Динамика намагниченности в гексагональном феррите Cd2Z тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

РГ6 од

_ g .дВГ ^дсШЬКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УКИВЕСИТЕТ

Нз правах рукописи

Абдель Лвтиф Иэхамед АБУ ЭЛЛТА

ДИНАМИКА МШТНИЧЕНЮСТК В ЩЕАГОНАЛЬШМ ФЕРРИТЕ щг.

Ol; 04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации Яа соискание ученой степени кандидв"* физико-математических наук

Харьков - 1993

Робота выполнена в Карьковском государственной университете.

Научный руководитель - кандидат (сдаико-иатештических наук, доцент Каховский А. А.

Официальные оппоненты: доктор фиаикр-математических наук, профессор винкель Б. А.

* Харьковский физико-технический институт.

доктор физика-математических наук,

профессор Аидерс А. Г.

©ГЩШТ им. Б. Е Веркина АН Украины .

(г.Харьков).

Бадуцщ организация - Харьковский политехнический институт-

Защита состоится " Ь » О&А&кЯ 3663 еода в "часов на еаседании специализированного ссшета Д 053.00.02 Харьковского государственного университета (310077, Харьков-77, пл. Свободы, 4, ауд. им. К. Д. Синельникова).

С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной ОиОлиотеке ХГУ.

Автореферат разослан " 1993 года.

Учёный секретарь

специалиэированн'ого совета,' г' Е,П,Шйда

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

' Уровень развития' современной техники во многом определяется прогрессом научных исследований в области физики твёрдого тела и, в частности, в области, физики магнитных явлений.

Елагодаря. уникальному сочетанию магнитных и электрических свойств большое практическое применение в последние 25 лет получили гексагональные ферриты. Так, создание широкого ряда гексагональных феррйтба на основе ферритов бария и стронция с полями анизотропии 10 4 50 кЭ позволило значительно расширить диапазон практического" применения СВЧ-приборов в коротковолновую область миллиметрового диапазона Длин волн.

Отмеченный "выше успех в практическом применении гексагональных ферритов достигнут благодаря прогрессу.в исследованиях фундаментальных, взаимодействий, формирующие магнитную структуру н свойства данных материалов. В равной мере это относится как к теоретическим, так и к экспериментальным работа«. С другой стог роны, передовые идей в теории ферритов и лучтаэ экспериментальные результаты их исследований методами радиоспектроскопии, иконной спектроскопия,: ядерного гамма-резонанса и нейтронографии в сочетании с комплексом'статических Измерений параметров,сегодня служат основой базой знаний при■разработках нйвых перспективных магнитных материалов на основ® Зв - 4Г и 34 - 5Г сплавов.

Микроскопическими источниками энергии магнитной кристаллографической анизотропии (МИД) ферритов и многих других магнито-упорядоченных соединений являются магнитное- диполь-дипольное взаимодействие, стш-орОиташяо* ¿эаимбдзйьтвид, анизотропное Обменное взаимодействие.И некоторые другие.- Для'их .описания разработаны теория ситового гамильтониана и теория гамильтониана в координатю-импульсном представлении. .Оба подхода к проблеме анергии МКА й равной мере применяются лак к оксидным, так и и металлическим магнйтоупоряДочеиным соединениям о учетом специфики' каждого. • •' -

Следует отметить, что до зачала выполнения данной работы механизш формирования анизотропии магнитных свойств ряда сложных. гексагональйых фарритов со структурами тйпа г, 2, и я некоторых других, молекулы кйторйх, _ соответствии с принципом политипии, можно представить а виде определенных последовательностей исходных Я, й и Г блоков, были научены недостаточно.

В диссертационной работе приведены результаты комплексных исследований статических, высокочастотных, упругих и тепловых своРотв кобальтовой шпинели, ромбоэдрических ферритов со структурой типа Y, феррита бария - базовых структур и гексагонального феррита со структурой типа Z - Cos Ba^Fe^,, Параллельно проводила«^ разработка основ модельного компьютерного эксперимента с целью получения на' моделях возможного распределения равновесных состояний намагниченности в реальных магкитоупоря-доченных кристаллах. Компьютерных эксперимент включал расчет и построение орйентационных фазовых диаграмм анизотропии, численное решение уравнения состояния, получение,трёхмерных изображений характеристических поверхностей анизотропии и их сечений.

