Магнитные фазовые переходы в железомарганцевых арсенидах с тетрагональной и гексагональной кристаллическими структурами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

А -- ^ ^

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАШУ ДОНЕЦКИЙ £ИЗЖ0~ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах руксплсл

ВАЛЬКОЗ Вистор ИвазоЕЕЧ

УДК 62I.3I8.I5I

ШБИГШЕ ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В ЕЕЛЕЗОМАРГАНЦЕЗЫХ АРСЕШЩАХ С С ТЕТРАГОНАЛЬНОЙ И ГЕКСАГОНАЛЬНОЙ КРИСТАЛЛИЧЕСКИМ СТРУКТУРАМИ

01.04.07-физика твердого тела

АВТОРЕФЕРАТ •'"

диссертации на соискание ученой степени доктора, физико-математических наук

/

с1

Донецк-1993

р.юега ишсдиеаа з Донецком флзико-технЕческоы институте

{Мздаалаггв оззсЕаиги;- догтор фгзаго-гггзкатачеокгх нздк,

профессор

Ю.И. Горсбоц

доктор паук»

прс^оссор

А.П. Ез^ззвз

дсстор фагсго-катеуагаческаг наук» прс£зссор

В*А* - уптгколь -

згдугдл сргаазззхще- Хр.ЪькотселЗ гесударстзэнный университет '

Еагзта сссхсзгсл У^ " ¿¿¿¿^ф&УЗЪЪ г. в часов

в? заседав сзедгзягзцрозашюгс совета Д 016.32.01 при Донец-кет фазпЕО-тсхЕИчесзо^- гдатггутз да Уг.ражг по адресу ;340Ц4» Дозвцз>И4*УЛ» ?» Лыксеи5ур1'.?2,Доз С/ГИ АН украгна.

С ДЕСоертыдаа нскао ознакомиться б <32блз осока Донецкого фазжго-тагкачесгого пмяв?у7а АН Украшу.

Автореферат разослан

учена! секретарь спецааяизврованного совета Д 016.32.01»Еандидл': фазлко- _г,

ыа*едат*чесзз£Х наук , В.Б» Соловьев

^ • :

•

ОБЩАЯ ХА?АКГЕРШТИКА РАБОТЫ ■; .Актуальность работы. '; К середине семидесяти! годов стало совершенно очевидным, что свойства основного состояние магнитных металлов несомненно являются следствием существования коллективизированного состояния для магнитных с! - электронов X зонная . теория; ыокет с успехов использоваться при интерпретации эксперз-менталзьных.данных» ЛДйаво не менее очевидный было а то, что тер-ыо}данашгчесхие свсйствауеталлов. и сплавов с незаполненной: с1 оболочкой лучше поддаются.описанию моделью локализованныхспинов. Так, в дайной теории магнетизма, основывающейся на приближении ОСартри-фока для шогоЧастичных систем, не удается объяснить выполнение закона. Кюри-Вейса для парамагнитной' восприимчивости,, сохранение локального магнитного момента выше температуры магнитного разупо-рядочения - Тк. Щ также:сравнительно низкие значнния температур фазовых, превращений й существование температурной , последователь- ■ плети переходов с. изменением типа магнитного порядка притеипе-ратурах;Т<КТк. Поэтсь5у экспериментальные исследования материалов в-которых с одной стороны проявляются свойства, описываемые' зонной моделью, а с 'другой йе укладываоднеся 'в нее,всегда привлекали и ■т«оретикоа и экспериментаторов. К.таким материалам относятся хелв-зомарганцевые арсеккды с. тетрагональной' и гексагональной кристаллическими с^йудтуР31®» -

В. сшивах Ред-хМ^^ЛЗ-о тетрагональной кристаллической решеткой ниЕе текпература Зееля. Т 460К наблюдаются фазовые переходы первого и рторого,рода в ферримагвитное состояние, которое . .к,настоящему вреаейи модно";ктДгфиццровать, как состояние со«суве-етвованщг ферритавтг^^рсмагнетизма, ияисывшанное состояние. ■Большая. пров<йиыость л величины, магнитных моментов железа вмар-ганца- свидетельствуют о коллектнвизацет с! . электронов. 3 принцж-.пе,этй характеристики вполне объяснимы с позиции традиционной.зои-нсЗ ио'дели^ Однако свльйая темпе'ратурнай зависимость восприимчи- ... вости,'нашгничёаности подрешеток» а также существование низкотем-' пературного смешанного состояния свидетельствуют о ътятт на про- . цессы 'стабилизации магниоупорядочентп . фаз нового источника силь-• йой' температурной: зависимости магнитных-; характеристик.' Этот ист оч-■ ник- на являетой' следствием размывания- ступенчатой фушащи.распре- -делвная фермй-Дирака, (с .подобяым размыванием связаныслабнете»- ; ; пературнке заэисгьгости- магнитных характеристжк' в .зонной модели

магнетнзма), а определяется свойствами спиновых флуктуаций. Создание теории флуктуаций локальной спиновой плотности - (ТФДСП). позвод ло объединить возможность описания двух, предельных случаев.магнетизма: локализованного и коллективизированного. Именно, в рамках. . этоа те оран впервые объясняется, 'сосуществование ферромагнетизма и антиферромагнетизма в простерта магнитных системах с коллектива знрованныки электронами. Поэтому исследования келезоыаргаицевцх арсенядов с тетрагональной кристаллической, решеткой, слозаой магн тной структурой и смеианншв основным состояние« является- актуальн задачей о точка , зрения развития ТФ1СД:ДДЯ сложных магнетиков, в польз; проведения таких исследований, свидетельствует и уалолзучен ноегь втдх объектов на сегодяязндЦ день., .

Иагнетно-структурныэ переходы первого, рода в хелезомаргакце-вых арсенидах с гексагональной кристаллической реиеткой на первый взгляд имеет шло обаего с изосгруктурными' переходами в сплавах с тетрагональной реаеткой. Однако их. иагннгнне фазошв р-х к н-Т гжагракк-г зо многой схезгл. это наводит на мысль о некоей ооьедихя ваэм механизме, ответственном за формирование . терцодинаыики этш столь на сходных материалов^ Выявденяе этих ыеханнзыову силивае г актуальность проведснншс лссдедрванЕй.,

ГШ? ЙШ^ММД гдатн является:

1. Получеаге шленмально полней информации о.Ъштштгшх .свой' ствах гелезоиарганцеиа арсегааюв с тетрагональной христаллическс

структурой, оолад2С52Х цизкотекаературацка переходами порядок-по-рлдег» ' - ■ '■ /

2. Установление сбакх'внутренних механизмов,' ответствяпщх за' термощша&зческиесвсйстьа. сглавсз .с гексагональной к-.'тетрагс-пальней кргсталдхческЕзга >вЕЛка«и. .

^те-ця «геизц •■ •'■',■

1. На ионокристаляаческкх сораз1зх системы ге д-х М«* А5 с тетрагональной кристаллической раветкой С38 Епорвыз-прадедёнц комплексные исследования магнитных а кристаллографачеаир: сбойстз с использованием евльвых импульсных г статических магнитных поле! в игроком диапазоне температур-н давлений, в результате этих нее; дованай поетровнн Р-Т а Н-Т днаграша.-

2. Ооаарухэно возрастание вамчгЕИченнсстя <ра-отполя,. йдиэ-кое к линейному закону, ках з основном состсянха, так в при кот них температурах. .<-■.•

3. -На основе данных о полевых зависимостях намагниченности <Ь0 ее аосолютной величина. сделан вывод о неколлииеарном характере зкотемпературного состояния, обладающего спонтанной намагннчен-1стьп. Это предположение позволило отойти от ранее принятой точ-

; зрения.на классификацию основного состояния этих иагнетиков.

4. в сплавах 'с пониженной концентрацией марганца в тетраэдри-(ской подсистеме обнаружено "скрытое" смешанное состояние, аналойное -."скрытому ферромагнетизму" в сплавах с гексагональной редкой на . основе арсенида марганца Мп,{.;< Fe* 4S . Построены маг-шше .фазовые F-T и Н-Г диаграммы сплавов, со "скрытым" ферроыаг-шшм смешанным состоянием. : •

5. Обнаружено, что воздействие одноосных давлений вдоль и эперек тетрагональной' оси оказывает противоположное влияние на гаоильнреть спонтанного ж индуцированного смешанных . состояний.

. 6. Предложена феноменологическая теория смешанного состояния, тетыващая взаимодействие- феррймагнитной' и антнферромагнитной мод. ■ 7. построена феноменологическая модель магнитного разупорядо-;ния в йзосгрукхурном соединении С^Д S.

. 8.' Обнаружены , индуцированные . переходы низкий спин - высокий ига в температурной- ооласти существования смешанного состояния 1я ооразцов нестехгометрйческого состава.. ■

. 9. В сплавах:: ' ' с.гексагональной решеткой оона-

ухениспоитаннно и. индуцированные: шгниуочютруктурные переходы, ' эпро^ождагшеоя изменением спинового-состояния марганца.

• 10. Цредложена.оощаякойцепциЯ для ооъясне'ния магнитных свой-гв. сплавов.Fen-jtMnxAS -и Мл^хРедЛв с позиции теории взаа-адёйствусших параметров порядка.

