Исследование ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой

Антошина, Любовь Георгиевна

Исследование ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

Антошина, Любовь Георгиевна АВТОР

доктора физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2004 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.11 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Исследование ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой»

Автореферат диссертации на тему "Исследование ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой"

Обязательный бссплатный

На прад^ИУШМси

АНТОШИНА Любовь Георгиевна

ИССЛЕДОВАНИЕ ФЕРРИТОВ-ШПИНЕЛЕЙ С ФРУСТРИРОВАННОЙ МАГНИТНОЙ СТРУКТУРОЙ

01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Екатеринбург 2004

Работа выполнена на физическом факультете Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Ю.Н. Скрябин

доктор физико-математических наук, профессор Ю.К. Фетисов

доктор физико-математических наук, профессор Ю.М. Яковлев

Ведущая организация: Московский государственный институт

стали и сплавов (технологический университет)

Защита диссертации состоится «е^>» КОА^А^С 2004 г. в Л час. на заседании диссертационного совета Д 004.003.01 в Институте физики металлов УрО РАН по адресу: 620219, Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, 18.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики металлов УрО РАН.

Автореферат разослан «_»_2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор физико-математических наук,

Н.Н.Лошкарева

ОБЩАЯ ХАРАКТРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из фундаментальных проблем физики магнитных явлений является выяснение характера обменных взаимодействий и магнитного упорядочения веществ с фрустрированной магнитной структурой. Этот вопрос является актуальным в связи с общей проблемой неоднородных магнитных состояний, широко обсуждаемой в последние годы. При замещении части магнитных ионов на немагнитные рвутся обменные связи и при определенной значительной их концентрации возникает характерная структура, которую мы называем фрустрированной магнитной структурой. С энергетической точки зрения фрустрации (вырождение основного состояния в конденсированных системах взаимодействующих объектов) магнитных связей обусловлены невозможностью одновременной минимизации энергий всех обменных связей. В результате в магнитной системе возникают неоднородные состояния, и реализуется возможность для формирования кластеров - взаимодействующих областей с дальним магнитным порядком. Фрустрированная магнитная структура образуется в металлах и магнитодиэлектриках как в случае разбавления их немагнитными ионами, так и при наличии конкурирующих взаимодействий различных знаков и радиусов действия.

В литературе имеется немало сообщений об экспериментальных и теоретических исследованиях поведения магнитных свойств разбавленных сплавов, в то время как работ по изучению ферримагнетиков с фруст-рированной магнитной структурой весьма ограниченное количество. Однако подробное изучение магнитных превращений в ферритах имеет принципиальный интерес, ибо механизм возникновения спонтанной намагниченности в них иной, чем в ферромагнитных материалах [1], поскольку магнитное упорядочение в ферритах обусловлено косвенным обменным взаимодействием. Кроме того, ферриты в отличие от сплавов являются многоподрешеточными ферримагнетиками. Фрустрированная магнитная структура в ферритах-шпинелях образуется как в случае разбавления обеих подрешеток немагнитными ионами [2], так и при наличии в них различных по знаку и величине обменных взаимодействий [3]. Формирование фрустрированной магнитной структуры происходит также и при облучении быстрыми нейтронами ферритов-шпинелей, что не только создает в облучаемых кристаллах единичные точечные дефекты, но и приводит к возникновению специфического разупорядочения [4, 5].

В результате воздействия вышеупомянутых факторов происходит ослабление конкурирующих обменных взаимодействий. Магнитная структура в зависимости от степени разбавления может быть как структурой с разорванными магнитными связями, так и кластерной структурой, которая представляет собой отдельные спонтанно намагниченные области, образованные дальним магнитным порядком. В спиновом стекле формируются кластеры с ближним магнитным порядком.

У ферритов с фрустрированной магнитной структурой наблюдается аномальное поведение многих

РОС НАЦИОНАЛЬНА* БИБЛИОТЕКА С 09

^ча

ются от аналогичных свойств ферритов с обычным ферримагнитным упорядочением. В литературе большое внимание уделено исследованию состояния спинового стекла шпинелей при низких температурах - в районе температуры замерзания, тогда как в интервале температур от 80 К до температуры Кюри таких сведений явно недостаточно в случае феррито-вых материалов. При этом, к сожалению, исследования магнитных свойств ферритов с фрустрированной магнитной структурой, в основном, проводятся каким-то одним или, в крайнем случае, двумя методами. В то же время для полноты картины наблюдаемых явлений желательно проводить комплексное исследование различных физических свойств на одном и том же составе.

Таким образом, комплексное проведение экспериментальных работ в этой области магнетизма крайне важно как для более глубокого понимания физики магнитных явлений в ферритах, так и для создания новых магнитных материалов для современной техники.

Цель работы. Основной задачей работы является комплексное экспериментальное исследование широкого класса разбавленных ферритов-шпинелей меди и ферритов-хромитов никеля и меди с фрустрированной магнитной структурой с целью разработки физических принципов управления их свойствами применительно к использованию в различных элементах и устройствах магнитоэлектроники. Конкретно это выразилось в решении следующих вопросов:

- Установление общих закономерностей в поведении температурных зависимостей магнитных свойств, магнитострикции и магнитосопро-тивления ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой.

-Изучение особенностей процесса намагничивания в ферритах-шпинелях с фрустрированной магнитной структурой.

- Выявление на основе экспериментальных данных причин возникновения аномальных зависимостей

противления, теплового линейного расширения, рентгенофазовый анализ. На ряде составов были проведены измерения магнитной анизотропии и магнитокалорического эффекта.

Исследованию фрустрированных структур предшествовало детальное и многолетнее исследование аналогичных свойств ферритов с обычным ферримагнитным упорядочением, выполненных автором. Поэтому дальнейшее развитие этих исследований с переходом на системы с частично разрушенными магнитными связями имеет прочную экспериментальную базу для сравнения. В качестве объектов исследования были выбраны составы, приготовленные по керамической технологии, в которых, согласно [7], следовало ожидать состояния спинового стекла или фрустрированной магнитной структуры:

1. Впервые синтезированы составы разбавленных ферритов двух систем CuGaxAlxFe2-2x04 (х = 0.2,0.3,0.4,0.5,0.6 и 0.7) - система I и CuGaxAl2xFe2.3X04 (х = 0.1,0.2,0.3,0.4 и 0.5) - система II. Согласно [7], у составов системы I и составов с системы II следует ожидать состояния спинового стекла или фрустрированной магнитной структуры.

2. Впервые синтезирован разбавленный феррит-хромит никеля Zno4Feo6[Nio6Cr14]04 и оригинальные составы ферритов-хромитов системы CuxNii.xFeo.6Cri.404 (х = 0.1,0.2,0.3 и 0.4); для сравнения был приготовлен феррит Ni0 4ре0 e[Nio бСг14]04.

3. Разбавленные ферриты-хромиты никеля GaxFe1.x[NiCr]04 (х = 0.0,0.2,0.4,0.6,0.8).

4. Ферриты-хромиты меди CuFe2.xCrx04 (х = 0.2, 0.3, 1.0, 1.4, 1.6 и

2.0).

5. Феррит меди CuFe2Û4 с тетрагонально-искаженной структурой шпинели.

Для сравнения результатов исследования ферритов-хромитов были привлечены данные для ферритов-хромитов кобальта CoFeCr04 и никеля NiFei.iCr0 в04.

В общей сложности в работе исследовались более 30 составов ферритов со структурой шпинели.

Научная новизна.

1. Установлено, что разбавленные ферриты меди и ферриты-хромиты меди и никеля представляют собой особый класс шпинелей с фрустрированной магнитной структурой, обладающих аномальными магнитными и магнитострикционными свойствами, не описывающимися существующими теориями ферримагнетизма.

2. Результаты экспериментальных исследований выявили общие закономерности роли фрустраций в формировании основных магнитных характеристик ферритов со структурой шпинели. Интерпретация полученных результатов дана в предположении о существовании двух последовательных фазовых магнитных переходов из парамагнитного состояния в состояние с фрустрированной магнитной

структурой.

3. Температурная зависимость спонтанной намагниченности разбавленных ферритов меди и ферритов-хромитов меди и никеля является следствием кластерной магнитной структуры и не может быть объяснена в рамках классической модели. Линейный в широком интервале температур характер температурной зависимости спонтанной намагниченности обусловлен одновременным существованием фрустраций магнитных связей в обеих подрешетках. Установлены особенности спонтанной намагниченности, характеризующие материалы такого типа.

4. В разбавленных ферритах меди продольная и поперечная магнитострикции близки по величине, что обусловлено наличием фрустрированной магнитной структуры, и приводит к существенному увеличению объемной магнитострикции. Существование фрустраций магнитных связей в исследованных составах сопровождается уменьшением почти на порядок коэрцитивной силы по сравнению с нефрустрированными ферритами-шпинелями.

5. Конкуренция двух межподрешеточных косвенных обменных взаимодействий разных знаков и сильного отрицательного внутриподрешеточного прямого обменного взаимодействия в ферритах-хромитах приводит к фрустрации магнитных связей в октаэдрических узлах решетки шпинели.

6. Выявлены общие закономерности в поведении процесса намагничивания в ферритах-хромитах с фрустрированной магнитной структурой, для которых техническое намагничивание в основном отсутствует, а рост намагниченности с полем осуществляется за счет вращения магнитных моментов кластеров к направлению внешнего магнитного поля и парапроцесса, происходящего в результате уменьшения степени неколлинеарности внутри кластеров.

7. Обнаружение неизвестных ранее фазовых переходов в медном феррите. Установлено, что в медьсодержащих ферритах со структурой шпинели поведение магнитострикции определяется степенью ковалентности химических связей.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Обоснование возможностей и разработка физических принципов целенаправленного управления свойствами ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой. Основой прогнозирования служат результаты комплексного исследования физических свойств, как разбавленных ферритов меди, так и ферритов-хромитов меди и никеля.

2. Результаты экспериментальных исследований закономерностей влияния фрустраций на формирование основных магнитных характеристик ферритов со структурой шпинели и их интерпретация в предположении о существовании двух последовательных фазовых магнитных переходов из парамагнитного состояния в состояние с

фрустрированной магнитной структурой.

3. Закономерности концентрационных изменений спонтанной намагниченности разбавленных ферритов меди и ферритов-хромитов меди и никеля как существование кластерной магнитной структуры, не объясняемой в рамках классической модели.

4. Общие закономерности в поведении процесса намагничивания ферритов-хромитов с фрустрированной магнитной структурой, для которых рост намагниченности с полем осуществляется за счет вращения магнитных моментов кластеров к направлению внешнего магнитного поля и парапроцесса, происходящего в результате уменьшения степени неколлинеарности внутри кластеров.

Практическая ценность работы:

1. Выявленный характер обменных взаимодействий и магнитного упорядочения в ферритах-шпинелях с фрустрированной магнитной структурой является важным для создания теории магнитных взаимодействий в ферритах-шпинелях с фрустрированной магнитной структурой.

2. На основании установленного характера изменения коэрцитивной силы от степени разбавления выявлена новая возможность получения магнитомягких материалов путем создания в них фрустрированной магнитной структуры.

3. Особый интерес представляют результаты о практически одинаковых температурных и полевых зависимостях продольной и поперечной магнитострикций для разбавленных ферритов, обладающих фрустри-рованной магнитной структурой. Из чего следует, что при наложении поля образец увеличивается почти одинаково как вдоль, так и поперек приложенного поля в большом температурном интервале, что может послужить предпосылкой для создания новых магнитных материалов с большой величиной объемной магнит((огриЩЙ)и

4. Предложенный автором механизм возникновения аномальных температурных зависимостей спонтанной намагниченности ст8(Т) И-, Р- и Ь-типа дает возможность только по виду температурной зависимости спонтанной намагниченности судить о фрустрации магнитных связей в подрешетках ферритов-шпинелей.

5. Полученные экспериментальные данные по исследованию маг-нитострикции медьсодержащих ферритов показали, что для получения материалов с большой величиной магнитострикции необходимо учитывать степень ковалентности 3(1-ионов с кислородом.

Личный вклад автора. Проведен анализ и обобщение результатов экспериментальных исследований, выполненных либо непосредственно автором, либо под его руководством. Разработка темы диссертационной работы, постановка её задач, выбор методик и объектов исследований принадлежат автору.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы док-

ладывались на Международных, Всесоюзных и Российских конференциях: XIV Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, 26-29 сентября 1979 г., Харьков; XV Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, 8-11 сентября 1981 г., Пермь; XVI Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, 6-9 сентября 1983 г., Тула; IX Всероссийской школе-семинаре «Новые магнитные материалы для микроэлектроники», 9-16 сентября 1984 г., Саранск; X Международном симпозиуме по Ян-Теллеровскому эффекту, 26-29 1989г., Кишинев, СССР; Международном семинаре «Физика магнитных явлений», май 1994 г., Донецк; XV Всероссийской школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", 18-21 июня 1996 г., Москва; 7 Международной конференции по ферритам - 7th ICF, 3-6 сентября 1996 г., Бордо, Франция; 13 Международной конференции по мягким магнитным материалам -SMM13, 24-26 сентября 1997 г., Гренобль, Франция; Всероссийской научно-практической конференции «Оксиды. Физико-химические свойства и технология», 27-31 января 1998 г., г. Екатеринбург; Московском Международном симпозиуме по магнетизму, июнь 20-24, 1999 г., Москва, Россия; V Всероссийской научной конференции «Оксиды. Физико-химические свойства», г. Екатеринбург, 2000 г.; 8 Европейской конференции по магнитным материалам и их применениям (EMMA), 7-10 июня 2000г., Киев, Украина; XVII Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники», 20-23 июня 2000г, Москва; Евро-Азиатском симпозиуме "Trends in Magnetism" - EASTMAG-2001, 27 февраля - 2 марта 2001 г., Екатеринбург, Россия; Объединенном магнитном симпозиуме - EMMA-MRM, 28 августа - 1 сентября, 2001г., Гренобль, Франция; Международной магнитной конференции - 2002 IEEE, 28 апреля - 2 мая 2002г., Амстердам, Нидерланды; Научной конференции: Ломоносовские чтения, Секция физики, апрель 2002 г., Москва; Московском Международном симпозиуме по магнетизму - MISM, 20-24 июня 2002г., XVIII Международной школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", 24-28 июня 2002г, Москва, Россия; VIII Международной конференции «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения», 08-12 июля 2002 г. Санкт-Петербург, Россия; Четвертом международном семинаре «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении», 3-5 октября 2002 г., Астрахань, Россия; Международной конференции по магнетизму - ICM 2003, 27 июля - 1 августа 2003, Рим, Италия; Международном семинаре «Выездной секции по проблемам магнетизма в магнитных пленках, малых частицах и нано-структурных объектах», 10-14 сентября 2003, Астрахань, Россия; Международной конференции «Функциональные материалы» - ICFM-2003, Украина, Крым, Партенит, Октябрь 6-11,2003.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 70 статей и тезисов докладов. Список основных публикаций по теме диссертации приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка цитируемой литературы. В заключении каждой главы приводятся ее основные результаты и краткие выводы. Объем диссертации составляет 343 страницы, включая 227 рисунков, 14 таблиц, а также список литературы из 269 наименований.