Одной из задач, решаемых в данной работе, была задача исследования микроскопических механизмов, ответственных за формирование анизотропии магнитных свойств базовых ферритов', включая кобальтовую шпинель и гексагональный феррит бария. Полученные результат^ позволяли бы прогнозировать комплекс магнитных характеристик более сложных, :в том числе и многокомпонентных, новых ферритов для различных практических применений.

. В исследованных ферритах под влиянием внешних воздействий реализуются различные виды магнитных структур, которые- в терминах теории фазовых, переходов Ландау можно рассматривать как симгзтричные и диссимметричныз фазы. Пэреходы мэяду симметричными фазами, между симметричными и диссиммэтричными фазами, изк-ду диссишетричными фазами и связанные с развитием магнитной системы кристаллов, можно отнести к спйн-переориентициотшм фазовым переходам (СПИ1). Для С1Ш характерны все особенности изменения магнитных свойств кристаллов. $ области критических значений параметров внешних воздействий: магнитного шля, давления, температуры.

Из сказанного выш следует важность и актуальность иэуча-вия равновесных состояний спонтанной камагнкчеккости в реальных кристаллах й роли анэргии МИД в их динамика. Это изучение представляет большой интерес как для фкзяки магнитных явлений, так и для других разделов физики твёрдого тела, и.частнос-% физики сегнетоэлектриков, фэрросегнетомагнетиков, физики упругости и прочности.

Щяь работы:'

а Изучить физические свойства феррймагнетиков различ-

ных структурных классов о учётом принципа политипии для гга-лучэнкя информации о роли &J* ионов в орбитально выроненном и орбит ально не вырожденном состояниях в формировании конкретного вида магнитной структуры кристаллов.

Ь, 'Ш основании проведенного изучения магнитных свойств ферритов установить роль микроскопических механизмов в формировании магнитной структуры кристаллов ц оценить возможные значения одноконных вкладов в энергию магнитной кристаллографической анизотропии ионов в орбитаино но вырожденном основном состоя-нm.

■ с. Разработать основы,« оценить возможности компьютерного моделирования'анизотропных свойств магнитоупорядоченных кристаллов и в исследованиях динамики фазовых превращений в магнитной система кристаллов. .

d. Рассмотреть воз.мохюсти компьютерного моделирования при создании новых магнитных материалов с предварительно заданной магнитной структурой.

Для достижения приведенных выга целей работы были поставлены еледуадиэ задачи:

1. Провести комплексна исследования ферритовых материалов в группе, подчиняющейся принципу политипии, статическими и резонансными методами,'включая измерения магнитной восприимчивости и намагниченности в •-■эщературной области от 77К до точки Кюри, магнитострикции и коэффициента теплового расширения в интервала температур 77 < Т < 420К\ исследование температурной зависимости резонансных Полей « полей анизотропии на частотах от гг, 05 до 73 ГГц и 77 < I < B4QK-, исследования локальных полей и намагкиченностай цадрегйток, содархапзпс ионы s'Fe1'

• методом ЗДР на частотах от 50 да (Ю МГц' и в температурном интервале от 4. S до ЗООК в магнитных полях до 10 кЭ.

2. Для ферритов, у которых возможны спин-переориентаца-оинш фазовые переходы, провёсти исследования перечисленных eues параметров вблизи критических температур s магнитном поле и 5еа него. ■

3. ¡Довести анализ теоретических И полученных в работе экспериментальных ревультатоа йсслэдоганий ферримагнитных систем, где наблюдались спин-переориентационные фазовые ~ереходы; на ого основе разработать оркентадионные фазовые диаграммы анизотропии магнитоупо.рйдоченньпе кристаллов рассматриваемых, в рабо-

- б -

те структурных групп.

