local magnetic mo-
ment formed by itinerant d-electrons.
Îñîáåííîñòè ìàãíèòíîãî ïîâåäåíèÿ ñïëàâîâ Mn2–xCrxSb â íèçêîòåìïåðàòóðíîì ñîñòîÿíèè
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåðàòóð, 2002, ò. 28, ¹ 3 281
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-130164 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0132-6414 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-01T00:25:34Z |
| publishDate | 2002 |
| publisher | Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Вальков, В.И. Каменев, В.И. Бужинский, С.А. Романова, Н.А. 2018-02-08T15:22:33Z 2018-02-08T15:22:33Z 2002 Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии / В.И. Вальков, В.И. Каменев, С.А. Бужинский, Н.А. Романова // Физика низких температур. — 2002. — Т. 28, № 3. — С. 275-281. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 75.30.-m https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130164 Исследованы спонтанные и индуцированные магнитным полем магнитные фазовые переходы первого рода в монокристаллических образцах сплавов системы Mn₂₋xCrxSb при x=0,06 и x=0,12 (пространственная группа симметрии P4/nmm). Установлено, что спонтанные переходы первого рода из высокотемпературной в низкотемпературную фазу не сопровождаются полным исчезновением намагниченности. При индуцированных переходах намагниченность до и после перехода является возрастающей линейной функцией поля. На основе полученных результатов сделан вывод, что основное состояние в исследованных сплавах не может быть коллинеарным антиферромагнетизмом, как это считалось ранее. Рассмотрены другие возможности для интерпретации основного состояния и механизмы переходов порядок-порядок, свойственные для магнетиков с коллективизированными носителями магнетизма. Высказано предположение, что в низкотемпературной и высокотемпературной фазах сосуществуют ферромагнитная и периодическая компоненты локального магнитного момента, образованные коллективизированными d-электронами. The spontaneous and magnetic-field-induced first-order magnetic phase transitions in single-crystal samples of the alloy system Mn₂₋xCrxSb (symmetry space group P4/nmm) are investigated in samples with x=0.06 and x=0.12. It is found that the spontaneous first-order transitions from the high-temperature to the low-temperature phase are not accompanied by complete vanishing of the magnetization. At the induced transitions the magnetization before and after the transition is an increasing linear function of field. It is concluded on the basis of the results that the ground state in these alloys cannot be one of collinear antiferromagnetism, as had been thought previously. Other possibilities for interpreting the ground state and the mechanisms of order–disorder transitions inherent to magnets with itinerant carriers of magnetism are examined. It is conjectured that the local magnetic moment has a ferromagnetic and a periodic component which are formed by itinerant d electrons and coexist in low- and high-temperature phases. Авторы выражают благодарность профессору К. Бернеру из Геттингенского университета (Германия) за предоставленные монокристаллические образцы системы Mn₂₋xCrxSb. ru Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України Физика низких температур Низкотемпеpатуpный магнетизм Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии Features of the magnetic behavior of Mn₂₋xCrxSb alloys in the low-temperature state Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии Вальков, В.И. Каменев, В.И. Бужинский, С.А. Романова, Н.А. Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| title | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии |
| title_alt | Features of the magnetic behavior of Mn₂₋xCrxSb alloys in the low-temperature state |
| title_full | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии |
| title_fullStr | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии |
| title_full_unstemmed | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии |
| title_short | Особенности магнитного поведения сплавов Mn₂₋xCrxSb в низкотемпературном состоянии |
| title_sort | особенности магнитного поведения сплавов mn₂₋xcrxsb в низкотемпературном состоянии |
| topic | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| topic_facet | Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/130164 |
| work_keys_str_mv | AT valʹkovvi osobennostimagnitnogopovedeniâsplavovmn2xcrxsbvnizkotemperaturnomsostoânii AT kamenevvi osobennostimagnitnogopovedeniâsplavovmn2xcrxsbvnizkotemperaturnomsostoânii AT bužinskiisa osobennostimagnitnogopovedeniâsplavovmn2xcrxsbvnizkotemperaturnomsostoânii AT romanovana osobennostimagnitnogopovedeniâsplavovmn2xcrxsbvnizkotemperaturnomsostoânii AT valʹkovvi featuresofthemagneticbehaviorofmn2xcrxsballoysinthelowtemperaturestate AT kamenevvi featuresofthemagneticbehaviorofmn2xcrxsballoysinthelowtemperaturestate AT bužinskiisa featuresofthemagneticbehaviorofmn2xcrxsballoysinthelowtemperaturestate AT romanovana featuresofthemagneticbehaviorofmn2xcrxsballoysinthelowtemperaturestate |