Применение uSR-метода к изучению магнитных фазовых переходов в концентрированных гейзенберговскихмагнетиках Геталов, Александр Леонидович

Введение к работе

Актуальность работы. На протяжении последних полти двух десятков лет не ослабевает интерес исследователей к проблеме спинового стекла (СС). К настоящему времени устоялся взгляд на. СС как на принципиально новое физическое состояние. Известно уже огромное число СС - металлов, диэлектриков и полупроводников, разбавленных сплавов (с малой кон цент рацией магнитных атомов) и концентрированных кристаллических и аморфных веществ. Особое место в физике неупорядоченных магнитных систем занимает проблема переходов из магнитного упорядоченного состояния в фазу возвратного спинового стекла (ВСС). Экспериментального исследования требует вопрос, о том, какие состояния реализуются в (разе неупорядоченного магнетика, отличается ли состояние СС от ВСС її в какой степени, разрушается ли дальний ферромагнитный (ФМ) порядок в ВСС и, наконец, возникает ли в реальных системах неколлинеарное ФМ состояние (аспоромапштное (АСМ)). Информация, получаемая с помощью //SK-метода, оказывается порой ключевым дополнением для понимания совокупности данных других макроскопических и ядерно-физических АН⁴ годов.

Основная цель работы. Основной целью начатых в 1986 году исследований являлось систематическое экспериментальное изучение магнитных свойств различных фазо-зых состояний в концентрированной системе 3<1-переходиых металлов (сплавы FeNiCr с большим содержанием Fe и РеМпРгз), с использованием возможностей и традиционного «ЯЫ-метода. п нового развитого в его рамках интегрального метода,

L Изучение свойств ферромагнитной (разы и фазы спинового :текла в сплаве Ге₈₀-.т№._тСі'2о вблизи тройной точки .г=25. I. Исследование свойств антиферромагнптнон фазы п фазы ;пинового стекла в том же сплаве вблизи тронной точки г=20. І. Сравнение функций релаксации спина мюона для со-

стояния СС. возникающего в концентрированной системе (FeNiCr), с функцией релаксации для разбавленных систем.

1. Сопоставление функций распределения полей в СС фазе, возникающей как в результате перехода ПМ-СС, так и в результате возвратных переходов в СС из магнитоупорядочен-ных фаз.

2. Изучение свойств ФМ фазы в структурно-упорядоченном сплаве , где реализуется фазовый переход ПМ-ФМ-АФМ.

Научная новизна. 1. В рамках //SR-эксперпмента развит новый интегральный метод исследования магнитных фазовых переходов. Он не требует знания явного вида, функции G(t) и значительно сокращает время исследования. Продемонстрирована высокая эффективность /iSR-метода (и в том числе интегрального метода) при изучении неупорядоченных концентрированных магнетиков с конкурирующим взаимодействием на примере гейзенберговского Зс1-сплава. Fe₈o__x-Ni._cCr2o (г < 30 ат.%). Полученные результаты позволили по-новому взглянуть на данные по магнитным измерениям и нейтронному рассеянию.

2. Впервые /tSR-методом измерены характеристики локальных магнитных полей в неупорядоченных концентрированных гейзенберговских магнетиках и показано принципиальное различие спинового стекла и возвратного спинового стекла.

3. Впервые наблюдена динамика локальных магнитных полей при переходе из фазы коллинеарного ферромагнетика в фазу неколлинеарного ферромагнетика в структурно-упорядоченном сплаве (Fe_xMni__r)Pt.3.

Практическая ценность. Полученные результаты полезны для более полного понимания физики неупорядоченных магнетиков, практическое применение которых уже сейчас необычайно широко. Интегральный метод позволяет эффективнее использовать ускорительное время для /.tSR-

исследования.

Автор защищает следующие основные результаты:

1. Уточнен вид магнитной фазовой диаграммы сплава Fego-iNijrCrau- Экспериментально показано, что в нулевом магнитном поле происходят возвратные температурные переходы ПМ-АФМ-СС (х <20) и ПМ-ФМ-СС {х >25). Возникновению фазы ВСС в гейзенберговских системах предшествует образование неколлинеариого ФМ (или антиферромагнетика (АФМ)), которое называют также асперомагнпт-ным (АСМ) (дли антласперомапштным) состоянием.