4. Исследовать возможности „модельного компьютерного эксперимента при анализе полученных теоретических и аксперймей-тальных результатов и оценить его перспективы при разработке

и создании новых магйитных материалов. •'

5. 00судить полученные результат^ на основе современной теории магнитной кристаллографической, анизотропии.

Научная новизк? диссертации . :

1. Впервые получены спектры ядерного магнктного резонанса высокого разрешения-семшюдрешёточного ромбоэдрического феррита ТПцВа^е^ О^з и десятюгадрешёточного гексагонального феррита Со&Ва3Ре&1)Оц,. Обнаружены, особенности спектров ЯЫ? в. области низкотемпературной спиновой переориентации.

Совместные исследования . феррита Сог Ва} Я?Л<1 0„{ методам! ферромагнитного и ядерного резонансов позволили установить температурные области устойчивости симметричных и диссиметричных фаз. Быпо.леяа их идентификация. Проведена расшифровка спектров и впервые получены температурные зависимости намагниченности подрешеток данного феррита

2. Впервые показано, что метод ферромагнитного резонанса исследования гексагональных ферритов позволяет, в сочетании с представлением энергии ИКА в ' виде, разложения шшзотропйой час-.. термодинамического потенциала Гиббса в ряд по степеням ортогональных сферических функций, разделять еклздн в знэргш анизотропии отдельных взаимодействия и получать их температур-ауи зависимость. Показана ограниченная возможность применения йакона Калле на-Калле на для описания температурной вависи.\исти

; коэффициентов ИКА сложных гексагональных ферритов.'

3. Показана возможность применения принципа политипий для описания равновесных состояний магнитной системы гексагонального феррита Со£ВалЕе^041, молекула которого южзт бтъ пред стелена в символьном виде:' шшг ВаРе,^* Со^Еа,.Я"е,а Огл°

- Со^йз,/-^ .

4. исследования ыаПштосгриедш и теплового расшфения в различных кристЕ^длогрзфическйх направлениях позволили установить типы низкотемпературного и высокотемпературного спин-йёре-рриектздионнога фазового перехода. Впервые для феррита Со£1 ССоа5з3Гег4 О,, ) обнаружен СЩП при Т-325К, аналогичный СЮП

у кобальтовой йпинели При той йе температуре.

'5. Впервые разработаны ориентационные фазовые диаграммы анизотропии ромбоэдрического . кристалла. Показано, что ферриты со структурой типа У, относящиеся к ромбоэдрической структурному классу КЗт, не могут иметь анизотропию типа " плоскость, лёгкого намагничивания" .при любых значениях констант анизотропии.

8. Разработаны физические принципы модемного компьютерного эксперимента для исследования равновесных состояний спонтанной намагниченности магните ;тторядочв иных кристаллов.

Ш защиту выносятся результаты комплексных исследований статических и высокочастотных свойств гексагонального феррита Сог8а,Реи, позволившие установить и изучить!

- критические области существования симметричных и диссимэтри-чных фзэ, возникали?« при фазовых переходах в цепочке б/я" я" л*— — г/л"— 2/п( — 2/Ж6/пГ п?'М—6/йш, и которые происходят в данном феррите в температурном интервале ?7<Т<£93К\

- динамику протекания процесса переориентации вектора спонтая-коЯ намагниченности по спектрам ферромагнитного и ядерного магнитного резонапсов и температурной зависимости резонансных полей и намагниченности подрешеток;

- типы фазовых переходов по температурной зависимости относительного теплового удлинения и магнитострилции и влияние ка них внешнего магнитного поля; •

- ориэятацшнныэ фазоЕыэ диаграммы анизотропии, характеристические поверхности анизотропии и ¡и эволюция- под влиянием внешних воздействий - магнитного поля я других.