Основу диссертационной работы составляют экспериментальные исследования, выполненные автором и под его руководством с 1977 по 2002 год на кафедре общей физики для естественных факультетов физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова (кафедре общей физики и магнитоупорядоченных сред).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели и задачи исследования, показана практическая значимость полученных результатов, изложены основные положения, выносимые на защиту, апробация работы, структура и объем работы.

Глава I. Системы СиСа.АЦегд.Ол и СиСа.АЬ.Ге^т.СЬ. Первая глава посвящена результатам комплексного исследования магнитных, магнитострикционных и магнитоэлектрических свойств двух систем ферритов-шпинелей, разбавленных ионами галлия и алюминия. Перед описанием полученных результатов в этой главе рассмотрены статистические теории обменных взаимодействий ферримагнетиков. Дан обзор работ, в которых предложены диаграммы магнитного упорядочения в зависимости от содержания немагнитных ионов в октаэдрической и тетраэдрической подрешетках соединений со структурой шпинели. Представлены основные модели спинового стекла. Также приведен обзор работ по исследованию оксидных ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой и структурой типа спиновое стекло.

Для всех ферритов СиСахА1хРе2.2х04 (х = 0.2,0.3,0.4,0.5,0.6 и 0.7) - системы I и СиОахА12хРе2.зх04 (х = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 и 0.5) - системы II были проведены измерения намагниченности, коэрцитивной силы, магнито-стрикции. Для составов с х = 0.6 системы I и х = 0.4 системы II также измерялось магнитосопротивление; электросопротивление было измерено для образцов с х = 0.6 и 0.7 системы I и х = 0.4 системы П.

Обнаружено, что у ферритов с х = 0.5-Я).7 системы I и х = 0.3-5-0.5 системы II, которые, согласно диаграмме магнитного упорядочения [7], должны обладать фрустрированной магнитной структурой, наблюдается аномальное поведение спонтанной намагниченности а8, коэрцитивной силы магнитострикции а также магнитосопротивления Ока-

залось, что для этих составов резкое уменьшение спонтанной намагниченности происходит при более низкой температуре - чем падение коэр-

цитивной силы - Тс. В достаточно большом температурном интервале зависимость сг5(Т) является линейной функцией температуры. Также аномальным является поведение производной спонтанной намагниченности по температуре с1<т5/«1Т: при повышении температуры величина [скг/сП"! увеличивается, в некотором температурном интервале остается постоянной, затем снова уменьшается.

Рис. 1. Температурные зависимости спонтанной

намагниченности а„ коэрцитивной силы Нс и производной спонтанной

намагниченности по температуре ёст/сТТ феррита Сивао 4А1о 8рео 804.

Рис. 2. Изотермы намагниченности а

(Т=80 К) и продольной и поперечной магни-тострикций (Т=86.5

К) для феррита Сивао лАЬ «Рео »04.

В качестве примера на рис. 1 представлены температурные зависимости а8(Т), НС(Т), (с1ст5/(1Т)(Т) феррита СиСао4А1о8рео804. Видно, что при Т„» (410 ± 5) К, которая была найдена путем экстраполяции линейной части зависимости ст8(Т) к с5 = 0, величина Не продолжает оставаться достаточно большой и обращается в нуль лишь при температуре Кюри Тс «

(460 ± 5) К. Из обработки изотерм намагниченности ферритов ОЮао бА1о бРе0 804 и СиСао^А^РеовС^, проведенной методом термодинамических коэффициентов [8], оказалось, что ниже температур и Тп, возникает дальний магнитный порядок.

Рис. 3. Температурные зависимости спонтанной намагниченности <rs, продольной Я.ц, поперечной объемной о и анизотропной A.t магнито-стрикций (Н=12 кЭ), продольного (ÄR/R)|| и поперечного (AR/R)j_ маг-нитосопротивлений (Н=12кЭ)для феррита CuGao 4AI0 eF^o g04.

Температурные исследования остаточной намагниченности ст, для ферритов с х=0.5-=-0.7 с и с т1еижЫЗ-;$.5 темы П показали, что во всем исследованном интервале температур сгг не изменяет знак, т.е. наблюдаемое резкое уменьшение величины а, при Т»Т„ не связано с температурой компенсации, а вызвано другой причиной.

Обнаружены аномальные температурные и полевые зависимости продольной Х|| и поперечной магнитострикций у ферритов с х=0.5-Я).7 системы I и х=0.3-;-0.5 системы II. Оказалось, что у этих образцов почти во

всем исслс гованном интервале температур зависимости ^(Н) и Х_|_(Н) носят изотропный характер, причем значения Я.Ц и почти равны по величине, т.е. магнитострикция за счет техьзческого намагничивания незначительна, а наблюдается, в основном, магнитострикция парапроцесса. На рис. 2 в качестве примера приведены изотермы ст(Н) (при Т = 80 К), продольной ^||(Н) и поперечной А._[_(Н) магнитострикций (при Т = 86,5 К) для феррита CuGao+AlogFeoeO,!. Приблизительное равенство магнитострикций как раз и означает, что магнитострикциия за счет технического намагничивания »0. На рис. 3 даны зависимости Х,||(Т) и X,J_(T) для этого феррита. Видно, что магнитострикции Х|| и Х± имеют положительный знак и практически равны по величине.

Установлено, что для ферритов с небольшим разбавлением (х < 0.5) системы I и (х < 0.3) системы П объемная магнитострикция почти в два-три раза меньше, чем ® для образцов с большим замещением х, в то время как анизотропная магнитострикция у этих ферритов значительно больше, чем величина для образцов с большим х.

Из измерений удельного электросопротивления для ферритов с х = 0.6 и 0.7 системы I и х =0.4 системы П обнаружено, что в районе температур наблюдается изменение энергии активации Например, у образца при температуре происходит изменение величины Е„ с 0.34 эВ до 0.38 эВ, а при температуре К имеет место еще один скачок с 0.38 эВ до 0.47 эВ. На рис. 4 приведена зависимость для состава Видно, что при и 400 К происходит изменение энергии активации.

Измерения продольного и поперечного магнито-

сопротивлений для образцов с х = 0.6 и 0.7 системы I и х = 0.4 системы П показали, что значения начиная с малых полей, имеют

отрицательный знак и практически равны по величине. На рис. 3 для феррита представлены также температурные зависимости

Видно, что экстремумы на зависимостях отсутствуют как в районе температуры так и при температуре Тс, тогда как обычно при переходе из структуры с дальним магнитным порядком в парамагнитное состояние экстремумы на кривых должны присутствовать.

lii JJ

T^f400 К Tjf*337K

Рис. 4. Зависимость 1пр(1/Г) для феррита CuGao 6Alo eFeo g04.

Рис. 5. Зависимости коэрцитивной силы Н^х), снятой при

Т=80 К, температуры Кюри Тс(х), температуры

перехода Т„(х) и магнитного момента от состава х системы СиОахА1хРе2.2х04 •

-»- X

Найдено, что с увеличением замещения х коэрцитивная сила Не уменьшается резко, а потом ее падение замедляется. При этом, у сильно разбавленных ферритов величина Ц почти на порядок меньше, чем у ферритов с невысокой концентрацией немагнитных ионов (рис. 5). Например, при температуре 80 К у состава с х = 0.5 системы I величина Ц = 57 Э, тогда как у состава с х = 0.2 - Нс= 396 Э. На рис. 5 также приведены температурные зависимости и магнитного момента от состава х системы СиСалАЦРег-гхО«- Видно, что для с о с т а к о 0.Й а -блюдается резкое уменьшение величины а температуры монотонно убывают с увеличением концентрации немагнитных ионов, причем, как и следовало ожидать [9], при малом разбавлении Тс изменяется линейно при изменении х; при больших разбавлениях отклонение от линейности связано со статистикой обменных связей.

Известно также, что величина магнитосопротивления (ДК/К)ц,_]_, измеренная в больших полях, должна иметь максимум (по модулю) в районе точки Кюри. Однако при измерении (ДЕШ1) образцов СиСао.бА1обРео804 и CuGao.4Alo.gFeo в04 мы обнаружили, что величина (ДК/Ы)||,Л_ ниже Тс с понижением температуры только монотонно возрастала. По поведению полевых и температурных зависимостей магнитосо-противлений (ДЯЛ1)||,_1_ можно предположить, что п р =нТн е происходит образования доменной структуры, а при имеет место фрустри-рованная магнитная структура, которая, по-видимому, представляет собой отдельные спонтанно намагниченные кластеры, внутри которых существует дальний магнитный порядок.

Подтверждением этого служит большая величина магнитострик-ции парапроцесса для образцов сх = 0.5+0.7 системы 1их = О.З-тО.5 системы II (рис. 2). На основании этого можно сделать предположение, что

при имеет место фрустрирова иная магнитная структура, и процесс

намагничивания, возможно, обусловлен поворотом магнитных моментов спонтанно намагниченных кластеров по полю.

Для объяснения экспериментальных данных использована модель спинового стекла Ван Хеммена [10]. Согласно этой модели, если в магнитном соединении имеет место переход из парамагнитного состояния в структуру типа спиновое стекло, то при дальнейшем понижении температуры должен иметь место второй фазовый магнитный переход из спинового стекла в ферромагнитную или смешанную магнитную фазу (ферромагнетизм + спиновое стекло). Однако в природе идеального спинового стекла не существует, а имеет место кластерное спиновое стекло, представляющее собой кластеры магнитных моментов, образованные ближним магнитным порядком и включающие в себя несколько координационных сфер. Подобный вывод был сделан также в теоретической работе в которой рассматривалась модель спинового стекла с ближним и дальним магнитным порядком. Согласно этой модели переход в состояние спинового стекла происходит при более высокой температуре, чем переход в ферромагнитную или антиферромагнитную фазу.

На основе наших результатов и выводов работ [10,11] мы предполагаем, что возможно при температурах имеют место два фазовых магнитных перехода: с понижением температуры при Тс происходит фазовый магнитный переход из парамагнитного состояния в состояние, представляющее собой спонтанно намагниченные области ограниченных размеров (кластеры, внутри которых существует ближний магнитный порядок), а при - переход из этого состояния во фрустрированную магнитную структуру. В пользу данной гипотезы могут служить результаты недавно появившейся работы по нейтронному исследованию феррита СооаМпогМ ^«(Х, [12].

Подтверждением кластерной магнитной структуры, обусловленной ближним магнитным порядком, является термомагнитная обработка, проведенная нами для двух образцов системы I (х=0.6 и 0.7). Намагниченность а феррита СиСаобА1обРео804 снималась в магнитном поле Н = 370 Э при нагревании в интервале температур (290-И-30) К. После этого величина ст измерялась при охлаждении в этом же магнитном поле. Оказалось, что зависимость снятая при нагревании, практически совпадает с

зависимостью ст(Т), снятой при охлаждении (рис. 6). Такое безгистерезис-ное поведение величины свидетельствует в пользу кластерного представления магнитной структуры.

Из результатов измерения намагниченности и магнитострикции сделано предположение, что у образцов с системы сис-

темы П введение немагнитных ионов приводит к образованию неколлине-арного магнитного упорядочения в низких температурах.

Обнаружено, что у образцов с фрустрированной магнитной структурой в районе температуры на температурной зависимости восприимчивости парапроцесса Хпч»(Т), измеренной в поле (6-10) кЭ, имеет

место широкий максимум, тогда как при температуре Кюри Тс он отсутствует. Установлено, что с увеличением содержания немагнитных ионов х ширина этого максимума увеличивается. По-видимому, это обусловлено тем, что рост намагниченности с полем осуществляется за счет вращения магнитных моментов кластеров к направлению внешнего поля и пара-процесса.

Результаты мессбауэровских исследований, проведенных совместно с А.А.Опаленко, подтвердили, что составы системы СиОахА1хРе2-2х04 сх>0.5 имеют фрустрированную магнитную структуру.

О 0.8

0.6

0.4

0.2

х=о5 <чХ . х=0.0 \ х=03

Х=0.7 \

0,2 0,4 0,6 0,8 1

-- Т/Тс

Рис. 7. Температурные зависимости отно -сительной спонтанной намагниченности для образцов системы СиОахА1хЕе2-2х04 с х=0.0,0.3,0.5 и 0.7.

На рис. 7 приведены температурные зависимости относительной спонтанной намагниченности (о^а,оХТ/Тс) для образцов системы (ЖгахАУгег-тхО,» с х=0.0, 0.3, 0.5 и 0.7. Видно, как происходит изменение

вида кривой (о^с^ХТ/Тс) при увеличении содержания немагнитных ионов в составе образца от кривой Q-типа к кривой нового типа, полученной нами экспериментально.

Глава II. Образцы JNin.ftC1y.1IO4, Си» ^е» 4^1олСг, 410.4

и Znn ¿Реп «[N10 цСг< ¿КЬ. Вторая глава посвящена изучению аномальных

зависимостей спонтанной намагниченности ст5(Т) К-, Р- и L-типа. Впервые такие аномальные зависимости были предсказаны Неелем [13]. В этой главе была поставлена задача выяснить, как фрустрированная магнитная структура в ферритах-хромитах влияет на характер поведения зависимости ст8(Т). Глава начинается с краткого обзора литературных данных по исследованию ферритов-хромитов с точкой компенсации. Ранее считалось, что основной причиной возникновения аномальных кривых является прямое отрицательное обменное взаимодействие между октаэд-рическими ионами Сг3^ - Сг3^, которое с ростом температуры приводит к резкому уменьшению спонтанной намагниченности октаэдрической под-решетки.

В качестве объектов исследования был выбран феррит-хромит никеля N¡0 4Ре0 бСг1 4]04 с точкой компенсации, а также еще два феррита, в которых тетраэдрические ионы №2+ заменены на ионы Си2+ и Хп: Сио 4Ре0 6[№о бСг! 4]04 и гпо 4Ре0 б[№о бСГ[ 4]04. Было установлено, что зависимость а8(Т) феррита-хромита №о4Реоб№)<;Сг14]04 представляет собой аномальную кривую Ы-типа; температура компенсации Тк» 340 К, а температура Кюри Тс « 450 К, что хорошо согласуется с литературными данными. Проведенные измерения намагниченности показали, что у образцов Си0 4Ре0 6[№0 6Сг! 4]04 и гпо4реоб[Н1обСг14]04 с таким же содержанием ионов Сг^в в октаэдрической подрешетке точка компенсации отсутствует. Оказалось, что для этих составов вид кривых сг5(Т) сильно отличается от обычных зависимостей о5(Т) ферримагнетиков (С>-типа): для обоих образцов зависимости в достаточно большом температурном интервале (более 200 К) являются линейной функцией (рис. 8а). При этом резкое уменьшение величины происходит при более низкой температуре чем убывание величины При измерении остаточной намагниченности <гг, мы обнаружили, что она не изменяет знак, т.е. в данных образцах температура компенсации отсутствует.

Исходя из сравнения поведения СГ8(Т) и ИСТ) ферритов-хромитов

а также разбавленных ферритов меди, сделано предположение, что у изучаемых в этой главе образцов во всем интервале температур также имеет место фрустрированная магнитная структура. По-видимому, образование фрустрированной магнитной структуры в тетраэдрической (А) подрешетке этих составов связано с тем, что введение в А-подрешетку иона 2п2+ или иона Си2+ нарушило в этой подрешетке баланс обменных взаимодействий. Сделано предположение, что фрустрированная магнитная структура у образца имеет место только в октаэдрической (В) подрешет-

ке, которая ответственна за магнитный момент феррита ниже температуры компенсации Тж, в то время как в А-подрешетке, ответственной за магнитный момент выше Тк, фрустрированная магнитная структура отсутствует.

