Магнитные свойства двойных молибдатов диспрозия и эрбия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

АКАШИ НАУК УКРАИЩ

«ЕЖО-ТЕХИЖШ ИНСТШУГ ШШ. ТЕМЕРАТУР мт Б.И.ВЕРША

На правах рукописи УЖ S37.611.45

ЧЕРНЬИ . Алэкеандр Оемвнович

МАПИГМ: СВОЙСТВА ДВСМЭД ЬШБДАТОВ ДШШ1Я И ЭРБИЯ

01.01.11 - физика магнитных явлений

Автореферат дизосртадаи на соискание учонэй степени

кандидата фгатогматематачэских наук

Харьков - 1901

Рзбогг вьголнзна в физию-техническем институте низких температур АН Украшгы.

Науч&й руководитель: кандидат фгажсгштештичэских наук, старшй тучьй сотрудник ХАШСОЕ.Н.;

Офпвильньв сшенш: доктор ^кзико-математичасжих наук, профессор ЛОТКОВ 1С.А.

доктор ^кзико-математических наук КОВАЛЕВ А.С.

Запита состоится 1931г. га заседа-

нии СЬагтаягзированюго совета К Ctt6.27.01 при $кзико-гехничзскга институте низких тейаэратур АН Украиш , гю адресу-. 310164, г.Харыаоа, пр.Ламва, 47, ФГШГ АН Украина.

С д«соертадцэй ыэзнэ овнакомгггься в бйлдатемэ ФГИНГ АН Украиы.

Автореферат разослан

1931г.

Учаьй секретарь Сгашлюировашюго совета К 016.27.01 кавдвдат |шикопвтавтичэских гаук

ПАЖгВАЛЬ П.П.

ОБШАЯ ХАРАШЖЖА РАБОТЫ.

Актуальность теш. Проблема фазовых переходов остается одной из вахней-них в современной физике твердого тела. Воздействие внепиих условий (температура, давление, электрические и магнитные поля) приводит в ряда случаев к существенны* изменениям структурных, магштгных или электрических свойсггв вещества. Особы! интерес для изучения природа возникновения и прсггека!п5я фазовых переходов представляет объекты, свойства которых не описызапгся классическими мэдельньш представлениями. В области магнитных диэлектриков, изучения которых касается данная рабсгга, таковьми являются гаокосимметричныэ низкоразмэрные магнетики с явно вьраженньм ашзотропньы взаммодейстакм внутри магнитной подсистемы. В таких магнетиках, как правило, возникают сложньв многоподрешэ-точньв, сушесггвенш неколлшеарнье магнитные структуры.

Кроме того, несомненны} интерес для изучения фазовых переходов представляет ситуация, когда имеется существенная связь между двумя подсистешми вещества, например структурной и дагнипюй. Примером могут служить изинговские магнетики со слоистой структурой. Фазовые переходы в одной подсистеме могут приводить к гезмененению состояния в другой подсистеме.

Щелочноземельные двойные мэлибдаты редких земель (диспрозта и эрбия), изучению которых посвяшэна настсшая работа, обладают выиеуказанньми свойствами и их изучение позволяет расширить понимание природа фазовых переходов и выявить новые эффегаы, связанные с этими переходами.

В качестве объектов экспериментальных исследований были выбраны три соединения: КОуСМоО^ , КЕгСМоОд)^ и СзОуСМсО^ . Эти кристаллы обладают ромбической симметрией, ярко вьраженюй слоистостью и могут рассматриваться как пример изинговских магнетиксв. Хотя модель Изинга достаточно хорошо изучена, в данных кр!кталлах 'возможно возникновение изинговских неколлинеарных маппгг-

ных структур, не описьваелж классическими моделями.

3+

Креме того, так как ионы Г)у и Ег имеет ненулевой орбитальньй магнитный момент и обладают изинговским характером взаимодействия, в исследуемых кристаллах возможна сильная связь структурной и магнитной подсистем, которая мэяегт проявляться в виде кооперативного эффекта Яна-Теллера или других магнигоэластических эффектов.

Методики измерения намагниченности и восприимчивости в сочетании с методом ЭПР позволяет получить обширную информацию как об интегральных так и о микроскопических магнитных свойствах исследуемых объектов в вироксм интервале магнитных шлей и температур.