ШСШот. и практическая ценность работы определяется совокупностью экспериментальных данных и местом, которое занимает анизотропные магнитоупорядоченные среды в современной науке. Кроме того, проблема природы энергии анизотропии в кристаллах относится к одной из наиболее слешах и недостаточно разработанных проблем физика твердого т^ла. Источники НКА во многих случаях являются одкоиойньмя и связаны со сшш-орбитадьнш взаимодействием. Энергия .спин - орбитального взаимодействия весьма чувствительна к симметрии кристаллическою поля . лиган-дов, к влиянию внешних взаииодэйсгвий. Ёё величину маяно оценить лша методом ЗПР. Однако такие работы весьма малочисленны и требуют синтеза изоморфных Исследуемых немагнитных кристаллов. .-,.••

. Особое внимание следует обратить на разработанные основы модельного компыэтерного эксперимента. Он содержит большие потрчциальные возможности для разработки перспективных магнитных материалов.

Экспериментальные результаты работы можно использовать при разработке новых магнитных материалов.

Апробация работы. - Основные результаты работы были представлены и докладывались на Европейском конгрессе по магнетиа-му и применениям магнитных материалов Е14МА-91, сентябрь, Дрезден 1931., 2-м Международном симпозиуме по физики магнитных материалов, июль 1992, Пекин, Китай, Первой межгосударственной конференции "Материаловедение высокотемпературных сверхпроводников", Б-0 апреля 1993 г., Харьков, Конференции " Физические явления в твердых телах", 2-4 февраля 1993 г., ХГУ, Харьков, VI научный семинар "Физика магнитных явлений", 84-28 мая 1993г. Донецк-Красный Лиман. . ■ ■

Публикации. По результатам исследований опубликовано 8 работ.

Структура и обтек работы. Диссертация состоит из введения, В котором сформулирована постановка задачи, пяти глав, заключения, библиографии, насчитывающей 127 наименований, содержит 44 рисунка, 18 таблиц. Общий объём работы составляет 188 страниц. мапь. .описного текста.

Работа выполнена на кафедре общей физики Харьковского государственного университета в рамках важнейшей тематшм кафедра "Разработка физических основ создания новых магнитных материалов с заданным комплексом магнитных свойств", шифр '.:емы 1.3. Б. Э номер государственной регистрации 0186,013.0977, выполняемой ко координационному плану АН Украины и программа ш.вдукародяого межвузовского сотрудничества между Харьковским университетом и университетом км. А. Мицкевича в Познани (Шльша).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Ш введен!«, обоснована актуальность теш диссертации оп-рэдедэка цель и аадача проводимых исследований, изложена научная ковка на и практическая еначшость полученных результатов исследования дйншл&ед намагниченности форрита Со., I, сформулированы положшня, выносимые на звдпу.

В первой главе глада дан литературный обзор состояния проблемы магнитной кристаллографической анизотропии в теоретическом и экспериментальном аспектах. Обсуждены вопросы аналитического описания энергии магнитной кристаллографической анизотропии с помощью тригонометрических и ортогональных сферических функций. Шраый вариант описания соответствует феноменологическому подходу к проблеме энергии НКА. В этом случае энергия !Ш представляет анизотропную часть термодинамического потенциала Гиббса, а во втором случае реализуется ква:-тово-статистический подход к проблеме энергии 1ША и она рассматривается как анизотропная Уж;ть спинового гамильтониана.

Анализ теоретических моделей энергии ККА и различных подходов к ним по!<азал еовмоиюсть перехода от квантового к феноменологическому рассмотрения анэргии 14КА. Последний возмолэн, поскольку полиномы Лежандра, с помон^ьп которых проводится феноменологическое описание магнитной анизотропии кристаллов являются классическими аналогами векторных тензорных спиновых операто-роЗ'Стевенса. Последние применяются в теории магнитной кристаллографической анизотропии в рамках теории спинового гамильтониана и гамильтониана в ксординатно-гашульсном представлении. Последнее открывает перспективы для проведения прямых экспериментальных исследований механизмов, фортрую^х анизотропию магнитных свойств кристаллов.

Проведен анализ микроскопических источников энергии МКА. 3 рамках теории спинового гамильтониана рассмотрены однотонные вклады ионов с орбиташга вырожденным и орбитально не Еыровдэн-кым основным состоянием в анергию оксидных соединений. Рассмотрена проблема температурной зависимости констант анизотропии в соответствии с законом Калле на-калле на.