Рис. 8. а) Температурные зависимости спонтанной намагниченности ст,(Т) для ферритов №о4реоб[№обСг1.4]04 (кривая 1) и Zno.4Feo.6lNio6Cr1.4lO4 (кривая 2); б-е) Схематические кривые спонтанной намагниченности ст,(Т) для

ферритов-шпинелей.

На основании полученных результатов можно считать, что образование фрустрированной магнитной структуры в одной из подрешеток ферритов-шпинелей должно существенным образом отразиться на характере кривой <т,(Т). В случае, если в обеих лодрешетках фрустрированная магнитная структура отсутствует и кривые спонтанной намагниченности

октаэдрической являются

кривыми р-типа, то, очевидно, что результирующая зависимость ств(Т) также будет р-типа (рис. 86). Если же фрустрированная магнитная структура имеет место в В-подрешетке, которая является ответственной за магнитный момент феррита, а в А-подрешетке фрустрированная магнитная структура отсутствует, то результирующая кривая о8(Т) имеет вид аномальной кривой К-типа (рис. 8в). Кривая Р-типа образуется в том случае, если фрустрированная магнитная структура имеет место в А-подрешетке, а в В-подрешетке фрустрированная магнитная структура отсутствует (рис. 8г). В частном случае, если при О К спонтанные намагниченности обеих подрешеток равны, т.е. о5о0ет(Т) = сг*01«р(Т)> то получается аномальная кривая Ь-типа (рис. 8д). Таким образом, можно сделать вывод, что для возникновения аномальных кривых ст,СГ) И-, Р- и Ь-типа необходимо, чтобы хотя бы в одной из подрешеток была фрустрированная магнитная структура.

Если фрустрированная магнитная структура имеет место в обеих подрешетках, то образуется аномальная зависимость нового типа (рис. 8е), вид которой был нами экспериментально получен и в качестве примера представлен на рис. 1. При этом следует отметить, что в ферритах-хромитах фрустрированная магнитная структура образуется в том случае, если в составе этих образцов имеется достаточное количество ионов сЛ,.

Для ферритов Сио^РеобР^обСг^Оц и 2по4реоб[№обСг14]04 были рассчитаны полевые и температурные зависимости объемной И и анизотропной магнитострикций. Полученный результат по поведению

и свидетельствует о том, что в этих ферритах процесс технического намагничивания, состоящий из процессов смещения и вращения, в основном отсутствует. Рост намагниченности с полем осуществляется за счет вращения магнитных моментов кластеров к направлению внешнего магнитного поля и парапроцесса в более высоких полях, обусловленного уменьшением степени неколлинеарности внутри кластеров.

Обнаружено аномальное поведение зависимостей ниже комнатной температуры: для обоих образцов © имеет положительный знак и значительно больше по величине, чем Следует отметить, что такое поведение объемной магнитострикции имело место для разбавленных ферритов систем

что, по-видимому, обусловлено наличием фрустрированной магнитной структуры в ферритах-хромитах. Значительная величина анизотропной магютострикцш Л* в этих образцах, по-видимому, связана с большим содержанием + в В-подрешетке ионов Сг3, между которыми имеется сильное прямое отрицательное обменное взаимодействие Сг3*

О*.

Глава Ш. Система Саг?е1.,№СгО» Согласно нашим экспери-

ментальным данным, феррит-хромит N¡0 4ре0 вР^Ь бСг! 4]04 обладает большой магнитной анизотропией, связанной с наличием в тетраэдрической подрешетке ионов №2+, находящихся в триплетном состоянии с не полностью замороженным орбитальным моментом. Поэтому для нас представляло интерес исследовать феррит-хромит МРеСгС^ с катионным распределением Ре[№Сг]С>4, поскольку у него ионы №2+ в А-подрешетке отсутствуют. Кроме того, известно, что феррит-хромит Ы1РеСЮ4 также имеет аномальную зависимость ст5(Т) N -типа и в его составе имеется достаточное количество ионов для возникновения фрустрированной магнитной структуры. Предполагается [14], что причиной возникновения фрустрированной магнитной структуры в образце Ре[№Сг]04 является наличие большого количества ионов

Согласно литературным данным [15],, все образцы системы ОахРе|.1[№СЮ4 с замещением х = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6 и 0.8 имеют фрустрированную магнитную структуру.

Рис. 9. Зависимости спонтанной намагниченности аз(Т), коэрцитивной силы ЩТ) и производной спонтанной намагниченности по температуре (<1а/сГГ)(Т) для Ь№еСг04.

В предположении Неелевского спинового упорядочения при Т = 0

К, учитывая, что все ионы имеют только спиновый магнитный момент, феррит-хромит Fe[NiCr]04 теоретически должен иметь магнитный момент Потеор = 0 Иб- Однако, экспериментально установлено, что при Т = О К его магнитный момент составляет Тем не менее, в литера-

туре до сих пор оставался открытым вопрос о том, какая из подрешеток ответственна за магнитный момент при О К.

Для решения вопроса о природе магнитного момента у образца NiFeCr04 было проведено исследование его намагниченности, коэрцитивной силы и магнитострикции. Установлено, что зависимость ст5(Т) является аномальной кривой типа N (температура компенсации Тк = 325 К, температура Кюри Тс = 575 К) (рис. 9). Исходя из поведения зависимостей сделано предположение, что при О К ответственной за магнитный момент феррита-хромита NiFeCr04 является В-подрешетка.

Известно, что у ферримагнетиков с нефрустрированной магнитной структурой для магнитострикий А.ц и А-х выполняется правило Акулова: А-ц = - 2 в результате чего <й = 0. Нами впервые проведено исследование продольной А.у и поперечной A-j. магнитострикции образца NiFeCr04 и рассчитаны величины объемной о и анизотропной A-t магнитострикции. Установлено, что поведение продольной поперечной и объемной магнитострикции для феррита-хромита резко отличается для

температур ниже температуры компенсации Тк и выше ее. Оказалось, что при Т < Тк величина о, будучи отрицательной, резко возрастает с понижением температуры, достигая при Т = 94 К значительной величины: со » -

1.9-10"4 (Н = 12 кЭ). При Т > Тц объемная магнитострикция со w 0, что согласуется с правилом Акулова (рис. 10).

О 100 200 300 400

Проведенные исследования магнитных и магаитострикционных свойств феррита Ре[№Сг]04 позволили установить, что фрустрация магнитных связей имеет место только в В-подрешетке феррита, тогда как в А-подрешетке магнитная структура носит обычный характер.

Интересно было разобраться в причинах появления фрустриро-ванных связей в феррите-хромите №РеСЮ4. Поскольку одной из причин возникновения фрустрированной магнитной структуры может быть нали-

-210

т,к

Рис. 10. Температурная зависимость объемной магнитострикиции ю(Т) для образца

чие в образце различных по знаку и величине обменных взаимодействий, то необходимо было сравнить взаимодействия между ионами, входящими в состав феррита.

Нами впервые установлено, что в образце >№еСг04 сильному отрицательному косвенному АВ - обмену Ре3+А - О2" - №2+в противоборствует положительное косвенное АВ - взаимодействие достаточной силы, что приводит к отклонению магнитных моментов ионов от коллинеарности и, как следствие, уменьшению магнитного момента А-подрешетки. Поэтому, можно сделать вывод, что экспериментальный магнитный момент феррита обусловлен возникновением неколлинеарности в А-подрешетке. Также показано, что ответственной за магнитный момент у данного феррита является В-подрешетка.

Таким образом, в феррите-хромите №РеСЮ4 совокупность двух межподрешеточных обменных взаимодействия разных знаков Ре3+д - О2" Сг3^ > 0 и Ре3+д - О2" - №2+в < 0 и отрицательных внутриподрешеточных обменных взаимодействий приводит к

фрустрации магнитных связей в октаэдрических узлах.

В литературе нет сведений о поведении зависимостей ст5(Т), а также НС(Т) для образцов системы СахРе1_х[>1Юг]04. Поэтому представляло интерес исследовать влияние замещения ионов Ре3+ немагнитными ионами на поведение спонтанной намагниченности и коэрцитивной силы образцов системы

Проведенные температурные измерения намагниченности показали, что у образцов системы 0ахРе1.х|ЪНСг]04 (х > 0.2) с таким же содержанием ионов Сг3+, как у феррита-хромита №РеСг04, точка компенсации отсутствует. Таким образом, для образцов с х > 0.2 вид зависимостей 05(Т) сильно отличается от для обычных ферримагнетиков: для всех образцов значения в достаточно большом температурном интервале почти линейно уменьшаются с ростом температуры. У данных ферритов-хромитов, подобно образцам, изученным в главах I и II, резкое уменьшение величины происходит при более низкой температуре, чем убывание величины Но. К сожалению, из-за малого значения а, при высоких температурах мы не смогли определить, при какой температуре Тс коэрцитивная сила обращается в ноль. Поведение производной спонтанной намагниченности по температуре (<1<т,/<1Т)(Т) также оказалось аномальным: при повышении температуры величина |<1сТ;/ёТ| увеличивается, в некотором температурном интервале остается постоянной, затем снова уменьшается. Измерения остаточной намагниченности <гг для образцов с х > 0.2 показали, что температура компенсации в данных образцах отсутствует.

Следует заметить, что линейная зависимость ст8(Т) наблюдается для составов системы 0ахРе1-х[№Сг]04 с замещений в которых содержание магнитных ионов в А-подрешетке выше порога перколяции, т.е. критической концентрации магнитных ионов, при которой разрушается дальний магнитный порядок. Напомним, что порог перколяции для А-

узлов по данным различных авторов составляет от 0.33 до 0.42.

Исходя из аномального поведения зависимостей сг„(Т), НС(Т) и (с1а,/с1Т)(Т), можно предположить, что фрустрация магнитных связей возникает в обеих подрешетках ферритов. По-видимому, в них сочетается разбавление А-подрешетки и наличие разных по знаку и силе обменных взаимодействий, что и приводит к фрустрации магнитных связей в обеих подрешетках ферритов-хромитов, даже в том случае, если содержание магнитных ионов Ре3+ выше порога перколяции.

Поскольку зависимости для ферритов-хромитов

ОахРе1.х№СЮ4 (х > 0.2) аналогичны этим зависимостям для разбавленных ферритов СиСахА1хРе2.2Х04 (х>0.5), СиОахА12хРе2.зх04 (х > 0.3) и ферритов-хромитов Си0 4№о бР'ео бСГ[ 404 и 2п04№0бРе0бСг14О4, то можно предположить, что для образцов системы ва^е^МСгС^ (х > 0.2) также могут су-шествовать два магнитных фазовых перехода при температурах Т„ и Тс-

Для определения температуры перехода Тп из состояния кластерного спинового стекла во фрустрированную магнитную структуру мы использовали метод термодинамических коэффициентов. Значения температур Тп, полученных этим методом, а также определенных из экстраполяции линейной части зависимостей <г5(Т) к <г5 = 0, даны в таблице № 1. Видно, что имеет место хорошее совпадение.

Таблица № 1.

образец тп,к (из экстраполяции ст3) Тп, К (по методу термодинамических коэффициентов)

NiFeCrO, 572 ±5 573 ±5

Gao2FeosNiCi04 500 ± 10 489 ±5

Ga04Fe06Ni^4 420 ± 10 415 ±5

Gao6Feo4NiCr04 310 ± 10 298 ±5

GaogFeo2NiCr04 123 ± 10 100 ±5

На основании наших экспериментальных результатов и выводов работ [10,11] можно сделать предположение о возможности двух фазовых переходов: при температуре в исследованных ферритах имеет место фазовый магнитный переход из фрустрированной магнитной структуры в состояние кластерного спинового стекла. При дальнейшем повышении температуры при температуре Кюри Тс должен происходить переход из этого состояния в парамагнитную фазу.

При измерении изотерм намагниченности для ферритов системы было обнаружено, что на кривых отсутствует насыщение во всем исследованном интервале температур. Однако следует отметить различный характер изотерм ст(Н) для составов с замещением х £ 0.2 при температурах Т < Т„ и Т > Т„.

Оказалось, что если на изотермах о(Н)„ снятых при Т < Т„, про-

цесс вращения имеет место, * о на кривых от(Н), снятых при Т > Т„, он практически отсутствует, а намагниченность сг линейно зависит от поля, что является подтверждением состояния кластерного спинового стекла. В качестве примера на рис. 11 приведены изотермы ст(Н) для состава с х = 0.6 при температурах ниже и выше Тп. Видно, что при низких температурах зависимость с(Н) в больших полях стремится к насыщению, тогда как при Т>ТП намагниченность ст линейно зависит от поля.

Рис. 11. Изотермы намагниченности

дня феррита ОаобРео4№ег04.

Глава IV. Система СиЛьгРйиСгиО!. Четвертая глава посвящена дальнейшему выяснению механизма возникновения аномальных кривых <т,(Т) Ы-, Р- и Ь-типа, рассмотренных в главе П. Так как введение даже небольшого количества немагнитных ионов Са3+ в А-подрешетку образцов системы привело к резкому изменению зависи-

мости ст5(Т), то представляло интерес провести постепенную замену тетра-эдрических ионов №2+ в феррите-хромите N¡0 4Рео бР^к) бСг! 4]04 на ионы , поскольку состав Сио^еовР^бСг! 4]04 также имеет аномальную

Си2*

зависимость ст,(Т).

Поэтому, в качестве объектов исследования были выбраны впервые синтезированные составы системы где х = 0.1, 0.2, 0.3 и 0.4 (подробно свойства образцов с х = 0.0 и 0.4 рассмотрены в главе П). Исходя из большой энергии предпочтения ионов Сг3* и №2+ к октаэдрическим позициям, состав В-подрешетки у всех исследованных ферритов-хромитов одинаков.

Было обнаружено, что составы с х = 0.0,0.1 и 0.2 имеют аномальную зависимость сг,(Т) типа К, тогда как у образцов с х = 0.3 и 0.4 на кривой о8(Т) точка компенсации отсутствует. Следует заметить, что для обоих составов (х = 0.3; 0.4) наблюдается аномальное поведение зависимостей их вид аналогичен кривым полученным нами ранее (см рис. 1).

Поскольку подобное поведение ст.СГ) и ИСТ) имело место ка.< для разбавленных ферритов (глава I), так и для ферритов-хромитов (глава III), то можно предположить, что при охлаждении в образцах системы Сих№1.хРеобСГ) 4О4 (х > 0.3) при температурах Тс и Т„ также могут происходить два фазовых магнитных перехода. В данном случае температура перехода Т„ определялась нами из экстраполяции линейной части зависимости ст,(Т) к ст, = 0.

В таблице № 2 даны значения температур компенсации Тк, температур перехода Т„ и температур Кюри Тс для образцов системы Си,(№1.хРеобСг14О4 (Хг=0.0*0.4). Для сравнения здесь приведены данные для феррита-хромита

Таблица № 2.