Измерение магнитной восприимчивости в переменных магшггных полях в ииро-ком диапазоне частот наряду со статическими измерениями позволяет проследить зависимость дннамики магнитной поденстеш от внешних условий и получить дополнительную информацию о магнитных свойствах кристаллов.

Целью настоящей работы является исследование магнитных свойств двойных малибдатов ИЭДМоО^, СзОуСМэО^ и КЕКМэОд^ методом измерения динамической и статической восприимчивости и намагниченности в шфоком диапазоне адстот и магнитных полей и выявление особенностей магнитных свойств, связанных с низкотемпературные! структурньш и магнитньш фазовши переходами.

Научная новизна результатов и выводов, представленных в диссертационной работе определяется следующим:

1. В шроком диапазоне частот и магнитных полей исследованы магнитный свойства двойных малибдатов ЮуСМэОд^ , йВуСМзО^ и ЮКМоОд^ . В (М^МсОд)^ и КЕгСМэО^ впервье обнаружен магнигньй фазовьй переход типа порядок - беспорядок.

2. Изучены магнитные свойства исследуемых молибдатов в магнигоупэрядо-ченнсм состоянии, обнаружены и исследованы магнитопереориенташкжшьв перехода. Показано, что магнитное упорядочение происходит в многоподрешэточную некшли-неарную магнитную структуру.

3. Изучены релаксационные процессы, происходящие как вьше, так и ниже температуры магнитного упорядочения. Определены энергии возбужденных уровней в парамагнитной области и энергии активации в упорядоченном состоянии. Обнаружены эффекты взаимодействия магнитной и структурной подсистем.

Практическое значение диссертационной работы заключается в получении новых экспериментальных данных о магнитном поведении низкосиьметричных низкораз-мерньк изинговских магнетиков. Эти данные могут быть использованы для дальнейшего изучения миогоподрецЕггочньк магнетиков, построения моделей для их теоретического описания.

Исследование релаксационных процессов в редкоземельных малибдатах в широком диапазоне частот демонстрирует расоирение возможностей этого метода для получения информации как о магнитных так и о структурных свойствах веществ. Обнаружение релаксационных процэссов с аномально болышми постоянньш времени может сказаться полазньм для изучения процэссов намагничивания слоистых изинговских магнетиков.

Апробация работы. Основные результаты исследований представлялись на следуших конфереиклх, совеишиях, семинарах: Всесоюзная конференция по физике магнити« явлажй (Кагжнн, 1988); Всесоазнзе_совешание по физике низких -температур (Лекьнград, 1СЕЗЗ; Чехословацкая конференция по квгнетизму (Коиице, 1968); Всесозпное сша'пгг® го физике низких температур (Донецк, 1900); Всесо-езное соееовгеае пэ фщкгэ низких темгюратур (Казань, 1992); Воесошная конференция пэ физике магнипьк явлений (Харьков, 10179); Международная конференция стран-членов СЭВ по физике и технике низких температур (Дрезден, 1979); Все-'(соизньй семинар '^Ьгнитныэ фазовые перехода и критические явления" (Махачсала, 1984); Всесаззное совещание пэ физике низких температур (Таллинн, 1981); Всесоюзное совеявниэ по физике низких температур (Тбилиси, 1966); Скмкхзиум,по

эффекту Яна-Теллера (Кшинев, 1933); Школа-семитр по физике сегнетовластиков (Ужгород, 1991).

Публикации. Основньв результаты диссертации опубликованы в 12 пе^итньк работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работа. .Диссертация состоит из введения, четьих глав, заключения и списка цитируемой литературы, состоящего из 46 наименований. Полный объем работы составляет 130 страниц, включая 48 рисунков.

ОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

Во введении (формулированы цель и задачи диссертационной работы, обоснован выбор объектов исследования, приведены основньв положения, вьносимье на заииту, кратко описана структура диссертации, представлен список опубликованных работ по теме диссертации.

