Исследование эффектов анизотропии электронно-ядерных взаимодействий в диэлектрических кристаллах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

*

Российский Научным Центр «Курчатовский Институт»

На правах рукописи УДК: 539.143.44 . 539.172.4

Р Г Б ОД

ЧЕРЕПАНОВ Валерий Михайлович

• - 5 МАР 2000

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТОВ АНИЗОТРОПИИ ЭЛЕКТРОННО-ЯДЕРНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙ В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ

Специальность: 01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва - 2000

Работа выполнена в Институте Молекулярной Физики Российского Научного Центра «Курчатовский Институт»

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Кузьмин Рунар Николаевич

! . [ || доктор физико-математических наук,

! . профессор Суздалев Игорь Петрович

| 1 !

| : доктор физико-математических наук,

; Якубовский Андрей Юрьевич

Ведущая организация: Институт Кристаллографии РАН им. А.В .Шубникова

Защита состоится « » в « » час. на заседании

Специализированного Совета Д.034.04.04 при Российском Научном

Центре «Курчатовский Институт» по адресу: 123182, Москва,

пл.Курчатова, д. 1.

С текстом диссертации можно ознакомиться в библиотеке

Российского Научного Центра «Курчатовский Институт».

: ! ' I ■ | '

Автореферат разослан « » 2000 г.

Ученый сектретарь Специализированного совета кандидат физ.-мат. наук

ЪЪЧЗ. Ъ%Ъ,Н

А.В.Мерзляков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Широкие возможности мессбауэровской спектроскопии (МС) определяются уникальным сочетанием таких ее свойств, как чрезвычайно высокое разрешение (острота резонанса для самого популярного мессбауэровского изотопа Ъ1¥е составляет ГУЕ~ 10'") при высокой селективности и чувствительности к изменению локальных свойств вещества. Наличие удобного допплеровского способа перестройки частоты и разработка современных математических методов анализа спектров позволяет проводить прецизионные измерения весьма тонких эффектов.

Основными величинами, измеряемыми в МС, являются площадь спектра, ширина линии, химический (изомерный) сдвиг, градиент электрического поля (ГЭП) и магнитное сверхтонкое (СТ) поле, создаваемые на ядре электронами мессбауэровского атома и его окружения. Каждому значению этих величин соответствует определенное положение линий сверхтонкой структуры (СТС), а их изменение в зависимости от времени и координат будет приводить к искажению спектра. Влияние динамики большого числа степеней свободы (электронных и ядерных спинов, тепловых колебаний атомов решетки и т.п.) сопровождается разнообразными релаксационными эффектами, существенно влияющими на форму спектра.

I !астоя1цая диссертация посвящена экспериментальным исследованиям методом мессбауэровской спектроскопии влияния величины и типа магнитной анизотропии на параметры магнитного уравнения состояния ферромагнитных диэлектриков вблизи точки Кюри Тг, а также влияния анизотропии электронного зеемановского и сверхтонкого взаимодействий на форму мессбауэровских спектров парамагнитных монокристаллов.

Изучение физических свойств магнитных диэлектриков продолжает привлекать внимание исследователей, поскольку успешное использование этих материалов в радиоэлектронике, вычислительной и СВЧ-технике базируется на возможности модифицировать их свойства в нужном направлении. Для осуществления такой возможности необходимо глубокое понимание природы магнитных явлений при фазовых переходах, в частности, фундаментальных аспектов поведения магнитных кристаллов вблизи критической температуры.

13 начале 70-х годов были достигнуты большие успехи в описании этих явлений с помощью ренормгрупповой (РГ) теории фазовых переходов, которая предсказывает определенную зависимость критических параметров кристалла от характера его магнитной анизотропии. Если для низкоразмерных систем эти предсказания хорошо подтверждаются, то для трехмерных магнетиков с высокими значениями Тс экспериментальные данные зачастую находятся в противоречии как друг с другом, так и с предсказаниями РГ теории. Это связано как с ограниченностью используемых методов, так и с рядом особенностей, присущих всем исследованиям критических явлений. К таковым относится трудность точного измерения Тс и выделения критической области температур, в которой предполагается выполнение степенных законов для термодинамических величин. Кроме того, большинство магнитных кристаллов имеет сложную многоподрешеточную структуру, изучение которой с помощью только макроскопических методов может привести к ошибочным заключениям о характере критического поведения.

Избранная в настоящей работе методика исследования критических параметров магнетиков с помощью мессбауоровской спектроскопии имеет ряд важных преимуществ по сравнению с макроскопическими магнитными измерениями. Это, например, возможность проведения измерений в отсутствие внешнего поля, независимое от модельных аппроксимаций определение как самой величины Тс, так и параметра магнитного упорядочения, особенно для многоподрешеточных систем. Это позволяет не только существенно уточнить данные по уже исследовавшимся и получить новые данные о критическом поведении ранее не исследовавшихся кристаллов, но и провести их сравнение с результатами современной РГ теории фазовых переходов.

Подобная ситуация сложилась и с исследованием СТС мессбауэровских спектров парамагнитных кристаллов. Уже к концу 70-х были разработаны достаточно четкие теоретические представления и методы расчета спектров для произвольной скорости релаксации электронного спина мессбауэровского иона. Однако в большинстве экспериментальных работ, выполнявшихся как правило на поликристаллических образцах, исследовались или неявно предполагались относительно простые ситуации, когда СТС

формируется при фиксированном электронном состоянии, а рассмотрение релаксации ограничивается лишь моделью с единственным параметром - эффективной (средней) скоростью релаксации. Однако, такой подход непригоден для систем со смешанными электронно-ядерными состояниями парамагнитного иона, которые могут при определенных условиях образоваться в кристаллах с симметрией ниже кубической, имеющих сильно анизотропное сверхтонкое взаимодействие. Это относится также к системам с аксиальной симметрией кристаллического поля, в которых релаксация не может быть корректно описана в рамках однопараметрического представления. В диссертационной работе продолжено исследование таких систем, выявившее ряд ранее не наблюдавшихся эффектов, а также специфическую роль слабых внутрикристаллических магнитных полей.

Цели диссертации, состоящей из двух частей можно сформулировать следующим образом. По Части 1 - систематическое экспериментальное исследование методом МС критического поведения многоподрешеточных ферромагнитных диэлектриков на примере монокристаллов железо-иттриевого граната (ЖИГ) У3Ре50,2, гематита а-Ре203 и ортобората железа (ОБЖ) Ре3В06, обладающих различными типами анизотропии. Решались следующие основные задачи:

• Измерение параметров магнитной СТС мессбауэровских спектров кристаллов вблизи температуры магнитного упорядочения;

• Преобразование данных по СТ полю на ядрах 57Ре в соответствующие намагниченности подрешеток с учетом всех существенных электронно-ядерных взаимодействий;

• Определение по единой процедуре значений критической температуры, размера области асимптотического критического иопедеиия параметра порядка, величин критических индексов (КИ) для всех магнитных подрешеток исследованных соединений;

• Сравнение полученных результатов с данными других исследований и с предсказаниями РГ теории.

По Части 2 - систематическое исследование методом МС влияния анизотропии электронно-ядерного взаимодействия на формирование спектров СТС и процессы спин-решеточной релаксации на примере парамагнитных монокристаллов метмиоглобина МЬ(Н20) и нитрата алюминия (НА) А1(М03)у9Н20:Рс3\ обладающих

соответственно аксиальной и ромбической симметрией

кристаллического поля (КП). Решались следующие основные задачи:

• Изучение зависимости спектров СТС кристаллов от направления и величины слабого внешнего магнитного поля, а также от температуры;

• Построение эффективного спин-гамильтониана электронно-ядерных взаимодействий, моделирование на его основе расчетных мессбауэровских спектров и сравнение их с экспериментальными спектрами;

• Выявление особой роли внутрикристаллических хаотических полей Нк~10 Гс в формировании хорошо разрешенных г-линий, связанных с переходами между подуровнями смешанной электронно-ядерной системы;

• Построение модели релаксационного процесса и расчет на ее основе спектров СТС для определения параметров и механизма спин-решеточной релаксации в случае аксиального и ромбического КП;

• Разработка нового варианта двойного гамма-электронного резонанса (ДГЭР) и проведение пробного эксперимента по его наблюдению в нитрате алюминия.

Научная новизна работы состоит в том, что впервые:

• При расчете параметра порядка из величин экспериментально наблюдаемого СТ магнитного поля на ядрах железа, в отличие от предыдущих работ, проведен последовательный учет комбинированного магнитного диполыюго и электрического квадрупольного взаимодействий, сравнимых по величине вблизи критической температуры Тс;

• Для исследованных кристаллов по единой методике определены размеры областей асимптотического критического поведения, значения КИ и параметров магнитного уравнения состояния для ЖИГ и гематита, показано, что они удовлетворяют соотношениям теории подобия;

• Найдено, что в критическом асимптотическом интервале только значения индекса намагниченности (3 удается определить с точностью, достаточной для сравнения с предсказаниями РГ-теории и идентификации класса универсальности. По результатам анализа ЖИГ отнесен к изотропному (п=3), а гематит и ОБЖ к планарному

(п=2) классу универсальности критического поведения, в соответствии с результатами РГ-теории;

• Исследована ориентационная зависимость величины эффективного магнитного СТ поля на ядрах железа в аксиально симметричном КП кристалла метмиоглобина, на основе которой предложен независимый метод определения ориентации гема в железосодержащих биологических кристаллах;

• В рамках четырехуровневого представления электронной оболочки иона Ре3+ установлена температурная зависимость параметров релаксации у, и у2, свидетельствующая об однофононном механизме релаксационного процесса и сильной анизотропии тепловых колебаний парамагнитного лигандного комплекса метмиоглобина;

• На основании моделирования спектров СТС в рамках формализма эффективного спин-гамильтониана с учетом хаотических магнитных полей количественно оценена величина последних;

• При уменьшении стабилизирующего внешнего поля обнаружено необычное расщепление отдельны^ линий спектра НА, относящихся к изотропному крамерсову дублету, которое объяснено усиливающимся влиянием поперечных компонент СТВ;

• Установлено, что участие хаотических магнитных полей в формировании г-линий определяет необычный для МС характер зависимости их положения в спектре от величины внешнего поля;

• Моделирование спектров в приближении изотропной релаксации позволило восстановить температурную зависимость единственного релаксационного параметра, которая свидетельствует о прямом двухфононном механизме спин-решеточной релаксации в Нитрате алюмииия.

Научная и практическая значимость работы состоит в том, что:

• При исследовании фазовых переходов второго рода в многоподрешеточных магнетиках впервые получен ряд новых ■экспериментальных данных, которые дополняют существующие представления о магнитных критических явлениях и могут быть •использованы для количественной проверки предсказаний современной РГ теории;

• При исследовании парамагнитных кристаллов с резко анизотропным тензором СТВ выявлена решающая роль внутрикристаллических хаотических магнитных полей, обеспечивающих саму возможность

наблюдения комбинированных электронно-ядерных переходов в мессбауэровских спектрах;

• Разработанные методы моделирования расчетных спектров в рамках эффективного спин-гамильтониана успешно применены для расшифровки сложных спектров СТС в парамагнетиках и предоставляют хорошую основу для извлечения из экспериментальных спектров данных о структурных свойствах комплекса ион-лиганды, параметрах и механизме релаксационного процесса;

• Предложен еще один метод нахождения ориентации главных осей парамагнитного комплекса в кристаллах, в частности, для определения ориентации гема в биологических молекулах.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Результаты систематического исследования асимптотического критического поведения магнитоупорядоченных кристаллов ЖИГ, гематита и ОБЖ: по единой для всех образцов методике определены размеры критических областей, получены значения КИ и амплитуд, а также параметров магнитного уравнения состояния ЖИГ и гематита на фазовой плоскости температура-поле.

2. Найдено, что в критическом интервале только значения индекса намагниченности р удается определить с точностью, достаточной для сравнения с предсказаниями РГ-теории и идентификации класса универсальности. По результатам анализа ЖИГ отнесен к изотропному (п=3), а гематит и ОБЖ к планарному (п=2), классам универсальности критического поведения;

3. Установлено, что зависимость КИ от симметрии и относительной величины магнитной анизотропии находится в соответсвии с результатами расчета этой зависимости от размерности п параметра порядка в рамках РГ-теории фазовых переходов.

4. Результаты исследования ориентационной и полевой зависимости СТС мессбауэровских спектров кристаллов метмиоглобина и НА при температуре Т=4.2 К и моделирования спектров в рамках формализма эффективного спин-гамильтониана с учетом внутрикристаллических хаотических магнитных полей. Показана возможность количественной оценки величины этих полей. Предложен метод определения ориентации главных осей КП в парамагнитных кристаллах.

5. Результаты исследования температурной зависимости мессбауэровских спектров СТС метмиоглобина в стабилизирующем магнитном поле, параллельном оси гема. Анализ релаксационных спектров в рамках четырехуровневого представления электронной оболочки иона Ре3+ позволил установить температурную зависимость параметров релаксации, свидетельствующую об однофононном механизме спин-решеточной релаксации и сильной анизотропии тепловых колебаний парамагнитного комплекса.

6. При уменьшении стабилизирующего магнитного поля обнаружено необычное расщепление линий спектра НА, относящихся к крамерсову дублету с изотропным СТВ, которое объяснено усиливающимся влиянием поперечных компонент СТВ.