образец т*,к ТШК Тс, К

№о4Реоб[№обСг14]04 340± 10 - 450± 10

Сио зРео б№ «Сг14]04 374± 10 - 475± 10

Сио 2Рео б№ бСГ{ 4104 410± 10 - 475± 10

СпозН1о1Рео6[Ы1о6Сг,4]04 - 412± 10 475± 10

Си® б[№о бСг14]04 - 415± 10 480± 10

2п04Реоб[№обСг14]04 - 390± 10 420± 10

Видно, что для составов температура Кюри одина-

кова, тогда как температуры а затем и немного увеличиваются с х.

В главе П было сделано предположение, что если фрустрирован-ная магнитная структура имеет место в обеих подрешетках феррита, то образуется аномальная зависимость нового типа (см. рис. 8е). При этом спонтанные намагниченности А- н В-подрешеток - ст^яр И соответственно, в широком интервале температур линейно зависят от температуры. Таким образом, если степень фрустрации в А-подрешетке будет возрастать, то кривая су„етрС0 из кривой типа р будет превращаться в линейную зависимость сГппр от температуры. Очевидно, что в этом случае с увеличением степени фрустрации в А-подрешетке при неизменной В-подрешетке температура компенсации должна возрастать.

Мы предполагаем, что рост Т*, а затем и Тп с увеличением концентрации ионов Си2+ свидетельствует о том, что степень фрустрации магнитных связей в А-подрешетке возрастает с ростом х. По-видимому, замещение ионов №2+ ионами Си2+ приводит к ослаблению отрицательных АВ-обменов и роль положительного АВ обменного взаимодействия Ре^А — О2" — Сг^в усиливается, приводя к большей фрустрации магнитных связей в А-подрешетке.

Результаты мессбауэровских исследований составов системы Си*№о 4-хРео б№ «Сг! 4]04 (х = 0.0, 0.1, 0.4) и феррита-хромита 5Й1о 4Рео в[№о 6Сг14]04 подтвердили сделанное предположение, что с увеличением х степень фрустрации в А-подрешетке возрастает, в результате чего спонтанная намагниченность ст,(Т) из кривой типа N превращается в

аномальную зависимость нового типа.

В таблице № 3 приведены значения магнитного момента Поэхсп при О К, рассчитанные из величин о^, которые были получены экстраполяцией кривой ст5(Т) на ось температур, а также спонтанная намагниченность ст5 и коэрцитивная сила Н„ измеренные при Т = 80 К. Из этой таблицы видно, что с увеличением концентрации ионов Си2+ магнитный момент По эксп возрастает, что подтверждает, что эти ионы располагаются в А-узлах решетки шпинели. Однако следует заметить, что рост По^сп происходит не по линейному закону: для составов с х =0.2 и 0.3 значения Поэксп почти одинаковы, тогда как для образца с х = 0.4 имеет место резкое увеличение поэксп- По-видимому, это связано с тем, что при переходе от состава с х = 0.2 к составу с х = 0.3 происходит изменение магнитной структуры тетра-эдрической подрешетки. Другими словами, в А-подрешетке феррита с замещением х = 0.3 возникают фрустрации магнитных связей, что, в свою очередь, сопровождается изменением формы кривой от кривой типа N к кривой, полученной нами для разбавленных ферритов с фрустриро-ванной магнитной структурой. Дальнейшее увеличение количества ионов Си2+ в составе с х = 0.4 приводит к резкому росту По эк;п. По-видимому, магнитная структура этого образца представляет собой кластеры, образованные дальним магнитным порядком, и суммарный магнитный момент феррита следует рассчитывать как сумму магнитных моментов этих кластеров, внутри которых может быть угловая магнитная структура.

Таблица №3.

образец По экс№ ЦБ as, Гс см3/г и» Э

(T = 80K) (T = 80K)

Ni04Feo6[Nio6CrI4]04 0.26± 0.02 5.93 3400

Cuo jNio jFe0 6[Nio eCr, 4]04 0.49± 0.02 1.00 3000

Cuo 2Nio 2Fe0 e[N'o eCri 4]04 0.64± 0.02 14.88 1700

Cuo 3Nio iFe0 6[Nio eCri 4]04 0.66± 0.02 15.80 850

Cuo 4Feo 6[Ni0 6Cr, 4]04 1.12±0.02 25.79 390

Zn04Feo6tNio6Cr,4]04 1.02±0.02 22.64 70

Следует отметить, что замена магнитных ионов Си2+ немагнитными ионами не приводит к резкому росту магнитного момента. Из таблицы №3 видно, что величины ПоЭКСп Для образцов

приблизительно равны, что может служить доказательством того, что магнитная структура обоих образцов имеет одинаковый характер.

Обнаружено (см. таблицу № 3), что коэрцитивная сила Не уменьшается по мере замещения тетраэдрических ионов №2+д на ионы Си2+л, что, по-видимому, связано с увеличением фрустрации магнитных связей в А-подрешетке. При этом величина Нс для образца 2по4Реоб[№обСг14]04 в 6.5 раз меньше, чем для образца Сио4Реоб[№обСг14]04> что обусловлено увеличением фрустрированных магнитных связей в тетраэдрической под-решетке при введении в нее немагнитных ионов Хп2+. Таким образом по-

казано, что образование фрустрированной магнитной структуры в системе Cu„Nii.xFe0 бСг! 4О4 (х ä 0.3) приводит к значительному уменьшению коэрцитивной силы Нс в зависимости от х.

Проведено сравнение величины Нс для ферритов-хромитов Cu04Feo6[Nio6Cr,4]04(Hc « 440 Э) и Fe[NiCr]04 (Нс« 100 Э) при температуре Т=80 К. Сделан вывод, что поскольку причиной фрустрации в феррите-хромите Fe[NiCr]04 является положительный межподрешеточный обмен Fe3+A - О2- - Сг3^, то наличие большего количества связей Fe3+4 - О2" -в образце приводит к большей фрустрации магнитных

связей в нем и, как следствие этого, меньшей величине

Глава V. Система CuFe7-.CrrO,i. В пятой главе изложены полученные автором результаты исследований ферритов-хромитов меди CuFe2.xCrx04 (х = 0.2,0.3,1.0,1.4,1.6 и 2.0).

Обнаружено, что у образцов системы CuFe2-xCrlt04 с большим содержанием хрома (х = 1.0, 1.4 и 1.6) имеет место аномальное поведение спонтанной намагниченности <т5, коэрцитивной силы Не и производной спонтанной намагниченности по температуре Оказалось, что

резкое уменьшение величины происходит при более низкой температуре - Т„, чем убывание величины Ц - Тс- Для хромита СиСг2С>4 было найдено, что намагниченность о(Т) (Н = 10 кЭ) резко уменьшается при Т « 142 К, в то время как величина Ц начинает падать лишь при Т ss 160 К. Проведенные температурные исследования остаточной намагниченности для ферритов с х = 1.0, 1.4 и 1.6 показали, что резкое уменьшение величины не связано с температурой компенсации.

Так как такое же поведение зависимостей ст,(Т) и Н<;(Т) было нами обнаружено в разбавленных ферритах (глава I) с фрустрированной магнитной структурой, то для образцов системы и 1.6) были проведены измерения магнитосопротивления и электросопротивления в районе температур Тп и Тс- У состава CuFeo 4Cri 6С>4 было установлено изменение энергии активации при температурах приблизительно равных определенной из линейной экстраполяции зависимости о5(Т) к ст5 = 0.

Температурные и полевые зависимости продольного (AR/R)|| и поперечного магнитосопротивлений для ферритов системы

имели вид аналогичный кривым и (AR/R)(H), полученным для ферритов CuGaoeAloeFeoeOi и CuGao4Alo8Fe<>g04. Так, у образцов CuFeo бСг1.404 и CuFe04Cri 604 в районе температуры на зависимостях магнитосопротивлений также отсутствуют экстремумы, которые обычно имеют место при переходе из структуры с дальним магнитным порядком в парамагнитное состояние.

Таким образом, магнитные и электрические свойства ферритов аналогичны вышеперечисленным свойствам образцов систем с фрустриро-

ванной магнитной структурой, полученных путем немагнитного разбавления обеих подрешеток медного феррита. На основании полученных результатов и выводов теоретических работ [10, 11] сделано предположение, что у ферритов-хромитов системы СиРег.хСгх04 (х = 1.0, 1.4, 1.6 и 2.0)

возможно происходят два фазовых магнитных перехода, т.е. кроме температуры Кюри Тс при более низкой температуре происходит еще один магнитный переход при Т » Т„. Можно предположить, что при Тс имеет место переход из парамагнитного состояния в состояние кластерного спинового стекла, а при дальнейшем понижении температуры при Тп - переход из этого состояния во фрустрированную магнитную или ферримагнитную фазу.

Для ферритов системы СиРег.хСгх04 были исследованы зависимости Тп(х), Тс(х). Оказалось, что наибольшее различие между Тп и Тс имеет место у образцов СиРеСг04 и СиРеобСг1404, тогда как при дальнейшем увеличении количества ионов Сг34" вплоть до состава С11СГ2О4 это различие только уменьшается.

Проведен анализ обменных взаимодействий, имеющих место в образцах системы СиРе2-хСгх04. Установлено, что сильным отрицательным А6 - взаимодействиям Fe3+/irdl'-Fe3+в и Ре^д-О^-Си2^ противоборствуют положительный косвенный АВ — обмен Ре3^ - О2' - Сг3*в, а также отрицательные ВВ - обмены Ре^в-О^-Ре^в, Ре3+в-02"-Сг*+в и Сг3 в-Сг^в-Конкуренция отрицательных и положительного межподрешеточных и отрицательных внутриподрешеточных обменных взаимодействий может привести к возникновению фрустрированной магнитной структуры.

-ТЛс

Рис. 12. Зависимости (стУст^СГ/Тс) для образцов: 1-

СиСаобА1обРео80.,; 2-

Сио 4Рео бЬйо бСг! 404;

3 - СиРеСЮ4; 4-

2по4Рео<№>бСг1404.

Проведено сравнение температурных зависимостей спонтанной намагниченности (ст^ст^СГЛГс) для ферритов-шпинелей, исследованных в различных главах диссертационной работы: 1 - СиСаобАЬвРеовО,!; 2 С^еобМсбСгмО* 3 - СиРеСЮ4; 4 - гп^РеобМовСг, 404 (рис. 12). Видно, что зависимости для составов с фрустрированной магнитной структурой как разбавленных ферритов, так и ферритов-хромитов

носят одинаковый аномальный характер: в большом температурном интервале спонтанная намагниченность линейно зависит от температуры. Можно предположить, что такой вид зависимостей (сТа/ст^ХТ/Тс) является характерной чертой ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой.

Исследование мессбауэровских спектров образцов системы СиРег.цСГлО^ (х = 0.2, 1.0 и 1.4) подтвердило, что составы с х = 1.0 и 1.4 имеют фрустрированную магнитную структуру. Из сравнения наших результатов с литературными данными сделан вывод, что для получения полной информации о ферритах с фрустрированной магнитной структурой необходимо проводить комплексные исследования как макроскопических, так и микроскопических свойств.

Была исследована магнитострикция ферритов системы СиРе2-хСгх04 (х = 0.2, 0.3, 1.0, 1.4 и 1.6). Оказалось, что полевые А.||(Н), Л,_|_(Н) и температурные Я.[|(Т) и Х,_|_(Т) зависимости для составов с замещением х = 0.2 и 0.3 с нефрустрированной магнитной структурой аналогичны таким же зависимостям для феррита

Для образцов СиРео.бСГ| 404 и СиРео4Сг!604 во всем исследованном интервале температур обнаружено аномальное поведение зависимостей А.||(Т), Л-л_(Х): продольная магнитостри Адо й ^ о г д а как поперечная < 0.

Из сравнения поведения изотерм а(Н), Хц(Н), Хх(Н), ш(Н) и ^(Н) для ферритов-хромитов меди СиРео«Сг1404 И СиРео4Сг1604 и исследованного нами феррита-хромита кобальта СоРеСЮ4 (в поле до 10 кЭ) сделан вывод, что в медных ферритах-хромитах с фрустрированной магнитной структурой техническое намагничивание также в основном отсутствует. Рост намагниченности происходит вследствие увеличения проекций магнитных моментов кластеров на направление внешнего поля. Анализируя сложное поведение температурных зависимостей ферритов-хромитов меди, можно предположить, что в обоих образцах имеет место парапро-цесс, связанный с уменьшением степени неколлинеарности магнитных моментов ионов Сг3* в этих кластерах.

Впервые проведено исследование зависимости магнитных моментов По экспОО ферритов системы СиРе2.хСгхС>4 от содержания в них ионов О* '. Оказалось, что у составов с х 2: 1.0 величина ПоЭЮп значительно меньше, чем По тар. Например, у образца СиРеСгС>4 значение Покор больше, чем Поэт» в 2.5 раза, тогда как у медного хромита С11СГ2О4 - на порядок. Сделано предположение, что большое различие между значениями Пожсп и Потеор для образцов системы СиРе2-хСгх04 в первую очередь связано с уменьшением магнитных моментов ионов Сг3"1" как в результате спаривания -орбиталей катионов в октаэдрической подрешетке, так и в результате переноса спиновой плотности от лигандов в -орбитали этих ионов. Однако у составов с замещением х > 1.0 неколлинеарная магнитная структура также будет приводить к еще большей разнице между и По-теср. Кроме того, наличие фрустрированной магнитной структуры у фер-

ритов-хромитов меди увеличивает эту разницу.

Впервые сделано предположение, что у ферритов-хромитов с большим содержанием ионов заниженные значения магнитных моментов По »сп могут быть обусловлены уменьшением спинового магнитного момента иона Сг3+, вследствие переноса спиновой плотности от лиган-дов в его пустые -орбитали.

Глава VI. Феррит меди СиУе?Оа. Шестая глава посвящена изучению феррита меди СиРегО^ Так как ф е р р©1Ря©л я е т с я исходным составом, на основе которого были приготовлены две системы разбавленных ферритов СиСахАУег-гхС^ и СиСахА^Рег-зхС^ (гл.1) и система ферритов-хромитов меди СиРе2-хСгх04 (гл.У), то мы провели его комплексное исследование. В первом параграфе дан краткий обзор литературы по исследованию медного феррита при температурах

Рис. 13. Для феррита СиРегС^: а) температурная зависимость угла 9(Т) между осью [001] и направлением вектора намагничивания, снятая в поле Н=19.5 кЭ; б) схематическое изображение поворота вектора легкого намагничивания относительно а-, Ь-, с-осей кристалла при нагревании от 293 до 494 К

Во втором параграфе приведены результаты исследования намагниченности, коэрцитивной силы, магнитострикции, константы магнитной анизотропии, магнитосопротивления, электросопротивления, магнитока-лорического эффекта (ДТ-эффекта) и теплового линейного расширения феррита меди CuFe204 в интервале температур от 80 К до 400 К. Нами впервые обнаружено, что в медном феррите выше 320 К имеет место спин-переориентационный переход, обусловленный поворотом вектора намагничивания от оси [111] в направлении к оси [001]. На рис. 13 для феррита представлены а) температурная зависимость угла

между осью [001] и направлением вектора намагничивания, снятая в поле Н=19.5 кЭ, и б) схематическое изображение поворота вектора легкого намагничивания относительно осей кристалла при нагревании от

293 до 494 К.