В первой главе изложен краткий лигературньй обзор работ, госвяшэнных изучению структуры и некоторых физических свойств двойных молибдатов ЮуСМоОд^ , КЕгСМо0д)2 и &1)у(МоОд)2 . Основное внимание уделено изучению магнитных свойств исследуедах кристаллов и энергетического спектра нижайших уровней ионов и в кристаллических полях. Рассматривается пространственная ориентация направлений магнитных осей ионов и й-^+по отношению к кристаллографическим осях*.

Вторая ггава посвяшена методике эксперимента. Нагютгныэ свойства двойных редкоземельных молибдатов отличается болышм разнообразием в широком интервале температур. Магнитная восприимчивость, например, может изменяться от 10"® до 10 Наличие в редкоземельных шлибдатах магнитгой релаксации с постоянные! времени, изменяпшмися от десятков минут до 10~®сек., сильно усложняет изучение магнитных свойств и требует применения разнообразия метод;«. С другой стороны, это позволяет получить згачительно больше информации о магнитных свойствах исследуемых кристаллов.

Применяемое методики можно условно разделить на чэтьре группы: стгдамзс-кие измерения; измерения в переменном магнитном поле низкой частоты; радаочас-тсгшьв измерения; метод ЭПР.

Статические методы заключается в том, что образец намагничивается однородны* шгнигньм полем и движется относительно измерительной катуики. В однсы случае образец вьдергивался из катуики, а наведенньй в катуике импульс ЭДС интегрировался по времени. Эта величина пропорщюнальна намагничэнности образца и регистрировалась вьоокоомньм ш^роеьм вольтметром. В другом случае образец вибрировал внутри измерительной катуики (вибрациониьй магнетометр). Полученная синусоидальная ЭД7 усиливалась узкопслосньм и синхронньм усилителями и регистрировалась в виде сигнала постоянного тока, пропорционального намагниченности образца. Оба варианта дополняли друг друга в различных условиях про-

ведения эксперимента.

В низкочастотном диапазоне применялся мостовой метод с одним шщуктивньм плечом. Остальные три плеча моста были резистивнье. Баланс моста производился при помоши фазовращателя и регулятора напряжения, действующи раздельно. Образец находился в индуктивном плече, предотавляшэм собой катушку, которая охлаждалась до самых низких температур. Сигнал разбаланса, получающегося в результате, введения образца в катучку, усиливался.

Радиочастотные измерения проводились при помощи генераторов от 10кГц до lOOMTii. Кроме того, применялся метод резонансного контура, которьй позволяет измерять как действительную так и мнимую части восприимчивости.

Установка для измерения спектра ЭПР представляла собой спектрометр прямого усиления. Прямоугольны"! резонатор с волной Hg^g охлаждался до температуры 1,8К. Такой вариант спектрометра был достаточно чувствителен для измерений нашх образцов и позволял измерять широкие, до нескольких кЭ линии ЭПР.

Температура от комнатной до 1,5К получалась в гелиевом криостате. Температура от 4,2К до 0,Ж достигалась применением контейнера, в котором производилась откачка жидкого Не^ адсорбшонньм насосом, находящимся во вспомогательном криостате.

Измерение температуры проводилось полупроводниковьми из арсенида галлия и угольньми термометрами. Уголыье термометры калибровались по арсенид-галлиевьм термометрам и по сверхпроводяимм переходам металлов.

Магнитное поле до 95кЭ получалось при помоии сверхпроводящего соленоида с внешним диаметром 4Еш и внутренним - 15мм. Объем однородного поля, в котором размешался иеследуеььй образен, равен сжало 1а?. Измерялось поле специально изготовленньм измерителем с датчиком Холла. От этого же измерителя осуществлялась развертка двухкоординатного самописца.

В третьей главе излажены результаты экспериментальных исследований магнитных свойств редкоземельных молибдатов: KDyCMoO^g , CsDytMoO^g и КЕг(МэЭ4)2 .