7. Показано, что участие хаотических магнитных полей в формировании 2-линий (комбинированных электронно-ядерных переходов) не только обеспечивает саму возможность их наблюдения в эксперименте, но и определяет необычный для МС характер зависимости их положения в спектре от величины внешнего поля.

8. Результаты исследования температурной зависимости спектров НА в условиях формирования 2-линий. Моделирование спектров СТС в приближении изотропной релаксации позволило восстановить температурную зависимость единственного релаксационного параметра, которая свидетельствует о прямом двухфононном механизме спин-решеточной релаксации в НА.

9. Предложен новый вариант двойного гамма-электронного резонанса (ДГЭР), основанный на изучении мессбауэровских спектров в условиях формирования г-линий при СВЧ-накачке на частоте ЭПР в слабом постоянном внешнем поле.

Личный вклад автора состоит в постановке и организации всех исследований, участии в создании экспериментальных установок, разработке методик и участии в проведении измерений, обработке данных, обсуждении и изложении результатов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы прошли апробацию на семинарах по физике твердого тела Института Молекулярной Физики РНЦ «Курчатовский Институт», а также докладывались на Всесоюзных, Всероссийских и Международных конференциях:

• Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений (Донецк, 1978; Харьков, 1979);

• Всесоюзная конференция по химии и биохимии порфиринов (Самарканд, 1982);

• Всесоюзный симпозиум по спектроскопии активированных кристаллов (Ленинград, 1982);

• Международная конференция по применению эффекта Мессбауэра 1САМЕ (Алма-Ата, 1983; Гармиш-Партенкирхен, ФРГ, 1999);

• Двусторонний (СССР-ФРГ) семинар по эффекту Мессбауэра (Мюнхен, 1979; Душанбе, 1980; Суздаль, 1984);

• Всесоюзное совещание по ядерно-спектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий (Грозный, 1987);

• Международное совещание «Индуцированное гамма излучение» (Предеал, Румыния, 1997);

• Всероссийская конференция по применению ядерно-физических методов в магнетизме и материаловедении (Ижевск, 1998);

• Международный симпозиум по ядерным квадрупольным взаимодействиям (Лейпциг, ФРГ, 1999).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 25 печатных работ, список основных публикаций приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, двух частей (по три главы в каждой), заключения, списка публикаций по теме диссертации и списка цитированной литературы из 187 наименований. Она содержит 200 страниц, включающих 7 таблиц и 68 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цели и задачи работы, показана ее новизна, научная и практическая значимость, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

В первой части диссертации излагаются результаты исследования влияния типа анизотропии на критическое поведение магнитных кристаллов со сложной многоподрешеточной структурой.

Глава 1.1 представляет собой литературный обзор, в котором изложены современные представления о природе магнитных фазовых переходов второго рода от феноменологических теорий среднего поля и теории подобия до ее микроскопического обоснования ренормгрупповой (РГ) теории магнитных критических явлений. Также

проанализированы имевшиеся к началу работы экспериментальные данные и сформулированы цели и задачи исследования. | I

В окрестности 1=(Т-ТС)/ТС<< 1 критической точки Тс сингулярные аномалии в поведении намагниченности ш (параметра порядка) и магнитной восприимчивости

т(-1,0)=В|1|», т(0,Н)=ВН"5, Х<1,0)=Г|1( \х(Ч,0)=Г]Г' (1.1) описываются простыми степенными законами. Сравнение экспериментальных и предсказанных теоретически значений степенных показателей (критических индексов), а также их зависимости от типа магнитной анизотропии, позволяет проверить правильность представлений, положенных в основу различных подходов. Так, расмотрение «классических» феноменологических теорий типа теории Ландау показывает, что они могут лишь качественно отразить некоторые важные черты фазовых переходов второго рода, но не дают удовлетворительного количественного описания экспериментальных данных. Поэтому далее основное внимание уделено РГ теории.

Согласно [1], поведение спиновой системы вблизи Тс главным образом определяется взаимодействием крупномасштабных областей сильно коррелированных спинов и слабо чувствительно к деталям межспиновых взаимодействий. Это позволило Вильсону [2] применить математический аппарат РГ преобразований для построения теории критических явлений и легло в основу принципа универсальности. Согласно ему, КИ оказываются одинаковыми для всех магнетиков одного класса, который определяется размерностью решетки спинов с1 и числом независимых компонент п параметра порядка, в реальных кристаллах зависящее от относительной величины и симетрии магнитной анизотропии. Для каждого класса универсальности РГ теория предсказывает выполнение вышеупомянутых степенных законов в асимптотическом пределе при 1,Н->0, дает численные значения КИ и аналитическое выражение для уравнения состояния т=Г(1,Н). Для она предсказывает кроссовер-переход от одного класса критического поведения к другому под влянием магнитной анизотропии: от изотропного (п=3) к планарному (п=2) или изинговскому (п=1) типу при приближении к Тс. Этот переход происходит при температуре кроссовера 1к, для величины которой РГ теория также дает численные оценки [3,4].

Обзор экспериментальных данных показывает, что выводы РГ теории находят подтверждение в исследовании низкотемпературных магнетиков, в основном благодаря тому, что в них температура кроссовера удалена от Тс достаточно далеко (1К~10"М0"'). С другой стороны, измерения на высокотемпературных магнетиках типа гематита и ЖИГ зачастую проводились без учета размера области асимптотичности критического поведения, из-за чего полученные величины КИ дают столь широкий разброс, что не позволяют провести сравнение с теорией. Кроме того, анализ самой методики обработки данных мессбауэровских измерений в критической области выявил, что в ряде работ при определении величины СТ поля на ядрах железа не учитывалось искажающее влияние квадрупольного взаимодействия, относительная величина которого возрастает при приближении к Тс. Это привело, например, к наблюдению ложного эффекта «расщепления» величины КИ р и 8 для с- и с!-подрсшеток ортобората железа [5]. В конце главы обоснован выбор объектов исследования.

В главе 1.2 описана методика эксперимента. Мессбауэровские измерения проводились на спектрометрах двух типов: одноканальном в режиме постоянной скорости и многоканальном в режиме постоянного ускорения (первый использовался для определения точки Кюри (Нееля) по методу температурного сканирования, относительная точность составила ДТС/ТС«10^). При высокотемпературных (до 1000 К) измерениях образцы помещались в специальные малоградиснтпыс (градиент ¡температуры по образцу не превышал ДТ/Т«104) печи, которые для измерений во внешнем поле устанавливались между полюсами электромагнита. Система автоматической регулировки поддерживала температуру образца с точностью не хуже ±0.02 К.

Мессбауэровские спектры обрабатывались на ЭВМ по методу наименьших квадратов (МНК) в приближении лоренцевской формы линии по программе БРЕСТИ., описанной в [6]. При определении величины СТ поля на ядрах 57Ре, пропорционального намагниченности подрешетки, проводился учет влияния электрического квадрупольного взаимодействия по методике [7]. Для расчета КИ и коэффициентов разложения уравнения состояния из данных по намагниченности ш(Т,Н) и восприимчивости на языке ФОРТРАН были

составлены программы, основанные на методе минимизации

квадратичного функционала от нескольких переменных путем его линеаризации для МНК.

М10'3

Рис.1. Мессбауэровские спектры монокристалла железо-иттриевого граната (ЖИГ) У,Ге50|2 вблизи Тс=550.25(5) К. Направление пучка к±(110), внешнее поле Н||[111].

1) 11-0.3 кЭ, Т=ТС-5.2К; 2) Н=0, Т=ТС; 3) Н=20 кЭ, Т=ТС. Демонстрация эффекта индуцирования магнитного порядка внешним полем в критической точке ферримагнетпка.

^(й/ш'Ч

Рис.2. Логарифмический график функции уравнения состояния ЖИГ в асимптотической критической области температур. Ветви: а) Т>ТС, б) Т<ТС, сплошная и пунктирная линии - результат аппроксимации уравнения состояния (2) по формулам Гриффитса [8].

В качестве образцов использовались монокристаллические пластины ЖИГ, гематита и ОБЖ с естественным содержанием изотопа "Ре.

13 главе 1.3 излагаются результаты экспериментального исследования критического поведения ЖИГ, гематита и ОБЖ.

В кубическом ферримагнетике ЖИГ намагниченности Ма и двух (в первом приближении) подрешеток образованы моментами ионов Ре34 в окта- и тетра- местах и направлены антипараллельно друг другу. Очень малая величина кубической анизотропии (отношение эффективных полей анизотропии и обмена НА/НЕ~10"6) позволяет считать ЖИГ изотропным магнетиком с трехмерным параметром порядка (п=3) при |1|>10"6.

На Рис.1 показаны мессбауэровские спектры ЖИГ вблизи Тс (сплошными линиями проведены расчетные спектры, гребенками -положение линий СТС парциальных спектров а- и (¿-подрешеток). В каждом парциальном секстете линий величина СТ поля Н№ которая пропорциональна намагниченности своей подрешетки, определялась из величины наблюдаемого магнитного расщепления Нс (расстояния между крайними линиями секстета). При этом учитывались поправки на дополнительное смещение линий, которые возрастают с уменьшением Не и, из-за разной величины квадрупольного расщепления для а- и с1-мест (спектр 2 на Рис.1), оказываются большими для последних. По данным измерений, приведенные намагниченности подрешеток М1('Г,Н)-НЬе'(Т,Н)/Ньг'(0,0) (¡=а,<1) оказались пропорциональны друг другу с коэффициентом Ма/М(1=1.20(1).

Далее описывается процедура расчета критических параметров. Сначала по МНК находилась зависимость эффективного индекса РсГГ от верхней границы температурного интервала измерения спонтанной намагниченности 1^1 при фиксированной величине точки Кюри Тс=550.25(5) К, определенной по методу сканирования. Оказалось, что величина [5е(Т выходит на постоянное значение Р=0.390(7) при 1тах<2-10"2, т.е. область асимптотичности по температуре для изотропного критического поведения 10"6<К2-10'2.

Для определения других индексов в этой области были измерены изотермы намагниченности подрешеток ЖИГ для ряда температур выше и ниже Тс. Величины КИ, рассчитанные по МНК из степенных зависимостей (1.1) (см. Таблицу 1), хорошо удовлетворяют соотношению теории подобия у=у =Р(5-1) [1,2]. Анализ данных с помощью уравнения состояния теории подобия (Рис.2): М(и1)/|1||1-ф1/|1|(,5,1/|[|), О^ц^Н/кТс-приведеиное магнитное поле), (1.2)

показал, что все изотермы укладываются на две ветви, соответствующие Т>ТС и Т<ТС, которые сходятся при Т->ТС. Интервал измерения по полю составил 2.5-10"3<h<2-10'2. Аппроксимация уравнения (1.2) разложениями в форме Гриффитса [8] (сплошная и пунктирная линии на Рис.2) позволила повысить точность определения индексов и амплитуд и проверить выполнение универсальных соотношений между ними, предсказанных РГ теорией.

Примером планарного (п=2) магнетика может служить гематит. Магнитная анизотропия- в базисной плоскости (111) этого ромдоэдрического антиферромагнетика со слабым ферромагнетизмом (АСФ) на три порядка меньше одноосной анизотропии (11/^2.5 кЭ, НАХ«1 Э), удерживающей вектор антиферромагнетизма 1=(М,-М2)/2М0 (параметр порядка) в легкой плоскости (111).

Процедура мессбауэровских измерений и определения КИ (Таблица 1) гематита была аналогична таковой для ЖИГ. При этом интерпретация спектров, представлявших собой один секстет линий СТС, была значительно проще, т.к. парциальные спектры двух антиферромагнитных подрешеток совпадают друг с другом. Это позволило определить критическую точку не только по методу сканирования, но также по пику в температурной зависимости ширины линии, обусловленному развитием крупномасштабных флуктуаций намагниченности вблизи точки Нееля TN=951.2(1) К.

Третий параграф главы посвящен фазовым переходам в ОБЖ. В элементарной ячейке этого ромбического кристалла ионы железа занимают два неэквивалентных положения 8d и 4с. Моменты ионов Fe3+ в местах1 каждого типа в свою очередь образуют две антиферромагнитные подрешетки, намагниченности которых как и в случае гематита скошены навстречу друг другу вследствие взаимодействия Дзялошинского. Таким образом, магнитные свойства можно описать четырехподрешеточной моделью, причем для каждой пары подрешеток можно ввести свои ферро- и антиферромагнитные векторы rrij и 1„ i=d,c. Выше температуры спиновой переориентации Тсп,=415 К векторы Ij переходят с [с] на [а] ось, а т, наоборот с [aj на [с] ось. Кроме того, по данным [9] выше ТСП2=490 К происходит отклонение; вектора 1с от оси [а] в сторону оси [Ь]. Сравнительно большая константа одноосной анизотропии при низких температурах позволяла рассматривать ОБЖ в качестве изинговского магнетика п=1.

! Мессбауэровские измерения проводились в геометрии, при которой направление пункт к||[а], а внешнее поле Н||[с]. В этом случае наложение внешнего поля вблизи Ты=507.30(5) К вызывает индуцирование различных по величине эффективных полей на ядрах железа в с- и (1- подрешотках. Поэтому методика обработки данных 1|(Т,Н) и расчета критических параметров была такой же, как для ЖИГ.

