Содержание к диссертации
Введение
Глава I. МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ФТОРОСИЛИМТОВ Lb
1.1. Кристаллическая структура изоморфных соединений
1.2. Спин-спиновые взаимодействия во фторосилика.те никеля 28
1.3. Влияние давления на фазовый переход и параметры спин-гамильтониана фторосиликата
никеля 36
1.4. Влияние разбавления на магнитные свойства веществ 46
Глава 2. ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДИКА НИЗКОТЕМПЕРАТУРНЫХ МАГНИТНЫХ ИЗМЕРЕНИЙ ПОД ДАВЛЕНИЕМ. ПРИГОТОВЛЕНИЕ ОБРАЗЦОВ 58
2.1. Система, для получения, протяжки, измерения и стабилизации низких температур 59
2..Z, Методика измерения парамагнитной восприимчивости 68
2.3. Измерение абсолютного значения магнитной восприимчивости под давлением. Сосуд высокого давления. Измерение давления 75
2.4. Приготовление и ориентация исследуемых образцов 84
Глава 3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СПИНОВОГО ГАМИЛЬТОНИАНА
ФТОРОСИЛИКАТА НИКЕЛЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ 89
3.1. Парамагнитная восприимчивость фторосилика.та никеля при высоких гидростатических давлениях 90
3.2. Определение параметров одноионной анизотропии и эффективных спин-спиновых взаимодействий под давлением 98
Глава 4. ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО РАЗБАВЛЕНИЯ НА ПАРАМЕТРЫ СПИН-ГАМИЛЬТОНИАНА И ТЕМПЕРАТУРУ МАГНИТНОГО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ФТОРОСИЛИКАТА НИКЕЛЯ 116
4.1. Параметры спин-гамильтониана магниторазбавленной системы /уд -^ уЭ(, lb и пои U6
4.2. Влияние магнитного разбавления на. температуру фазового перехода, фторосиликата. никеля 132
4.3. Фазовая I "г диаграмма разбавленного фторосиликата никеля 138
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 143
ЛИТЕРАТУРА 146
- Кристаллическая структура изоморфных соединений
- Система, для получения, протяжки, измерения и стабилизации низких температур
- Парамагнитная восприимчивость фторосилика.та никеля при высоких гидростатических давлениях
- Параметры спин-гамильтониана магниторазбавленной системы /уд -^ уЭ(, lb и пои U6
Кристаллическая структура изоморфных соединений
Для более полного представления об особенностях взаимосвязей параметров решетки с параметрами поля лигандов и величинами обменных взаимодействий, характерных для группы изоморфных кристаллов М- М J6 uHf Q » в таблицу I.I сведены данные об ионных радиусах элементов, входящих в эти соединения, постоянных элементарных ячеек и параметрах спин-гамильтониана, полученные в работах [II -I6J . Значения ионных радиусов приведены для координационных чисел равных шести (по Гольпшидту с поправками Белова и Бокия Г17J ). Анализ таблицы I.I показывает, что несмотря на наличие у представленных соединений ряда одинаковых свойств, таких как изоморфность, отсутствие анизотропии О -фактора, одноионная анизотропия, малые по величине обменные взаимодействия, имеются количественные и даже качественные различия магнитных свойств этих кристаллов. Обращает на себя внимание характер изменения параметра одноионной анизотропии J) , который при различных значениях постоянной решетки отличается не только по величине, но и по знаку. Это говорит о нетождественности тригональних искажений в этих кристаллах, так как именно они ответственны за величину и знак J) , которые, следовательно, очень критичны к лигандному окружению ионов NL
Система, для получения, протяжки, измерения и стабилизации низких температур
В предыдущем разделе была обоснована необходимость проведения магнитных измерений системы /і/іїіИі-у Si-fy GfyO как в парамагнитной области температур, так и в магнитоупорядоченной фазе.
Для магнитных исследований в области температур ниже температуры упорядочения фторосиликата никеля ( X = 0,15 К) использо 3 4 вался рефрижератор растворения Не -Не , позволяющий понизить температуру образца до 0,05 К f/vj .