НАУЧНОЕ и: .ПРАКТИчкокста Йндтагик .. Проведенные исследования гаественно-мй&яют..сложившиеся представления'о структуре низкотеы-}раг1«урного состоянии и механизмах переходов поридок-порядок в ишвад. Ffi.a-xM/Tix • Предложенная модель смешанного состояним переходов между состояниями является шошениеы теории сосущест-эвания ферро-аитиферромах'Нетиьма. в мах'нетиюис с коллективизирован шными.электронами на случай материалов, с магнитными, ионами» име-ДОЛИ неэкаивалвнтнои кристаллографическое. окружение я ооладашцими ш>ннм ьт-нитоупругам взаимодействием.

^Практическое, значение проведенных исследований связано с проб-;мой разработки новых материалов с управляемыми магнитными зоистваки. В частности, чрезвычайная чувствительность состоянии

- б -

ооуазцов к одноосным дефорьшкям и йапштноцу. ааш Moser стниу-лзрозать развитие рааот по создана» датчиков дехаяического напря-ееаая в йота sa генераторов ультразвукового поля, раоотанзшв ре-гиае садовог магнктостракцяи.

Однако в научней плане öxaee важноа значение имеет1 эпсиеря-аенгальное подтверждение новях подходов в пройлеме описана* переводов порадокнзорадок в налетных материалам .

AftPOEftJTp РДРОТН . Основные катериаяа диссертации докиды- : ъгхжсъ на ДЦ Всесоюзноеейвещаахн по фгззке'нвзклх. температур .. НГ-17 (Донецк,1Э73). на ВД ЗсессЕзвои совешндг по физике'Цатнкт-шк «вденаа (Тула, 1983), на -Всесоюзной коррекция яо isai-нетиз-, uj (Донeux, 1Э85)» на III Советско-чешскоы секлваре. {Донедк,1988); па ресауоллкансаоы сешнаре "фазада ферритов ародс,ТЕенйых соедк-вевшг а жх пракененке в технаке"- {Донецк,,1991),. на ХИ Всесовзаой ксЕферешкга по фаэнке iîai-Езтнах явленгаг .(Таакен?,19Э1>:, на' 'Цу каучнея евшнаре "Влаяяге високжх . давлена* ва весество-СБер- • Дянсх,1991)». ва Всесосзнсисовеоанга "ПР^иенеапе вцсокххдавде-. ни jus получелна eobux иаеервалвв ШоскБа4138б). .

. çrprprjyn . ■ Диссертация состоит ИЗ -8 глав* , за-

члючеажя X Сгблдографдг« paûora кзлогена на.270 стр£.мцах ивялно-азевого теиста, содзрзсгт 125р2сунксш, 9 тасшец; в «¿seilte- двтера-туда 92 ксточнэка.' . . ' • . ,.*

По теме дкссертацжз вщагсаг 27 пу бд ягацнй, Спнсое основе» работ приведен в конце автореферата. • : ••

•£ЩЕИ£Ш!2' РАБОТЫ ~?рег.'еняе дгссертдаиг содержу .aö^fr-характеристику рароты, • Бхлвчасвдв актуальность,.нввизну, форадлгровку еа: ■ • теин а цадл, прахтиескую ценность.

. Глава t. ЯНОПЮЕРАЗЖ-IMQB- :УПОРЩЩШЙЯ.ВИ2Щ-

ÏAXTI -СПЛАВАХ'. Кратко излохваы'теория^«рроиагветлзва (OU), г.згвфарроиарнетязиа (А£) г вола сшшовой плотное» (БСД) для яро-видяяжх кзтветгков. в одасчастгчнси црхоаююаеж лартра-фока : (lïsS-K Показывается» что арз феаомзвологьческсм' слкдекз латнйтных свойств везждао использование термодинамического потеяцаадаввЕде степенного рада • со оообеешеаг парамз-раи иагннтного . порядка: вектора, ферромагнетизма для фази сы, вектора антифейройагветязка лля. ¡Л фаза я аиолхтуды БСЛ для состояния с волно! спиновой плотности. Обсукытгся. недостатке #ткх теоря2, преявдявояеея прл кс-

■йечпых; тё:л:ературах^.Ба .качественноеурозно -Езлогена ссног.^ке вдшйцщц.-* фдукгдорюнной' георгз- магнегагиа-'и фснсмзпологнчёског '. тебЕаа:•вз^одсйствукаих код .Пйакщу, кз которнх гшекает ьогаог-яос'тв; появления новых фаз в виде/сосувдстгоЕазая-фегрс^лх-неггзгга •'¿••антафер^ййгнбтизгаа-' на.гехроотовачеоксая'-^ршав. _

" ■ •Далье''дае1'сн.;с6ийрк1!л-'С)бзбр: 'ранее-ввгоехшк влсйераизагкль--йна.,' результатов-'-для изострухтуркал сплазгов ■ систеза* й. Соедмшн'лш Сг£ • : . . '

■' 'зксцера^знтулЬ^е. чередований - сплавов тдиа Ре ИПк А В ^вовх6дда-'!к'.е0-м;го£а13.;-'На -осндае-.а-гих йсоледоваЕла сын: ус-тагов^ .леЕЫ-.бяедугте' Данине,.\' '•

'■•„*"■. ''Салавк-^к^аааол.-сйстеш' &;,95 ^ а.« -2*35) ойраа^ыг ае*1рернБг Ша'^ряд'твардзх Езсструртурщл/раи'воров с тётрагЬнайьноа. крнсгал-лЕческсЙ-'феаегкЬз.' 038 •: .(йрЪстржственйэа1-руппа\.смй!етркл" Р4/яяш -,. , Ост^иноогьи'.с^ррвшя-- **»* ,реае$йЕ' является наличие '.двух; ЕС-»КЕК-•• да» ьов'ов" мезайа«--На^еиенгарау а кхасгаадоли-

,■ етч'ийкуй ячейку-' ,-.рпнс{иа5ыую;пара1гзтра;л1'с г а .приходятся 6 еоноь,-

¿■.-й.5тамов.*/осйавЗЕЗса-:2-лон11 юаьШа;* .Еовиции. . тана I» 'ЗДод^с) *.-иоВйа£» вмею?. .татравйрачесхое окру-

■ ^ошк'^^-'о.уразованнов -донаиалгдяк?йса;'!"Ддзс!^ф. типа IX .заселены ябнггли Ок!гаэДраче ск&л-ЬкрУ^Еепгешио^й •15а2Шса.-';Явкт^0Е015афЕчевк ■ сше лссле.довашш,^ йь. Мя^ Ль

;• МнЧГёЙ5'',-:'Позвбл&щ1г^ и ье-' -

личины мах^и^ых'/Мсментов/Ионоа -вт позициях. 2'.'В ц-. -СоедайенЕё

¿.©¿-с: суг;еота?ннй - .рауа^чннул; Бели^пЕйш--.марщ1Тй1а'--. мсменто'в.'гёлезаув-лозЕцща, 1-. щ ~ •

''= 351К.;СплаваГеМаЛ? и' Мп^ЛЭ;. •дайгаэ ^дпн^овуО'мад.'нитцуЬ'стругту-

. .ру.'^зца;АФ2:, 'с''Т'уу ='463'■•'И/.^^гсортвргственяо. в. сплаЕЗГеМпА£> • .ио'^.тргавда/засе^чвТ'-ойзяцЕй.IX- зГооладаз^ магнитши и.кгеитсы •■;

3.6)11б ! :'иош1 железа; сяеюз.шгтат'ши ыокёнт .ш.;= "'И. зшдаавг.

,позиции • х..' Данные -о^величи£1ах.-магнитных моментов-однозна— -;.. чно; св.идетелвотвувт. о катаектизизаиги . ¿- ¿лектроноз атомов хеле-' „• "ж. яанннФ до'тройным.сплавам

•• однако 'д^ч ряда .состаБсв ЭТОЙ

системы-, - !а которых-'обнаружены переходы- первого рода' из высокотек-; пературнога АФ' состояния ;в •шгекотейцературяое состояние, - ооладавазе .' qпoнтaвдoa^aa5^тоlЧgннdoтьD,..зисказывалпсь следугше предполахя-.'

-От

\-JUi о типе структура 1^Ш1тсулорядоченных фаз.Высок9темпе.ратурная ;ЗТ) фаза полагалась такой же,как и в Мп? Д 5 (АФ2).Яизкот емперэтурк- . нал (пГ)-ксллинеарпая феррикагнгтаая-. типа ФИМ^.как в изротруктурном• ^-¿¿¡пмагаитксм соединении Мл2бЬ .Переходы АФ-ФИМ'первого'рода,йо--роЕсхлаются скачкообразным изменением-намагниченности.и параметров резеткл: Д с/ох* (1-3)/», Л а/а Долгое время считалось,

что з-га переходы аожно списать, .на основе, моделй'инверсии Киттеля, :■■ которой основной вклад в механизм перехода обусловлен малштоуп-. ругама .взажгоде^ствклии^Подобная точка зрешщ^озиокюявидасъ.прз- ■ тлпсй ослабления интереса ; е. сплавам этой систем!«так, йак не всйрыва-^з каксй-ожбо новизна в; изучаемых явленЕях;Н.овый.всзлгск интереса-1 к тройным сплавам возник в конце 80-х го доз после появления. Мессбауэ-, рсЕсаях" измерений,прследзнкых .япйнсккш^ас.следователями.Согласко их. ззмереникн сверхтогжое поле -на: ядрах' изотопа-железа.' .^Ге ¿внедрен-, ' них в твтраа^щ^ёс^е.йбхдоу^л^ изменения. '.