В отличие от результатов работы [5], где без учета поправок на квадрупольное расщепление для с- и (1- подрешеток были получены сильно отличающиеся пары индексов Рс=0.287(7), Рс,=0.332(7) и 5С=5.1(1), 8<|=4.6(1), в; нашей работе в области асимптотичности 2-10" 1<1<8-10 2 найдены почти совпадающие между собой пары индексов Рс=0.350(7), р^О.352(5), и 5=4.46(10), 5^4.42(8) (в Таблице 1 указаны средние по двум подрешеткам значения).

Последний параграф посвящен обсуждению результатов. Сравнение экспериментальных значений КИ (Таблица 1) с теоретическими (Таблица 2) показывает, что для ЖИГ и гематита первые близки к результатам расчетов по методу е-разложения для п=3 и п=2, соответственно. Однако при этом значение индекса у гематита

оказывается заметно ниже теоретического.

1

Таблица 1. Сводка экспериментальных значений критических индексов исследованных соединений, полученных методом МС._

Индекс У3Ре50]2 а-Ре20, Ре3В06 БеВОз [10]

Р ! 0.390(7) 0.365(7) 0.351(6) 0.37(1)

5 4.37(6) 4.4(1) 4.44(10) 3.9(2)

у=у- 1.32(5) 1.24(5) 1.21 (расчет) 1.2(1)

Таблица 2. Результаты расчетов критических индексов с помощью РГ теории фазовых переходов по методу е-разложения (при учете членов до £2 [2])-_

п\нндекс а Р 5 У

1 +0.08 0.34 4.462 1.24

2 -0.02 0.36 4.460 1.30

3 -0.10 0.38 4.458 1.34

ТаблицаЗ. Экспериментальные значения критического индекса р. МС -мессбауэровская спектроскопия, ВУК - возмущенные угловые

Вещество Р п метод литература

0.390(7) 3 МС диссертация

N1 0.385(5) 3 ВУК [П]

Ре 0.379(4) 3 МС [П]

РеВО, 0.37(1)2 2 МС [10]

а-Ре20, 0.365(7) 2 МС диссертация

УРеО, 0.36(1) 2 МС [10]

РеР, 0.352(6) 2 МС [П]

Ре3В06 0.351(6) 2 МС . диссертация

РеР, 0.33(1) 1 ЯМР [П]

МпР, 0.333(3) 1 ЯМР [П]

С помощью МС наиболее точно удается измерить индекс | р. Поэтому необходим совместный анализ данных по индексу Р для исследованных здесь соединений, а также ряда ¡других магнетиков; в сравнении с результатами расчетов. Величины р всех соединений сведены в Таблицу 3 (включены данные лишь по тем магнетикам, для которых информация о критическом поведении получена посредством СТВ, а анализ проводился одним и тем же способом.

Из Таблицы 3 видно, что можно выделить три области «группирования» величин Р: 1) 0.33<Р<0.34, 2) 0.35<Р<0.37, 3) 0.38-ср <0.39. Индексам магнетиков одной группы можно сопоставить среднее значение <р>: для одноосных АФ (п=1) МпР2 и РеР2 <р>,=0.332; для легкоплоскостных АСФ (п=2) РеВ03, а-Ре203, Ре3В06, УРе03 и РеР} <Р>2=0.360; и для изотропных магнетиков Ре, N1 и У3Ре5012 <Р>3=0.384. Сравнение средних экспериментальных значений <р>„ с расчетными р(п) показывает их хорошее совпадение. Это позволяет считать, что магнетики, индексы которых попадают в одну группу, принадлежат и одному классу универсальности.

Часть 2 диссертации посвящена изучению влияния анизотропии СТВ на мессбауэровские спектры ионов Ре3+ в парамагнитных кристаллах.

: Глава 2.1 представляет собой литературный обзор,¡содержащий описание формализма спинового гамильтониана, механизмов спин-решеточной релаксации, обзор важнейших экспериментальных данных и обоснование выбора объектов исследования и постановки задачи.

Спин-гамильтониан иона Fe3+ в основном состоянии (6S5/:) можно записать [12]:

Я=ЯСр+Я2+Я„р+Я0+Я13+Яп2, (2.1)

где члены в правой части описывают взаимодействия, соответственно, с КП, электронное зеемановское, магнитное сверхтонкое, электрические квадрупольное и монопольное, а также ядерное зеемановское взаимодействие. Гамильтониан КП Яст можно записать в виде суммы вкладов аксиальной и ромбической симметрии:

^cf=D[Sz2-S(S+1)/3]+E[Sx2-Sy2], (2.2)

Главные оси КП (X, Y, Z) выбирают так, чтобы выполнялось неравенство E<D, и вводят параметр ромбичности КП X=E/D и АСР -общее расщепление терма.

В случае, когда электронное зеемановское расщепление AZ<ACF, ЯСР расщепляет основное состояние иона Fe3+ на три крамерсова дублета. Т.к. для ядер "Fe константа СТВ An=sl0"3 см"1, то при Н=0 только СТВ снимает вырождение, причем спектры оказываются весьма чувств!ггельпм к величине X. Уже в сравнительно слабых полях (П<10 Гс) Az«An, что значительно усложняет спектр, т.к. в этом случае состояния, между которыми происходит ядерный переход, оказываются смешанными электронно-ядерными. В кристалле всегда существуют такие слабые хаотические магнитные поля HR~1-10 Гс от соседних парамагнитных ионов н лигандных ядер, которые приводят к значительному размытию спектров от слабоанизотропных дублетов. Однако уже в полях Н~ 100 Гс, когда ACF»Az»An, мессбауэровский спектр представляет собой суперпозицию хорошо разрешенных спектров от трех крамерсовых дублетов, каждый из которых можно описать эффективным магнитным полем Нс' - «эффект стабилизации» парамагнитной СТС.

Общее выражение для времени спин-решеточной релаксации в случае иона Fe3+ для не слишком высоких температур имеет вид [12]:

| т51/'=АТ+ВТп+С/[ехр(Д/Т)-1] (2.3)

Здесь первый член описывает однофононные процессы, а второй и третий члены - прямые двухфононные рамановские и орбаховские

процессы, соответственно. Каждому температурному диапазону соответствует свой доминирующий процесс релаксации. Так, орбаховские процессы существенны при наличии более высокого уровня, отстоящего от основного крамерсова дублета на величину энергии Д, меньшей дебаевской. Если Т«Д, то для орбаховского процесса: !

т0КЧехр(Л/кТ)-1]-'«ехр(-Д/Т) | (2.4)

Обзор экспериментальных работ показывает, что самые интересные эффекты влияния слабого магнитного поля можно наблюдать при изучении ориентационной зависимости спектров СТС. Для обнаружения многопараметричности процесса спин-решеточной релаксации одним из наиболее подходящих; объектов оказывается молекулярный кристалл метмиоглобина МЬ(Н20). Что касается наличия смешанных электронно-ядерных переходов, то кристалл НА остается до сих пор единственной системой, где были обнаружены г-линии [14]. Измерения в этой работе проводились при Т=77 К, где частоты спин-решеточной релаксации уже достаточно велики, так что наблюдаемая ширина линии почти на порядок больше естественной ширины линии. Поэтому представлялось актуальным провести систематическое исследование роли анизотропии и хаотических магнитных полей в формирования СТС изотропного и анизотропного крамерсовых дублетов в области гелиевых температур, где достигается предел медленной релаксации и максимальное1 разрешение линий мессбауэровского спектра. Особый интерес представлял вопрос о влиянии спин-решеточной релаксации на спектры в условиях формирования г-линий, который ранее не исследовался.

Глава 2.2 посвящена исследованию анизотропии магнитного СТВ и спин-решеточной релаксации иона Ре3+ в аксиальном ! КП кристалла МЬ(Н20).

В первом параграфе описаны особенности методики низкотемпературных мессбауэровских измерений, общие для всей Части 2. Особое внимание уделено конструкции специальной вставки в гелиевый криостат, позволяющей производить быстрое замораживание кристалла и его хранение в жидком азоте до начала измерений, которые проводились в интервале 4,5-80 К при точности поддержания температуры 0.1 К. Внешнее магнитное поле до 350 Гс создавалось двумя парами постоянных магнитов снаружи криостата, ось одной из

I ' I

I ! j

i ' 1 них: совпадала с направлением пучка, а ось другой могла поворачиваться

в горизонтальной плоскости. Меняя расстояние между магнитами

можно было в определенных пределах менять и его величину.

Для получения исходных данных о константах СТВ при

моделировании расчетных спектров на основе спин-гамильтониана

измеренные спектры обрабатывались по МНК с помощью программы

SPECTR как и в Главе 1.2. Для моделирования расчетных спектров на

ЭВМ был разработан; пакет программ на языке ФОРТРАН. Решения

модельных гамильтонианов в матричном представлении находились с

помощью стандартной подпрограммы MATRIX. Положения линий СТС

расчетного спектра ! определялись ! энергией переходов между

собственными состояниями соответствующего гамильтониана в

основном и возбужденном состояниях ядра для различных проекций

эффективного электронного спина о=± 1/2. Интенсивности линий

I i

вычислялись с помощью матричных элементов магнитного дипольного оператора по собственным векторам соответствующего гамильтониана.

Во втором параграфе представлены результаты исследования статической СТС метмиоглобина при Т=4.2 К (предел медленной релаксации). Миоглобин имеет моноклинную структуру с двумя молекулами на элементарную ячейку, которые преобразуются одна в другую при повороте вокруг оси [Ь]. Каждая молекула имеет один гем с ионом Fe3+, угол между нормалями гемов, совпадающими с Z-осями аксиального КП, равен 44". Большое штарковское расщепление (параметр D«10 К для КГ1 миоглобина) приводит к тому, что при Т=4.2 К спектры состоят только из двух парциальных спектров от магнитно-неэквивалентных положений, поскольку заселен лишь крамерсов дублет |1/2>, единственный из трех дублетов чувствительный к направлению внешнего поля.

Структуру уровней электронно-ядерной системы иона железа для этого дублета можно описать с помощью гамильтониана:

tf=HBHgS'+IAS'+tf0 (2.5)

В случае аксиальной симметрии КП (^.=0) имеем для дублетов I ±1/2> и | ±3/2>: ; SxX=gYY=6, gzzr=2, Axx=Ayy=3A, Azz=A,

j gxx=gYY=0, gzzb6, Axx=AYY=0, AZZ=3A, (2.6)

; j I , j 1

21

Рис.3. Мессбауэровсие спектры метмиоглобцна при Т=4.5 К | для различной ориентации стабилизирующего поля!Н (Н=196 Гс): вверху а) Н±[Ь], п„ п2, 8|=02=л/2; внизу в) Н||п,, 0,=О, 02=44о. Сплошные линии -результат расчета в рамках статического гамильтониана (2.8). 1; 2 -парциальные спектры от ионов железа в позициях 1 и 2.

V

ф - г, ь г,

.1

1 л/т

Рис.4. Температурные зависимости параметров релаксации иона Ре3+ в метмиоглобине в логарифмическом масштабе (у,- светлые, у2- темные точки). Сплошные линии - расчет по МНК формул (2.9) с константами мм/с и С3=0.40 мм/с(1 мм/с соответствует 7.29-107 с'1). !

| Когда внешнее поле Н>100Гс, то первый член в (2.5) доминирует и спектры СТС можно описывать в терминах эффективного СТ поля Нс, которое зависит только от угла 6 между Н и осью

НЕ(8)=±Н0[(А||4Со528+А148т29)/А||2Со529+А18т28)]"2/28А (2.7) где АцзАщ, А1=АХХ=АУУ, а расчетные спектры можно моделировать с помощью чисто ядерного гамильтониана (Н5(0)=НЕ(0)+Нк):

Як=ц„ВкН5(8)1+Я(3 (2.8)

При Н=0 линии спектра сильно размыты хаотическими полями. Моделирование спектра на основе (2.8) в приближении изотропного гауссова распределения Нк позволило определить его дисперсию ЛНК=10(3) Гс. Это! же значение! далее использовалось при моделировании всех расчетных спетров метмиоглобина.

Для исследуемого образца была известна лишь ориентация оси [Ь]. В соответствии с эффектом стабилизации, для определения ориентации оси тема относительно кристалла использовалась зависимость (2.7). На Рис.3 приведены спектры, измеренные в случаях, когда Н±[Ь], п„ п2 (вверху, оба парциальных спектра совпадают и НЕ°=480 кГс), и Н||п, (внизу, НЕ'=НЕ°/3=160 кГс). При этом спектр настолько чувствителен к изменению направления поля, что это позволяет определить ориентацию оси гёма с точностью 1-2°.

В третьем параграфе рассмотрена четырехуровневая модель электронной оболочки для описания релаксации в метмиоглобине при температурах, когда верхний из дублетов |5/2> заселен слабо. Терия, развитая для этого случая в [13], показала, что в этой модели релаксационная матрица содержит лишь два параметра у, и у2, характеризующие вероятности переходов с изменением проекции электронного спина А82 на ±1 и ±2, соответственно. При этом в -эксперименте наблюдать двухпараметричность релаксации можно лишь в случае, когда стабилизирующее поле Н ориентировано вблизи оси аксиальной симметрии.