В области гелиевых температур И>у(МсОд)р является парамагнетиком. Известно, что при температуре 14К KDy(MoO^)g претерпевает структурньй фазовьй переход ян-геллеровского типа. Ниже этой температуры элементарная ячэйка имеет четьре магнитных центра с изингоподобньш g-гензорами. Направления изинговских осей распределены в пространстве так, что имеется попарньй разворот в плоскостях 4Q (±43°) и be (±14°) относительно кристаллографмеских осей. Измерения магнитной восприимчивости в переменных полях показали, что в этой области тем- ■ ператур зависимость ^<Т) в KDy(HoO^)g подчиняется закону Кюри-Вейоса, но с различный! по знаку константами 6 вдоль осей 4 и с (рис.1). При температуре магнитного упорядочения (Тс = 1,1Ю восприимчивость вдоль осей а и с резко падает. Статические хе измерения показьвапг, что спад восприимчивости происходит только вдоль оси а. где константа Е отрицательна. Вдоль оси с. где 6 поло-

яггельга, восприимчивость ниге Тс выходит на насьнкие, как в <|ерромагнетиках. Из этих экспериментов мояю сделать вьвод, что ниаэ Тс магнитная система КРуСМо0^2 имеет сшетую некшлинеарную структуру, такую, что вдоль оси а имеется анпфррсмагнотюе, а вдоль оси с -с^ерромагнитное взаимодействие. Спад восприимчивости в племенных полях вдоль оси с - из-за мапптых доменов.

Рис.1. Температурная зависимость обратной восприимчивости ШуСМоОд)^ вдоль

осей а Ш и с (х) 1а астате ЗЭОГц. Рис.2. Зависимость намагничешюста ШуСМэОд^ от поля, прилогенного вдоль осей а (1); с (2); Ь (3) при Т = 0,БК. На вставке- нашпыьй участок кривой 3.

Полевая зависимость намагниченности КОу^МоОд)^ при температуре Т < Тс гкжазат на рис.2. Поведение кривых МСГО вдоль кристаллографических осей под-тверздает вьвод, сдотанльй выю, о слэяюй, некоплишарной каф-гураши юг-нитньи мсментов подресеток. Так, вдоль оси с (кривая 23 наблхщается резкий подъем намагниченности с выходом на насыщение. Это соответствует ферромагнитному поведении, когда происходит монодсменизашм кристалла. На кривой 1 (ось а) виден перегиб МСГО в полях 2 - 3 кЭ. Такое поведэниэ характерно для анти-феррсмагнетикса, а перегиб соответствует спин-переориентанионнсму разовому переходу, йфина перехода, крутизна перегиба К ГО зав!кяг от возникапшх при этом размагничивали« полей и от удаленности от температуры кзпсггиого упорядочения. На кривой 3 (ось Ь) в киъх полях виден резкий подъем наыагниченго-сти, как га кривой 2, но меньшей величины Более детальное рассмотрение зависимости МСГО вдоль оси Ь показало, что при прклозэнш магнитного паля в зтом направлении в поле Порядка ЭТО происходят резкий перегиб кривой МСГО (вставка на рис.2). При этом наблюдается гистерезис и релаксация нашгничэиюсти с постоянной времени порядка нескольких минут. Предполагается, что магнитные мпмвн-ты гюдрешаток КЦу(Мэ0д)2 ¡аправлены гюд некоторыми упвми к кристашюгра^ичос-

т,ч,т

ким осям. Проекции магнитных моменте» подрешеток оказьвакггея направленны® в противоположные стороны. Приложенное поле вдоль оси Ь приводит к перевороту указанных проекций и выстраиванию их в направлении магнитного поля.

Шпште свойства СзОуСМэО^ во многом подобны магшггньм свойствам ЮуСМэО^ . На рис 3 показана температурная зависимость обратной восприимчивости, измеренной в переменных полях, в области гелиевых температур. Наблюдается закон Кюри-Вейсса с положительной консташой 6 вдоль оси с и отрицательной вдоль оси а. При температуре 1,ЗК теми обнаружен фазовый переход в магни-тоупорядоченное состояние, которьй, как и у КРуСМоОд}^, проявляется в виде резкого спада х' 110 осям а и с, а статическая восприимчивость вдоль д ниже температуры упорядочения выходит на насыаение. Полевая зависимость нашгничен-ности Сб1>у(Нэ0д)2 ниже Тс С рис. 4) тоже внеине похожа на аналогичную зависимость в КЦуСМоОд^: ферромагнитное поведение вдоль оси с и спин-шреориенгаш-онньй переход (перегиб кривой МСЮ)вдоль оси а-

Однако в магнитном поведении КЦуСМоОдЗ^ и С&РуСМэО^ имеется рад существенных качественных отличий, что свидетельствует о различной структуре магнитной подсистемы и ее связи с кристаллической решеткой.