Измерения магнитной восприимчивости с целью определения парамагнитной температуры Кюри д , фигурирующей в законе Кюри-Вейса J — 0/( -0) » где X - восприимчивость образца, и -постоянная Кюри-Вейсса, / - абсолютная температура, проводятся в температурной области, в которой выполняется закон Кюри-Вейсса. Так как обычно эта область температур превышает в 5-IU раз температуру Кюри, то для концентрированной солинижняя оценочнал температурная граница должна быть порядка (1-1,5)К, а для разбавленных твердых растворов этой соли, естественно, значительно ниже. Поэтому измерения в парамагнитной фазе выполнялись в диапазоне температур (4,2-0,5) К в зависимости от концентрации магнитных ионов в исследуемом кристалле.
Следует отметить также, что для проведения магнитных измерений с целью определения зависимости парамагнитной температуры Кюри (J системы от давления и концентрации магнитных ионов необходимо, чтобы измерительная установка, во-первых, обеспечивала возможность измерения абсолютной маг - 5У -нитной восприимчивости в условиях гидростатического сжатия образца и, во-вторых, имела достаточно высокую чувствительность (порядка 10 см3/г), что особенно важно при исследовании магнито-разбавленных кристаллов.
С учетом этих требований была сконструирована оригинальная установка для низкотемпературных магнитных исследований, позволяющая проводить абсолютные измерения восприимчивости магнитоди-электриков в интервале температур (10 0,3) К в условиях всестороннего сжатия до 1и коар fvb,v9] .
class3 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ СПИНОВОГО ГАМИЛЬТОНИАНА
ФТОРОСИЛИКАТА НИКЕЛЯ ПОД ДАВЛЕНИЕМ class3
Парамагнитная восприимчивость фторосилика.та никеля при высоких гидростатических давлениях
Аномальные свойства гексагидрата фторосиликата никеля как ферромагнитного диэлектрика со слабыми обменными взаимодействиями и одноионнои анизотропией достаточно ярко проявляются в магнитной фазовой / Р диаграмме.
Как оыло показано в 1.2, для описания магнитных свойств кристаллов с одноионнои анизотропией вполне могут оыть использованы достаточно простые теоретические методы, в частности, метод спин-гамильтониана, в котором спин-спиновые взаимодействия учитываются в приближении молекулярного поля. Утот метод качественно правильно описывает поведение восприимчивости фторосиликата никеля при нулевом внешнем давлении как в магнитоупорядоченной, так и в парамагнитной фазах, иднако, применение этого метода для расчета фазовой Т—Р диаграммы используя параметры начального расщепления и ооменного взаимодействия, определенных из анализа спектра dUf разоавленного фторосиликата никеля фторосиликатом цинка, приводит к качественно отличному ходу расчетной зависимости TJ; (Р) от экспериментальной выяснению причин качественного различия экспериментальной и расчетной зависимостей TQ(P) путем измерения магнитной восприимчивости фторосиликата никеля в парамагнитной области температур в условиях всестороннего сжатия и посвящена данная глава. Парамагнитная восприимчивость фторосиликата никеля при высоких гидростатических давлениях
Измерения магнитной восприимчивости фторосиликата никеля проводились вдоль двух взаимно перпендикулярных направлений (параллельно тригональной оси кристалла Х\\ и перпендикулярно ей JJL.L ). Результаты измерений восприимчивостей jC/f и JC± при пяти фиксированных давлениях в интервале температур (4,2-г1,5)К приведены в таблице 3.1.
Параметры спин-гамильтониана магниторазбавленной системы /уд -^ уЭ(, lb и пои U6
С целью изучения влияния магнитного разбавления на. магнитные свойства фторосиликата никеля, обусловленные сравнимыми повеличине обменными взаимодействиями и одноионной анизотропией,было проведено исследование системы AILfiiflf vjiЫ Опри в широком интервале концентраций никеля 0 д І. В качестве диа. магнитного "партнера" для был выбран фтороси ликат цинка как наиболее близкая к нему диа. магнитная матрица по параметрам кристаллической решетки и ионному радиусу иона двухвалентного металла [i,libJ .
Существующее небольшое различие параметров кристаллической решетки фторосиликатов цинка и никеля приводит при разбавлении к появлению значительных внутренних напряжений. Поэтому различие магнитных свойств концентрированной и разбавленной систем будет определяться изменением кристаллического поля, концентрацией магнитных ионов и характером их коллективного взаимодействия.
Похожие диссертации на Магнитные свойства твердых растворов NixZn1-xSiF6*6H2O в условиях всестороннего сжатия