Рассмотрению результатов такого эксперимента посвящен последний параграф главы. Спектры были измерены в интервале 4.5-57 К во внешнем поле Н=196 Гс. Моделирование спектров в рамках общей теории [13] с учетом хаотического поля продемонстрировало хорошее согласие с экспериментом. Для каждого спектра был найден свой набор параметров у, и у2 и' тем самым восстановлена их температурная

зависимость, которая хорошо согласуется с предсказанной теоретически для однофононных процессов (Рис.4):

7|=С:[ехр(Д/Т)-1]"' , (2.9)

с константами С,=5.4(2) мм/с и С2=0.40(5) мм/с. Малость отношения у2/у,«0.07 свидетельствует о сильной анизотропии тепловых колебаний лигандов комплекса иона Ре3+: колебания в плоскости гема гораздо слабее колебаний в плоскости, проходящей через ось гема. , |

В Главе 2.3 излагаются результаты исследования СТС мессбауэровских спектров разбавленной примеси замещения 57ре3+ в ромбическом КП кристалла НА.

В первом параграфе подробно изучен эффект стабилизации СТС изотропного крамерсова дублета внешним полем Н~10-100 Гс. Элементарная ячейка моноклинного НА состоит из четырех молекул А1(>Ю3)3-9Н20, ось [Ь] является винтовой осью второго порядка, а перпендикулярная ей плоскость [010] - плоскостью скользящего отражения. Штарковское расщепление ДС1М К, поэтому при Т=4.2 К заселены все три дублета, и спектры представляют собой сумму спектров СТС от каждого из них. Для НА параметр А.=1/3, что однозначно определяет структуру §-и А-тензоров для всех дублетов: 9.678 0.607 0.857 ; ;

&к= 4.286 4.286 4.286 (2.10)

0.607 9.678 0.857 Как видно из (2.10), СТВ центрального крамерсова дублета оказывается изотропным, а для двух других имеется резкая анизотропия. В случае слабого внешнего поля (Д7«ДСР), дублеты можно считать изолированными, а для их описания удобно !ввести «эффективный» спин Б'=1/2. Тогда зеемановское и сверхтонкое взаимодействия для каждого дублета (¡) описываются спин-гамильтонианом вида:

^=Ив(ЕххНх8х'+ЕууНу8у'+ё^Н282)+Ахх|1х8х+Ауу|1у8у'+А22|1282 (2] 11)

Из этого выражения видно, что положение энергетических уровней электронно-ядерной системы иона Ре3+ определяется величиной компонент §ж и Аж, следовательно, спектры СТС от разных крамерсовых дублетов должны по разному реагировать на изменение величины и ориентации внешнего поля.

При Н=0 в спектре НА на фоне четкой СТС, созданной двумя совпадающими парциальными спектрами от анизотропных дублетов, наблюдается сильно уширенный триплет линий от изотропного дублета.

■!■: > о э ¡з V. мн/с Рис.5. Изменение формы спектров нитрата алюминия в зависимости от ориентации внешнего стабилизирущего поля Н=80 Гс: а) направление Н далеко от плоскости с малыми компонентами g-тeнзopa анизотропных дублетов; б) направление Н лежит вблизи от этой плоскости. Демонстрация проявления электронного зеемановского расщепления одновременно в спектрах СТС изотропного и анизотропных дублетов.

,1

¡А* I р——г—■ --Щ.

-V' . I 1

1А-" 4

'■лг

и

V;_-я' ;!

-ы-

Рис.6. Схема смещений ядерных подуровней СТС изотропного дублета при учете влияния поперечных компонент ядерного спина в сверхтонком взаимодействии в гамильтониане (2.12) для двух возможных проекции эффективного электронного спина ст=±1/2.

Рис.7. Расчетная зависимость энергий основного (ш) и возбужденного (М) состояний от величины проекции внешнего поля Ну. Стрелками отмечена одна из областей компенсации сдвигов подуровней основного и возбужденного состояний ядра.

Рис.8. Температурная ^ви^имичь скиуини тотропной спин-решеточной релаксации у для иона Ре3+ в ; нитрате алюминия при наличии смешанных электронно-ядерных переходов (2-линий). Точки -результат моделирования спектров по теории [15], линия - расчет в дебаевском приближении фононного спектра. |

С ростом величины Н: происходит постепенное восстановление четкой СТС изотропного дублета - эффект стабилизации. В соответствии с ним, при Д2»ЛНр в спектре должны наблюдаться чисто ядерные переходы. Моделирование спектров на основе гамильтониана (2.11) с численным усреднением по направлению гауссовски распределенного хаотического поля позволило оценить его дисперсию АНК«5 Гс. Вместе с тем, с уменьшением величины Н обнаруживается дополнительное расщепление линий спектра изотропного дублета, которое ранее не наблюдалось. Из Рис.5 видно, что; в измеренных при Т=4.2 К мессбауэровских спектрах НА часть линий СТС изотропного крамерсова дублета расщепляется на дублеты вне зависимости от направления внешнего магнитного поля Н, причем величина расщепления для них различна и возрастает с уменьшением поля.

Для объяснения этого нового явления во втором параграфе описан механизм влияния поперечных компонент СТВ. Гамильтониан (2.11) для изотропного дублета можно записать в виде: /Я=цв8<2>Н82+А§%82/2+А8<2>(1х8х+1у8у)/2 (2.12)

Зеемановское взаимодействие расщепляет крамерсов дублет на два подуровня с проекциями эффективного спина ст=±1/2. Если поле Н достаточно велико, чтобы первый член в (2.12) считать много больше других, то для нахождения положения линий СТС в первом приближении можно учесть лишь второй член в (2.12). При этом каждая из ¡компонент СТС состоит из пары совпадающих линий, отвечающим переходам с измененными на обратные как электронного ст, так и ядерного магнитного квантового числа М. Последний член в (2.12), хотя

и дает малый вклад в изменение положения линий СТС, но все же

!

приводит к частичному снятию вырождения по проекции а, а следовательно может в четкой форме проявиться в спектрах. Его учет в матричном решении гамильтониана (2.12) в рамках теории возмущений дает поправки, представленью на Рис.6 справа в виде смещения подуровней СТС, величина которых хорошо согласуется с экспериментом.

В третьем параграфе представлены результаты исследования электронного зеемановского расщепления в спектрах СТС анизотропного крамерсова дублета. В монокристалле НА при ориентации внешнего поля Н~ 100 Гс вблизи плоскости, где лежат малые компоненты анизотропного тензора СТВ (Нг^НиР), наряду с изменением

изменением состояния ядра может произойти изменение состояния электронной оболочки, и соответствующие мессбауэровские переходы будут комбинированными электронно-ядерными (2-линии на Рис.5 внизу). Исследование зависимости положения; Х-лтий от величины Н показало, что оно хорошо описывается эмпирической формулой: |

Е=(Ь2Н2+Е02)"2, (2.13) ;

где Е0 - положение несмещенной линии спектра при Н=0, Ь - численная константа. Теоретический анализ показал, | что в четкой форме наблюдать 2-линии можно лишь в ситуации, когда вызываемые хаотическими полями смещения уровней электронно-ядерной СТС в основном и возбужденном состояниях примерно одинаковы (Рис.7). Это налагает ограничения на величину проекции внешнего поля Ну в направлении максимальной компоненты тензора СТВ и дает для константы Ь выражение:

Ь=Цв(Вхх2Со52е1+8222Соз2ез)1/2, (2.14)

где 6,, 93 - углы, которые поле Н составляет с осями ОХ и ОЪ, соответственно. Эти выводы подтверждаются прямыми расчетами спектров анизотропного дублета с учетом хаотического поля.

В четвертом параграфе исследовано влияние спин-решеточной релаксации на спектры НА в условиях формирования г-линий. Измерения проводились в интервале 5-300 К во внешнем поле Н=114 Гс. Измеренные спектры были промоделированы на ЭВМ в рамках теории формирования спектров многоуровневых систем на начальном этапе релаксационной трансформации ; [15]. Моделирование проводилось численно с учетом двух магнитно-неэквивалентных позиций иона железа на основе модели изотропной релаксации [15], в рамках которой для величины уширения линий анизотропного и изотропного дублетов предсказаны соотношения: ДГА=у, ДГ,«1.32у. Для каждого спектра было найдено свое значение параметра релаксации у и тем самым восстановлена его температурная зависимость (Рис.8). Выяснилось, что процесс релаксации в НА почти полностью определяется прямыми двухфононными переходами.

В последнем параграфе описан пробный эксперимент по наблюдению двойного гамма-электронного резонанса в кристалле НА. Анализ спектров выявил два эффекта: перекачка примерно 1/4 интенсивности из одной 2-линии в другую и;уширение на 5% линии изотропного дублета. | ;

Цитированная литература

1. L.P.Kadanoff. Physics, 2, 263, 1966. |

2. К.Вильсон, Дж.Когут. Ренормализационная группа и е-разложенне.

М., «Мир», 1975.

3. P.Pfeuty, D.Jasnow, M.E.Fisher.Phys.Rev., BIO, 2088, 1974.

4. | E.Riedel, F.Wegner. Phys.Rev.Lett., 24, 730, 1970.

5. А.С.Камзин, В.А.Боков, Г.А.Смоленский. Письма в ЖЭТФ, 27, 507,

1978. :

6. В.И.Николаев, В.С.Русаков. Мессбауэровские исследопапия

ферритов. Изд.Моск.Ун-та, 1985.

7.! W.Kiindig. Nucl.Instr.Meth., 48, 219, 1967.

8. R.B.Griffits. Phys.Rev., 158, 176, 1967.

9. А.С.Камзин, В.А.Боков. ФТТ, 19, 2030, 1977.

10. А.Л.Иршинский, В.И.Ожогин, В.М.Черепанов, С.С.Якимов. ЖЭТФ,

76, 1111, 1979.

11. R.M.Suter, C.Hohenemser. J.Appl.Phys, 50, 1814, 1979.

12. А.Абрагам, Б.Блини. Электронный парамагнитный резонанс

переходных ионов. М., «Мир», 1972.

13. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, О.А.Яковлева. ФТТ, 29, 1837, 1987.

14. А.М.Афанасьев, В.Н.Зарубнн, С.С.Якимов. ЖЭТФ, 70, 1957, 1976.

15. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал. ФТТ, 28, 536, 1986.

Основные публикации по теме диссертации.

1. | А.Л.Иршинский, В.И.Ожогин, В.М.Черепанов, С.С.Якимов. Критическое поведение бората железа и железо-иттриевого граната., ЖЭТФ, 1979, 76, N3, 1111-1122.

2.; А.Л.Иршинский, (В.М.Черепанов. Мессбауэровское изучение критического поведения гематита. ЖЭТФ, 1980, 78, N3, 1276-1280.

3. А.Л.Иршинский, В.М.Черепанов. Исследование фазовых переходов в ортоборате железа в окрестности точки Нееля. ЖЭТФ, 1980, N4, 1412-1420.

4. A.M.Afanas'ev, S.S.Yakimov, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, Ch.Sauer, W.Zinn. Effect of random magnetic fields on the hyperfine structure of Mossbauer spectra in paramagnetic single crystals. Hyperfine Interactions, 1981, П., N2, 141-151.

5. A.M.Афанасьев, С.С.Якимов, В.М.Черепанов, М.А.Чусв. Влияние внутри-кристаллических магнитных полей на мессбауэровские

спектры монокристалла A1(N03)3 9H20;Fe3+.

Всес.Симп.Спектр.Актив.Кристал., Ленинград, 1982, Тезисы, с.72.

6. S.S.Yakimov, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev,1 A.M.Afanas'ev, F.Parak. The orientational dependence of paramagnetic Mossbauer spectra ¡on a weak magnetic field. Investigations on a metmyoglobin single crystal. Hyperfine Interactions, 1983,14, N1, 1-6.

7. S.S.Yakimov, A.M.Afanas'ev, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, W.Zinn, Ch.Sauer. HFS spectra of 57Fe nuclei in A1(N03)3 9H20:Fe3+ single crystal in weak magnetic fields. Int.Conf.Appl.Mossb.Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Abstracts, p.264.

8. S.S.Yakimov, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev,' A.M.Afanas'ev, F.Parak. The magnetic hyperfine interaction anisotropy and spin-lattice relaxation of Fe3+ ion in the metmyoglobine. Int.Conf.Appl.Mossb.Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Abstracts, p.435.

9. S.S.Yakimov, A.M.Afanas'ev, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, W.Zinn, Ch.Sauer. HFS spectra of 57Fe nuclei in A1(N03)3 9H20:Fe3+ single crystal in weak magnetic fields. Proc.Int.Conf.Appl.Mossb.Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Gordon&Breach Sci.Publ., N.-Y., 1985, v.2, p.497-501.

10. S.S.Yakimov, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, A.M.Afanas'ev, F.Parak. The magnetic hyperfine interaction anisotropy and spin-lattice relaxation of Fe3t ion in the metmyoglobine. Proc.Int.Conf.Appl.Mossb.Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Gordon&Breach Sci.Publ, N.-Y.,1985, v.4, p.1519-1524.

11. А.М.Афанасьев, С.С.Якимов, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, В.Цинн, К.Зауэр, А.Хольцварт. О положении зеемановских линий в мессбауэровских спектрах, парамагнетиков. ЖЭТФ, 1985, 89, N7, 182-188.

12. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.С.Якимов, Ф.Парак. Влияние спин-решеточной релаксации на мессбауэровские спектры метмиоглобина.^ ЖЭТФ, 1987, 92, N6, 2209-2219.

13. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, С.С.Якимов, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, В.Цинн, К.Зауэр, А.Хольцварт. Влияние спин-решеточной релаксации на мессбауэровские спектры ионов 57Fe3t в нитрате алюминия при наличии электронного зсемановского расщепления. ФТТ, 1987, 29, N7, 2102-2111.

14. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.С.Якимсз. Релаксационные мессбауэровские спектры AI(NO,)3 9H20:Fe3+ в условиях формирования зеемановских линий. Всес.Сов.Яд.Спектроск.Иссл.СТВ, Грозный, 1987, Тезисы, с.26.

15. В.М.Черепанов, А.М.Чуев, С.С.Якимов. Проявление электронного зеемановского расщепления в мессбауэровских спектрах изотропного крамерсова дублета иона "Fe3+ в нитрате алюминия. ФТТ, 1988, 30, N4, 1076-1083.

16. А.М.Афанасьев, l Е.Ю.Цымбал, 1 В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.С.Якимов. Наблюдение многопараметричности спин-решеточной

■релаксации иона Fe3* в аксиальном кристаллическом поле. Изв.АН СССР, сер.физ., 1988, 52, N9, 1694-1698.

17« V.M.Cherepanov, ; V.A.Chuev, S.V.Gudenko, S.V.Kapelnitsky, S.S.Yakimov. First observation of double ESR-Mossbauer resonance in A1(N03)3 9H20:Fe3+ single crystal in regime of mixed electron-nuclear transitions. Intern.Workshop «Induced gamma emission» (Predeai, Romania, 1997), Techn.Digest, p.61 -62.

18. В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.В.Гуденко, С.В.Капельницкий, С.С.Якимов. Наблюдение двойного ЭПР-ЯГР на смешанных электронно-ядерных переходах в монокристалле A1(N03)3 9H;0:Fe3*. Всероес.Конф.Прим.Яд.-Физ.Мет.Магн.Матер.(Ижевск, 1993), Тезисы, с.98. >,

19. V.M.Cherepanov, ;M.A.Chuev, S.V.Gudenko, S.V.Kapelnitsky, S.S.Yakimov. First observation of double ESR-Mossbauer resonance in A1(N03)3 9H20:Fe3+ single crystal in regime of mixed electron-nuclear transitions. Proc.Intern.Workshop «Induced gamma emission» (Predeai, Romania, 1999) p.394-404. )

20. V.M.Cherepanov, j M.A.Chuev, S.V.Gudenko, S.V.Kapelnitsky, S.S.Yakirnov. An attempt to observe the double ESR-Mossbauer resonance in the regime of mixed electron-nuclear transitions. XVInt.Symp.Nucl.Quadrup.Interact., (Leipzig, FRG, 1999), Abstracts, P8.

21. V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, S.S.Yakimov. Experiments on double NMR- and ESR-Mossbauer resonances in paramagnetic single crystals. Int.Conf.Appl.Mossb.Eff.(ICAME'99), (Garmisch-Partenkirhen, FRG, 1999), Abstracts, T7/79.

ВВЕДЕНИЕ.

ЧАСТЬ 1. ВЛИЯНИЕ АНИЗОТРОПИИ НА КРИТИЧЕСКОЕ ПОВЕДЕНИЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ДИЭЛЕКТРИКОВ

Глава 1.1. КРИТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МАГНЕТИКАХ (ОБЗОР).

§1.1.1. Магнитные фазовые переходы второго рода.

§1.1.2. Ренормгрупповая теория критических явлений.

§1.1.3. Экспериментальные данные по критическому поведению магнетиков.

Глава 1.2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА.

§1.2.1. Мессбауэровский спектрометр.

§1.2.2. Температурные измерения в магнитном поле.

§1.2.3. Обработка экспериментальных данных.

§1.2.4. Образцы для мессбауэровских измерений.

Глава 1.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ.

§1.3.1. Критическое поведение железо-иттриевого граната.

§1.3.2. Эффект индуцирования антиферромагнетизма и статические критические индексы гематита.

§1.3.3. Фазовые переходы в ортоборате железа в окрестности точки Нееля.

§1.3.4. Влияние анизотропии на параметры статического критического поведения.

ВЫВОДЫ К ЧАСТИ

ЧАСТЬ 2. ЭФФЕКТЫ АНИЗОТРОПИИ ПАРАМАГНИТНОЙ СТС

ИОНА Бе34" В ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КРИСТАЛЛАХ

Глава 2.1. СТС МЕССБАУЭРОВСКИХ СПЕКТРОВ

ЯДЕР 57Ре3+ В ПАРАМАГНЕТИКАХ (ОБЗОР).

§2.1.1. Метод спинового гамильтониана для описания взаимодействий иона Ре3+ в кристаллах.

§2.1.2. Механизмы релаксации электронного спина.

§2.1.3. Обзор экспериментальных работ.

Глава 2.2. ПАРАМАГНИТНАЯ СТС И СПИН-РЕШЕТОЧНАЯ РЕЛАКСАЦИЯ ИОНА Fe3+ В АКСИАЛЬНОМ

КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ ПОЛЕ.

§2.2.1. Методика низкотемпературных измерений.

§2.2.2. Анизотропия СТВ в метмиоглобине.

§2.2.3. Четырехуровневая модель релаксации иона Fe3+ в метмиоглобине.

§2.2.4. Наблюдение многопараметричности спин-решеточной релаксации в метмиоглобине.

Глава 2.3. ПАРАМАГНИТНАЯ СТС И СПИН-РЕШЕТОЧНАЯ

РЕЛАКСАЦИЯ В РОМБИЧЕСКОМ КРИСТАЛЛИЧЕСКОМ

ПОЛЕ.

§2.3.1. Эффект стабилизации СТС изотропного дублета.

§2.3.2. Влияние поперечных компонент СТВ.

§2.3.3. Электронное зеемановское расщепление в спектрах СТС анизотропного крамерсова дублета.

§2.3.4.Спин-решеточная релаксация в нитрате алюминия.

§2.3.5. Двойной гамма-электронный резонанс в нитрате алюминия.

ВЫВОДЫ К ЧАСТИ 2.

Открытие резонансного испускания и поглощения ядерного гамма-излучения без отдачи (эффекта Мессбауэра) привело к развитию ряда новых спектроскопических методов исследования, лежащих на стыке ядерной физики, физики твердого тела, химии, биологии и многих других областей естествознания. Широкие возможности мессбауэровской спектроскопии (МС) определяются уникальным сочетанием таких ее свойств, как рекордное спектроскопическое разрешение (острота резонанса для самого «популярного» мессбауэровского изотопа 57Ре составляет Г/Е~10"п) при высокой селективности и чувствительности к изменению локальных свойств вещества. Наличие удобного допплеровского способа перестройки частоты и разработка современных математических методов анализа спектров позволяет проводить прецизионные измерения весьма тонких эффектов.

Основными величинами, измеряемыми в МС, являются площадь спектра, ширина линии, химический (изомерный) сдвиг , тензор градиента электрического поля (ГЭП) и магнитное сверхтонкое (СТ) поле, создаваемые на ядре электронами мессбауэровского атома и его окружения. Каждому значению этих величин соответствует определенное положение линий сверхтонкой структуры (СТС), а их изменение в зависимости от времени и координат приводит к искажению спектра. Влияние динамики большого числа степеней свободы (электронных и ядерных спинов, тепловых колебаний атомов решетки и т.п.) сопровождается разнообразными релаксационными эффектами, существенно влияющими на форму спектра.

Изучение физических свойств магнитных диэлектриков продолжает привлекать внимание исследователей, поскольку успешное использование этих материалов в радиоэлектронике, вычислительной и СВЧ-технике базируется на возможности модифицировать их свойства в нужном направлении. Для осуществления такой возможности необходимо глубокое понимание природы магнитных явлений при фазовых переходах, в частности, фундаментальных аспектов поведения магнитных кристаллов вблизи критической температуры.

В начале 70-х годов были достигнуты большие успехи в описании этих явлений с помощью ренормгрупповой (РГ) теории фазовых переходов, которая предсказывает определенную зависимость критических параметров кристалла от характера его магнитной анизотропии. Если для низкоразмерных систем эти предсказания хорошо подтверждаются, то для трехмерных магнетиков с высокими значениями точки Кюри Тс экспериментальные данные зачастую находятся в противоречии как друг с другом, так и с предсказаниями РГ теории. Это связано как с ограниченностью используемых методов, так и с рядом особенностей, присущих всем исследованиям критических явлений. К таковым относится трудность точного измерения Тс и выделения критической области температур, в которой предполагается выполнение степенных законов для термодинамических величин. Кроме того, большинство магнетиков имеет сложную многоподрешеточную структуру, изучение которой с помощью только макроскопических методов может привести к ошибочным заключениям о характере критического поведения.

Избранная в работе методика исследования критических параметров магнетиков с помощью МС имеет ряд важных преимуществ по сравнению с макроскопическими магнитными измерениями. Это, например, возможность проведения измерений в отсутствие внешнего поля, независимое от модельных аппроксимаций определение как самой величины Тс, так и параметров магнитного упорядочения, особенно для многоподрешеточных систем. Это позволяет не только существенно уточнить данные по уже исследовавшимся и получить новые данные о критическом поведении ранее не исследовавшихся кристаллов, но и провести их сравнение с результатами современной РГ теории фазовых переходов.

Подобная ситуация сложилась и с исследованием СТС мессбауэровских спектров парамагнитных кристаллов. Уже к концу 70-х были разработаны достаточно четкие теоретические представления и методы расчета спектров для произвольной скорости релаксации электронного спина мессбауэровского иона. Однако в большинстве экспериментальных работ, выполнявшихся как правило на поликристаллических образцах, исследовались или неявно предполагались относительно простые ситуации, когда СТС формируется при фиксированном электронном состоянии, а рассмотрение релаксации ограничивается лишь моделью с единственным параметром - эффективной (средней) скоростью релаксации. Такой подход непригоден для систем со смешанными электронно-ядерными состояниями парамагнитного иона, которые могут при определенных условиях образоваться в кристаллах с симметрией ниже кубической, имеющих сильно анизотропное сверхтонкое взаимодействие (СТВ). Это относится также к системам с аксиальной симметрией кристаллического поля (КП), в которых релаксация не может быть корректно описана в рамках однопараметрического представления. В работе продолжено исследование таких систем, выявившее ряд ранее не наблюдавшихся эффектов, а также особую роль слабых внутрикристаллических магнитных полей.

Цели диссертации, состоящей из двух частей^ можно сформулировать следующим образом. По Части 1 - систематическое экспериментальное исследование методом МС критического поведения многоподрешеточных ферромагнитных диэлектриков на примере железо-иттриевого граната (ЖИГ) ¥зРе5012, гематита а-Ре203 и ортобората железа (ОБЖ) Ре3ВОб, обладающих различными типами анизотропии. Решались следующие основные задачи:

• Измерение параметров магнитной СТС мессбауэровских спектров кристаллов вблизи температуры магнитного упорядочения;

• Преобразование данных по СТ полю на ядрах 57Ре в соответствующие намагниченности подрешеток с учетом всех существенных взаимодействий;

• Определение по единой процедуре значений Тс, области асимптотического критического поведения параметра порядка, величин критических индексов (КИ) для всех магнитных подрешеток исследованных соединений;

• Сравнение полученных результатов с данными других исследований и с предсказаниями РГ теории.

По Части 2 - систематическое исследование методом МС влияния анизотропии электронно-ядерного взаимодействия на формирование спектров СТС и процессы спин-решеточной релаксации на примере парамагнитных монокристаллов метмиоглобина МЦНгО) и нитрата алюминия (НА)

А1(]Ч0з)з-9Н20:Ре3+, обладающих соответственно аксиальной и ромбической симметрией КП. Решались следующие основные задачи:

• Изучение зависимости спектров СТС парамагнетиков от направления и величины слабого внешнего магнитного поля, а также от температуры;

• Построение эффективного спин-гамильтониана электронно-ядерных взаимодействий, моделирование на его основе расчетных мессбауэровских спектров и сравнение их с экспериментальными спектрами;

• Выявление особой роли внутрикристаллических хаотических полей Ня~10 Гс в формировании хорошо разрешенных г-линий, связанных с переходами между подуровнями смешанной электронно-ядерной системы;

• Построение модели релаксационного процесса и расчет на ее основе спектров СТС для определения параметров и механизма спин-решеточной релаксации в случае аксиального и ромбического КП;

• Разработка нового варианта двойного гамма-электронного резонанса (ДГЭР) и проведение пробного эксперимента по его наблюдению в НА.

Научная новизна диссертационной работы состоит в том, что впервые:

• При расчете параметра порядка из величин экспериментально наблюдаемого СТ магнитного поля на ядрах железа, в отличие от предыдущих работ, проведен последовательный учет комбинированного магнитного дипольного и электрического квадрупольного взаимодействий, сравнимых по величине вблизи критической температуры Тс;

• Для исследованных кристаллов по единой методике определены размеры областей асимптотического критического поведения, значения КИ и параметров магнитного уравнения состояния для ЖИГ и гематита, показано, что они удовлетворяют соотношениям теории подобия;

• Найдено, что в критическом асимптотическом интервале только значения индекса намагниченности р удается определить с точностью, достаточной для сравнения с предсказаниями РГ-теории и идентификации класса универсальности. По результатам анализа ЖИГ отнесен к изотропному п=3), а гематит и ОБЖ к планарному (п=2) классу универсальности критического поведения, в соответствии с предсказаниями РГ-теории; Исследована ориентационная зависимость величины эффективного СТ поля на ядрах железа в аксиально симметричном КП кристалла метмиоглобина, на основе которой предложен независимый метод определения ориентации гема в железосодержащих биологических молекулах;

В рамках четырехуровневого представления электронной оболочки иона Ре3+ установлена температурная зависимость параметров релаксации, свидетельствующая об однофононном механизме релаксационного процесса и сильной анизотропии тепловых колебаний лигандного комплекса глобина; На основании моделирования спектров СТС в рамках формализма эффективного спин-гамильтониана с учетом хаотических магнитных полей количественно оценена величина последних;

При уменьшении стабилизирующего внешнего поля обнаружено необычное расщепление линий спектра НА, относящихся к изотропному крамерсову дублету, которое объяснено влиянием поперечных компонент СТВ; Установлено, что участие хаотических магнитных полей в формировании Ъ-линий определяет необычный для МС характер зависимости их положения в спектре от величины внешнего поля;

Моделирование спектров в приближении изотропной релаксации позволило восстановить температурную зависимость единственного релаксационного параметра, которая свидетельствует о прямом двухфононном механизме спин-решеточной релаксации в нитрате алюминия.