Спин-переориентационный переход сопровождается резким ростом продольного и поперечного магнитосопротивлений и магнитокалори-ческого эффекта (ДТ-эффекта) в интервале температур (320 -=- 350) К (рис. 14). Установлено, что природа магнитной анизотропии у медного феррита не связана с кристаллографическими искажениями решетки шпинели.

Рис. 14. Температурные зависимости продольного магнитосопротивле-ния и магнитокалорического эффекта

эффекта) (Н =11 кЭ) для СиРе204.

Проведенное нами комплексное исследование магнитных и электрических свойств феррита позволило сделать вывод, что у этого образца при Т < Тс имеются три низкотемпературных фазовых перехода второго рода: а) первый переход происходит при Т„1« 350 К и обусловлен спин-орбитальным взаимодействием октаэдрических ионов Си2+; б) второй переход происходит при Т„2 » 240 К и вызван увеличением степени ковалентности между ионами Си2+В и О2-; в) третий переход наблюдается при К и вызван образованием неколлинеарной магнитной структуры.

Третий параграф посвящен выяснению причины, почему у тетрагонально-искаженного медного феррита величина экспериментального магнитного момента больше его теоретического значения

Сделан вывод, что для приготовленных на воздухе медных ферритов зна-

чения Покор надо рассчитывать, пользуясь только следующим катионным распределением: Си+2ТРе3+|.2Г[Си2+[.2УРе3+1+27]02+4.г Впервые установлено, что у медного феррита значение магнитного момента существенным образом зависит от нестехиметрии по кислороду, поскольку в феррите происходит частичное превращение магнитных ионов Си2+ в немагнитные ионы Си+. Таким образом, большой разброс данных величины По ЭШ1 от 1.3 Цб до 1.8 Цб в литературе для состава СиРе204 объясняется различными условиями керамического синтеза и, следовательно, различными значениями параметра нестехиометрии у медного феррита.

Четвертый параграф посвящен исследованию влияния степени ковалентности на магнитострикцию медьсодержащих ферритов со структурой шпинели. Обнаружено, что у медьсодержащих ферритов СиРе204, Си12Ое0 2Ре1604, СиРе18А102О4, СиРе17А1оз04, СиРе1аСг02О4, СиРе17Сг0зО4, Сивао гА1о 2рв1 б04, и СиОаозА1озРе1404 имеет место аномальное поведение магнитострикции в интервале температур К. Проведено сравнение между параметрами решетки с, Ь и а (Т = 293 К), отношением тетрагональных осей и наибольшим отрицательным

значением продольной магнитострикции полученным для каждого из вышеперечисленных составов. Установлено, что величина максимального

абсолютного значения продольной магнитострикции находится в

прямой зависимости от степени тетрагонального искажения решетки образцов. Из исследования температурных зависимостей параметров решетки в интервале температур от 10 до 290 К сделан вывод, что у этого феррита усиление ковалентной связи катион-анион приводит к более сильному сжатию кристаллической решетки.

Установлено влияние степени ковалентности на характер поведения и величину магнитострикции медьсодержащих ферритов. Очевидно, что при увеличении степени искажения решетки происходит большее перекрытие приводящее к усилению ковалент-ной связи, что, в свою очередь, понижает спин-орбитальное взаимодействие у этих ионов.

На основании полученных экспериментальных результатов по исследованию магнитострикции медьсодержащих ферритов сделан вывод, что для получения материалов с большой величиной магнитострикции надо подбирать такие составы, у которых степень ковалентности ионов с кислородом незначительна.

Глава VII. Методика эксперимента. Седьмая глава посвящена описанию условий синтеза образцов и методике эксперимента, измерению и стабилизации температуры. Приведены схемы установок, на которых проводились измерения намагниченности, магнитострикции, магнитосо-противлений исследуемых ферритов и оценены ошибки измерения этих величин. Определены параметры решетки, рассчитанные из рентгенофа-

зового анализа, для всех исследованных образцов.

В заключении к диссертации подведены итоги проведенного исследования, основным результатом которого является обоснование возможностей и разработка физических принципов целенаправленного изменения магнитных, магнитострикционных и магнитоэлектрических свойств ферритов со структурой шпинели.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что для составов с фрустрированной магнитной структурой - разбавленных ферритов меди, ферритов-хромитов никеля и меди имеет место аномальное поведение спонтанной намагниченности 05(Т), коэрцитивной силы НС(Т) и производной спонтанной намагниченности по температуре («кг/сГГХТ). При этом обнаружено, что резкое уменьшение спонтанной намагниченности происходит при более низкой температуре (Т„), чем снижение коэрцитивной силы (Тс). Оказалось, что при повышении температуры величина ¡скт^сГГ! сначала увеличивается, в некотором температурном интервале остается постоянной, затем снова уменьшается. Методом термодинамических коэффициентов для ферритов с фрустрированной магнитной структурой определено, что ниже температур в исследованных составах возникает дальний магнитный порядок.

2. Обнаружено, что величина коэрцитивной силы у ферритов с фрустрированной магнитной структурой почти на порядок меньше, чем для ферритов с нефрустрированной магнитной структурой.

3. Показано, что у ферритов с фрустрированной магнитной структурой в районе температуры возникновения дальнего магнитного порядка

при которой происходит резкое уменьшение спонтанной намагниченности, отсутствуют экстремумы на температурных зависимостях маг-нитосопротивлений которые обычно имеют место при переходе

из структуры с дальним магнитным порядком в парамагнитное состояние. Установлено, что экстремумы на кривых отсутствуют также

и при температуре при которой как спонтанная намагниченность, так и коэрцитивная сила обращаются в нуль. Обнаружено, что у ферритов с фрустрированной магнитной структурой в районе температур происходит изменение энергии активации.

4. Обнаружено, что у разбавленных ферритов с фрустрированной магнитной структурой продольная и поперечная магнитострикции имеют положительный знак и приблизительно равны по величине, на основании чего показано, что магнитострикция за счет технического намаг-

ничивания в них незначительна, а наблюдается, в основном, магнитост-рикция парапроцесса. Выявлено, что у этих ферритов объемная магнито-стрикция в несколько раз больше, чем у ферритов с нефрустрированной магнитной структурой

5. Выдвинуто предположение о причине фрустрации магнитных связей в ферритах-хромитах, основанное на существовании в них двух межподрешеточных косвенных обменных взаимодействий разных знаков Ре3+л - О2" - Сг3^ > 0 и Ре3+А - О2" - №2+в < 0, а также наличии сильного отрицательного внутриподрешеточного прямого обменного взаимодействия Сг3^ - Сг3^, подтвержденного экспериментально.

6.Показано, что у ферритов-хромитов с большим содержанием ионов Сг3+ заниженные значения экспериментально наблюдаемых магнитных моментов ПоЭЮп могут быть обусловлены уменьшением величины магнитных моментов ионов Сг3* как в результате спаривания -орбиталей в октаэдрической подрешетке, так и переносом спиновой плотности от лигандов в пустые -орбитали ионов Сг3*.

7. Установлено, что в ферритах-хромитах с фрустрированной магнитной структурой процесс технического намагничивания, состоящий из процессов смещения и вращения, в основном отсутствует, а рост намагниченности осуществляется за счет вращения магнитных моментов кластеров по направлению внешнего магнитного поля и парапроцесса, происходящего в результате уменьшения степени неколлинеарности внутри кластеров.

8. Обнаружено, что в отличие от ферритов с обычным ферримаг-нитным упорядочением у составов с фрустрированной магнитной структурой в районе температуры на температурной зависимости восприимчивости парапроцесса имеет место широкий размытый максимум, а при он отсутствует, что связано с ростом намагниченности за счет вращения магнитных моментов кластеров и парапроцесса.

9. Впервые показано, что, если фрустрированная магнитная структура имеет место в обеих подрешетках ферритов, то наблюдается аномальная зависимость нового типа, вид которой экспериментально обнаруживается как для разбавленных ферритов, так и для ферритов-хромитов. На основании этого сделано заключение о возможности возникновения аномальных зависимостей когда хотя бы в одной из подрешеток ферритов имеет место фрустрированная магнитная структура.

10. Установлено, что разбавленные ферриту СпП^АЦв-,.гО

(х г 0.5), феррты-хромиты СиРе2.хСгх04 (х^ИОШЮЙДОМиИ!« ферриты

> БИБЛИОТЕКА I СПетервууг

33 | ОЭ !Ов «сг

Zn04Fe06[Ni06Cri4]O4 и Zi^FeoefNioeCr^JC^ имеют фрустрированную магнитную структуру, что подтверждено результатами исследований мес-сбауэровских спектров. Увеличение степени фрустрации в ферритах CuxNio4-xFeo6[Nio6Cri4]04 по мере роста значения х также подтверждено данными мессбауэровских исследований.

11. Обнаружено, что в медном феррите CuFeîi}» выше 320 К имеет место спин-переориентационный переход, обусловленный поворотом вектора намагничивания от оси в направлении к оси Опреде-

лено влияние степени ковалентности на характер поведения и величину магнитострикции медьсодержащих ферритов со структурой шпинели.

Основные публикации по теме диссертации:

1. Белов К.П., Горяга АН., Антошина Л.Г. Магнитное упорядочение тетрагонально-искаженного феррита CuFe204. // ФТТ. - 1973. -15.- №10.- С.2895-2898.

2. Белов К.П., Горяга А.Н., Антошина Л.Г. Аномальное поведение электрических свойств тетрагонально-искаженного медного феррита. // ФТТ. - 1974. - 16. - №8. - С.2446-2447.

3. Горяга А.Н., Скипетрова Л.А., Антошина Л.Г., КорайемМ.Т. Влияние прямого обменного взаимодействия на магнитные и электрические свойства ферритов со структурой шпинели. // В сборнике «Физика и химия магнитных полупроводников и диэлектриков», Изд-во Московского ун-та. - 1979. - С.29-39.

4. Белов К.П., Горяга А.Н., Антошина Л.Г. О поведении магнитост-рикции медного феррита в низких температурах. // Веста. Моск. ун-та, Сер.З. Физика, Астр. -1979. - 20. - №5. - С.100-102.

5. Белов К.П., Горяга А.Н., Антошина Л.Г., Лукина М.М. Спин-переориентационный переход в гексаферрите Cu2Y, вызванный ян-теллеровскими ионами. // ФТТ. - 1980. - 22. - №11. - Р.3439-3441.

6. Белов К.П., Горяга А.Н., Антошина Л.Г. О характере спин-переориентационного перехода в феррите CuFe2O4- // ФТТ. -1980.-22.-№12.-С.3716-3718.

7. Белов К.П., Антошина Л.Г., Маркосян А.С. Возникновение орто-ромбичеких искажений в медном феррите при легировании ионами алюминия и германия. // ФТТ. - 1983. - 25. - №9. - С.2791-2793.

8. Антошина Л.Г., Митинская Т.В. Об аномальном поведении намагниченности медных ферритов-алюминатов выше комнатной температуры. // ФТТ. - 1987. - 29. - №11. - С.3330-3334.

9. Antoshina L.G., Belov K.P. Crystallographic structure and magnetic properties of system CuFe2.xAlx04. // Xth International symposium on the Jahn-Teller effect. Kishinev. September 26-29. 1989. USSR. Abstracts. - P. 10-11.

10. Антошина Л.Г., Горяга А.Н. Влияние косвенных и прямых обменных взаимодействий на магнитную структуру ферритов CuFe204HCuFeCr04.//<I>TT.- 1992. -34. -№11.п- С.3373-3376.

11. АнтошинаJI.Г., ГорягаАН., Камзолов Е.А О влиянии нестехео-метрии на магнитный момент CuFe204. // Вестн. Моск. ун-та. Сер.З. Физика, Астр. - 1994. - 35. - №3. - С.88-89.

12. Антошина Л.Г., ГорягаА.Н., Кукуджанова Е.Н. Исследование магнитных и электрических свойств ферритов системы CuFe2.xCrx04 с большим содержанием ионов Сг3+. // XV Всероссийская школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники», 18-21 июня 1996г, Москва, тезисы докладов. С.357-358.

13. Антошина JI.Г., Кукуджанова E.H. Исследование магнитных свойств ферритов системы CuGajAlxFe^O,».. // XV Всероссийская школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники», 18-21 июня 1996г. Москва. Тезисы докладов.-С.361-362.

14. Antoshina L.G., Goryaga A.N., Kukudzhanova E.N. The magnetic structure of the spin glass type in the samples of system CuFe2.xCrx04. // 7-th International Conference on ferrites, September 3-6, 1996. Bordeaux Convention center. France. Abstracts. — P. 107.

15. Антошина Л.Г., Горяга А.Н., Камзолов Е.А., Кукуджанова Е.Н. О природе низкотемпературных переходов в феррите // ЖЭТФ. - 1996. - 110. - №6(12). - С.2087-2092.

16. Антошина Л.Г., Горяга А.Н., Кукуджанова Е.Н., Фильгус И.А. Об аномальном поведении магнитных свойств ферритов системы

с большим содержанием ионов . // ЖЭТФ. -1997.-111.-№5.-С.1732-1737.

17. ГорягаАН., Антошина Л.Г., Кукуджанова Е.Н. О магнитном моменте иона в ферритах-хромитах со структурой шпинели. // Вестн. Моск. Ун-та. Сер.З. Физика, Астр. - 1997. - №5. - С.64-65.

18.Антошина Л.Г., ГорягаА.Н., Кукуджанова Е.Н. Влияние ионов Cr3* на магнитный момент ферритов системы CuFe2.xCrx04. // ФТТ. - 1998. - 40. - № 1. - С.99-100.

19. Антошина Л.Г., Горяга АН., Евстафьева Е.Н. Магнитострикция ферритов с фрустрированной магнитной структурой. // Всероссийская научно-практическая конференция «Оксиды. Физико-химические свойства и технология», г. Екатеринбург. 27-31 января 1998 г. Тезисы докладов. - С. 17-18.

20. Антошина Л.Г., Кукуджанова Е.Н. Магнитные и магнитострикци-онные свойства ферритов системы CuGanAlJe^O,». //Всероссийская научно-практическая конференция «Оксиды. Физико-химические свойства и технология», г. Екатеринбург. 27-31 января 1998 г. Тезисы докладов. - С. 19-20.

21. Antoshina L.G., Goryaga A.N., Evstafieva E.N. The influence of frustration on the magnetostriction of the ferrites-cromites of copper. // J. Magn. Magn. Mater.- 1998.-185(1).-P. 101 -104.

22. Антошина Л.Г., Кукуджанова Е.Н. Исследование магнитных свойств ферритов системы CuGaxAlxFe2.2*04 с фрустрированной магнитной структурой. // ФТТ. - 1998. - 40. - №8. - С. 1505-1509.

23. Antoshina L.G., GoryagaA.N., Kukudzhanova E.N. Magnetostriction of ferrite of the system CuGa„AlxFe2-2X04 (x=0.5) with frustrated structure. // J. Magn. Magn Mater. - 1998. - 188(1-2). - P.228-232.

24. Antoshina L.G., Goryaga A.N., Kukudzhanova E.N. Obtaining of magnetic soft ferrites by creating frustrated magnetic structure in them. // J.Phys. IV France 8. -1998. - P.Pr 2-339 - 2-341.