Аптифзррокагнжтваа -ксшповснта .возшадацая • нижв ;т до •• .нарастает до /40 »3 а яакеттед:вдаственЕоа'4сдаопенто# в!рготь\'дй:'тенпература';пе-рахрдй первого рода, а: ферр ¡йгагнатну»-фазу ■ Т|.Нижа ,т^ наряду.. с -сохра? авнавм. каоснснты Я^ Появляется .новая Н^^-. 127 кЭ.Пояззени? нахе т^ длу* ксиаснеетсьерхтонкс^опсля авторам исследований связывается ' со спецх$отесзиз1'''осо№щ:5сть& НГ фазы,'» имеяяаЪослв;^^ фазой сосуществования- аитзферрсмагпЕтного' в .фарркмаУнятного-хбртоя- : -Ц2й,ваа саезааао2 фазс£,хдв » ^саЗиой йндашь .

однородную л ядаог^а^-м^&нё^'-ре^^ '

ы^дглгнвой готаг.омородвая • ¿оппонента Ы-0, определяет •аа.'ар.нну -• сцся-тонней- намагвжче'нностя одно'дсменногб кристалла »Пераодзческая^^'йв Ы:Осе? вклад а намагниченность я характеризует сохравдюеееей антя- . . феррокагнхтно? ;ссто2ние.легко йра#йг,что '-««равнее .-еосгчишнеМожно . ¿насматривать,пак угловую с*руктуру «поскольку;хфгсутс'твие однородна хсмаоаёнм приводит 2 гоцу ,что;угод .|«жду полными ютнитными'мсаен-. тана двух точек.отбтояэмз. друг. от .друга на. рзсст£^яни?-периода :

таллсграфяческсй ячейки, '-не;.равен, ЧУ£ю ала 1£0°.£ля чистого/ферро-анткферромагнетжка зтот /гы'-соответствует 0-180° соответственно. * Б хек» глава радештриваетса мо^ш^ -

.гзоструктурногр соеджвенжяХЛ^Д^ ж мцткгтвсь-структурйые переходы э железоаарганцевах а1«енждах с гексагсаальнсй .ршзетжой.

[грпл-ъ«таы'(яйгт> -тпатт^уг^^^п^' ггря- а^ Т.95. Здесь излагаются результаты зкепериментайьных исследований,про— проведенных азтором на сплавах с а £-1.25,в которых переход АС-С'-М

у2алззуотся,как'превргцепЕЯ-первого п. второго рода.

• на основе рентгеновских измерений г-ногочнслешпах образцов о различным' характером перехода; порядок-порядок установлено,что появление ЯТ-с.оотряния, приводят к возрастанию удельного. объема образца, при этом- ны:е и. вше температуры перехода Tj псведениз завзсииостьа с<т):л,а(т) ч(С;Я а-параметры решетки) 'шдеют одинаковый характер: вдае1 g. йгаге-'Т^ 'коэфицкенты температурного расширения образца вдоль с и,;.а.'-положительны.Отсюда ясно;что предварительное укгнькение объёма. лрц< Т->-^вазвайн<» пондййед-'текпература.пе исаот быть предпосылкой; jûra; после'душйго./перехода в-НТ-фазу с большим удельным объемом,поскольку. гидростатическое ;сгатне . образца,такгз. приводящее к уменьшению исходного объема последнего, пшкллет температуру перехода- стабилизирует 1|сходйоеАФ-оостоянне.Об этом свидетельству ст.' p-f . jàiaipawcr,измеренные. нама-. для 'ряда образцов пз которых следует;что!зависимость- Tw (?).-возрастаюзая,а ,Т1(р)-убызаюяая фун-тда;;с2дростатнчес?лго'д£^ таете суцествова-пк9,персходов порядок-поряДок второго рода породили сомнение о пра-рймарноота применения 'модели гнвёрсаи.- Кеттсля . для . описания псследу-екух-:пбреХодов;В итог? иозко-было сделать вывод о'том,что ыагнгто-у пруте взаимодействуя ке.яеляэтся: .ойределягаиги. в механизме наблюдаемых- переходов.•' ; >■-.-.' : . .- '.--

' с целью ■ получения ¿.одее ^трчной.-даформахдауо .характере шгеято-упругпх.СЕЯзей ш::прЬйелц.'йсследовйкв^ воздействия одноосных давлений. ^а суабадьзость' магдаоупорвдрчеаных ^фа^.рбзультатн sïax ассл©-'Дований" показели^что ^упругие '¿ёфорМацш монокристаллнческих образ-цса ЕДодь-. направления.с воперпсндшсулярно ецу по-разноцу влияет Hà-Tjî :' ¿Тj/ â2{ S Цо Н/кбар,. '¿Jj/4? с -20. К/кбар, ' Д Tj/d ?2 с:*..Ю К/кбар.здесЬ ^гидростатические давление,^,Р2~одноосные давления'вдоль. и перпендикулярно направлению, с.из анализа - подобных измерений бшг сделан вйвод о. присутствии, двух типов ' магнитоупругих взаимодействийсвд'оль и-перпендикулярно тетрагональной оси 4 2 //с.

. -Веильнн* бтат'ичесйих и югпуйъсных магнитных- полях исследовались .крявые намагничивания визе ' й^иже - ' .

Установлено,что.' йог-первых^ намагниченность. насыщения HT-фазы фйляеТся' лияёйврй. ^уйщией- доля вплоть д'й:полей напряженностью Н= 40&. кЭ»Бо-вторнх,тетра1юнальная ось -4Й У/ç: является осью трудного нанагнизиваашиполе аЕиз.отро&ии на ".40 кЭ.В третьих,при фазовых пе-резсодах первого рода намаг^ченность индуцированной полем фазы так-ладейвдя: ^Аддая 'поля'.В ; четвертых^йпрнтгшгая намагниченность при T<Tj. йз-сревыаа(?,г 2Û Го смЗ/г практически ¿ля всех образцов свете-

АНлл:з зла результатов позволил ваоказать предпалогкшр 'о -¿¡агаагксй струкгугр т-фжи,гж.- Езкаета;е2рнс:1.В -"оацз главы:рассйОг трена кодах» -углсвсЗ структура а пр^Слс+еайл локализованных ¿счен^ов. Основной келссгагс:; !.:одсл;г проявляется -3- ?оа»чт<3' пзре^од • от., уг- ' (У-и!:.!). х: -дё-фис • сопрозблдастся: разр;рзкие:Х-кэ-ггатаого порядка а .тстрзэдрцчсзгха .-подсвстёме.-Зто йротдврречит -коо-соауйроБсгл::.; даккз^.пс^'^с^у л дг_*Ц|Н££=оы попользовали;друт::з 'подходы д-г! озге&сгг дср-^хсдйЕ. зэрлдс^псрддой... , '•. ■ ' .. " ■

.Ль_Гохрдго^алЬаЬд- крхоталллческал'(-прортра-.-.

д-^^с-г-ад. группа .'/'допузкад слсду^са р£гпр»дрд?лда.:цснф'4 -'<

а ¿тхл^-п^ по. с-р?а,здр;;яе;с:сз; •« в " •:

зл^г^сгсузаоа КрПСТЕЛЛСЯ2ачосяёз: Л^;гir.0¿í•-'пpзщ5tй• .ДДЯ; ^.-ю'т&Ь-'ов •. к дез длд гдгждаиПсаксз ••згзалЕсрс ••зткх •ар.г;:&:а- ссо.уветатщ:ег'..сге;а10-' _

с.*е?оду 'зазозденгд ^¿г^дгнце^зЬвзр

лоргхолп и У

дулсепсД' оЛзакц кодцсатрсиуЗ '^¿угазцал.Ц-.гЗ-чК зтс^ ''

ззтргедц Сить..^зрзог&.'/1йз-:аг:одсгб' рода.Уаря-:

ду то- ссстд^^Л&шруазка -погоде ,усло-г'

з':о ¿'оди'чдла-'-а-'.с-тдло-

жагсз -о* ■ 2 »гаг в' Ьсщ^зуо. -стен' У'

. зоагзаио.^а-д^й а 2.35.^азогиа- порзходна .¿Йе-.-

:-т&?:шо сгсастад- спладсз глчеегшгпзй' ус!:дд£з 'ь'цррЖод^рЗ-'сйлагси • ' гначеигй д(а)* Д' зрл^сазгадьао-цэ сг&йе^в-¿^глсаЧсто--. .•

хдсизтрдческсго состар» {з^.0);Прв':-1.5*а'<:Г»7 • хрсясхсда* • 5&чёстввг нньге огд2ч'зк»Поа?р1д в за^нсиуосга 'ст- велднлвд-парг»;йг^а:;г-с'сгёалс>г -. иеграя лС -л-2 - ¡а ссдразделае^ сп.давм .геслвг&чигсЙ- -с'гсУ^иы- ни :2- ала-"-сса, К едлаваи 'первого 1-цес?£'.С1.7*<йГ-2'.<£-2.35)/ кг стнси^' ге-стаг-ы, • .-з ¿о?ср«1Д каЗлвдавгся' -пргвйчеая. вос4одсььгалг>а^й>- сор^нодов гШ-ЛЛг-£йз1.Ко-зтсрсму классу, ¿зргиэддсаа-г .соразцы Д 1-„5<5 ¿.^»в'-котернх . '•' •¿цсс.<отв1азёратурнаа.$аза'А&' ртсутатвует.а ■йайагничвавесть^ягэк<ртв-:' . 5Швратураоа фаай,первход -з яотсру'о' •агйрбто' 5рда>^й8.вт йщсф&и .'•'••. ара а=1»5 а 1=1 ала длавдо нарастаз-: тестерзтуры

азяв параметра вестбхаоклрЕ». ^-кггз5гшгй--.а' крлст^ох^асаческле',; сзоЗотва сплавов сгст^1*ьг Ягд.^ Мб^е .Оскозн^ результатов го анализа является вцвед о с1шзи- нест;9Х2окгтр^з д -де4Рьг?воста -ре-петюг.На основе ренггеногсЕХ а п^оггтрачсс^ лз^реад? ¿ц пока- • .