Научная и практическая значимость работы заключается в том, что: При исследовании фазовых переходов второго рода в многоподрешеточных магнетиках впервые получен ряд новых экспериментальных данных, которые дополняют существующие представления о магнитных критических явлениях и могут быть использованы для количественной проверки предсказаний современной РГ теории;

При исследовании парамагнитных кристаллов с резко анизотропным тензором СТВ выявлена решающая роль хаотических магнитных полей, обеспечивающих саму возможность наблюдения комбинированных электронно-ядерных переходов в мессбауэровских спектрах;

• Разработанные методы моделирования расчетных спектров в рамках эффективного спин-гамильтониана успешно применены для расшифровки сложных спектров СТС в парамагнетиках и предоставляют хорошую основу для извлечения из экспериментальных спектров данных о структурных свойствах комплекса ион-лиганды, параметрах и механизме релаксационного процесса;

• Предложен еще один метод нахождения ориентации главных осей парамагнитного комплекса в кристаллах, в частности, для определения ориентации гема в биологических молекулах.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Результаты систематического исследования асимптотического критического поведения магнитоупорядоченных кристаллов ЖИГ, гематита и ОБЖ: по единой для всех образцов методике определены размеры критических областей, получены значения КИ и амплитуд, а также параметров магнитного уравнения состояния ЖИГ и гематита на фазовой плоскости температура-поле.

2. Найдено, что в критическом интервале только значения индекса намагниченности р удается определить с точностью, достаточной для сравнения с предсказаниями РГ-теории и идентификации класса универсальности. По результатам анализа ЖИГ отнесен к изотропному (п=3), а гематит и ОБЖ к планарному (п=2), классам универсальности критического поведения;

3. Установлено, что зависимость КИ от симметрии и относительной величины магнитной анизотропии находится в соответсвии с результатами расчета этой зависимости от размерности п параметра порядка в рамках РГ-теории фазовых переходов.

4. Результаты исследования ориентационной и полевой зависимости СТС мессбауэровских спектров кристаллов метмиоглобина и НА при температуре Т=4.2 К и моделирования спектров в рамках формализма эффективного спин-гамильтониана с учетом внутрикристаллических хаотических магнитных полей. Показана возможность количественной оценки величины этих полей. Предложен метод определения ориентации главных осей КП в парамагнитных кристаллах.

5. Результаты исследования температурной зависимости мессбауэровских спектров СТС метмиоглобина в стабилизирующем магнитном поле, параллельном оси гема. Анализ релаксационных спектров в рамках четырехуровневого представления электронной оболочки иона Бе3"1" позволил установить температурную зависимость параметров релаксации, свидетельствующую об однофононном механизме спин-решеточной релаксации и сильной анизотропии тепловых колебаний парамагнитного комплекса.

6. При уменьшении стабилизирующего магнитного поля обнаружено необычное расщепление линий спектра НА, относящихся к крамерсову дублету с изотропным СТВ, которое объяснено усиливающимся влиянием поперечных компонент СТВ.

7. Показано, что участие хаотических магнитных полей в формировании Ъ-линий (комбинированных электронно-ядерных переходов) не только обеспечивает саму возможность их наблюдения в эксперименте, но и определяет необычный для МС характер зависимости их положения в спектре от величины внешнего поля.

8. Результаты исследования температурной зависимости спектров НА в условиях формирования г-линий. Моделирование спектров СТС в приближении изотропной релаксации позволило восстановить температурную зависимость единственного релаксационного параметра, которая свидетельствует о прямом двухфононном механизме спин-решеточной релаксации в НА.

9. Предложен новый вариант двойного гамма-электронного резонанса (ДГЭР), основанный на изучении мессбауэровских спектров в условиях формирования г-линий при СВЧ-накачке на частоте ЭПР в слабом постоянном внешнем поле.

ВЫВОДЫ К ЧАСТИ 2

1. Впервые подробно исследована ориентационная зависимость величины эффективного магнитного сверхтонкого поля на ядрах железа в аксиально симметричном парамагнитном комплексе монокристалла метмиоглобина, на основе которой предложен независимый метод определения ориентации гема в железосодержащих биологических молекулах;

2. На основании детального исследования полевой зависимости СТС мессбауэровских спектров разбавленной парамагнитной примеси 57Ре3+ в монокристалле нитрата алюминия при температуре Т=4.2 К и моделирования спектров в рамках формализма эффективного спин-гамильтониана ромбического кристаллического поля с учетом внутрикристаллических хаотических магнитных полей показана возможность количественной оценки их величины;

3. Моделирование мессбауэровских спектров СТС метмиоглобина, полученных в интервале 5-57 К во внешнем стабилизирующем поле, параллельном оси гема, позволило установить температурную зависимость релаксационных параметров и у2, свидетельствующую об однофононном механизме спин-решеточной релаксации и сильной анизотропии тепловых колебаний парамагнитного лигандного комплекса;

4. Впервые, при уменьшении стабилизирующего слабого магнитного поля, обнаружено необычное расщепление отдельных линий спектра НА, относящихся к крамерсову дублету с изотропным СТВ, которое объяснено усиливающимся влиянием поперечных компонент СТВ;

5. Анализ положения и формы 2-линий (комбинированных электронно-ядерных переходов), возникающих в спектре крамерсова дублета с резко анизотропным тензором СТВ при определенной ориентации слабого

186 внешнего поля, показал, что существенную роль в их формировании играют хаотические магнитные поля. Установлено, что сложный процесс формирования этих линий определяет необычный для МС характер зависимости их положения от величины внешнего поля;

6. Моделирование в условиях электронного зеемановского расщепления спектров СТС, измеренных в температурном интервале 4-234 К, в приближении изотропной релаксации позволило восстановить температурную зависимость единственного релаксационного параметра, которая свидетельствует о прямом двухфононном механизме спин-решеточной релаксации в нитрата алюминия.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение дадим краткий комментарий к результатам исследования методом МС ряда проявлений анизотропии электронно-ядерных взаимодействий в магнитоупорядоченных и парамагнитных кристаллах и отметим возможные направления дальнейшей работы.

Главная трудность при экспериментальном изучении статических магнитных критических явлений лежит в точном измерении точки Кюри и температурной зависимости спонтанной намагниченности. Так, в широко применяемых макроскопических методах для получения измеряемого сигнала обычно необходимо приложить внешнее поле, которое размывает сингулярное поведение термодинамических функций вблизи фазового перехода. Поскольку для нахождения искомых параметров приходится использовать различные экстраполяции, точная форма которых заранее не известна, то в рамках таких методов эта проблема до сих пор остается не до конца решенной.

Основа применения мессбауэровской спектроскопии в этой области заложена в пропорциональности СТ поля на ядре намагниченности своей подрешетки, что особенно незаменимо при изучении многоподрешеточных магнетиков. Однако и этот метод имеет свои ограничения, т.к. указанная пропорциональность соблюдается до тех пор, пока ларморовская частота прецессии ядерных спинов в эффективном СТ поле остается много меньше частоты флуктуаций электронных спинов, создающих это поле. А как известно, с приближением к Тс происходит критическое замедление этих флуктуаций, так что при некоторой температуре время электронной релаксации может оказаться сравнимым с характерным временем измерения метода. Для 57Ре это время жизни ядра хп~10"7 с в возбужденном состоянии, а по оценкам, например, для ЖИГ время электронной релаксации при Ъ«10"3 составляет уже т$~10-8 с. Еще одно ограничение МС связано с конкретной особенностью изученных нами веществ, обусловленной некубической локальной симметрией окружения мессбауэровского иона: а именно, наличием сравнительно большого квадрупольного расщепления, также затрудняющего достаточно точное измерение СТ поля при К10~3. В то же время, при изучении мессбауэровских спектров кубического ферромагнетика железа, для которого в парамагнитной области наблюдается одиночная линия, удалось приблизиться к Тс до ЫО-4 и наблюдать кроссовер к магнитной дипольной области критического поведения, а также измерить динамический критический индекс ширины линии [55]. По-видимому, возможности МС в изучении статических критических явлений уже достигли своего предела, а самые интересные результаты можно ожидать при исследовании критической динамики.

Центральное место в диссертации занимает изучение влияния симметрии КП на СТС мессбауэровских спектров парамагнетиков. Здесь, как и для первой части, можно констатировать, что все новые эффекты анизотропии СТВ, обнаруженные в пределе медленной релаксации (в статической области), находят свое объяснение в рамках существующей теории. С другой стороны, экспериментальное исследование динамических эффектов еще существенно отстает от достижений, достигнутых в развитии теории релаксационных мессбауэровских спектров. Прямое наблюдение в мессбауэровском эксперименте двухпараметричности спин-решеточной релаксации в простейшем случае аксиальной симметрии КП метмиоглобина является чуть ли не единственным исследованием такого рода и в этой области еще многое предстоит сделать.

В последние годы заметно возрождение интереса к теоретическому и экспериментальному изучению мессбауэровских спетров различных систем от мягких ферромагнитных материалов до парамагнетиков в условиях влияния высокочастотного электромагнитного поля. Полученные в работе результаты пробного (при Т=70 К) эксперимента по обнаружению влияния резонансной СВЧ-накачки на спектры СТС нитрата алюминия по-видимому пока еще не могут служить надежным доказательством наличия двойного ЭПР и мессбауэровского резонаннса. Однако сама идея использовать для этой цели смешанные электронно-ядерные переходы, которые в хорошо разрешенном виде наблюдались до сих пор только в нитрате алюминия, представляется нам вполне реализуемой при гелиевых температурах, где условия наблюдения ДГЭР существенно более благоприятны. Вся экспериментальная база для этого имеется и такие работы запланированы.

189

Большая часть исследований по теме диссертации выполнена в Институте молекулярной физики РНЦ «Курчатовский институт», ряд измерений проведен также в Институте магнетизма Центра ядерных исследований в Юлихе (ФРГ). Поэтому приношу глубокую благодарность в знак доброй памяти ныне уже покойным директорам этих институтов И.К.Кикоину и В.Цинну за содействие в проведении исследований.

Выражаю глубокую благодарность С.С.Якимову, оказывавшего неизменное внимание и поддержку в течение всей моей научной деятельности в Курчатовском институте.

Чувство особой признательности я испытываю к А.М.Афанасьеву, чьи теоретические идеи стимулировали постановку наиболее важных экспериментов и помогали в интерпретации результатов.

Я благодарен В.И.Ожогину за весьма плодотворное сотрудничество в проведении ряда исследований по первой части диссертации и неоднократные полезные обсуждения результатов.

Благодарю А.Л.Иршинского, В.С.Русакова, М.А.Чуева, Е.Ю.Цымбала, на разных этапах работы принимавших активное участие в проведении экспериментов, разработке программ для ЭВМ, анализе и обсуждении результатов.

Особо хочу отметить В.Я.Гончарова, чье мастерство в разработке и изготовлении элементов экспериментальных установок во многом способствовало успеху работы.

Искренне благодарен всем своим коллегам по институту, без помощи которых эта работа вряд ли могла бы быть завершена.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ. А.Л.Иршинский, В.М.Черепанов. Критическое поведение бората железа и железо-иттриевого граната. Всес.Конф.Физ.Магн.Явл., Донецк, 1978, Тезисы, с.34. А.Л.Иршинский, В.М.Черепанов. Эффект индуцирования и критическое поведение а-РегОз. Всес.Конф.Физ.Магн.Явл., Харьков, 1979, Тезисы, с.60. А.Л.Иршинский, В.И.Ожогин, В.М.Черепанов, С.С.Якимов. Критическое поведение бората железа и железо-иттриевого граната., ЖЭТФ, 1979, 76, N3, 1111-1122. А.Л.Иршинский, В.М.Черепанов. Мессбауэровское изучение критического поведения гематита. ЖЭТФ, 1980, 78, N3, 1276-1280. А.Л.Иршинский, В.М.Черепанов. Исследование фазовых переходов в ортоборате железа в окрестности точки Нееля. ЖЭТФ, 1980, N4, 1412-1420. A.M.Afanas'ev, S.S.Yakimov, y.M.Cherepanov, M.A.Chuev, Ch.Sauer, W.Zinn. Effect of random magnetic fields on the hyperfme structure of Mossbauer spectra in paramagnetic single crystals. Hyperfme Interactions, 1981, 11, N2, 141-151. В.М.Черепанов, М.А.Чуев. Исследование анизотропии сверхтонкого взаимодействия в метмиоглобине методом мессбауэровской спектроскопии. Всес.Конф.Хим.Биохим. Порфиринов, Самарканд, 1982. Тезисы, с. 192. А.М.Афанасьев, С.С.Якимов, В.М.Черепанов, М.А.Чуев. Влияние внутри-кристаллических магнитных полей на мессбауэровские спектры монокристалла A1(N03)3 9H20:Fe3+. Всес. Симп. Спектр. Актив. Кристал., Ленинград, 1982, Тезисы, с.72. S.S.Yakimov, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, A.M.Afanas'ev, F.Parak. The orientational dependence of paramagnetic Mossbauer spectra on a weak magnetic field. Investigations on a metmyoglobin single crystal. Hyperfme Interactions, 1983, 14, N1, 1-6.