В СзОуСМэОд^ ниже температуры структурного фазового перехода (4СК) наблюдается сильное проявление магнитной релаксации на очень низких частотах, фи температуре 35 - 4СК это десятки МГц, а в районе Ж - единида Гц. Шла температуры магнитного упорядочения время релаксации увеличивается до десятков минут. В Ю)у(Нс0р2 таких эффектов не наблюдается, и вьшэ температуры магнитного упорядочения х' = ^ХАТ 1131 всех применяемых наш частотах.

Кривая 2 на рис. 4 МСН) вдоль оси с отличается от аналогичной кривой на

Рис.3. Температурная зависимость обратной восприимчивости СЬО^МоОд^ вдоль

осей а(А) и сСх) на частоте 30Гц. Рис.4. Зависимость намагниченности С&ОуСКэО^ вдоль осей а(1); оС2) и КЗ). Т = 0,6К.

с.2 для KDyCMoOjíg тем, что в ьалых полях резкий подъем намагниченности, ответствупжй модадсменизации образца, происходит не до полного касьшения, а i некоторой величины, приблизительно в 2,5 раза меньшей величины полной нама-ичешюсти по оси с. Далее происходит небольшой перегиб и намагниченность врастает до величины насыоэния, но с меньшим наклоном чем в начале. По }шв-' мнению это связано с тот, что в CsDytMjCu,) в упорядоченном состоянии сушэ-■вует некоторая разориенгашя магнитных моментов относительно оси с в плоско-и ас. Поэтому на кривой 2 p¡rc. 4 после участка роста намагниченности, соот-гтствусшего монодзменизадаи кристалла, существует участок, сосгтветствусиий )дворсгту разориентированных югштньк моментов к направлению оси с.

&го предположение основано на анализе результатов измерения спектров ЯР магнитной восприимчивости системы CsCy,,Euj_у{Нйд)g. Соединение CsEu(MoO^)g зомзрфю CsDy(МэОд)g. Из этих измерений следует, что при малых концентрациях энов Dy^+ Сх < 0,1) g-гегоор иона Dy^+ является изшговским с максимальны»! качением д-факгора около 18 в направлении оси а. По мере роста концентрации онов Dy направления юинговских осей отклоняется от оси а в плоскости ас, авая вклад в направление оси с. В результате в CsDy(MoO^)g (х = 1) величины -факторов, полученных из восприимчивости (ЗПР в CsDyíMoO^Tg не наблюдается), авны: <^=14,2; дс=12,4. Вклада в величину g-фактора или в восприимчивость в аправлении оси b при росте х не наблюдается. Это приводит к тому, что кривая на рис.4 (зависимость МСН) вдоль оси Ь) выходит го начала координат под ма-ьм углом к оси абсцисс и означает, что шитье моменты в упорядочением сос-оянии, как и изинговские оси, лежат в плоскости ад, в отличие от KDyO-toO^g.

КЕКМоОд^ изоморфен KDyíMoO^g , однако магнитные свойства этих двух соданений существенно отличаются. Измерения спектра ЯР иона Ег3+ в решетке юлибдата показали, что его g-тензор, как и иона Dy^+ при гелиевых теыперату-ах, обладает изинговским характером, но направление изинговских осей близко к вправлению оси Ь- №«ется небольшой разворот g-тензоров (д^ % 17) в плоскости С: ¿9° относительно оси Ь. Это обстоятельство и определяет магнитные свойства Er(MoO^)g. Восприимчивость его имеет резко вьраженньй анизотропий характер риз.5) и подчиняется закону Кюри-Вейсса. Значения ксмстаят 6 следуйте: 6а = -3,£К; = 0,5К; €Q= -2,Ж. Знаки 6- разшмш! для разных направлений, что хзначает разньй характер взаимодействия мевду ионами Но, как показали

вльнейиие исследования, преобладать является антиферромагнитное взаимэдейс-гвие. Жкеималыюе значение восприимчивости наблюдается в направлении оси Ь-Зострммчивость вдоль оси с определяется главньм образом разворотом g-тензора з плоскости ts.