Вторая глава диссертации посвящэна анализу проблемы структурных и спнн-переориентационных фазовых переходов в магни-тоупорядоченньдс кристаллах. Расг.-ютрена проблема учдта инвари-антоэ еэстой и восьмой степени на число симметричных и дисси-метричных фаз, возникавших при структурных и спин-перэориэнта-циояных фазовых переходах, Изучены основы построения ориентаци-энных фазовых диаграмм анизотропии и свойства характеристических (указательных) поверхностей симметричных тензорор Результаты этого анализа легли в основу разработки модельного компьютерного эксперимента, основные моменты которого рассмотрены в

пятой главе.

В третьей главе, в рамках принципа полятищй, анализируется магнитная структура гексагонального феррита 0^. Обосновывается выбор методов для. проведения комплексных исследований влияния внешних воздействий на . равновесную ориентацию вектора спонтанной намагниченности. Кратко рассмотрены вопросы технологии получения объектов исследования И моделирований.

В четвертой главе рассмотрены основные результаты проведенных комплексных исследований динамики намагниченности в гексагональном феррите Соа2. Анализ температурной зависимости начальной магнитной восприимчивости вместе с температурной зависимостью резонансных полей <ШР позволил.определить области., существования симметричных и диссймметричных фаз и Провести Их идентификацию. На рис. 1 приведена температурная зависимость угла в, который равновесная намагниченность составляет с осьЬ 3 рассматриваемого феррита. •

Рис.1 Температурная зависимость угла е равновесной намагниченности с осью с феррита СоеВа5Регч 0Л1-.1 - 1.65;

2 - «■ 1.70. Анализ зависимости б = Г(Т) по-каэыЕзэт, что в температурном интервале 77<T<48<DK феррит Со&2 вообшэ не имеет анизотропии ти-

во

iO

в,град

1 \fs

Т,к

600

па "плоскость легкого намагничивания". При переориентации вектор спонтанной намагниченности последовательно ориентирован: вдоль оси с в температурном интервале от .точки Кюри до Г=4£'0К; в области 400<T<45QK вектор ТИ,плавно.изменяет своп ориентацию от В*0 до е<*70£5°. При 325<Т<400К положение вектора намагниченности сохраняется и угол 9=7 0±5". Когда 210<T<3S5K вновь происходит изменение положения вектора Ме и угол б монотонно умеаъвается от . 7сГ до 20° . Отметим, что температура Т-32БК соответствует началу новой спиновой переориентации. • При Т-210+5К угол 6=0° и равновесная намагниченность ориентирована параллельно оси с. Следовательно, в гексагональном феррите Со& Ва3Геа„ Otl в интервале температур от 77 до 700К происходит последовательная смена магнитных фаз 6/nf nfnf— £'/nf — Z'/trt —. s'/nf 6/rf nf."f—~ 6 /am как цепочка спин-переориентационных фазовых переходов. Каждому

из них' соответствует критическая температура Г, *2ЮК, Tt =325К, ij -400К, Г, -4S0K и Тс -675К. Согласно теории фаговых переходов Ландау, C®n при Г=210К мохно отнести к категории фазовых переходов первого рода между симметрг чой в/nftifrrf и 2/nf диссимме-- тричной фазами . Фазовый переход 6/rrf afirf -* б/а mm в точке Кюри - структурный фазовый переход второго рода, Остальные фазовые переходы в приведенной выше цепочке являются СПФП второго рода мэлду диссимметричными фазами. • •