0. S.S.Yakimov, A.M.Afanas'ev, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, W.Zinn, Ch.Sauer. HFS spectra of 57Fe nuclei in A1(N03)3 9H20:Fe3+ single crystal in weak magnetic fields. Int.Conf.Appl.Mossb.Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Abstracts, p.264.

1. S.S.Yakimov, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, A.M.Afanas'ev, F.Parak. The magnetic hyperfine interaction anisotropy and spin-lattice relaxation of Fe3+ ion in the metmyoglobine. Int.Conf.Appl.Mossb.Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Abstracts, p.435.

2. S.S.Yakimov, A.M.Afanas'ev, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, W.Zinn, Ch.Sauer. HFS spectra of 57Fe nuclei in A1(NC>3)3 9H20:Fe3+ single crystal in weak magnetic fields. Proc. Int. ConfAppl.Mossb. Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Gordon&Breach Sci.Publ., N.-Y., 1985, v.2, p.497-501.

3. S.S.Yakimov, V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, A.M.Afanas'ev, F.Parak. The magnetic hyperfme interaction anisotropy and spin-lattice relaxation of Fe3+ ion in the metmyoglobine. Proc.Int.Conf.Appl.Mossb.Effect (ICAME'83), Alma-Ata, 1983, Gordon&Breach Sci.Publ., N.-Y.,1985, v.4, p.1519-1524.

1 А.М.Афанасьев, С.С.Якимов, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, В.Цинн, К.Зауэр,

A.Хольцварт. О положении зеемановских линий в мессбауэровских спектрах парамагнетиков. ЖЭТФ, 1985, 89, N7, 182-188.

5. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, В.М.Черепанов, М.АЛуев, С.С.Якимов, Ф.Парак. Влияние спин-решеточной релаксации на мессбауэровские спектры метмиоглобина. ЖЭТФ, 1987, 92, N6, 2209-2219. 5. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, С.С.Якимов, В.М.Черепанов, М.А.Чуев,

B.Цинн, К.Зауэр, А.Хольцварт. Влияние спин-решеточной релаксации на мессбауэровские спектры ионов 57Fe3+ в нитрате алюминия при наличии электронного зеемановского расщепления. ФТТ, 1987, 29, N7, 2102-2111.

7. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.С.Якимов. Наблюдение многопараметричности спин-решеточной релаксации иона Fe3+ в аксиальном кристаллическом поле. Всес.Сов.Яд.Спектроск.Иссл.СТВ, Грозный, 1987, Тезисы, с.20.

3. А. М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.С.Якимов. Релаксационные мессбауэровские спектры A1(N03)3 9H20:Fe3+ в условиях формирования зеемановских линий. Всес.Сов.Яд.Спектроск.Иссл.СТВ, Грозный, 1987, Тезисы, с.26.

9. В.М.Черепанов, А.М.Чуев, С.С.Якимов. Проявление электронного зеемановского расщепления в мессбауэровских спектрах изотропного крамерсова дублета иона 57Fe3+ в нитрате алюминия. ФТТ, 1988, 30, N4, 1076-1083.

0. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.С.Якимов. Наблюдение многопараметричности спин-решеточной релаксации иона Fe3+ в аксиальном кристаллическом поле. Изв.АН СССР, сер.физ., 1988, 52, N9, 1694-1698.

1. V.M.Cherepanov, V.A.Chuev, S.V.Gudenko, S.V.Kapelnitsky, S.S.Yakimov. First observation of double ESR-Mossbauer resonance in А1(1чЮз)з 9H20:Fe3+ single crystal in regime of mixed electron-nuclear transitions. Intern.Workshop «Induced gamma emission» (Predeal, Romania, 1997), Techn.Digest, p.61-62.

2. В.М.Черепанов, М.А.Чуев, С.В.Гуденко, С.В.Капельницкий, С.С.Якимов. Наблюдение двойного ЭПР-ЯГР на смешанных электронно-ядерных переходах в монокристалле А1(ТЧ03)з 9H20:Fe3+. Всеросс.Конф.Прим.Яд.-Физ.Мет.Магн.Матер.(Ижевск, 1998), Тезисы, с.98.

3. V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, S.V.Gudenko, S.V.Kapelnitsky, S.S.Yakimov. First observation of double ESR-Mossbauer resonance in A1(N03)3 9H20:Fe3+ single crystal in regime of mixed electron-nuclear transitions. Proc.Intern.Workshop «Induced gamma emission» (Predeal, Romania, 1999) p. 394-404.

4. V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, S.V.Gudenko, S.V.Kapelnitsky, S.S.Yakimov. An attempt to observe the double ESR-Mossbauer resonance in the regime of mixed electron-nuclear transitions. XVInt.Symp.Nucl.Quadrup.Interact., (Leipzig, FRG, 1999), Abstracts, P8.

5. V.M.Cherepanov, M.A.Chuev, S.S.Yakimov. Experiments on double NMR- and ESR-Mossbauer resonances in paramagnetic single crystals. Int.Conf.Appl.Mossb.Eff.(ICAME'99), (Garmisch-Partenkirhen, FRG, 1999), Abstracts, T7/79.

1. Л.Д.Ландау, Е.М.Лившиц. Статистическая физика, «Наука», М., 1964.

2. P.Heller. Rep.Progr.Phys., 30, 731, 1967.

3. J.Als-Nielsen, O.W.Dietrich, L.Passel. Phys.Rev., Ш4, 4908, 1976.

4. H.С.Benski,R.C.Reno,С.Hohenemser,R.Lyons. Phys.Rev., B6, 4266, 1972.

5. В.Г.Вакс, А.И.Ларкин, С.АПикин. ЖЭТФ, 51, 361, 1966.

6. А.З.Паташинский, В.Л.Покровский. Флуктуационная теория фазовых переходов, «Наука», М., 1975.

7. А.3.Паташинский, В.Л.Покровский. ЖЭТФ, 50, 439, 1966.

8. L.P.Kadanoff. Physics, 2, 263, 1966.

9. B.Widom. J.Chem.Phys., 43, 3892, 1965.

10. R.В.Griffiths. Phys.Rev., 158, 176, 1967.

11. J.S.Kouvel, J.B.Comly. Phys.Rev.Lett., 20, 1237, 1968.

12. N.Menyuk, K.Dwight, T.B.Reed. Phys.Rev., B3, 1689, 1971.

13. В.М.Черепанов. Изучение фазовых переходов в антиферромагнетиках методом эффекта Мессбауэра. Канд.дисс., М, 1975.

14. J.T.Ho, J.D.Litster. Phys.Rev.Lett., 22, 603, 1969.

15. H.Ikeda, N.Okamura, K.Kato, A.Ikushima. J.Phys., СИ, L231, 1978.

16. Р.Браут. Фазовые переходы, «Мир», М., 1967.

17. Г.Стенли. Фазовые переходы и критические явления, «Мир», М., 1973.

18. G.Paul, H.E.Stanley. Phys.Lett., А37, 328, 1971.

19. M.Ferer, M.A.Moore, M.Wortis. Phys.Rev., B4, 3954, 1971

20. M.Ferer, M.A.Moore, M.Wortis. Phys.Rev., B8, 5205, 1973.

21. P.R.Gerber. Z.Phys., B32, 327, 1979.

22. H.Ikeda. J.Phys., CIO, L469, 1977.

23. M.E.Fisher. Rev.Mod.Phys., 46, 597, 1974.

24. Ш.Ма. Современная теория критических явлений, «Мир», М.,1980.

25. К.Вильсон, Дж.Когут. Ренормализационная группа и е-разложение, «Мир», М., 1975.

26. S.Greer. Phys.Rev., А14, 1770, 1977.

27. J.C.Le Guillow, J.Zinn-Justin. Phys.Rev.Lett., 39, 95, 1977.

28. J.C.Le Guillou, J.Zinn-Justin. Phys.Rev.Lett., 46, LI37,1985.

29. С.А.Бразовский, И.Е.Дзялошинский. Письма в ЖЭТФ, 21, 360, 1975.

30. А.И.Соколов. ФТТ, И, 747, 1977.

31. A.Aharony. Phys.Rev., В8, 4270, 1973.

32. D.Mukamel, S.Krinsky. Phys.Rev., B13, 5065, 1976.

33. P.Pfeuty, DJasnow, M.E.Fisher. Phys.Rev., Ш0, 2088, 1974.

34. E.Riedel, F.Wegner. Phys.Rev.Lett., 24, 730, 1970.

35. A.D.Bruce, A.Aharony. Phys.Rev., Ш0, 2078, 1974.

36. A.Aharony. Phys.Rev., B8, 3363, 1973.

37. А.И.Ларкин, Д.Е.Хмельницкий. ЖЭТФ, 56, 2087, 1969.

38. E.Brezin, D.J.Wallace, K.G.Wüson. Phys.Rev.Lett., 29, 591, 1972.

39. E.Brezin, D.J.Wallace, K.G.Wilson. Phys.Rev., B7, 232, 1973.

40. Г.М.Авдеева. ЖЭТФ, 64, 741, 1973.

41. A.Aharony, P.C.Hohenberg. Physica, B86-88. 611, 1977.

42. A.Aharony, P.C.Hohenberg. Phys.Rev, ШЗ, 3081, 1976.

43. V.A.Alessandrini, H.J.de Vega, F.Shaposnik. Phys.Rev., Ш2, 5034, 1976.

44. L.P.Kadanoff, A.Houghton, M.Yalabic. J.Stat.Phys., 14, 171, 1976.

45. A.Aharony, G.Ahlers. Phys.Rev.Lett., 44, 782, 1980.

46. J.Kötzler, G.Eiselt. Phys.Lett., A58, 69, 1976.

47. J.Kötzler, W.Sheithe, K.Knorr, W.B.Yelon., J.Phys., C9, 1291, 1976.

48. P.Heller. Phys.Rev., 146, 403, 1966.

49. G.Groll. Z.Phys., 243, 60, 1971.

50. J.Hog, T.Johansson. Int.J.Mag., 4, 11, 1973.

51. M.Shaham,J.Barak,V.El-Hanany,W.W.Wacren. Phys.Rev.Lett., 39, 570, 1977.

52. J.L.Oddou, J.Berthier, P.Peretto. Phys.Rev., ВГ7, 222, 1978.

53. E.Anderson, S.Arajs, A.Stelmach, B.Tehan, Y.Yao. Phys.Lett. A36, 173, 1971.

54. А.И.Окороков, В.В.Рунов, А.Г.Гукасов, Г.М.Драбкин. Изв.АН СССР, сер.физ., 42, 1770, 1978.

55. R.M.Suter, C.Hohenemser. J.Appl.Phys., 50, 1814, 1979.

56. Г.Вертхейм. Эффект Мессбауэра, «Мир», М., 1966.

57. М.Kobeissi,R.М.Suter,А.М.Gottlieb,С.Hohenemser.Phys.Rev.,ВЦ,2455,1975.

58. F.van der Woude. Phys.Stat.Sol., 17, 417, 1966.

59. Ватсон, Фримен. В сб. «Сверхтонкие взаимодействия в твердых телах», п/р.Е.А.Турова, «Мир», М., 1970.

60. И.Н.Николаев, Л.С.Павлюков, В.И.Марьин. ЖЭТФ, 69, 1845, 1975.

61. T.Moriya. In «Magnetism», ed.G.T.Rado&H.Suhl, Acad.Press, N.-Y./London, v. 1, Chap.3, 1963.

62. G.K.Wertheim, D.N.E.Buchanan. Phys.Rev., 161, 478, 1967.

63. G.K.Wertheim,H.J.Guggenheim,D.N.E.Buchanan. Phys.Rev. 169, 465, 1968.

64. M.Kobeissi, C.Hohenemser. AIP Conf.Proc., 29, 497, 1975.

65. C.Hohenemser, T.Kachnowski, T.K.Bergstresser. Phys.Rev., B13. 3154,1976.

66. S.S.Yakimov, V.I.Ozhogin, Y.Ya.Gamlitskii, V.M.Cherepanov, S.D.Pudkov. Phys.Lett., A39, 421, 1972.

67. В.И.Ожогин, В.М.Черепанов, С.С.Якимов. ЖЭТФ, 67, 1042, 1974.

68. P.P.Craig, R.C.Perisho, R.Segnan. Phys.Rev., 138, A1460, 1965.

69. В.И.Николаев, Ф.И.Попов, В.М.Черепанов. ЖЭТФ, 1970.

70. N.A.Eissa, A.A.Bahgat. J.Phys., Colloq.C6, 37, 575, 1976.

71. А.С.Камзин,В.А.Боков, Г.А.Смоленский. Письма в ЖЭТФ, 27, 507, 1978.