2. Впервые, на одних и тех же образцах проведено сравнение измерений, выполненных методом малоуглового рассеяния нейтронов и /гSR-методом. Это позволило сделать заключение, что в фазе ВСС сохраняется ближний ФМ порядок, а также определить размер областей магнитного упорядочения.

3. Проведено сравнение свойств концентрированных и разбавленных магнитных систем со случайным конкурирующим взаимодействием. Для сплава Fe₈₀-._rNi_rCi'2o с :c_ci₌2o < '' < ж_С2=25, испытывающего один температурный фазовый переход ПМ-СС. состояние СС характеризуется гауссовым распределением локальных статических полей с нулевым значением среднего поля. То есть, имеется отличие как от разбавленных СС, гак и от упорядоченного состояния при .Г > .(-,.-2 и х < х_с\ в концентрированных системах, где распределение лоренцево. Для состояния ВСС в сплавах с х < х_с\ и х > .r_rf локальные магнитные поля распределены по функции Гаусса.

4. Установлено отличие в поведении динамической функции релаксацлл при переходе ПМ-СС (x_ci < х < ;г_с2) с одной стороны, ПМ-ФМ [х > х_с2) и ПМ-АФМ (х < х_с1) с другой. В первом случае вид функции релаксации G = ехр( — \/\1) оказывается одинаковым для разбавленных и концентрированных СС. Во втором случае Gj(t) = exp(-Xt).

5. Впервые /«SR-методом наблюдена динамика локаль-

ных магнитных полей при переходе из фазы коллинеар-иый ФМ в фату неколлпнеарный ФМ (АСМ) в структурно-упорядоченном сплаве (Fej;Mni__a.)Pt3-

6. Измерена зависимость от магнитного поля температуры перехода ФМ-АСМ Тд(Н), которой соответствует линия Габея-Тулуза.

7. Уточнена магнитная фазовая диаграмма структурно-упорядоченного сплава (Ре_гМііі_.,.)Різ.

Основные результаты диссертации апробированы: на втором Международном симпозиуме по проблемам взаимодействия мюонов и пионов с веществом (Дубна, 30 июня 4 июля 1987 г.); па V Международной конференции по проблемам /tSR (Оксворд, Англия, 9 - 12 апреля 1990г.); на IV международном совещании по ядерно-спектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий (Ужгород, июль 1991 г.); на VI Международной конференции по проблемам f/.SR (Мауп, Г'аван. 31 мая - 11 июня 1993г.): на. VII Международной конференции по проблемам //SR (Никко, Япония. 15-19 апреля 1996г.); на XXX зимней школе ПИЯФ РАН (Санкт-Петербург, 1996 г.); неоднократно докладывались на семинарах ПИЯФ РАН (Гатчина, 1986-1997гг.).

Публикации: Результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введення, трёх глав, заключения п списка литературы из 71 наименований. Общий объём работы J06 страниц, включая 37 рисунков и 2 таблицы.

Похожие диссертации на Применение uSR-метода к изучению магнитных фазовых переходов в концентрированных гейзенберговскихмагнетиках

Экспериментальное изучение энергетических и угловых распределений внутреннего тормозного излучения, сопровождающего бета-переходы Шумейко Адольф Петрович

Упругое рассеяние на большие углы как метод изучения структуры ядерМальцев, Николай Александрович

Экспериментальное изучение нового метода адронной калориметрии - метода потоков частиц, на данных высокогранулярного калориметра CALICEМаркин, Олег Юрьевич

Изучение деканалирования протонов методом анализаориентационной зависимости спектров характеристического рентгеновского излученияПелетминский, Владимир Сергеевич

Изучение редких ядерных превращений методом тормозного излученияСмирнов, Дмитрий Анатольевич

Разработка методов обработки данных спектрометра АРЕС и изучение редких распадовКисель, Иван Васильевич

Изучение деления 239Pu резонансными нейтронами с использованием метода гамма-спектроскопииГундорин, Николай Алексеевич

Применение метода каналографии для выявления каналирования в узких каналах кремния и изучение его закономерностей Завьялов Григорий Иванович

Изучение магнитного поведения примесных атомов Fe и Co в матрице Pd методами эффекта Мессбауэра и ядерной ориентации Андрианов Виктор Александрович

Изучение сегнетоэлектрического перехода в перовскитах на основе расчетов динамики решетки и молекулярно-динамического моделированияМацко, Никита Леонидович