зали.ч^пслсглтольпсу.зяЕле::-.::: HSíir.uT.rjü -злсза ¿хзляггг- .

ся-причиной; образования • новых элеги-чтарнах ячеек с гкиьзс« сCbs-vc-i: а-недостатком всех'трех .-компонент з соотвэгствукетх асзаинях.Болсч ?огО'С7 ¡хяоглзтраческяЗ состав по весовой заяладхв уге допусгает ка

• сн.:см деле присутствие вакгасип.увелачекке парг^етра <<• .расчлта-. ннсе- из еосое.ой закяадкл,пе соетБЗтетвует реальной величине ere

з отьордёшеи составе.Шмбная -точка зрг,-:'шг позволяет пенять расхождение рентгеновской - л г.одшокетрулеск*:-!. плотностей а уменьсенх.е

• обьека-.кркстадлрхюаческоЯ ячепел пра увеличеннисодерхакая азлеза.

•тут^А'Д.И ?.'«Г"умРОГО "^Я НА И-'ТКРЫТЬР?" 'r.or.TO'^M пплавов fe^.^Mn^ AS Л1звестк'о,что назчыге-' ныз.-шазовые'переходы первого рода в.твс*."ом теле сопроврхдавтся гистерезисом по. те.улературе и дазленип.в з-:*ом отношения не являются клЬчениеь! и переходы АФ-ФИМв.исследуемых сштвах.и^то.'лу на магнитных фазовых. Р-Т диаграммах.образцов с ярко выраженными переходами первого рода всегда: обнаруживается 'две ланлп:'тт(Р) и TgCP) .где первая вэд соответствует, границе-ф'ознйкновения фазы $Ш,а вторая-грашще ее .псче'зновендя.ОбласТЬ.'на .Р-ТУплоскости- кегЛу двумя линиями является • .йетаст&бшкйрй.• рбласть» P-T-ísarpa>.c.íH.B этой области состояния АФ-Сти.-йй-могут 'существовать.сколь угодно-долго.нагболее ва&-

■ яой'.-харЬктери.стикой^образца.от' которой- 'зависит размер кетастайиль-к ой'-области,'является': Её'личма'-.стЕйсительяого' изменения реиеточннх паремёТрсв' .цра-ляшжооЬразаЬм- пЬрёходэ-.Еольаей -Величине спонтанной гагнитрстрщщия 'сойтв'етстБугт., больпая-величина гистерезиса Т0(Р)~ -Tj(P)-«3?o:-b!ü7.HQ.'Понять «сходя.та-тесрш1;Ь'лгн11ТОстри1адяонпой олоки-ровка. образования зародышей при'- пере'хрдах первого рода.Зта теория, разработанная 3»Барьяхтарон¡И.впте б еккм,И. Цёчппоренко.А.БоровНком,

■ Д.-.Яблснсщш.-с' успехом 'применена для объяснения широкой иетастабяль-

■ .ной-области, в -арсениде ■ марганца при переходах'порядок-беспорядок под давлением.Однако идеа-ёе .могут; использоваться непосредственно для понимания гистерезисных явлений; при переходах порядок-порядок в

• сплавах--исследуемой системы,- -

- ,'Лз жепери№1!тальнцх- да1ших 'по'арсеяйду'марганца и . его сплавам 'известно;влия:!Йи"магнитного'.поля на. образец.даходяпнЯся в.метаота- ' •бильном сост:ояяяи;Прй' исследовании кёлезомарганцевых арсенздов с те-тагональной реаеткой- уместным было бы' выяснение влияния не только катанного полярно и одноосного давления на стабильность магнитоупо-. рядочейных состояний в Мётастабильной .области- р-т-диаграммн.резуль-■татн экспериментальных^.^следований; на монокристаллических образцах

ооладаюоих спонтанным переходок ас~ФИМ,псказали:воздействие одноосi го давления,перпендикулярного тетрагональной рси.приводит кнеобра-ти.чсму возникновению ферримагнитного состояния,если исходное coctoí н;:е Сьио анти^ерромагнитным.Аналогичное воздействие при тех хз усл( внях сказывает и'магнитное поле.Если te образец ухе находится в <pej ришгнитвой фазе,то оба эти воздействия приводят к увеличению у сто! чкессте исходной фазы.Воздействие гидростатического и одноосного вдсль тетрагональной оси давлений на кетастабильное состояние мохе' привести к несюратимоцу переходу.в состояние аф,если;исходное cocti яние было фсрриыагнитным.Здесь и в дальйейпём'под необратимостью п< хода мы подразумеваем сохранение идуцированного полем или давление] состояния в образце после окончания их действия. (Н=Р=0). при постоянной температуре.Эксперименты по изучению необратимых индуцированных преврапенкй наиболее удобно проводитьобразцах с ¿вдовой-мет; стаоихьной областью вдали от границ устойчдвости.как.было установи но для образцов с пизтгяЕнкк значением величины'а". у^енызоние концентрация иарганца приводит,.к снижению■ температура спонтанного пер xoaa.Tj е Т2 ср.2 увеличении гистерезиса T¿-Tj.npa-a=l,S5. и x=I.I9 Tj достигает своего ккшпхглъного значения: ;127К.ПХ'И x CI.IS спонта ныз перехода на вабдядаагся к образцы сохраняют исходное. Aí—соетай ase SmTO К.Окаг.о «гке^аак пзртйршжесгах завчсгаостгйТ наиатничец-ксстк от напрлг.о!шоста >згпг1тао?о поля 'позволила '¿Гскркть 'нсБсе- ссс тояЕие s-этах ,*Лрззаах,к0торрв- яроталяет все. свсйс^ва углозой ¿'ЛЬ стру r.rypii»cnc:T -аяно ьезникаааей. яра х ^-JvXS.üaK 'видно из'-рис .IVA.» аалехгкпе агг. •асЕого-магнитксго-пЬля-'при приведет i несера

тгл'суу-' .¿кдуци; -ьанкску переходу• ь•• у гдсьуЬ фазу (ее •хара^тёр.ксувси: • н._г;^гк2ченнсстк прп' •¿z.&izbüiizz- ¿агнитнбгс' пел

хара::те;ксг ьначенуе ьелачгкй нди^гниченксс?г).Пкд1-1:2р-ованнм5 с.аза с.схреондотдя в среде,-ах мегастабцльнсй ссластк,с«ра1^ем'сй r¿ задней иссс-тсгпс2 неустс2члсс?и ?-,(?).Она определялась• из .вз'отерагчески^ г-аггегместей. rj^cepgk^^iC^.BOcspgztfüsccTg ;сг гидростатического давления .Граница сзсатаянсгр' везникниеецкя угд£вс2 s-азы находилась мезедем экс'грапсляцгг язстермических"зависимостей рригичес-гсгс пелл KTj(P> к -нулевому, его •значешш.ЭтяЗависимости--линейные возрастающие функции давленыйЦапштная фазовая -р-т-ышгрй>а'л z^a-ного сплава изображена на рис.: I.Б.Использование сильных''ошульг с них дагшгтных полег :{Н 2. 550 кЗ) позволило не только обнаружить, "скрытые" фазы в о&рззцах не солаяакхх саонтанним переходом АС—. i;"'., я с тзкхг нааиаадать ккдуцярсванкие сереходы первого рода.из ела

10 h id1

Экспегяхгг.гал нал От встгзкс: и раочетны-з 1,2 кривые нама-Г!шчпвакия,лллвстрк?УЭДие нео-бранагый I обрзггьг^й 2 индуцированные переходы.необратимый переход на вставке намерен на образце с а=т.55,х=х.7" при Т=77К.

расчетни-' зависимости ¡¿(л ) и м( Н ) описывал? изменение - » ве?:оров ферро-анткферромаг-

отязма. при соответстзувупх переходах. Ь --приведенное магнитное ноле безразмерных единицах.Для данного диапазона полей ¡-¿.дуцированные зкрытае" фазы соотаетсзуют олабсмагзитной угловой УйИ(1) фазе.

т,к -

tsr 100 - - 2 V .

>V 50 \АФ - •

ч t г % •

?ис.1.Б.