При температурах около 1К на кривых j<T) наблюдаются максимуш, после te-no восприимчивость падает до очень малых значений. Такое поведение связьвается ; переходом в магнитоупорядоченное состояние. Температура перехода, определенная по максимуму d*/dT, оказалась равной 0,Ж. lisoe температуры упорядочения

а(1); Ь(2) и с(33 на частоте ЭООГц. Рис.6. Зависимость намагниченности KErtMoO^g от магнитного поля вдаль осей а. Ь и q при Т = 0,6К. Стрелками схематически показана магнитная конфигурация в зависимости от величины и направления магнитного поля.

зависимость намагниченности от поля МСГО (рис.6) показьвает, что в KEr(MoO^)g при (вправлении поля вдоль осей Ь и с происходит мапдаопереориап'ациошшй переход метамагнишого типа. Вдоль оси а такого перехода не наблюдается. Анализ совокупности экспериментальных данных приводит к выводу, что в KEKMoO^g ниже температуры магнитного упоряаочеши устанавливается четьрехподрешзточное антиферрсмагшгтное состояние с направлениями моментов, развергутьш опюсите-лыю кристаллографических осей, t-knurnioe поле опрокидызает направление магнитных моментов дадреаэтск, не изменяя угла разворота огдасигелыю кристаллографических осей. Схематически это показано на рис.6 в виде стрелок, означавших магнитнье момента подрешзток.

Так как расстояния мевду ионами Ег3+ вдоль различных кристаллографмеских осей существенно различается мезду собой и в силу изинговского характера взаимодействия КЕНМоОд)^ обладает низкоразмеркьми магштньш свойствами. Это проявляется в том, что максимум восприимчивости на кривой "^(Т) вдоль оси b набдвдается при температуре около 1,9С, а Тс = O.SK, а также в тем, что пик восприимчивости на зависимости ^'(Ш, шгорбй соответствует мэтамаггатюму фазовому переходу, наблкдается вьше Т , сохраняясь вплоть до ЭК (рис.7). Это означает раашрение области ближнего магнитного порядка, характерное для низ-коразмерньк магнитных систем.

В четвертой главе обсуждается эффекты взаимодействия магнитной системы редказемальньк ионов с кристаллической решеткой исслзцуешх шлибдатов. Эти

Х'-ю'

Риз.7. Зависимость мапштной восприимчивости х' в КЕНМоОд^ от псля при температурах: 0,6К(1); 0,7Щ2); 0,99ч(3); 1,ЗЕК(4); 2,1Ж(Э.

^(екго проявляются в наличии юпмтнсй релаксации. Измеряя воортмвдвость на пределенной частоте при понижении температуры образца, №1 видим, что при нэ-эторой температуре действительная часть восгриимчивости х' быстро гадает до элей величины и появляется мнимая часть х" • образуя горб на зависиюсти "(Т). Максимум герба совпадает с серединой перегиба кривой }'(Т). Это зка-ит, что при этой температуре гроисходаг релаксация с постоянной времени т, отгорая равна Г*. Г - частота, на которой измеряется восприимчивость. Изыэняя

1_|—I—■—■—■—'—,. г'К"

п и < я К Г г 1

не.8. Температурная зависимость времэни релаксации в СИЭДМоОд^ в парамагнитной области.

;ю.9. Температуршя зависшосгь времени релаксации в КВгСМэОд)^ в парамагнитной области.

частоту, можно получить зависимость т(Т).

В CfeDyCttO^g релаксационные процессы на радаочастотах появляется ниж температурь структурного фазового перехода (ДОЮ. Температурная зависимост времени релаксации показана на рис.8. Линейная зависимость 1дг~Чт~Ь означав преобшлание орбаховского процесса: т= А ехр(-МсТ), где А - энергия воз буаденного дублэта иона Dy^+. На рис.8 видны два участка, отличапшеся величи ной Д. Следовательно, отсюда можно определить энергии первого и второго возбужденных уровней, которые оказались равньми: Д^ = 230см * и Лэ = 105см *.

Аналогична процессы наблюдались в KEHMoO^g в области гелиевых темпера тур (рис.®. В этом случае величина Л равна 13,8см что соответствует первому возбужденному уровню. Эта величгаа хорошо совпадает с данным, получении ми из аттики и ЭГР.