25. Antoshina L.G., Kukudzhanova E.N. Influence of nonmagnetic dilution of both sublattices on magnetic structure of ferrites-spinels. // Moscow International Symposium on Magnetism. June 20-24 1999. Moscow. Russia. Book of abstracts. - P.246-247.

26. Антошина Л.Г., ГорягаА.Н., Саньков В.В. Температурная зависимость спонтанной намагниченности ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой. // ФТТ. - 2000. - 42. - №8. -С. 1446-1448.

27. Антошина Л.Г., Горяга А.Н., Саньков В.В. Влияние фрустрации на поведение спонтанной намагниченности ферритов со структурой шпинели. // V Всероссийская научная конференция «Оксиды. Физико-химические свойства», г. Екатеринбург. 2000 г. Сборник трудов. -С.34-37.

28. Антошина Л.Г., Горяга А.Н. Влияние степени ковалентности на магнитострикцию медьсодержащих ферритов со структурой шпинели. // XVII Международная школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники». 20-23 июня 2000г. Москва. Сборник трудов. - С.118-120.

29. Antoshina L.G., Goryaga A.N. The low-temperature phase transitions in copper ferrite CuFe204. // 8-th International Conference on ferrites. Sept.18-Sept21.2000. Kyoto. Japan. Digests. - P.333.

30. Antoshina L.G., Goryaga A.N., Sankov V.V. The effect of frustration on the shape ofthe temperature dependence of spontaneous magnetization of ferrites-spinels. // 8-th International Conference on ferrites. Sept.18-Sept21.2000. Kyoto. Japan. Digests. - P.311.

31. Antoshina L.G.The behaviour of magnetostriction and magnetoresistance in ferrite CuGao4Alo8Feos04 with frustrated magnetic structure. // J. Phys.: Condens. Matter. - 2001.13. - P.L127-L133.

32. Антошина Л.Г., Горяга А.Н. Влияние фрустрации на процессы намагничивания в ферритах-хромитах никеля. // ФТТ. - 2001. -43.-№5.-С. 855-856.

33. Антошина Л.Г., ГорягаА.Н. Влияние ковалентности Си2+-02" на магнитострикцию ферритов-шпинелей. // ФТТ. - 2001. - 43. - №5. -С.865-868.

34. Antoshina L.G., Goryaga A.N., Sankov V.V. Influence ofGa3+ionson magnetic properties of ferrite // The Physics of Metals and Metallography. - 2002. - 93. - Suppl.l. - P.S119-S123.

35. Антошина Л.Г., ГорягаА.Н., Чурсин Д.А. Причины фрустрации магнитных связей в феррите NiFeCrO,». // ФТТ. - 2002. - 44. - №4. -С.720-723.

36. Antoshina L.G., GoryagaAN., SankovV.V., Churein D.A. Magnetic properties of the samples of system GaxFei.x[NiCr]C>4 with frustrated magnetic structure. // J. Phys.: Condens. Matter. - 2002. - 14. -P.8103-8110.

37. Антошина Л.Г. Исследование ферритов шпинелей с фрустриро-ванной магнитной структурой. // Научная конференция: Ломоносовские чтения, Секция физики, апрель 2002 г. Сборник расширенных тезисов докладов. - С. 102-106.

38. Антошина Л.Г. Магнитные свойства образцов системы CuxNii.xFe0 eCri 404 (х=0.0, 0.1, 0.2, 0.3 и 0.4). // XVIII Межлуна-родная школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники». 24-28 июня 2002г. Москва. Сборник трудов. - С.934-936.

39. Антошина Л.Г., Кокорев А.И., Саньков В.В. Исследование магнитострикции ферритов системы Ga^ei-ïNiCrC^ (х=0.2, 0.4, 0.6). // XVIII Международная школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники». 24-28 июня 2002г. Москва. Сборник трудов. - С.694-696.

40. Антошина Л.Г., Кокорев А.И., Саньков В.В. Аномальное поведение магнитострикции феррита-хромита // XVIII Международная школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники». 24-28 июня 2002г. Москва. Сборник трудов. -С.716-718.

41. Опаленко А.А., Антошина Л.Г., Кокорев А. И., ФировАИ. Мес-сбауэровское исследование ферритов при переходе ферримагнитной структуры во фрустрированную. // Веста. Моск. ун-та. Сер.З. Физика, Астр. -2002. - №5. - С.76-78.

42. Антошина Л.Г., Горяга А.Н., Кокорев А.И. Аномальное поведение восприимчивости парапроцесса у ферритов-шпинелей с фрустри-рованной магнитной структурой. // Вести. ВГТУ. Сер. Материаловедение. - 2002. - Вып. 1.12. - С.33-35.

43. Антошина Л.Г., Кокорев А.И. Аномальное поведение магнитострикции ферритов-хромитов GaxFei_xNiCr04. // Вести. Моск. ун-та. Сер.З. Физика, Астр. - 2002. - №6. - С.57-59.

44. Antoshina L.G., Goryaga A.N., Kokorev A.I. Magnetic anisotropy in ferrites-spinels with frustrated magnetic structure. // J. Magn. Magn. Mater.-2003.-258-259.-P.516-519.

45. Антошина Л.Г., Опаленко А.А., Кокорев А.И., Фиров А.И. Мес-сбауэровские спектры и магнитные свойства ферритов-хромитов CuxNio4-xFeo6[Nio6Cri4]04. // Вести. Моск. ун-та. Сер.З. Физика, Астр. - 2003. - №2. - С.70-72.

46. Антошина Л.Г., Опаленко А.А., Кокорев А.И., Фиров А.И. Исследование магнитных свойств и эффекта Мессбауэра ферритов-

хромитов CuFe2-xCrxC>4. // Веста. Моск. ун-та. Сер.З. Физика, Астр. -2003.-№3.-С.25-27.

Цитируемая литература:

1. Белов К.П., Большова К.М., Елкина Т.А. Исследование намагничивания ферритов в области точки Кюри. // Известия АН СССР, сер. Физ. 1957. T.XXI. №8. С.1047-1054.

2. Villain J. // Insulating spin glasses. Z. Physik B. 1979.33. P.31 -42.

3. Coey J.M.D. Amorphous magnetic order. // J. Appl. Phys. 1978. 49 (3). P. 1646-1652.

4. Чукалкин Ю.Г., Структура и магнетизм оксидов, облученных быстрыми нейтронами: Дисс. ... д-ра физ.-мат. наук. -Екатеринбург, 2000.-273 с.

5. Гошицкий Б.Н., МеньА.Н., Синицкий И.А., Чукалкин Ю.Г. Структура и магнитные свойства окисных магнетиков, облученных быстрыми нейтронами. М.: Наука, 1986. 176 с.

6. Левин Б.Е., Третьяков Ю.Д., Летюк Л.М. Физико-химические основы получения, свойства и применение ферритов. // М.: Металлургия. 1979.471 с.

7. Poole C.P., Farach H.A. Magnetic phase diagram of spinel spin-glasses. // Z. Phys. B. 1982. 47. P.55-57.

8. Белов К.П., ГорягаА.Н. К термодинамическому описанию намагничивания ферромагнетиков вблизи температуры Кюри. // ФММ. 1956.2.№1.С.З-9.

9. Яковлев Ю.М., Генделев С.Ш. Монокристаллы ферритов в радиоэлектронике. М.: Сов. Радио, 1975.360 с.

10. van Hemmen J.L. Classical spin glass model. // Phys. Rev. Lett. 1982. 49.№6.P.409-412.

11. Bowman D., Halley J.W. Spin glass model with short- and long-range interactions. //Phys. Rev. B. 1982.25. №2. P.1892-1920.

12. Yunus S.M., Ahmed F.U., Asgar MA Probing of magnetic spin clusters in he spinel oxide compound Со08Мпо2А1|бРео404. //J. Alloys Compd. 2001.315. P.90-94.

13. NeelL. Properietes magnetignes des ferrites ferrimagnetism. // Ann. de Phys. Paris. 1948. 3. P.137-198. (русск. Пер.: сб. Антиферромагнетизм, 56. HJI, М., 1956).

14. Srivastava J. К., MuraleedharanK., Vijayaragharan R. Entropic ferrimagnetism ofFeNiCr04 system. // Phys. Stat. Sol. (b). 1987.140. P.K47-K50.

15. Srivastava J.K, JehannoG. Coexistence of Frustration and Ferrimagnetism in GaxFei.xNiCr04 System. // J. Phys. Soc. Japan. 1987.56. №3. P. 1252-1253.

16. McGuire T.R., Greenwald S.W. Solid State Physics in Electronics and Telecommunications. 1960.3 (1). P.50-71.

Отпечатано на Ризографе ИФМ УрО РАН тираж 85

объем 1.5 печ.л.формат 60x84 1/16 зак.88 620219 г.Екатеринбург ГСП-170 ул.С.Ковалевской, 18

»19 192

РНБ Русский фонд 2005-4

16496

Содержание диссертации автор исследовательской работы: доктора физико-математических наук, Антошина, Любовь Георгиевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА I. СИСТЕМЫ СиОауАЩ^Ол и СиОауАкРе^Од

§1.1. Статистические теории разбавленных ферримагнетиков.

§1.2. Диаграммы магнитного упорядочения в шпинелях.

§1.3. Модели спинового стекла.

§1.4. Краткий обзор литературы по исследованию разбавленных ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой.

§ 1.5. Исследование образцов систем СиОахА1хРе2-2Х04 (х = 0.2, 0.3,

0.4, 0.5, 0.6 и 0.7) и СиОахА12хРе2.зхО4(х=0.1, 0.2, 0.3, 0.4 и 0.5).

§ 1.6. Мессбауэровские исследования образцов системы

СиОахА1хРе2.2х04 (х = 0.1,0.2, 0.3, 0.4, 0.5 и 0.6).

Основные результаты главы 1.

ГЛАВА II. ОБРАЗЦЫМодРе^ГЫ^Сг^Од, Си^Ре^ГЫ^Сг^Од и 2пмЕеабЩ1мСгм

§2.1. Краткий обзор литературы по исследованию ферритовхромитов с точкой компенсации. ИЗ

§ 2.2. Измерение намагниченности образцов Nio.4Feo.6tNio.6Cr1.43O4,

Cuo.4Feo.6fNio.6Cr1.43O4 и Zno.4Feo.6fNio.6Cr1.43O4.

§ 2.3. Измерение магнитострикции образцов Cuo.4Feo.6fNio.6Cr1.43O4 и

Zno.4Feo.6fNio.6Cr1.43O4.

§ 2.4. Сравнение экспериментальных результатов с литературными данными.

Основные результаты главы II.

ГЛАВА III. СИСТЕМА GaJe^NiCrOi

§3.1. Краткий обзор литературы по исследованию ферритовхромитов системы GaxFeixNiCr04.

§ 3.2. Исследование магнитных и магнитострикционных свойств феррита-хромита NiFeCr04.

§ 3.3. Измерение намагниченности образцов системы GaxFei.xNiCr х = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8).

§ 3.4. Измерение магнитострикции образцов системы GaxFei.xNiCr х = 0.2, 0.4, 0.6, 0.8).

Основные результаты главы III.

ГЛАВА IV. СИСТЕМА CuvNiuvFen^Cr^O^

§4.1. Измерение намагниченности образцов системы

CuxNii.xFeo.6Cr1.404 (х = 0.0, 0.1, 0.2, 0.3 и 0.4).

§ 4.2. Мессбауэровские исследования образцов системы CUxNio.4-xFeo.6tNio.6Crj.4JO4 (х = 0.0, 0.1 и 0.4) и ферритахромита Zn0.4Fe0.6[Nio.6Cri,4]04.

Основные результаты главы IV.

ГЛАВА V. СИСТЕМА CuFe^CiyO^

§ 5.1. Краткий обзор литературы по исследованию ферритовхромитов с фрустрированной магнитной структурой.

§ 5.2. Измерение намагниченности и магнитосопротивления образцов системы CuFe2.xCrx04 (х = 0.2, 0.3, 1.0, 1.4, 1.6 и 2.0).

§ 5.3. Измерение магнитострикции образцов системы CuFe2-xCrx х = 0.2, 0.3, 1.0, 1.4 и 1.6).

§ 5.4. Мессбауэровские исследования образцов системы CuFe2.xCrx х = 0.2, 1.0 и 1.4).

§ 5.5. О магнитном моменте ионов Cr в системе CuFe2-xCrx04.

Основные результаты главы V.

ГЛАВА VI. ФЕРРИТ МЕДИ СиРе2Од

§6.1. Краткий обзор литературы по исследованию феррита меди

CuFe204.

§ 6.2. Исследование феррита CuFe204.

§ 6.3. О магнитном моменте феррита CuFe204.

§ 6.4. Влияние степени ковалентности на магнитострикцию медьсодержащих ферритов со структурой шпинели.

Основные результаты главы VI.

ГЛАВА VII. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

§7.1. Приготовление образцов.

§ 7.2. Рентгенофазовый анализ.

§ 7.3. Измерение намагниченности.

§ 7.4. Измерение магнитострикции.

§ 7.5. Измерение электросопротивления и магнитосопротивления.

§7.6. Измерение магнитокалорического эффекта.

§ 7.7. Измерение и стабилизация температуры.,

§ 7.8. Измерение других свойств.

Введение диссертация по физике, на тему "Исследование ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой"

В литературе имеется немало сообщений об экспериментальных и теоретических исследованиях поведения магнитных свойств разбавленных сплавов, в то время как работ по изучению ферримагнетиков с фрустрированной магнитной структурой весьма ограниченное количество. Однако подробное изучение магнитных превращений в ферритах имеет принципиальный интерес, ибо механизм возникновения спонтанной намагниченности в них иной, чем в ферромагнитных материалах [1], поскольку магнитное упорядочение в ферритах обусловлено косвенным обменным взаимодействием. Кроме того, ферриты в отличие от сплавов являются многоподрешеточными ферримагнетиками. Фрустрированная магнитная структура в ферритах-шпинелях образуется как в случае разбавления обеих подрешеток немагнитными ионами [2], так и при наличии в них различных по знаку и величине обменных взаимодействий [3]. Формирование фрустрированной магнитной структуры происходит также и при облучении быстрыми нейтронами ферритов-шпинелей, что не только создает в облучаемых кристаллах единичные точечные дефекты, но и приводит к возникновению специфического разупорядочения [4, 5].

В результате воздействия вышеупомянутых факторов происходит ослабление конкурирующих обменных взаимодействий. Магнитная структура в зависимости от степени разбавления может быть собой как структурой с разорванными магнитными связями, так и кластерной структурой, которая представляет собой отдельные спонтанно намагниченные области, образованные дальним магнитным порядком. В спиновом стекле формируются кластеры с ближним магнитным порядком.

У ферритов с фрустрированной магнитной структурой наблюдается аномальное поведение многих физических свойств, которые отличаются от аналогичных свойств ферритов с обычным ферримагнитным упорядочением. В литературе большое внимание уделено исследованию состояния спинового стекла шпинелей при низких температурах - в районе температуры замерзания, тогда как в интервале температур от 80 К до температуры Кюри таких сведений явно недостаточно в случае ферритовых материалов. При этом, к сожалению, исследования магнитных свойств ферритов с фрустрированной магнитной структурой, в основном, проводятся каким-то одним или, в крайнем случае, двумя методами. В то же время для полноты картины наблюдаемых явлений желательно проводить комплексное исследование различных физических свойств на одном и том же составе.