" -4 -2 О I 2 Р м- • ;: 111(1)

ращ^ейиз экспериментальной; (точки) и'расчетнойсплспнке лпнии) -Т' и 'jS- t -диаграмм для'' вшеуказанного образна .Переход АФ-УФШС1) вязан с по'язлецием, одпоро дпой компоненты м0А*м'.которая перпендкку-ярка'йерйодичёской^компоненте М;g^M. Рпкские цифры III(l) и II щискваЕтсгапанное' нязкосшшбззсе рсаенде: ,и/0 и чистое антифе-фош^итно8.рейезие;'53Й),;;'>о сжетеш уравнений состояния (4). -безразмерные температура а.давление.

" ;:,к.:?нсго углового ъ склыюгагнктнсе угловое состояние. К&. рис.2 изоторка накагничквания образца нестехискетричес'ксго сос-1а=2.1.х=1.31) обладавшего-спонтанно»* переходом АФ^УСИМ'при-?-Резкое увеличение намагниченности в полях 403 кЗ,сопрс--.-схдаидееся полепи гкетерззксои ыохмо интерпретировать,как ипдгш'.-"СЕанни'2 переход первого рода .кз слабоулгнг:арго УЙЙК1) 'в силь.чо-^гкитнсе У С. ",'(2) состояние. Аналогичное кривие получеки японские: иьторагл: при доследовании с ? е х:: о у е тр:: ч е с ¡17. составов (а=2.&,х=1.2ъ0 э г.Переход первого рода при н.-,.т 450; кЭ интерпретировался ■ • гг«,как органтацгонкый переход аз состсинкд. У$ЙЫ(1) • с .'ааткпаргилель-п»! расяолохеввеа катнктних коаентсз • железа в &арганца' в тетраэдри-40cr.cS водспстсио в состояние ИУИ{2) с параллельна; их располсЕС— агек.Нз ваз взгляд вряд- ли кскно. хюдагать.,что алзктрощша состоя-аея железа в кярговца сохраняют свою индивидуальность .б теграздри- '• ч-зской подскстсие.Бслее вероятно образование гибридной с{ -зонц'.ь-потерей- вазсзшю'тся' грг.'еркЯ Стонера.и рбаемое рассешгекге. чрезг. вичайво чугстветельно к воздействии-кагнитного поля.Псдойная. чу&-'■ с?81г?едкЕС8?ь «охет бить связана' с •' особенностям:. .плотности .'ссст'сй-' • ига в тетраэдргческсг .возргстеае.Такке; особенности; яйпявтся :прзчи-_ но£ 'шгьхзпггпшг всрахсгоь. сврвсго...рваз- вз. сдабо^ерроЦагЕктиого в .. сас»яо£-гррг>уагшятасв состояние'.-в н'екбтор!« • а^оводмц2х;«агнб5ти?лг'.' . Сексиавслогачейкая теория &?кг переходов • рассматривалась шнкгцу.й» •':

* • ' '. ..■'. ~ . Рис.2. '

' Экс'иеракентадь- .

Ш

¿кг)-

2 -

1=77 К*.

О 200 400 . а=2.1,х=Г.31 а__—--1—

Н»кЗ.

О

ю

15 Ь-102

кая (I) и .расчетная (2) кривые . ЬйвапшчигакиЛ,- .' ;иллюстрирусиие

..орратшай пере-' ход- аз слафсжкг-нитаой СУс;Ш(1) г снлънркагактнуп УСИЖ2) Угловую . фазу«Согласий -;с-пользуемса коде-• , ля' этот переход .

связав с увеличением однородной ксшпонентки от ИЦ) до Ы(2).

■ ■ глав* я.ткория пппуптагтпв«шя дт!ррц?лата?пст< и анткстрргтг-- Ш-'У?, ШАЙАХ QHCTM Мпх fis • ■ при списании угло-

вой фазы или фазы сосуществования мы исходили из феноменологических. . теорий :Мория-азами, и Шикицу¿Согласно этим теориям структуру угловой фазы в проводящем магнетике можно представить в виде суперпозиции ' периодической,uq^ и однородной м0-компонент пространственно-завн-сякего магнитного момента Щг'. )( г -радиус-вектор произвольной точки).Тогда неполный термодинамический потенциал (ТП) можно записать в; виде- функционального 'интеграла от пространственно-неоднородных векторов ферримагнётизка lift г' ) ~ М0( •С ) и антиферромагнетизма -. Г ) ~ М( I" ).Если в кагдой из компонент выделить среднее по объему в флуктуации,то в гауссовом приближении дай-фурье-компонент флу'ктуаций ТП mozho представить в виде инвариантного относительно группы симметрии-решетки-ряда по степеням. параметров магнитного по'- рядка M и и.Здесь M'.и ¡¿Средние во .обьему- векторы ферри и анти^ерро-■ магнетизма .Присутствие магнитоупругого взаимодействия учитывалась б

Виде: - •■••-•■• a v

■ ............

. где «D -константы кагнитрупругбй связи; -относительное ез-" кейеняе объема -резетки.возкйкапзее при появлении отлцчшх от 0 средних 'значений "ы2^ ) иН2( г * •

' . . -средние

-квадратичные флуктуации фурье-^кошонент. спиновой плотности; gf , -. » волно£ыё -векторы, отсчитываемый' - от центра зоны Рр&штэна и волново-'•" гс/вектора АС-сгруктуры; Û. ■соответственно. -

; Упругая энергия -решетки записывалась в гарконичёском прибли-

' : .. . (2)

где К-объомкый модуль упругости; р-гкдростатическое давление.

В итоге ТП. мозкт быть представлен в виде, сукйы. трех слагаемых: -5ц fui ' /».raè. -¿(MiMiS'' -ï )-•'+' фс) -гауссо-'

•- во .приближение для системы , с -двумя взаимодействующими параметрами порядка Г' г ).и несжимаемой репетксй.Из условия минимума . Ф относительно tù определяется равновесное значение и) »которое

выражается в «t. 3 sf-Pf^+|£/+S)(«2+ §4)]/К , Послг замены в. XI) и (2)Ш равновесным выражением получим для ф:

■ *(%,%) (3)

где'а1(12,р),а3(12 ).... "а^ €2,Р),"а3( ),...-коэфициенты,зази-сягше от текязературы,давления и особенностей кривой плотности состояния ¡зависимость от теиературы в линейной форме появляется з результате перенорглгровкк стонеровских коэфициентов "г^ > • ..ат,а^.... возникавшей при чуете взаимодействия флуктуацнй спиновой плотности.; собственной слабой квадратичной зависимостью от -температуры. этих коэфициентов ш.пренебрегали;линейная зависимость от давления появляется из-за учета кагнитоупругош взаимодействия в форме (I); $ >

Ц^ -фактор Данде и кагнетон Бора.

Уравнения состояния ЪФ/дМгО^/дМ-О приводятся к виду:

ъ2К-<"2*~2

п-2

/✓ <>й.о. - Л Л ~ I (4'

м{[а«+Г У

п-2.

Цри н=0 система (4) формально допускает три типа :реаений.-низкосим- • кетричных и одно парамагнитное (Ш) (М=',1=0): 1-{й^0,Ы=0)-чистое фер-рикагнитное; Ц-(Йк),мА)) -чистое' актиферроьзагиитвое; •смешанное,которое описывает угловую фазу или сосуществование ферри-антиферрсиагнетизма.для заданных температуры и давления реализуется то из решений,которое соответсвует -минимуму ТП,определяемого условие

"" ' 2 2 2 - г- 2 •'■'

фмм><>; %м Фям-уми) >0 . (5);;

гае «йг^с/ЭМ2

разовые р,т границы определяется теми .значениями р и Т.При которых неравенства (5) превращайся в равенства.

Исходя из экспериментальных данных для исследуемой системы мы анадязяровали возможность следующей последовательности переходов:

ö-il-III(l) при Н=0 и II-III(i)-IIK2) в магнитном поле.Эти последовательности соответствуют спонтанным 1Ш-АФ-УФИМ(1) и индуцированным переходам-АФ-УФИМСI)-7ФИМ(2) • Здесь-УФИЫС1) и УФИШ) обознача-ютслабомагнитную (низкоспиновую) угловую фазу и сильномагнитную (высокоспиновую) угловую фазу (рис.2).Мы показали,что спонтанные переходы II-III(I) могут, протекать,как превращения первого или второго рода.ИнДуцированные .переходы первого рода iii(l)-iii(2) описывались при гГ^. 8 для произвольной величины л .если спонтанные переходы. .' ii-iii(i) -первого рода.Модель допускает.описание "скрытого" углового состояния ill(l) и 111(2) с метастабильной областью,охватывающей . пологительные: и отрицательные давления.На рис. i и 2 приведены рас-' четные и экспериментальные зависимости,дающие, представление о качес-»у твенном согласии теории' и эксперимента,которое нам удалось получить *.

• для всей совокупности экспериментальных данных.