Исследования магнитострикции и.теплового расширения в магнитном поле и без него позволили.уточнит* детали переориентации Вектора спонтанной намагниченности и уточнить типы фазовых переходов; Анализ изотерм магнитострикции при фиксированных температурах показывал, что при нагревании образца кривые А ~Г(Я) претерпевают существенные изменения. В темперзтурной области ййлзэ Г - 210К и в магнитных полях, превышающих поля технического насыщения (Н>5кЭ) на. изотермах магнитострикции, наблюдается значительный по величине и-положительный по знаку парапро-' цэсс (dA/dH— 2.10 Э''). Магнитострикция при этом отрицательна. Одновременно При ТИёОК на линейном участке кривых А =Г(И) наблюдается особенность в виде излома в фиксированном при данной температуре магнитном поле Я.' Величина поля И зависит от температуры и его следует рассматривать как критическое. Зависимость Htf,(T) в температурной области 120<Г<180К линейная. Величина 'критического поля понижается от 1в До 11. БкЭ при повышении температуры от 120 до ISOh и он обращается в нуль при температуре около 200Ё,

В температурной области £00<Т<2ЮК парапроцесс на изотермах продольной магнитострикции отсутствует. Еьт,210К восприимчивость парапроцэсса продольной магнитострикции становится отрицательной. Парапроцесс на изотермах магнитострикции не исчезает вплоть до комнатной температуры.

Отметим, что 'спин-первориентацпонний фазовый переход гги температуре Т~210К сопровождается переменой знака восоиимчи-вости парапроцесса продольной магнитострикции. Эта перемена знака происходит скачком.

Аналогичные явления наблюдается и в высокотемпературной области. Все они подробно рассматриваются в работе.

В литературе практически отсутствует какая-либо информация о намагниченности подрешЗток феррита Co,BajFei40H . Это свпэа-

80 с таи, что данный феррит имеет по крайней мере десять 1ЮД-решйток, в которых локализуются ионы железа. Как следствие -сложные, плохо разрешимые спектры ШР и ЯГР. Применение метода ыкогократного прохождения и накопления полезного сигнала с последующей компьютерной обработкой спектров дало возможность получить хорошо разрешимые спектры в области 4. £<Т<293К Ревультаты исследования магнитной структуры и ее динамика при нагревании образцов феррита Со£ВалГеЛк 04( изучалась вместе его структурными компонентами ферритами - СоГе404, ачгВзаГе,5 Огл и ВаГс12 0(р . Область температур измерений заключена в интервала от 4.2 до 293К. Исследования последних необходимы для однозначной идентификации подрешеток феррита СогВи проверки возможности применения принципа политипии к описания физических свойств многоподрешэточных ферритов.

Исследования, выполненные методом ядерного магнитного ре-вонакса позволили изучить динамику спиновой переориентации по температурной зависимости намагничанкЪсти основных подрешеток. Результаты проведенного анализа подтвердили приведенные выше результаты. Действительно, температура Т-=210 К для он

является есть температура спиновой переориентации. Вблизи неб происходит заметное уменьшение амплитуды сигнала спинового эха от 12к и ÍSh подреь-зток. Заметим, что 12к и 1811 октаэдры расположены на границе 5 и Г блоков. Возможной причиной такого изменения может быть уменьиение коэффициента усиления сигнала ЯМР, который определяется как отношение величины локального поля к полю анизотропии. Последнее может Сыть следствием як-тедлэ-ровского упорядочения электронных орбиталей ионов кобальта.

Кристаллографические позиции, ориентация магнитных моментов, локальные поля на ядрах ионов Feзt' форрита Согг при температура 4. £К приведены в таблице 1. Эти результаты получены впервые.

В пятой главе проводкой анализ полученных результатов, включая проблем роли ионов крбальта на формирование магнитной структуры ферритов, рассматриваются следующие узловые вопросы:

- влияние ионов кобальта на динамику намагниченности в группе политипических ферритов, включая базовые и производный от них феррит

- вклад иона кобальта в анергию анизотропии гексагональных мно-гоподрешёточных ферритов и ?озможности его определения;

Таблица 1.

Кристаллографические позиции, ориентация магнитных моментой, локальные поля на ядрах иойов •"гв5* феррита Сс-2. Температура 4.2К.

Кристаллографическое половине Шзиция А В БП Я», .кЭ

12*, Щ 12к б\ 508,

2(1 (М) 2й ■ 432

4 Г» (М) 4Га 21 556 .