Необходимо заметить, что в настоящее время при исследовании ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой очень мало внимания уделяется изучению таких магнитных свойств, как коэрцитивная сила, магнитострикция и магнитосопротивление. Вместе с тем подобные исследования представляют большой научный интерес, т.к. данные ферриты обладают нетрадиционными магнитными свойствами при температурах выше комнатной и поэтому могут иметь широкое применение в радио и телекоммуникационных системах, радиотехнических устройствах, СВЧ-технике, в магнитострикционных преобразователях и т.д. [6]. Несомненно, что результаты исследований ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой позволят заранее прогнозировать магнитные и особенно магнитострикционные свойства новых составов ферритов-шпинелей. Цель работы. Основной задачей работы является комплексное экспериментальное исследование широкого класса разбавленных ферритов-шпинелей меди и ферритов-хромитов никеля и меди с фрустрированной магнитной структурой с целью разработки физических принципов управления их свойствами применительно к использованию в различных элементах и устройствах магнитоэлектроники. Конкретно это выразилось в решении следующих вопросов:

- Установление общих закономерностей в поведении температурных зависимостей магнитных свойств, магнитострикции и магнитосопротивления ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой.

- Изучение особенностей процесса намагничивания в ферритах-шпинелях с фрустрированной магнитной структурой.

- Выявление на основе экспериментальных данных причин возникновения аномальных зависимостей а5(Т) 1М-, Р- и Ь-типа.

Для решения поставленных задач использовался широкий комплекс методов исследования, включающий измерение намагниченности, коэрцитивной силы, магнитострикции, магнитосопротивления, электросопротивления, теплового линейного расширения, рентгенофазовый анализ. На ряде составов были проведены измерения магнитной анизотропии и магнитокалорического эффекта.

1. Впервые синтезированы составы разбавленных ферритов двух систем СиОахА1хРе2-2х04 (х = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6 и 0.7) - система I и СиСахА12хРе2.зх04 (х = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 и 0.5) - система II. Согласно [7], у составов с х>0.5 системы I и составов с х > 0.3 системы II следует ожидать состояния спинового стекла или фрустрированной магнитной структуры.

2. Впервые синтезирован разбавленный феррит-хромит никеля Zno.4Feo.6tNio.6Cr1.4lO4 и оригинальные составы ферритов-хромитов системы CuxNi1.xFeo.6Cr1.4O4 (х = 0.1, 0.2, 0.3 и 0.4); для сравнения был приготовлен феррит Nio.4Feo.6tNio.6Cr1,4] О4.

3. Разбавленные ферриты-хромиты никеля СахРе1.х[МСг]04 (х = 0.0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8).

4. Ферриты-хромиты меди СиРе2-хСгх04 (х = 0.2, 0.3, 1.0, 1.4, 1.6 и 2.0).

5. Феррит меди СиРе204 с тетрагонально-искаженной структурой шпинели.

Для сравнения результатов исследования ферритов-хромитов были привлечены данные для ферритов-хромитов кобальта СоРеСг04 и никеля NiFe1.tCro.9O4.

В общей сложности в работе исследовались более 30 составов ферритов со структурой шпинели.

Научная новизна.

5. Конкуренция двух межподрешеточных косвенных обменных взаимодействий разных знаков и сильного отрицательного внутриподрешеточного прямого обменного взаимодействия в ферритаххромитах приводит к фрустрации магнитных связей в октаэдрических узлах решетки шпинели.

Основные положения, выносимые на защиту;

Практическая ценность работы:

3. Особый интерес представляют результаты о практически одинаковых температурных и полевых зависимостях продольной и поперечной магнитострикций для разбавленных ферритов, обладающих фрустрированной магнитной структурой. Из чего следует, что при наложении поля образец увеличивается почти одинаково как вдоль, так и поперек приложенного поля в большом температурном интервале, что может послужить предпосылкой для создания новых магнитных материалов с большой величиной объемной магнитострикции (со ~ 10"4).

4. Предложенный автором механизм возникновения аномальных температурных зависимостей спонтанной намагниченности ст5(Т) 1ЧГ-, Р- и Ь-типа дает возможность только по виду температурной зависимости спонтанной намагниченности судить о фрустрации магнитных связей в подрешетках ферритов-шпинелей.

5. Полученные экспериментальные данные по исследованию магнитострикции медьсодержащих ферритов показали, что для получения материалов с большой величиной магнитострикции необходимо учитывать степень ковалентности 3<1-ионов с кислородом.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на Международных, Всесоюзных и Российских конференциях: XIV Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, 26-29 сентября 1979 г., Харьков; XV Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, 8-11 сентября 1981 г., Пермь; XVI Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений, 6-9 сентября 1983 г., Тула; IX Всероссийской школе-семинаре «Новые магнитные материалы для микроэлектроники», 9-16 сентября 1984 г., Саранск; X Международном симпозиуме по Ян-Теллеровскому эффекту, 26-29 1989г., Кишинев, СССР; Международном семинаре «Физика магнитных явлений», май 1994 г., Донецк; XV Всероссийской школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", 18-21 июня 1996 г., Москва; L

7 Международной конференции по ферритам - 7 ICF, 3-6 сентября 1996 г., Бордо, Франция; 13 Международной конференции по мягким магнитным материалам - SMM13, 24-26 сентября 1997 г., Гренобль, Франция; Всероссийской научно-практической конференции «Оксиды. Физико-химические свойства и технология», 27-31 января 1998 г., г. Екатеринбург; Московском Международном симпозиуме по магнетизму, июнь 20-24, 1999 г., Москва, Россия; V Всероссийской научной конференции «Оксиды. Физико-химические свойства», г. Екатеринбург, 2000 г.; 8 Европейской конференции по магнитным материалам и их применениям (EMMA), 7-10 июня 2000г., Киев, Украина; XVII Международной школе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники», 20-23 июня 2000г, Москва; Евро-Азиатском симпозиуме "Trends in Magnetism" - EASTMAG-2001, 27 февраля - 2 марта 2001 г.,

Екатеринбург, Россия; Объединенном магнитном симпозиуме - EMMA-MRM, 28 августа - 1 сентября, 2001г., Гренобль, Франция; Международной магнитной конференции - 2002 IEEE, 28 апреля - 2 мая 2002г., Амстердам, Нидерланды; Научной конференции: Ломоносовские чтения, Секция физики, апрель 2002 г., Москва; Московском Международном симпозиуме по магнетизму - MISM, 2024 июня 2002г., XVIII Международной школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники", 24-28 июня 2002г, Москва, Россия; VIII Международной конференции «Мессбауэровская спектроскопия и ее применения», 08-12 июля 2002 г. Санкт-Петербург, Россия; Четвертом международном семинаре «Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении», 3-5 октября 2002 г., Астрахань, Россия; Международной конференции по магнетизму - ICM 2003, 27 июля - 1 августа 2003, Рим, Италия; Международном семинаре «Выездной секции по проблемам магнетизма в магнитных пленках, малых частицах и наноструктурных объектах», 10-14 сентября 2003, Астрахань, Россия; Международной конференции «Функциональные материалы» - ICFM-2003, Украина, Крым, Партенит, Октябрь 6-11, 2003.

Заключение диссертации по теме "Физика магнитных явлений"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что для составов с фрустрированной магнитной структурой - разбавленных ферритов меди, ферритов-хромитов никеля и меди имеет место аномальное поведение спонтанной намагниченности ст5(Т), коэрцитивной силы Нс(Т) и производной спонтанной намагниченности по температуре (с1(1</с1Т)(Т). При этом обнаружено, что резкое уменьшение спонтанной намагниченности происходит при более низкой температуре (Тп), чем снижение коэрцитивной силы (Тс). Оказалось, что при повышении температуры величина | с1су5/с1Т | сначала увеличивается, в некотором температурном интервале остается постоянной, затем снова уменьшается. Методом термодинамических коэффициентов для ферритов с фрустрированной магнитной структурой определено, что ниже температур « Тп, в исследованных составах возникает дальний магнитный порядок.

3. Показано, что у ферритов с фрустрированной магнитной структурой в районе температуры возникновения дальнего магнитного порядка (Тп), при которой происходит резкое уменьшение спонтанной намагниченности, отсутствуют экстремумы на температурных зависимостях магнитосопротивлений (АИ/Я)^!, которые обычно имеют место при переходе из структуры с дальним магнитным порядком в парамагнитное состояние. Установлено, что экстремумы на кривых (АК/Я)||9х(Т) отсутствуют также и при температуре Тс, при которой как спонтанная намагниченность, так и коэрцитивная сила обращаются в нуль. Обнаружено, что у ферритов с фрустрированной магнитной структурой в районе температур Тс и Тп происходит изменение энергии активации.

4. Обнаружено, что у разбавленных ферритов с фрустрированной магнитной структурой продольная А,ц и поперечная Х± магнитострикции имеют положительный знак и приблизительно равны по величине, на основании чего показано, что магнитострикция за счет технического намагничивания в них незначительна, а наблюдается, в основном, магнитострикция парапроцесса. Выявлено, что у этих ферритов объемная магнитострикция в несколько раз больше, чем у ферритов с нефрустрированной магнитной структурой.

Бе А - О" - Сг в > 0 и Бе а - О " - № в < О, а также наличии сильного отрицательного внутриподрешеточного прямого обменного взаимодействия Сг3+в - Сг3+В, подтвержденного экспериментально.

6. Показано, что у ферритов-хромитов с большим содержанием ионов Сг3+ заниженные значения экспериментально наблюдаемых магнитных моментов Поэксп могут быть обусловлены уменьшением величины магнитных моментов ионов Сг3+ как в результате спаривания 12ё-орбиталей в октаэдрической подрешетке, так и переносом спиновой плотности от лигандов в пустые её-орбитали ионов Сг3+.

8. Обнаружено, что в отличие от ферритов с обычным ферримагнитным упорядочением у составов с фрустрированной магнитной структурой в районе температуры Тп на температурной зависимости восприимчивости парапроцесса Хпара(Т) имеет место широкий размытый максимум, а при Тс он отсутствует, что связано с ростом намагниченности за счет вращения магнитных моментов кластеров и парапроцесса.

9. Впервые показано, что, если фрустрированная магнитная структура имеет место в обеих подрешетках ферритов, то наблюдается аномальная зависимость as(T) нового типа, вид которой экспериментально обнаруживается как для разбавленных ферритов, так и для ферритов-хромитов. На основании этого сделано заключение о возможности возникновения аномальных зависимостей as(T) N-, Р- и L-типа, когда хотя бы в одной из подрешеток ферритов имеет место фрустрированная магнитная структура.

10. Установлено, что разбавленные ферриты CuGaxAlxFe2.2X04 (х>0.5), ферриты-хромиты CuFe2-xCrx04 (х = 1.0 и 1.4), а также ферриты Zno.4Fe0.6[Nio.6Cri.4]04 и Zn0.4Feo.6[Nio.6Cri.4]04 имеют фрустрированную магнитную структуру, что подтверждено результатами исследований мессбауэровских спектров. Увеличение степени фрустрации в ферритах CuxNio.4-xFe0.6[Nio.6Cri.4]04 по мере роста значения х также подтверждено данными мессбауэровских исследований.

11. Обнаружено, что в медном феррите CuFe204 выше 320 К имеет место спин-переориентационный переход, обусловленный поворотом вектора намагничивания от оси [111] в направлении к оси [001]. Определено влияние степени ковалентности на характер поведения и величину магнитострикции медьсодержащих ферритов со структурой шпинели.

Заключение

Суммируя представленные в диссертации материалы, можно утверждать, что с научной точки зрения основным результатом является обоснование возможностей и разработка физических принципов целенаправленного изменения магнитных, магнитострикционных и магнитоэлектрических свойств ферритов со структурой шпинели. Основой прогнозирования служат результаты комплексного исследования физических свойств как разбавленных ферритов СиСахА1хРе2.2х04 и Си0ахА12хРе23х04, так и ферритов-хромитов Сих№ 1 .х[Тео.бСг 1,4] 04, Zno.4Feo.6tNio.6Cr1.4jO4, 0ахРе1.х[№Сг]04, СиРе2хСгх04. Обоснованность выбора объектов исследования подтверждается как экспериментальными данными по исследованию намагниченности, коэрцитивной силы, магнитострикции, магнитосопротивления, электросопротивления, изучению мессбауэровских спектров, полученными в настоящей работе, так и имеющимися в литературе результатами исследования других ферритов с фрустрированной магнитной структурой.

Представленные результаты позволяют заранее прогнозировать магнитные и магнитострикционные свойства новых ферритов-шпинелей и судить об их магнитной структуре.

Практическую значимость работы определяет возможность использования установленных закономерностей для создания ферритов с заранее заданными магнитными свойствами для применения в радио и телекоммуникационных системах, радиотехнических устройствах,' СВЧ-технике, в магнитострикционных преобразователях и т.д. Особую значимость приобретают эти исследования для получения магнитомягких материалов путем создания в них фрустрированной магнитной структуры, а также синтезирование новых магнитных материалов с большой величиной объемной магнитострикции (со ~ 10"4).

Результаты представленной работы, по существу, обозначают особый класс ферритов-шпинелей с фрустрированной магнитной структурой, исследования которых являются важными для создания теории магнитных взаимодействий в них.

В заключение считаю своим приятным долгом выразить огромную благодарность и сердечную признательность за большое внимание к работе с.н.с., к.ф.-м.н. Аиде Николаевне Горяга, под руководством которой мне посчастливилось работать почти два десятилетия.

Выражаю благодарность н.с., к.ф.-м.н. Александру Ивановичу Кокореву за помощь в работе.

Я благодарна своим дипломникам Костину H.H., Митинской Т.В., Кондратьевой Е.Г., Дреминой И.В., Фильгус И.А., Камзолову Е.А., Якунину А.Н., Санькову В.В., Евстафьевой E.H., КозьминуА.С. и аспирантке Кукуджановой E.H., совместная работа с которыми была весьма плодотворна.

Приношу свою благодарность с.н.с., к.ф.-м.н. Борису Вениаминовичу Миллю за предоставленную возможность синтеза многих составов исследованных образцов.

Выражаю искреннюю благодарность рецензенту от кафедры общей физики и магнитоупорядоченных сред физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова заслуженному профессору Сергею Александровичу Никитину за полезные замечания, сделанные им при чтении диссертации.

Благодарю заведующего кафедрой общей физики и магнитоупорядоченных сред (кафедрой общей физики для естественных факультетов) физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова заслуженного профессора Бориса Анатольевича Струкова, а также коллектив кафедры за доброжелательное отношение и внимание за все время моей работы на кафедре.

Список источников диссертации и автореферата по физике, доктора физико-математических наук, Антошина, Любовь Георгиевна, Москва

1. Белов К.П., Болыпова К.М., Елкина Т.А. Исследование намагничивания ферритов в области точки Кюри. // Изв. АН СССР. Сер. Физ. 1957. T.XXI. №8. 1047-1054.

2. Villain J. Insulating spin glasses. // Z. Physik B. 1979. 33. P.31-42.

3. CoeyJ.M.D. Amorphous magnetic order. // J. Appl. Phys. 1978. 49. №3. P. 1646-1652.

4. Чукалкин Ю.Г., Структура и магнетизм оксидов, облученных быстрыми нейтронами: Дисс.... д-ра физ.-мат. наук. - Екатеринбург, 2000. - 273 с.