В заключение пятой главы проведен анализ влияния анизотропных обменных взаимодействий на стабильность магнитоупорядоченных в •сплавах с.резетксй С38.Как вшшо-'из (3),приведенный ТП записан в

• обменном приближении я.в ■ дальнейшем мы не испытывали-необходимости . включения, .анизотропных взаимодействий- при интерпретации данных для

. делезо'марганцевых арсешдов.СШшко^йметсяеся экспериментальное ,дая-ййе по изостр^ктурно!<у ооединениюСс^АЬ позволяв заключить об ог~ , . ранич'енности такого" подхода,налрямер.прл попытка описать переход .второго рода AC4I?J з этом материале.Зто связано с особенностью ан-т'иферро'магнитнбй структуры- афд- в As,b которой, происходит взаим-;-.ная'компенсация, изотропных молекулярных .полей между -тетраэдрической

йоктаэдряческой' подсистемами.Результатом этого является то,что в . обменном при'блихекии' фаеовый переход КФ-Ш сопр'овогдается последовательны; разрушением магнитного", порядка в тетраэдрической и окта-

■ .здрическсй подсистемах,что противоречит единой температуре Нееля, обнаруженной прк ней'троно^афических исследованиях.Мы показали,что учёт анизотропных обменных инвариантов-единственно ответственен за" суоеоТвование. единой температуры.Нееля Т^ =393 К з этом соединении.

. .. - глава €-.цаштгше фазпвье- первходз в ■ ошвах" системы

' .В ,этой главе описаны свойства; некоторых сплав-,^

■ BTQpp.ro класса,к. которым виг. относим составы с a's 1.5.На сегодняшний ' день-эти'материалы очень- мало.изучены.й данная глава-является озна-

ксмителъной.Нанбслее исследован образец ,в котором

■ рентгёновскими-язмерениями установлено,что присутствие вакансий

(0.41 на форКульную единицу) ре нарушает тетрагональную симметрию

однако магнитные фазовые переходы происходят в совершенно другой последовательности по температуре.При ее понижении установлено,что первым,возникаипим кагнитоупорядоченнкм состоянием является состояние, обладающее спонтанной намагкиченностыо.Переход из ПМ фазы' в условную <&Щ-фазу второго.рода.Надагниченность фШ-фазы достигает, максимума при ТМ=120-К.В интервале температур; 100 К< Т <120 К на-, блюдается уменьшение намагниченности от 14 до 10 Гс см /г.дтотни-зкотешературный переход является превращением первого рода.пооко- . льку сопровождается температурным тистерезисом и калым,но -резки.! ■ ■ изменением параметра репетки. с.Проведены измерения воздействия ги-' ■ дростатического давления и сильного ш.шульсного кагнитного .поля • на стабильность магнитоупорядоченных состояний в. этом образце.По-казано.что увеличение давления приводит-к'снижению НТ (ТСЮОК) и ' БТ (Т=120 К)-фаз и к появление одной; линии на фазовой р-Т-Диагра?.1- • ме при 6 кбар.Эта линия обнаруживается по: аномалии статической • магнитной восприимчивости и может интерпретироваться как;' граница -. переходов пм-АФ.Изыерения в ыагнитиыХ полях показали присутствие индуцированных переходов из'НГ .в вТгФ&зу,что дополнительно'свиде-' тельствует о том,'что спонтанный: :перехбд ВТ-ЙГ *является переходом -первого рода.Приводятся Н-Т и Н-Р-Диагракмы- образца.В..закязсч'епип ~ . главы дается качественная картина наблюдаемых.цереходов.йсходя из модельных про дставлений, развитых .'в. гл.5, кы склоняемся- к'.следующей'1 .схеме.Переход второго рода .при. Т2 ^ 200 .К соотвзтбтвует-перёхе;^. '-•■ 0-1 из ПМ в чистую катлшхеарную.'ферромагнитную фазу-.Увеяичениё намагниченности в фазе I прекращается в. окрестности., перехода, первого рода1-Ц1,в результате которого намагниченность уменьшается как следствие появления периодической 'компоненты магнитного 'момента . в сметанной фазе. . '':.■ ' . ' • • •'.':'-•.. •

ГЛАВА 7.ОСОБЕННОСТИ. МАГНИТШХ- ЧАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ' Б 'АРСЕШДЕ: ' МАРГАНЦАбОБУСДОВДЕННЫЕ: ВЗАШОШСТВУШИШ' ШГНИГНЫМ ■ ИСТРУКГУТШМ " ПАРАМЕТРАМИ ПОРЯДКА .В ароениде/марганца ивы атмосферном; даьденЕк . исследовались шгнитно-структурные яеЁеходыпервог.о рода ,

Ш.НВ31) и второго рсда! ПМ(ВЗЬ)-Ш(В6+).Крибгалличедкая'структура' ;.-"■ З&т-гексагональиая,никель арсенидногб типа; Б31-5ФмОВческкя типа .:'• фосфид карганда.структурный-. переход В8£-В31-ткта сиеаеная .можно .• описать,учитывая'.орторомбичебхие'Иркаженда^.^ целого и смещений атомов марганца- и 'Штьяка из- положений раввове-скя.Эти смешения характеризуются одним из трех Лучёй нецриэодико-.. ' -го представления (К=1/2; Ь группы Рбд/тж С ; ) и вропсрЫбнааь^,

:ш параметру структурного порядка в глагяитно—структурной модели фз-зовнх перздовоз для арсенкда глрганца.Эта. кодель предлогена И. Ви-тебскта.Д. яблонсгем а'в. Бзрьяхтаром з 1981 г.в области высоких давлений • в.(4п45 войкоазо. яаблэденяе переходов первого и второго ¿о-да,пршзод5СЯС>.' и&?.:енеялэ спинового состояния колов марганца.3 на-лзЗ работе '¿н! изучали 'слолтапнтй'-я пвдунзрозаяпне маппгтно-структу-рлый: переходы первого рода: Ш(В31)-4.'.1(В81) при.Т > Т| и АФ(Е21)-^ЦШв^).Последние- переход;-!,ссярозсждаю'^геся ¿зменеялеи спинового оостолная'., от. нзз'коспинозргр- (НС); Кгзцссерсязг.ово^ (ВС), обнаружены валет п.лрн .а1'йЬс$арноМ..Дязлг11;й1.2 \узтас'?абил$цо2 области Р-Г-Дпаг-ргжа при.'£'.<. 2'6й*.;С;.ййгапсенидг-марганца• и при т <190. К" для лзос-груктурнрго- ■ейгапз"';'Локф'сзазя'о-.арсенида' марганца' ~г-}Ьзок к'оделпру'ог'-зоздейстгха кнекаего. давления¿так 'как умсньзаег. >б'ьёц;адемёя%ар^о]!'':ячеЙк-'л' у зелйгсзает-.геггаературу структурного iepëxo'дa..Щ('BЗI}•¿Ë^(•B8J■)''.Зго- цаэватхло'у^ень^хтз величину ' ашлгалъкаго;:^ (рхс.ЗЗ) йзобходикого для

.'порДз.-ск.-ыгепгя .еохрэдпй лйтартабкльнуй ¿ФШ31) фазу,воз-стао^уп^а-.л^ндп,^ переход

фйё:ВЗ*'зда т=190 -К' дбо-

кгай

23-ьяЛдЬ' "огвйё.ть с. дзугл зкла—■ пёреход з изо- • пщозр*г увеа^чёияя гагкЬгного-

эгзцтауйойоз".¿заргзнрй;'о?.'1 НС.о 3.4/.'а- в-фазе- ВС.

гжгз&Ьух^&ф^ ро~

результата. ¿риала к выводу .что, суцзстзо-!Н2,з -Згих пвреходрз' в ¿нацазрне ткаерагур '3£4«.Т-'< 400 к и осо-«шЬстл:.Н-Ф -я.'й-М&фда^ объяснить ;толькй йсходя из уче- '

и бального ээ^оДейстй^, г^^ятнога -и. .структурного параметров , ■редка. а- ¿¿гштоупругих:-. взаимодействий^Зто, то -обиеё ¿что объедаем'. н^л'-аодходы-'п^ гзлеЗокарганцевых оеналггв^0б225ость'; в'атё:!ает: аз - одинаковых. трано^ергэдконных ' свойств а&бд&2ствуий& ..пароме трсш\порядка. и¿оледозательно ¿'одинаковой ■ тё1атач'ескЬа:;.'фор^1 псгеййалс&.иснользуекых и'сд^-:скет£нного_ о тетрагональной'-реаёт-¿слели:кштатно-структурнц^- Еереходов -в арсенсде- марганца,.-' • гдстзйги является сХодство в ?-т ,Н-Т .Н-Р-Диатрагжах для обеих. :теа (рйс.з)»В первом Случай оба параметра - порадка-магнлтные; :

зо втсрок-один хагнитшй, другой структурный- .ТП во втором, случае сохраняет - свою форуу, если параметр Ы заменить на У1' .«И?; рис.3 легко просматривается аналогшгмезду линиями переходовна ооеах . ■ диагракмах.Сутественным '■ отлЕотем - обеих - систем является, сйсутствиел';. аналога смешанной фгзы:возникновение ф^-фазы .(М^О)-орйводйТ к ¿о- . . давлению искажений .гексагональной решетки, ( =0) и наобсрот-прЕ •• ^ .ТГ -0 и.Т1< I < реализуется чист ое 1ШгСостояние; с пскахсни-.