ЛГ, (УЗ ел 21 492

4е« (Г) 6с 2» 542.5

*о 1Ёк (Л 18Л б* Б02

2а, (М) ' 2а 1\ 550

*** (П За 21 489

4Г, (АО 4Г, 21 527

4Г„ (У) 6с, 21 519

- температурная зависимость констант магнитной анизотропии.

рассматривая часть проблемы установлено, что в различных кобальтсодержащих ферритах область высокотемпературной спиновой переориентации зависит от кристаллической структуры и фазового состава магнетика. Но температура Т,« 210 ± 10 Л, которая является критической для низкотемпературной спиновой переориентации, оказывается примерно одинаковой у кубического феррита СоГвгО^, гексагонального СойВа3Рег11041 и ромбоэдрического СоайэаГг,а Огг ферритов. Таким образом, влияние иоков кобальта Со1* на магнитную систему кристаллов различных структурных групп Модно свести к следующим проявлениям:

- у кобальта и гексагонального феррита СоаВаГе« Оет в области высоких температур происходит. цепочка спин-переоркэнтационга фазовых переходов второго рода;

- у ферритоа со^ВавГе3^0А, я СоРе&0^ иавлвдшися епия-аврворйв-нтациояныв фазовые переходы, аналогичные рассмотренным выше для первой и второй групп мзгветикпа.

Известно, что ионы кобальта сё'ъ огааздричэских погицйях имеют трёхкратно вырожденное орбитальное состояние. Их магнитный момент определяется как спиновым, так и не полаостьи эаж-

рожвниым орбитальным моментом. Поскольку в гексагональных ферритах юс относительное количество достаточно большое, то можно . овдать возникновения структурного или спин-переориентационного фазового перехода. Причиной его может быть либо кооперативный спин-орбитальный аффект, либо кооперативный эффект Яна-Теллера. Ьййно ■ предположить, что, подобно,эффекту при ЗЗОК в кобальтовой шпинели, наблюдаемые особенности физических свойств,феррита Co2Z при Т*325К обусловлены кооперативным спин-орбитальным взаимодействием, так как они сопровождаются значительными изменениями магиитострикции, аномальными изменениями магнитной структуры и теплового расширения.

Завершатт данную главу раздел, в котором рассматриваются возможности модельного компьютерного эксперимента.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В настоящей работе экспериментально изучена динамика намагниченности в Гексагональном феррите Co&Z ( Co^Ba^Fe^ 04l ■)

в широком интервале температур и магнитных лолэй, В основу положен принцип политипии, который позволяет рассматривать особенности магнитных свойств сжшых иногоподресеточншс соединений на основании анализа индивидуальных особенностей свойств его структурных компонент.

2. Обнаружено большое шюгообрзЭ1ш магниюупорядоченных фаа и фазовых преврарэний, часть из которых описана впервыэ. Ш основании проведенного анализа температурной зависимости магнитной восприимчивости и температурной зависимости резонансных полей ФМР установлены области устойчивости симметричных и диссимматричных фаа о определены критические температуры спин-переорйэнтацшшых фазовых переходов. Показано, что в данном феррите в интервала температур от 77 до 700К происходит цепочка спин-пзреориентац1.онных фазовйх переходов: 6/r,i)f nf—*• -— 2/sf —► 2/rrf — 2/nf B/imf£f rasa

3. Установлено, что в исследованном интервале температур в феррите вообвзэ отсутствует анизотропия типа плоскость лэгкого намагничивания. максимальный угол отклонения вектора спонтанной намагниченности от кристаллографической оси 7 составляет около 70 i 5" . Положение равновесия вектора спонтанной намагниченности весьма чувствительно к внешним воздействиям (темно-

ратуре, магнитному поле, давления), что связано неустойчивость») баланса вкладов в энергию анизотропии феррита Со£ Z конкурирующих фундаментальных взаимодействий магнитного диполь-диполь-ного, спин-орбитального ионов Со'?. октаэдрйческИх позициях и однойонного ионов железа в позициях с пятикратной координацией.