5. Гошицкий Б.Н., МеньА.Н,, Синицкий И.А., Чукалкин Ю.Г. Структура и магнитные свойства окисных магнетиков, облученных быстрыми нейтронами. М.: Наука, 1986. 176 с.

6. Левин Б.Е., Третьяков Ю.Д., ЛетюкЛ.М. Физико-химические основы получения, свойства и применение ферритов, // М.: Металлургия. 1979. 471с.

7. Poole СР., Farach Н.А. Magnetic phase diagram of spinel spin-glasses. // Z. Phys. B. 1982. 47. P.55-57.

8. Gilleo M.A. Superexchange interaction in ferrimagnetic garnets and spinels y^^ which contain randomly incomplete linkages. // J. Phys. Chem. Solids. 1960.

9. GellerS., WillamsH.J., EspinosaG.P., SherwoodR.C., Importance of intrasublattice magnetic interactions and of substitutional ion type in the behavior of substituted yttrium ion garnets. // Bell Syst. Techn. J. 1964. 43. № 2. P.565-623.

10. Жиляков СМ. Магнитная структура диамагнитно-разбавленных кубических ферримагнетиков. // Известия вузов. Сер. «Физика». 1984. №10.С.105-125.

11. Жиляков СМ., Р1волгаВ.В,, Найден Е.П., Симонцева Т.Н. Магнитные превращения в Ni-Zn феррошпинели. // Известия вузов. MB и ССО СССР. Физика. 1986. № 7. С23-27.

12. Коренблит Е.Я., ШендерЕ.Ф. Спиновые стекла. // Известия вузов. Сер. "Физика". 1984. №10. 23-45.

13. Коренблит Е.Я., Шендер Е.Ф. Спиновые стекла и неэргодичность. // УФН. 1989.157. №2. 267-310.

14. Fiorani D., Castaldi L., Lapiccirella A., Viticoli S., Tomassini N. Monte Carlo simulation of percolation phenomena in the cationic B-sublattice of spinels. // Solid State Comm. 1979. 32. P.831-832.

15. Fiorani D., Viticoli S. Experimental evidence of a critical concentration forthe long-range magnetic order in the A-sublattice of spinels. // Solid State Comm. \Щ 1979.29.№З.Р.239-241.

16. M.F.Sykes, D.S.Gauntand, Maureen Glen "Percolation processes in three dimensions", J. Phys. A, 1976, 9, № 10, 1705-1712.

17. DombC. DaltonN.W. Crystal statistics with long range forces. I. The equivalent neighbour model. // Proc. Phys. Soc. 1966. 89. part 4. №566. P.859-871.

18. PytlikL. Magnetic Phase Diagram of ferrites with Selectuve Sublattice Dilution. // 1997. J.PHYS. IV FRANCE. 7. P.Cl-183 - Cl-184.

19. SchollF., Binder K. Selective Sublattice Dilution in Ordered Magnetic Compounds: A New Kind of Percolation Problem. // Z. Phys. B. 1980. 39. P.239-247.

20. Binder K., Young A.P. Spin glasses: Experimental facts, theoretical concepts and open questions. // Reviews of Modem Physics. 1986. 58. №4. P.801-976.

21. Imry Y., Ma S. Random-field instability of the ordered state of continuous symmetry. Phys. Rev. Lett. 1975.35. №21. P.1399-1401.

22. Chudnovsky E.M. Magnetic properties of amorphous ferromagnets. // J. Appl. Phys. 1988. 64. P.5770-5775.

23. Gavoille G., HubschJ. Neutron scattering in insulating semi-spin glass. // J. Magn. Magn. Mater. 1983. 36. P.89-94.

24. De Grave E., Dauwe C, Govaert A., De Sitter J. Incomplete magnetic ordering in Fe2(i.y)Mgi+yTiy04 spinels with intermediate composition y. // Appl. Phys. 1977.12. P.131-136. -320-tii

25. Ishikawa Y. Superparamagnetism in the ZnFe204-NiFe204 system. // J. Phys. Soc. Japan. 1962.17. №12. P.1877-1883.

26. MarioNetoJ., Domingues P.H., Barthem V.M.T.S., de Souza Barros F., Guillot M. Magnetic properties of lithium ferrite doped with aluminum and gallium. // J.Appl.Phys. 1984. 55. №6. P.2338-2339.

27. Ray A., BhowmikR.N., Ranganathan R., Roy A., GhoseJ., Chaudhary S. Magnetic ordering in Fe2-xZnxMo04 (x=0.1 - 1) spinel. // J. Magn. Magn. Mater. 2001 223. P.39-49.

28. Dormann J.L., Harfaoui M.EL, Nogues M., Jove J. Relaxation of the transverse spin component in randomly canted Li-Ti ferrite below TN. // J. Phys. C: Solid State Phys. 1987. 20. P.L161-L166.

29. Muraleedharan K., Srivastava J.K., MaratheV.R., Vijayaragharan R. On the re-entrant magnetism in the insulating diluted spinel Coo.5Zno.5Fe204. // J. Phys. C: Solid State Phys. 1985.18. P.5355-5359.

30. BaraJ.J. Pedziwiatr A.T., StadnikZ.M., SzytulaA., TodorovicJ., Tomkowicz Z., Zarek W. Investigation of Crystal and Magnetic Properties of Nickel Ferrite-Aluminates. // Phys. Stat. Sol. (a). 1977. 44. P.325-331.

31. MuraleedharanK., SrivastavaJ.K., MaratheV.R., VijayaraghavanR. On the magnetic ordering in the insulating spinel Gao.8Feo.2NiCr04 with the A sublattice diluted to below the percolation threshold. // Solid State Commun. 1985.55.№4.P.363-366.

32. Srivastava J.K., JehannoG., Muraleedharan K., Kulkami J.A., MaratheV.R., Darshane V.S., Vijayaraghavan R. Magnetic behaviour of the mixed spinel ferrite GaxFei.xNiCr04. // J. Magn. Magn. Mater. 1987. 67. P.43-48.

33. Hubsch J., GavoiUe G. Semi-spin-glass behavior in the Co2Ti04 compound. // Phys. Rev. B. 1982. 26. P.3815-3823.

34. Султанов Г.Д., Сеидов З.Ю. Мессбауэровские исследования CoGa2.xFex04 (х=0.8, 1). // Физика низких температур. 1996. 22. №4. 458-459.

35. Seidov Z., Sultanov G., Ibragimov S,, Kaplienko A. Magnetic and Mossbauer Investigations of CoGa2.xFex04. // 1997. J.PHYS. IV FRANCE. 7. P.C 1-265 --321 -'Ы с 1-266.

36. Iyengar Р.К., Bhargava S.C, Spin fluctuations in Coo.5Zno.5Fe204 using the Mossbauer effect. // Phys. Stat. Sol. (b). 1971. 46. № l. p. 117-124.

37. Hiti M.A.El. DC conductivity for ZnxMgo.8.xNio.2Fe204 ferrites. // J. Magn. Magn. Mater. 1994.136. P.138-142.

38. Белов K.n., ГорягаА.Н., Кокорев А.И. Об аномальном поведении магнитокаллорического эффекта при фазовом переходе миктомагнетизм -"спиновое стекло". ФТТ. 1984. 26. №3. 876-877.

39. Yunus S.M., Ahmed F.U., Asgar М.А. Probing of magnetic spin clusters in he spinel oxide compound Coo.8Mno.2Al1.6Feo.4O4. // J. Alloys Compd. 2001. 315. P.90-94.

40. NoguesM., Dormann J.L., Teillet J., VillerG. Randomly canted structures in the ferrite ZnxMgi.xFe204. // J. Magn. Magn. Mater. 1992 104-107. P.415-416.

41. PatilS.A., MahajanV.C, PatilM.G., GhatageA.K., Lotke S.D. "Effect of Si/Ti substitution on magnetic properties of cobalt-cadmium ferrite. // J. Mater. Sci. 1999.34.P.6081-6086.

42. Chandrasekaran G., Sebastian P.N. Magnetic study of ZnxMgi.xFe204 mixed ferrites. // Mater. Lett. 1998. 37. P. 17-20.

43. Mane D.R., Devatwal U.N., Jadhav K.M. Structural and magnetic properties of aluminium and chromium co-substituted cobalt ferrite. // Mater. Lett. 2000. 44. P.91-95.

44. Srivastava J.K., Muraleedharan K., Vijayaraghavan R Anomalous Mossbauer 1.ineshapes in Mixed Spinel Ferrite Gao.6Feo.4NiCr04. // Phys. Stat. Sol. (b). 1987.140. P.K137-K139.

45. ShuklaS.J., Jadhav K.M., BichileG.K. Influence of Mg^^ substitution on magnetic properties of Co-Fe-Cr-0 spinel ferrite system. // J. Magn. Magn. Mater. 1999.195. P.692-698.

46. Пахомова Н. Л., Дзержкович Н.Б., Козлов В.А., Государева Н.А. Магнитострикция Mn-Zn ферритов и ее особенности. // V Всероссийская научная конференция «Оксиды. Физико-химические свойства», г, Екатеринбург, 2000 г. Сборник трудов. 385-388.

47. Гридасова Т.Я. Исследование магнитных свойств замещенных ферритов- шпинелей. // Кандидатская диссертация. М. 1970. 156 с.

48. Доценко B.C. Физика спин-стекольного состояния. УФЫ. 1993. 163. №6. 1-37.

49. MirebeauL, lancuG., GavoiUeG., HubschJ. Neutron diffraction in a frustrated ferrite. // J. Magn. Magn. Mater. 1995.140-144. P.1775-1776.

50. MuraokaY., TabataH., KamaiT. Photoexcited spin-glass state in (Mg,Fe){Mg,Fe,Ti}04 spinel ferrite films. // J. Appl. Phys. 2000. 88. P.7223-7229.

51. KimC.S., KoH.M., Lee W.H. Site preference for Zn^^ and Ge'*^ in mixed ferrite ZnxGei.xFe204. // J. Appl. Phys. 1993. 73. P.6298-6300.

52. Chukalkin Yu.G., Goshchictckii B.N., Dubinin S.F., Sidorov S.K., PetrovV.V., Parhomenko V.D., VologinV.G. Radiation Effects in Oxide Ferrimagnets. // Phys. status solidi (a). 1975. 28. № 2. P.345-354.

53. Чукалкин Ю.Г., Штирц B.P., Гошицкий Б.Н. Антиферро-ферримагнитное превращение при кластерном разупорядочении ZnFe204. // ФТТ. 1988. 30. №11.С.3201-3208.

54. Ермаков А.Е., Юрчиков Е.Е., Елсуков Е.П., Баринов В.А., Чукалкин Ю.Г. Переход «порядок - беспорядок» в при механическом измельчении. // ФТТ. 1982.24. № 7. 1947-1952.

55. Белов К.П., ГорягаА.Н., Кокорев А.И. Особенности магнитной структуры разбавленного феррита Nio.2Zno.8Fe204. ЖЭТФ. 1984. 87. №1(7). 264-268.

56. Hiti М.А.Е1. Electrical Resistivity at yhe Curie Point for Some Mixed Ferrites. // Phys. Stat. Sol. (a). 1995.147. P.K25-K26.

57. Doroshev V.D,, KlochanV.A., KovtunN.M., SeleznevV.N. Hyperfine Magnetic fields and Electric Field Gradient at the Nuclei of Diamagnetic Gallium Ions in Lithium Ferrite Gallates. // Phys. stat. sol. (a). 1974. 26. P.77-88.

58. Bhargava S.C, ZemanN. Mossbauer study of Nio.25Zno.75Fe204. I. Spin fluctuations.//Phys. Rev. B. 1980. 21. P.1717-1725.

59. Chukalkin Yu.G., VologinV.G., Goshchictckii B.N., Dubinin S.F., Petrov V.V., Parhomenko V.D., Sidorov S.K. // Magnetic Transformation and p-n Transition in Nickel-Zinc Ferrite Induced by a Neutron Field. Phys. status solidi (a). 1974.23. P.K159-K161.

60. Lee S.H., Chae K.P., Lee Y.B., Oh K.S. Mossbauer study of РегОз-САЬОзХ- (CuO)i.x system". Solid stat. Commun. 1990. 74. P. 1-4.

61. Antic В., Rodic D., Telgren R., Rundlof H. Neutron diffraction study of the magnetic and structure properties of C02.50Sbo.50O4 spinel. // J. Magn. Magn. Mater. 2000.219. P.41-44.

62. Сыркин Д.Л. Изучение магнитоупругого эффекта в ферритах. // Известия АН СССР. Сер. Физ. 1959. 23. №3. 414-415.

63. Белов К.П. Ферриты в сильных магнитных полях. М.: Наука, 1972. 200 с.

64. Пахомова Н.Л., Кристов Ф., Кириллов А., Сердобольский А.В. Определение температуры магнитного фазового перехода и типа магнитного упорядочения в диамагнитно-замещенных ферритах. // ФТТ. \ ^ 1988. 30. №2. 520-524.

65. Смит Я., Вейн X. Ферриты. М.: ИЛИ, 1962. 504 с.

66. Крупичка Физика ферритов и родственных им магнитных окислов. М.: Мир, 1976. т. 1.353 с.

67. Антошина Л.Г., Митинская Т.В. Магнитные свойства системы медных ферритов-алюминатов. ФТТ. 1986. 28. №6. 1893-1896.

68. Белов К.П., Антошина Л.Г., Митинская Т.В. Исследование кристаллической структуры медных ферритов-алюминатов. // IX Всероссийская школа-семинар «Новые магнитные материалы для микроэлектроники», Саранск, 9-16 сентября 1984. Тезисы докладов. 44-45.

69. Antoshina L.G., Belov К.Р. Crystallographic structure and magnetic properties of system CuFe2.xAlx04. X International symposium on the Jahn-Teller effect, Kishinev, September 26-29,1989, USSR, abstracts. P. 10-11.

70. Антошина Л.Г., Куьсуджанова E.H. Исследование магнитных свойств ферритов системы CuGaxAlxFe2.2x04. // XV Всероссийская школа-семинар «Новые магнитные материалы микроэлектроники», 18-21 июня 1996г, Москва, тезисы докладов. Р.361-362.

71. Антошина Л.Г. Исследование ферритов шпинелей с фрустрированной 'TW магнитной структурой. // Научная конференция: Ломоносовские чтения. Секция физики, апрель 2002 г.. Сборник расширенных тезисов докладов. 102-106.

72. Большова К.М., Елкина Т.А. Об аномалиях магнитных свойств марганец- цинковых ферритов в районе температуры Кюри, // Вестн. МГУ. Сер.мат.,мех., астрон., физ., химич. 1957. №2. 95-101.

73. Белов К.П., ГорягаА.Н. Влияние структурных особенностей ферромагнетиков на температурный ход спонтанной намагниченности. // Известия АН СССР. Сер. Физическая. 1957. T.XXI. №8. 1038-1048.

74. Антошина Л.Г., ГорягаА.Н., Камзолов Е. А., Кукуджанова Е.Н. О природе низкотемпературных переходов в феррите CuFe204. ЖЭТФ. - 3 2 5 -* ч^