ем исходной Вв^ структуры.0днако это отличие отрахает.'лиа кмдайесг.. тэенное расхогдензе-в веллчже.кой^дадгента взаимосвязи. дадх;Пйра-метров цорядка.в №. А^ вэличщ;а 02 шстатько: вёл13а;что поавлеясе . одного из упорядоченных;состошЁй энергетически выго£нее их' росу- --: чествования во всей области-теьшератур .к -дазлений.НЙзкртёгаератур-'; аый участок р-Т-диагра^лщ арсекида- царганца (нзйё- линии описывается: уже тремя взанмоде£ствуюцшмз1'' парамет]>аш'.;пррядка;третьу им' является: вектор • _фР1ВД®оваавй:;даг'' •/

нии •. ,по-зидаому ,в;. значительной'даере. обусловлено, Ергйуренцией •. низкоспинового ас-состшзрш и высокоспиЗЬВого; Щ ¿ОСГОЯНИЙ, ••.'•''.

;. - глава е.мггодикй эксп^^втгалье^х ийсязшшз. образцы трсй-ной системы.Рец.^Мп^АЪ■■ -готовились. одней' из':методов-. пороэковой- . металлургии.Готовые .образцы .'представляли Робой естественные «снрк-т... • ристадлиты с вШ^е.дной...плосуссг:1^-^ •

ные измерения проводились на основе трех ;цетода;в. стамеска битных полях: до' 12 кЭ -при различных юрш 'хщросттяческшо да- ; . вления .исследовались теетературные зависимости 1йма1ВДЧещо'стЕ«й&-.мерения проводились-с помощь» ыаятншфйух весов в.:ыаЙ1йбмей>а о Г ' вибрирушими

тических'магнитных полях-до. $0 кэ -.исп-ользсвалось соЧетайие маятни-. новых весов со сверхпроводящем ссяеноидомЛри исследявавии.врлеаых • зависимосте)Ьрамагниченноста в импульсных' малинных долдх нсполезо-. валась установка для создания^ сильного импульсного магнитного поля в камере высокого давления, разработаннай.в отделе,магнитнцх -.сврЗ?" : ств твердого тела дон ФСК АН; Украины.Эта уртававва хюзвр^^щю^, водить измерения до'д давлениек да. 12 -кбар- в интеграле. т&4пера*ур'' ¿•т 1.5 до 400 К с максимальной. амплятудой вЫр^сйннрсти ..магнитного поля до 500 кЭ ¿Исследование дн дуцированных: переходов в штульсных ' магнитных солях', .при: одновременном воздействии; йа образец одаооонкх. давлений проводилось на специальной устадЬисв.скоиструированасЛ ав» тором.Эта устаирвка представляет совой 'соч$танйе; шдульсртач) сояв-ноида .специальной. конотрукцин,пре'соа,и4мериител^врй ^¿гёмб^йочлв-,: ненвсй с угором гз текстолита^даок^ з.-дадшеааго^^

„костью & 10° мкф.Параметра установки: Нмакс=250 кЭ, Рмакс=1.5 кбар, диапазон температур" от. 77 до 450 К.Еыделешг'е полезного сигнала, при измерениях проводилось по традиционной/индукционной методике с испо ■ ■ льзованием концентрических, измерительной и.компенсирующей катушек.

^:и=»=ог .-а

Рис.ЗА.

.Магнитная- фазовая -р-т-диаг- . ралйа сплава с а,=2.0,х=1.25. ; 'Магнитные структуры упорядоченных фаз. изображны при '•■.пог^ощи Однородной' М0~¿Г и периодической М^М компонент магнитного момента ячейки.

д

-1- Ь-

>,» г.о и>:ло' и . 6Л и РЛр

ТД.ЩВврВС) ' ' 'т*

ЛД^О» И» .

Рис.ЗБ. Магнитная фазовая Р-Т-ди-аграша арсе-нида марганца.

"Ы

" 'ШЗ8т,ВС)

11ЫШ. о , У/о

АФ(В31»ЕС) ■

Р.кбар

ЗАШН2ШЕ..В заключений выделена основные : орягщ'айънкэ;.результаты. I.установлено.дао.'в'• зазасюгоми-от.-.срстава -сплавы ря^темы';-с, тетрагональной .кристаллической репеТкой:С38 : делятся на два класса.В сплавах первого'-класса'последовательность фазоБых..пзреходоз:парачагнётизк^ан^ ' 'ферромагнетизм • (11'Л-А-:--;:"Л) ;аере?соды пррядок-Еорздок-'дя-f' образцов'• ♦из этого-класса йо^зйЗдаъ-'.как'"И-ё^рс^.-сплйваХ зторого класса^перво1;'каг!51;тЬу11орй;д6чекнйй фазой,возникающей пра-по-. нижешш температура является ферромагнитная. -'-.;....

2 ¿ферримагдану ® ,-фзЗу^ в.' .сплаву.;^^первого-.^ос'а,;цал2о:расс^атри-вать¿как углевую структуру;ели .смешанное -.с'Ьст<^йЬ;£1йеша£йко'е сосгоя-нле не-является ••

представляет coOci: .су.перзсз::^:^. offifcpp^KoS'- ю.-'пер::сд:тас1'.сГ; капоке-нт полного Еагнатного-:мо^знта;',кргсталйр:сйл.ид'ескд-4 ячейки.;'''. ..-• )•'•

З.В сплавах - второго класса переход - из ;.парф;агЕитзой в '-чистую ферраматштиую фазу реализуётся ."как: лреврарейцевтррогр .рода. a -jae'-.. сопровождается .ирме^ением-'/Сзрат.'.е^р.Ой .рёшйтг£4Дри--низ.1фс'.'тевдёрату-'. pax для некоторых. из ¿еда^од .перв'ог0. ixsut'ji.

смешанное состояние. .' • '. • ■ ;.;. ■'•'•;•'. '

' 4Л!ЗА!агнЕченнос1ь":.см'зааЯяого 'роЬтсяшщ.'йта-'сплавез. оОеих'^сласЦ. сов етшехс^;лшн&£най.¿ospa'paarafefi ..■.-.'." ;.■•■

- 5.В сплавах порзего класса в/воацйс [.'SQO'-кЭ- обнаружены ■ ббрати-; ' . tee лндуапроБШШке переходы , порьогс -рода-¿is ^адбс;,:агцитдбго..в;;ргль-. ' номагнитное угловое.состояние».-. .'.. " '." .". . .. .

6'. Обнаружено Я2ле::ле -необратдмсГ-с йодирования. ?ркрытак-'.••'.'-.' смешанных • состояний р'плавах'-.с. спонтендоГо'.-врзнЕк--

• новения смешанной фазы в .та^^родавйх:-находился в;: сбфсед'.'озрида-'; тельных гидростатических-давлений. ;'• у''■"'.-• ';- ■■ .••, '.-' ;-.-'.

7.УстановЛено,что ГиДрортатическое,- давление'-и--одноосное сга-:. тие образца-.вдоль тетрагональной сок- яв.^глсп..доетаб1сг.йз1груЕ^.й • воздействиям! на

пературц' перехода Tj- .и. Pпoктaннcй.^¡^ai^ничeIйyCTI:' .ПI:i^•yEe.•Iiг^eííiS¡ --. указанных деформаций.Еааротив одн(зрСйрЬ'.с^тие'рбразца пе'рп'еци2>у-лярно тетрагональной, оси. приБОД1л,. к врЗрдртани,ю''-этих.' величин ,и',-- '• следовательно .является «тгЙвди^и^'-^Дейбз^^; на состояние. '•' .'.* ■ * '; . . .-';-.

: в.Установлеио, что при 'индууирозайикх- перехРДах 'перврго ррда"' '-•' критические поля возрастают' прв.'-увеакйбн&а' гидростатического дйдй лешш а одноосного сжатия. ваоль: тетрЭрааяьноЙ оЬи,Деформация -об- '•;

разцоз перпендикулярно тетрагональной оси снижает величины критических полей и может.привести к необратимому переходу в смешанную фазу, если исходное, состояние было мзтастабильнкм ачтиферромагнитным.

. 9.Построена феноменологическая модель,учитываьлая взаимодействие. магнитных мод. различной, симметрии,в рамках которой удалось объяснить все многообразие магнитных свойств арсепидов с тетрагональной решет'кой.В основе.модели лежит следующее.положение.При по. нижении' те:.шературы важную роль сохраняют взаимодействия между ранее сконденсировавшейся модой и-флуктуирующими модами.При определен-XIой величине константы'сея5и. между модами' в области низких темпера' тур энергетически выгодным оказывается конденсация одной из флукту-

■ ируюаих мод-прд .сохранении исходной конденс&рованной.Состояние.воз-

■ ¿икайтее .в'результате,определяется, как смешанное.При большой величи-

■ «о энергии' связи конденсация флуктуирующей моды могет привести к исчезновений: исходной . моды.в 'Первом случае модель описывает перехо-. ды' из - чистого в. смеошпЬе .состояние,которые- , наблюдаются в исследуе-•ьах'арсенидах с решеткой С38.Б0 втором случае основное состояние

* характеризуется только .'одним параметром магнитного порядка.Переходы -такого типа Допарывались^ ранее.'инверсионной моделью,в-которой основную роль играли-изгнитоупругие взаимодействия. . ! •

• ;' В итоге мозшй-ксйктатировать,что рассмотреншй механизм переходов порядок^орядрк имеет- более общий'характер и .позволяет описать большее раз но образие., магнитных свбйств.Одним из' йркыеров сказанного является возможность описывать;фазрвце переходы-порядок-порядок, прстекаЕШз как превращения второго, рода.