72. И.К.Камилов, Х.К.Алиев. Статические критические явления в магнитоупорядоченных кристаллах. Изд.ДНЦ РАН, Махачкала, 1993.

73. А.И.Окороков, Я.А.Касман. ФТТ, 14, 3065, 1972.

74. А.И.Окороков,В.В.Рунов,А.Г.Гукасов, В.И.Волков. ЖЭТФ, 69, 590, 1975.

75. D.D.Berkner, J.D.Litster. AIP Conf.Proc., 10, 894, 1972.

76. R.Gonano, E Hunt, H.Meyer. Phys.Rev., 156, 521, 1967.

77. Ш.Ш.Башкиров, Н.Г.Ивойлов, А.А.Монахов, В.А.Чистяков. ФТТ, 15, 1058, 1973.

78. I.S.Jacobs, R.A.Beyerlein, S.Foner, J.P.Remeika. Int.J.Mag., 1, 193, 1971.

79. F.Gronvold, E.J.Samuelsen. J.Phys.Chem.Sol., 36, 249,1975.

80. C.Voigt, W.Roos. J.Phys., C9, L469, 1976.

81. Е.Канкелайт. В сб. «Экспериментальная техника эффекта Мессбауэра», «Мир», М., 1967.

82. А.Абрагам. Ядерный магнетизм. Изд.иностр.лит., М., 1963.

83. E.Matthias, W.Schneider, R.M.Steffen. Ark.f.Fysik, B24, 97, 1963.

84. W.Kundig. Nucl.Instr.Meth., 48, 219, 1967.

85. В.И.Николаев, В.С.Русаков. Мессбауэровские исследования ферритов, Изд.Моск.Ун-та, 1985.

86. С.Н.Соколов, И.Н.Силин. Препринт ОИЯИ, Д810, 1961.

87. И.Н.Силин. Препринт ОИЯИ, 11-3362,1967.

88. Ю.А.Изюмов, Р.П.Озеров. Магнитная нейтронография. «Наука», 1976.

89. G.Burns. Phys.Rev., 124, 524, 1961.

90. E.Prince. Acta Cryst., 10, 787, 1957.

91. E.Bertaut, F.Forrat, A.Herpin, P.Meriel. Compt.Rend., 243, 898, 1956.

92. Г.Н.Белозерский, Ю.П.Химич, Ю.М.Яковлев. ФТТ, 14, 1164, 1972.

93. Г.Н.Белозерский, В.Н.Гитцович, А.Н.Мурин, Ю.П.Химич,Ю.М.Яковлев. ФТТ, 12, 2878, 1970.

94. Ш.Ш.Башкиров, Н.Г.Ивойлов, В.А.Чистяков. ФТТ, 13, 689, 1971.

95. E.L.Boyd, V.L.Moruzzi, I.S.Smart. J.Appl.Phys., 34, 3049, 1964.

96. K.Miyatani, K.Yoshikava. J.Appl.Phys., 41, 1272, 1970.

97. S.Arajs, A.A.Stelmach, E.E.Anderson. Int.J.Mag., 4, 173, 1973.

98. K.Ohbayashi, S.Iida. J.Phys.Soc.Japan, 25, 1187, 1968.

99. И.Д.Лузянин, В.П.Хавронин. ЖЭТФ, 736 2202, 1977

100. P.J.Flanders. J.Appl.Phys., 40, 1247, 1969

101. C.G.Shull, W.A.Strauser, E.O.Wollan. Phys.Rev., 83, 333, 1951

102. S.Foner, S.J.Williamson. J.Appl.Phys., 36, 1154, 1965

103. Л.В.Беликов, С.В.Миронов, Е.Г.Рудашевский. ЖЭТФ, 75, 1110, 1978

104. А.А.Богданов. ФТТ, 14, 3862, 1972

105. А.С.Боровик-Романов, В.И.Ожогин. ЖЭТФ, 39, 27, 1960

106. T.Riste, A.Wanie. Phys.Lett., JL6, 231, 1965

107. F.L.Lineerman, M.B.Salaman, L.W.Shachlette. Phys.Rev., B9, 2981, 1974

108. R.Diehl, G.Brandt. Acta Cryst., B31, 1662, 1975

109. C.Voigt, D.Bonnenberg. Physica, B80, 439,1975

110. В.И.Мальцев, Е.П.Найден, С.М.Жиляков, Р.П.Смолин, Л.М.Борисюк. Кристаллография, 21, 113, 1976

111. С.А.Баюков, В.М.Бузник, В.П.Иконников, М.И.Петров, М.А.Попов. ФТТ, 18, 2435, 1976

112. R.Wolf, R.D.Pierce, M.Eibschbtz, J.W.Nielsen. Sol.St.Comm., 7, 949, 1969

113. А.С.Камзин, В.А.Боков. ФТТ, 19, 2030, 1977

114. А.С.Камзин,В.А.Боков.Всес.Кон.Физ.Маг.Яв.Харьков,Тезисы,с.375,1979

115. С.А.Баюков,В.М.Бузник,М.И.Петров,В.П.Иконников.ФТТ,18,2319, 1976

116. А.С.Камзин,В.А.Боков.Всес.Кон.Физ.Маг.Явл.Донецк,Тезисы,с. 122,1977197

117. А.Л.Иршинский, В.И.Ожогин, В.М.Черепанов, С.С.Якимов. ЖЭТФ, 76 1111, 1979

118. C.Voigt. Phys.Lett., А53, 223, 1975

119. А.И.Соколов. Письма в ЖЭТФ, 27, 511, 1978.1. ЛИТЕРАТУРА К ЧАСТИ 2

120. ААбрагам, Б.Блини. Электронный парамагнитный резонанс переходных ионов. Пер. С англ. М., «Мир», т.1, 2, 1972.

121. С.А.Альтшулер, Б.М.Козырев. Электронный парамагнитный резонанс. М., «Наука», 1972.

122. S.Febbrato. J.Phys., С21, 2577, 1988.

123. К.W.Zhou, K.J.Xie, Y.M.Ning, S.B.Zhao, P.F.Wu. Phys. Rev. ,B44, 7499, 1991.

124. J.E.Knudsen. J.Phys.Chem.Sol., M, 883, 1977.

125. И.В.Александров. Теория магнитной релаксации. М., «Наука», 1976.

126. L.Cianchi, P.Voretti, M.Mancini, G.Spina. Rep.Prog.Phys., 49, 1243, 1986.

127. F.Hartmann-Boutron, D.Spanjaard. J.Phys., 36, 307, 1975; ibid. 40, 57, 1979.

128. A.M.Afanas'ev. Proc. ICAME'83., Gordon&Breach Sci.Publ., N.-Y., 1985, v.l, p.23.

129. А.М.Афанасьев, Ю.Каган. ЖЭТФ, 45, 1660, 1963.

130. Ю.Каган, А.М.Афанасьев. ЖЭТФ, 47, 1108, 1964.

131. E.Bradford, W.Marshall. Proc.Phys.Soc., 87, 731, 1966.

132. H.Gabriel, J.Bosse, K.Rander. Phys.Stat.Sol., 27, 301, 1968.

133. H.Wegener. Z.Phys., 186, 498, 1965.

134. P.W.Anderson. J.Phys.Soc.Japan, 9, 316, 1954.

135. M.J.Clauser, M.Blume. Phys.Rev., B3, 583, 1971.

136. M.J.Clauser. Phys.Rev., B3, 3748, 1971.

137. M.Blume. Phys.Rev., 174, 351, 1968.

138. А.М.Афанасьев, В.Д.Горобченко. ЖЭТФ, 66, 1406, 1974.

139. Х.Викман, Г.Вертхейм. В кн.: Химические применения мессбауэровской спектроскопии. Пер. с англ. п/р. В.И.Гольданского и Р.Хербера. М., «Мир», 1970, с. 437.

140. И.П.Суздалев. Динамические эффекты в гамма-резонансной спектроскопии. М., Атомиздат, 1979; Гамма-резонансная спектроскопия белков и модельных соединений. М., «Наука», 1988.

141. G.K.Wertheim, J.K.Remeika. Phys.Lett., Ш, 14, 1964.

142. А.М.Афанасьев, Ю.Каган. Письма в ЖЭТФ, 8, 620, 1968.

143. А.М.Афанасьев, В.Д.Горобченко, И.Дежи, И.И.Лукашевич, Н.И.Филиппов. ЖЭТФ, 62, 673, 1972.

144. J.E.Knudsen. J.Phys.Chem.Sol., 41, 545, 1980.

145. J.Hess, A.Levy. Phys.Rev., B22, 5068, 1980.

146. J.Lang, T.Asakura, T.Yonetani. Phys.Rev.Lett., 24, 981, 1970.

147. P.J.Viccaro, F. De S.Barros, W.T.Oosterhuis. Phys.Rev., B5, 4257, 1972.

148. J.K.Shenoy, B.D.Dunlap. Phys.Rev., ШЗ, 1353, 1976.

149. В.Д.Горобченко, И.И.Лукашевич, В.В.Скляревский, К.Ф.Цицкишвили, Н.И.Филиппов. Письма в ЖЭТФ, 8, 625, 1968.

150. W.Oosterhuis, S.De Benedetti, G.Lang. Phys.Lett., A26, 214, 1968.

151. W.T.Oosterhuis, G.Lang. Phys.Rev., 178, 439, 1969.

152. И.П.Суздалев, А.М.Афанасьев, А.С.Плачинда, В.И.Гольданский, Е.Ф.Макаров. ЖЭТФ, 55, 1752, 1968.

153. И.П.Суздалев, В.В.Корнеев, Ю.Ф.Крупянский. ЖЭТФ, 57, 439, 1969.

154. В.К.Имшенник, И.П.Суздалев, А.М.Афанасьев, В.И.Гольданский, А.С.Плачинда. ФТТ, 15, 2656, 1973.

155. H.H.Wickman, M.P.Klein, D.A.Shirley. Phys.Rev., 152, 345, 1966.

156. H.H.Wickman, M.P.Klein, D.A.Shirley. J.Chem.Phys., 42, 2113, 1965.

157. А.М.Афанасьев, В.Д.Горобченко. ЖЭТФ, 60, 283, 1971.

158. H.H.Wickman, G.K.Wertheim. Phys.Rev., 148, 211, 1966.

159. С.С.Якимов, В.Н.Зарубин. Письма в ЖЭТФ, 18, 641, 1973.

160. A.M.Afanas'ev, S.S.Yakimov, V.N.Zambin. J.Phys., C8, L368, 1975.

161. А.М.Афанасьев, В.Н.Зарубин, С.С.Якимов. ЖЭТФ, 70, 1957, 1976.

162. T.Harami. J.Chem.Phys., 71, 1309, 1979.

163. F.Parak, H.Formanek. Acta Cryst., A27, 573, 1971.

164. J.C.Kendrew, A.G.Parrish. Proc.Roy.Soc., A238. 305, 1956.

165. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал. ФТТ, 28, 536, 1986.

166. А.М.Афанасьев, Е.Ю.Цымбал, О.А.Яковлева. ФТТ, 29, 1837, 1987.

167. G.Lang, W.Marshall. Proc.Phys.Soc., 87, 3, 1966.

168. C.P.Scholes, R.A.Isaacson, T.Yonetani, G.Feher. Biochim.Biophys.Acta, 322, 457, 1973.

169. U.F.Thomanek, F.Parak, S.Formanek, G.M.Kalvius. Biophys.Struct.Mech., 3, 207, 1977.

170. K.K.P.Srivastava, S.N.Mishra. Phys.Stat.Sol, В100, 65, 1980.

171. А.М.Леушин. ФТТ, 5, 605, 1963.200

172. S.C.Bhargava, J.E.Knudsen, S.Morup. J.Phys., СП, 2879, 1979.

173. А.А.Маненков, В.АМиляев. ЖЭТФ, 58, 796, 1970.

174. О.Ф.Гатауллин, А.Ф.Каримова, Ю.М.Рыжманов. ФТТ, 23, 886, 1981.

175. Ю.В.Корягин, И.И.Ангелов. Чистые химические вещества. М., «Химия», 1974.

176. Р. Herpin, K.Sudarsanan. Bull. Soc. Franc. Miner.Cryst., M, 595, 1965.

177. A.M.Afanas'ev, O.A.Yakovleva. Hyperfme Interact., 12, 105, 1982.

178. M.N.Hack, M.Hamermesh. Nuovo Cimento, 19, 546, 1961.

179. Е.Ф.Макаров, А.В.Митин. УФН, 120, 55, 1976.

180. С.P.Poole,Jr., H.A.Farach. J.Magn.Res., 1, 551, 1969.

181. F.G.Vagizov. Hyperfme Interact., 61, 1363, 1990.

182. С.С.Якимов, А.Р.Мкртчян, В.Н.Зарубин, К.В.Сербинов, В.В.Сергеев. Письма в ЖЭТФ, 26, 16, 1977.

183. I.B.Bersuker, S.A.Borshch. Phys.Stat.Sol.(b), 49, К71,1972.

184. E.K.Sadykov. Phys.Stat.Sol.(b), 123, 703,1984.

185. A. Wannstrom et al. Phys.Rev.A38(l 988)5964.

186. J.A.Lock, J.F.Reichert. J.Magn.Res., 7, 74, 1972.

187. А.М.Афанасьев, П.А.Александров, С.С.Якимов. Препринт ИАЭ, N3337/9, M., 1980.