Вьие температуры упорядочения в области ближнего магнитного порядка : GsDyiHoO^g и KEr(MoO^)g происходит релаксация с некоторьм набором постоянны времени, что ведет к раздал® картины частотно-температурных зависимостей

ности температуры магнитного упорядочения. Рис. 11. Зависимость мнижй части восприимчивости \ ' в HKMoO^g та шстотах, МГц: 10,4(1); 6,9(2); 5,14(3); 1,24(4); 0,46(5); 0,10«©; 0,016(7) и

действительной части х' на частоте ЗЭ0Гц(8).

действительной и мнимой частей восприимчивости. На рис.10 показана темпэратур-ная зависимость преимупвственного времени релаксации в (Ы^МоО^ в окрестности магнитного фазового перехода. При Т = Тс происходит переход от одной экспоненциальной зависимости т(Т) к другой. Ниже Тс постсяннье времени в

ОзОуСМоОд^ становятся аномально большим, порядка десятков минут.

Поведение мнимой части восприимчивости в КЕКМэОд)^ показано на рис.11.

В КРуСМЮд^ ниже Тс наблюдалась ьигшггная релаксация с временами порядка единиц секунд вследствие динамики доменных стенок.

Кроме эффектов взаимодействия магнитной акта« с кристаллической решеткой, праявляшися в виде релаксационных процессов, во всех трех исследуемых молибдатах наблюдаются статические эффекты. Они заклпвгггся в том, что под влиянием магнипюго поля вследствие бсяыюй анизотропии д-тшэора и сильной спин-орбитальной связи мотет изменяться легальное окрушвк (потенциал кристаллического поля), что в свсю очередь влияет на д-тензор самого магнитного

^10.12. Необратимость поведения восприимодвости ^ (Ь И Ь, Г=1КГц) в

КБНКЮд^ при увеличении (1) и уменьшении (2) вневнего магнитного поля. Угол мевду полем Н и осыо с а = -^(а) и а = -€°(б) в плоскости Ьс.

т = 4,ас.

"ис.13. Полевая зависимость мнимой '-иста восприимчивости (Ь II с, Г = 10 кГц) в (Ы)у£М§0 ) под углем 30° к оси а в шюскоспгас, Т = 0,6К. а - кристалл механически не нагрузен. 6 - кристалл протат к стенке катушки.

ст и на иапигнье свойства вещества (образца) в цепом. В эксверийгге это роявляется в том, что при некоторых условиях (поле, температура. орЕкнташя бразш) происходят скачкообразные изменения намагниченности шш восприимчиво-ти образца.

ряс. 12а показан прюер такого эффекта в КЕКМэО^ при гелиевой тем-эратуре (парамагнитная область). Поле направлено под небольшим углом а к оси в плхкости Ь£. Г^и увеличении поля ваден резкий скачок восприимчивости «рнвая 1). Лсяттдв паля происходит без скачса восприаливости (кривая 2).

При дальнейшем увеличении и уменьшении поля скачок \ не наблюдается, зависимость ^Н) происходит по кривой 2. Приложение поля под углом -а приводит к повторению вынэописанной карт» (рис. 125).

Такие эффекты наблюдаются, как правило, когда образец в катушке находится в свободном состоянии: не приклеен и не прижат к катушке или держателю. На рис. 13а показана зависимость *"(Н) в СзОуСМэОд^ при свободном состоянии образца (на кривой £'(Н) при этом наблюдается резкий скачок с гистерезисом по полю), а на рис.136 - зависимость % 'СИ) в образце, прижатом к стенке кату-ики. Такое поведение свидетельствует о существенной связи магнитной и упругой систем в исследуешх малибдатах. Более подробное изучение этого явления требует дальней»« исследований с привлечением других методик и не входило в непосредственную задачу данной работы.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы, вьносиьье на запнту:

1. Исследованные редкоземельные соединения при гаоких температурах претерпевают магнигньй фазовьй переход: ГОуО-ЬО^ -при 1.1К; (Ы^МоО^ -при 1.Ж; КЕг(Мэ04)2 -при 0,Ж.