4.. Обнаружена зависимость критической температуры Г от Ьэ-личины приложенного внешнего магнитного поля. Ев смещение Достигает порядка 20Я в магнитном поле Й » 20 кЭ. В области кри-■ тических температур- Г и Г, обнаружена сильная зависимость восприимчивости парапроцесса продольной магнитострикцйи от температура Предполагаете^, что причиной наблвдаемых аномалий магнитной восприимчивости парапроцесса продольной магнитостр1!Кций, коэффп^ента теплового расйфения, констант магнитной кристаллографической анизотропии, намагниченности подресёток и других особенностей является кооперативный эффект Яиа-Теллера.

Б. Разработан!! орйэитационный фазовые диаграммы анизотропии ромбоэдрического !чжсталла, получены трёхмерные кзобраятшл ха ркггеристичйских поверхностей анизотропии кубического и гексагонального кристалла, их сечеккя й модели изотерм иамЛгтгап-ности. В целом - это основа для проведения модельного ¡юмпьи-терногс эксперимента анизотропных свойстй реальных крйстгшюз.

Основные результаты пэлогены в следующих пуСл1!кац-.1ях:

1. А. 11 Абу Элата, Е. II Горбач, А. А. ваковский, Я. Хглкэпяч Спин-переорйентациснныэ фазовые переходы в гексагональном феррите Сой1 ,

'* йгаичэскке явлений в твёрдых телах ". Нзтерналы ¡сойфэ-реицга. Физический факультет, ХГУ, 2-4 февраля 19S3 r с. ?2.

2. А. Н. Абу Э-rsta, А. А. Цураяовский, С. а Зйпэнко Зкспзришятагй-псэ изучение :i ¡ссмпь мерное шдзякровслие равнов-зснах гос-

■ тояшй намагниченности feppmos со структурой тип-;. У. " Физические падения з тЬёрдис телах V Иатеркали копфорта-ции, Фиэичес!^ '1>экул^гет ХГУ, 2-4 фэвраля 1S93 Г с. 21.

3. ОссСенности теплового расзз!рэгам и магнитостргавдти в гексагональном феррите Co2Z.

научный семинар " Физика магнитных явлений " Тезисы доклада 172. 24-29 мая 1993 г. Славяногорск.

- la -

4. A. A. lAiraohowskl, J.Haukiewloz, A. U. Abo El&ta апЛ КШ of the equilibrium states of tha traanatlc system in Иещрп§1 fernte Cto4Ba4Few04(.

Soft Uagr.etio Uateriala-10 (БШ-IQ). Dreztfen. Germany, 11-13 September 1B91., Abstracts booklet, Б-Р-07, p. 133 B. A. A. kliraohowskl, S.N. Zmenkp, J. P$tr?ak, A. M. Abo Elfitij

Computer modelling in investigation of magnetically oroared crystals.

Soft magratik materials, 5MM-1Q, Drezdan, Germany, 11-13 September 1991, Abstrakt booklets, 7-p-10, p. 172 .

6. А. А. Уураховский, С. И. Зшшнга, A. Ji Абу Злата, E. Штвак базовые дщтрамыы и компьютерное моделирование в исследованиях равновесных состояний (магнитной системы кристаллов. Материалу негосударственной конференции " Материаловедение высокотемпературных сверхпроводников Б-9 апреля 1993 г., г. Харьков Hi! АН Украины сб. ТРУДОВ т. 1 с. 11-12 ,

7. A.A.Murachovski, S.N.Zinenko, J.Pi^trzak, А.М-Abo Elata Energy of anizotropy and computer modeling in investigation of the equlibnuni states of p&gnetio crystals

End International symposium of physios of irasnetlc matorials July 2-7 1992, Beijing, China, finest booklet, v.l, р.С4-ВБ

8. A. A. Morachovski, S. N. Zinenko, J, Pietrzak, A. M. Abo Elata Computer modelling in investigation of magnetically ordered crystals

2nd International symposium on physics of magnetic materials, July, 2-7, 1992, Beijing, China, Oipst {Booklet, p.71-72

1983,'.BO, 3680-3384