10.Проведен анализ "влияния . анизотропных обменных взаимодействий . -на стабилизацию шгнитоупорядоченвнх состояний в некоторых арсенн-. .дах' с тетрагональной решеТкой.ПоКазано^ято для О^ A S синхронное по ' температуре' магнитное' разупорядояёние тзтраздрической и октаэдриче-. ;спсй1*лгн2тйых-подсистем есушествлйется только благодаря анизотропному обмену между спинами обеих подсистем.

•ÎÏ.II?,съедены исследования' низкотемпературных' АФ-iM и высокоте-мпе.оатурных с;М1М,кагцитно-структурннх переходов первого-рода в сплавах на оскс'веарсенида марганца-с гексагональной кристаллической 'ргпаткс2.П-ск2з.аяр,НТ'пе]?еходы при. атмосферном'давлении сопровождаются-не. только изменением-симметрии рёшетки,но и спиновым состоя-■ ниэм 'исноз марганца от низкоспинового в:фазе АФСВ31) к высокоспино-BPtC 'в"'.фазе'5а.(В8|). '

12.На основе феноменолпгическбй теории,учитывающей взаимбдей-

ствие параметров структурного и магнитного порядка,дано объяснение' особенностям индуцированных переходов 4М(В8^)-ПМ(В31) и обиим закономерностям в Р-Т и. Н-Т-Диаграммах для железомарганцевых арсени—'. • дов с гексагональной и тетрагональной решетками. Это обадснение . опирается на подобие математических форм термодинамических потенциалов используемых в моделях изоструктурных и магнитоструктурных^ переходов о двумя взаимодействующими параметрам?, порядка.

13.Разработана методика. синхронного исследования воздействий одноосных давлений и импульсных магнитных' полей ца образец.

' ОСНОВНОЕ СОДЕШНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОТРАКШ В' СЛЕДЯЩИХ ПУШКА-ЩШХ: ' ■ ..'.''

I.Завадский Э.А..Смирнов В.М.,УРУшадзеА.Т..Вальков В.И. Магнитные превращения в некоторых арсенидах с решеткой типа SV/mi " Всесоюзн.совещ.'по физике низких температур.Донёцк.-1972.Тезксы Докл.,1972.45.194-195. . '...,'

2.Каменев В.И. »Вальков В.И. .Завадский Э.А. Образование зародышей " ■ в арсениде марганца/У Ш.-1978.-22,в.Ц.-С*3459-3460, •

3.Галкин A.A. .Завадский Э.А. .Ваоьков В .И., Грибанов .Тодрис Б.М. Обобщенная Р-Т диаграмма арсенида шрганца.//ДАВ СССР.-1979.-246, Ä4.-C.862-865.

4.Завадский Э.А. .Вальков В.И. магнитные фазовые лереходы-Киев:На-укова думка.-1960.-С.256..

.5.Завадский Э.А. .Гашша Е.Г. .Каменев В.И.,Тодрис Б.М.,влияние' магнитного поля на устойчивость .мапштоупорадоченных фаз. в сплаве •Мп0 Jjfffßo, Аь .//ДАН УССР.-?1Э81 .-А.-ÄT2.-С.Е2-55.. 6.Вальков В.И.,Галкина Е.Г. .Завадский Э.А. ,ТОДрис Б.Ы. .Каменев В.И. Аномалии температурной зависимости параметров вдиоталличеркой решетки Mfl 099 Fe ßpfAS при магнитных фазовых переходах первого .... . рода.//фТТ.-1981.-23.B.7.-C,22Ü9-22II.. ' : . '■'' . 7.3альков В.И. .Завадский -Э.А. .Тодряс Б.Ы.,Асадов С.К, Особенности . индуцированных превращений в арсениде марганца,обусловленные взч-\имосзяаьв магнитного и. структурного параметров порядка,//ФТТ.-I962.-24',Bi5.-C.I53l-I533.

8,Вальксв В.И. .Завадский Э.А. Магнитные'свойства сйстеш : fea-xMrix //ХП Всеоо йн. совей,- по физике магнитных етдений

-7улла.-т«83.-1езисы локл.-198Я.'С.27СУ271.. ■ . .

S.Вальков В.и: .Завадский Э.А. .Каменев В.И. »Кирбитов. В.М.' Магнитные .. к кристаллографические свойства монокристалла ДЬ>2с/^^/Ь/УфГТ.-

. Ю.Вальксв в.Й.,Завадский Э.А.,Кирбитов В.М. Новая модель перехо-. ■ доз.\антиферроыагаетизы-ферримагнетизм для сплавов системы Fe^Mn* Ab . ,//т.-19Ъ5.-27,в.5.-С.1513-1517. Ц.Вальков,В.И-,Кирб'итов В.М. Влияние давления на устойчивость ма-, гнитоуйорядоченных состояний в сплавах систеглг ^ Мл^ AS .//

. СТГ.-1985.-27 * в.9.-С.2737-2739. 12.Вальков В. И..Кирбитов В.М. Исследование "скрытых" ферримагнит-ных'и ыетастабилыщх антиферромагшггных состояний в сплавах систе-^fa ^ Всесовзн. конференция по магнетизму

-Донецк,1985:Тезисы докл.- X9R5.-C. 129-130.

- 13.Валъков В.Й..Кирбитов В.М. .Тодрис Б.М. Методы нахождения границ мапщтоупсрядоченнцх фаз в области отрицательных давлений р-Т-ди-arpajaa.//Применение высоких давлений для получения новых материале в и'создания интенсивных процессов химических технологий-Москва, 1986-Тезисы Докл.19Р6.-С.1СЗЗ. •

14.Вальков' В.И. .Завадский ;Э.А. .Кирбитов В.М. .Сибарова И.А. »Тодрис £¿11« Влияние магнитного поля на меТастабильныё состояния в сплавах

. " системы Fßg+i-x Мл* /4£ ; /А^Н.-I987.-32 .В.9.-С.Ш8-Г420. •

15.Ba^KOB.J.Hi-,3aBaÄCHHÄ.3.Ä. ¿Кирбитов В.М. .Романова H.A. .Тодрис Б.М. ^барона' и»А. Новое магнитное состояние в »елезрмарганцевых арсенидах со структурой С38//ФТТ.-19В7.-29,в.8.-C.2309-23I5.

16.Вальков В.И.,Завадский Э.А.-.Бухинский С.А.,Стефановский Е.П.

■ Особенности .переходов порядок-порядок в ¡келезомарганцевых арсенидах со структурой С38//?ГГ.-IS87.-29,в.12.-С.3534-3539. Х7.вальгоз В.И.«Завадский Э.А.. магнитные фазовыэ переходы порядок. . порядок структура- кагзЕГсулорядбчеаных фаз в сплавах системы . //УФ2--19е8,-33«B.I.-C.67-70.

18.Вальвоз • В .И*.ЗаваДский Э. А. Природа фзрримагнитного состояния

- з сплавах; Fe^^ МП* /4$ . //физика иагЕЗТных доменов к фазовые зереходы-Дс2ецк,Х988;.111'Срветско-^чеас1а1й.тезисы докл.-1988.-C.79-8Ö. -.

19.Валькоз З.И.,9азадск2й -Э.А..Буззяскхй С.А. Влияние упругих де-. формаций на сосуществование фвррд'-антиферрскагнетизма в хелезоиа-

ркщцевых' арсенидах- со.' структурой С38.//ЙТ.-1989.-31 ,в.7.-С.238-240.. : ' . . '.'

. 2й;$алькоз В.И«.,Завасдкнй Э.А.,Еухинский С.А. Природа шгяятоупоря-. дачешшх состояний в гелезомарганцёвых арсенидах со. структурой С38// STT.-I989.-32.3.6.-C.231-237. ' '-" '

21 «Буминский С.А.,Вальков Б.Й.»Романова Н.А. Магнитоупругие свойства трехкомпонентных арсенидов с кристаллической решеткой С38// ФГТ .-1991.-33,в.7.-С.193в~1939. 'У/

22.Буминский С.А. .Вальков В .И. ,Романова Н.А» Влияние одноосвдх да* влений на магнитные превращения порядок-порядок всплавах..

'23.Вальков в.И. •СтефавовскиЙ БЛ1« •Феноменологическая теория магнитного упорядочения в .системе ¿Г^АЬ 49-^ 54. ''

24.Вальков в.И.,Завадсхай Э.А. Магнитные фазовые р-х-^дааграммы • сплавов Реа.хМПу: АЪ и сссушзотвовгниеферри-антиферррмагав~ тизка в проводящих иатаётика^/(тай.~1?91«Ч[

25.Вальков В.И. .Стефановский Е.П. феноменадогическая ^еория .магнитного упорядочения в соединении Сг^ Л&. // ЭёХ Всесрвзя^ конфе-ренц. по физике магнитных явлений-Таткент »1991 .Тезисы доклада.-С1А2 ч,1.Ташкент.~1991. • ' . " V ■

26 .Вальков в.И. .Завадский Э.АоСтефанавский Е.П. Индуцированные переходы высокий спин-низнийспкн в железомаргавдевых ароенидах.о кристаллической структугюй СЗ^/«ВД.-1992.-2,»3.-С«|Э-26, 27.Вальков в.И..Романова Н.А. »Потапов Г.А.»Хапалт Е.А. Влияние ..." нестехиометрии на магнитные свойства а дефектность кристаллической структуры сплавов, система РСц-хМях ' С. ■ • •■■. • • ••