2. Из данных по измерениям восприимчивости, намагниченности и ЭПР следует, что в результате магнитного упорядочения в этих соединениях реализуются сложные многоподреишочные, существенно неколлинеарные структуры с различньм характером упорядочения вдоль разных кристаллографических направлений. Такая ситуация характерна для анизотропных изинговских магнетиков.

3. В исследованных соединениях в упорядоченном состоянии при приложении магнитного поля вдаль направлений с ангиферрошгнитньм характером упорядочения происходят переориенгашюнньв магнитные фазовые перехода мэтамагкитного типа. Переходы происходят через промежуточные состояния, представляющие смесь опрокинутой п неопрокинутой фаз.

4. В результате исследований магнитных свойств ЮуСМэО^ , ОзРуСМоОд^ , КЕгСМэО^ в переменных полях в иироком диапазоне частот обнаружены процессы магнитной релаксации, обусловленные как спин-фонэнньш взаимодействиями, так и динамикой доменных стенок.

5. В интервалах температур с орбаховским механизмом магнитной релаксации на основании температурных зависимостей времен релаксации найдены расстояния до ближайшх возбужденных уровней энергии ионов и В~3+ в решетках молибдатов.

6 В упорядоченном состоянии в СУЭуСНоО^ обнаружены аномально медленные процессы релаксации, связанные с коэрцитивньм движением доменных стенок. Анизотропия спектра времен релаксации в этом состоянии обусловлена анизотропией характера магнитных взаимодействий. Энергии активации релаксационных процессов различны выие и ниже температуры магнитного упорядочения.

7. Динамическое поведение магнитной подсистема в твердых растворах

(MfyjjEu^CMoO^Jg , изостругстурных QsDyCMoO^g , обуславливается характером структурных фазовых переходов и концентрацией ионов диспрозия. От параметра х зависит также и сишетрия локального окружения ионов Dy^+, что влечет за собой изменение магнитных свойств при переходе от растворов с юлой величиной х к концентрированному CsDyiMoO^g .

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Пиисуха A.M. .Черньй A.C. ,3вяпш А.И. ОДеет низкой симметрии в спектре ЭПР иона Ег3+ в KYCMo04D2. ОТ, 1975, т.1, N4, с.473- 47В.

2. Шисуха A.M., Звягин А.И..Черньй A.C. Особенности спектров ЭПР кристаллов KYCMoO^g - KErCMoO^g, обусловленньв низкой сишетрией структуры. OTT, 1976, т.2, N3', с.339-316.

3. Хацько E.H., Черньй A.C. Энергетический спектр CkDyiMoO^g в окрестностях структурного фазового перехода. ШГ, 1981, т.7, N8, с.1018-1052.

4. Хацько E.1I.,Черньй A.C. Магнитный фазовьй переход в CsDyCMoO^g и КГ)у(Мо0д)2 - !фисталлах с сипьньы амвотропньм взшв.юдействпем. ОТ, 1985. т.И, tB, с.510-543.

5. Khatsko E.N. .Oiernyi A.S. Low-frequency magnetic properties of CsDyO-bOpg in region of magnetic and structural phase transitions. Ferroelectrics, 1SB7, v.75, M. p. 477-481.

6. Щгефшш П, Фегер А, Орендачева А, Черньй A.C. Пизкоразмэрньв магшггньв свойства слоистого кристалла CsDyibbO^g. ШГ, 1990, т.18, IE, с.227-234.

7. Khatsko E.N.,(Jiernyi A.S. Interconnection of structural and magnetic phase transition cbserved in single crystal CsEu^/jt-ЬОд)g. Ferroelectrics, 1992, v.130, pp.321-325.

8. Хацько E.H., Черны"! A.C. Магнитные фазовые переходы в редкоземельных мсшиб-датах. Чехословацкая конференция по магнетизму. Тезисы докладов. Капице, 19В8.

9. Хацько E.H., Чэрньй A.C. Магнитны! фазовьй переход в лзинговскш магнетике KB"(MoO^)g. Конференция по физике магнитных явлений. Тезисы докладов,

с.714-715. Калинин, 1GB8.

10.Хацько E.H., Черньй A.C. Влияние характера структурного фазового перехода на магнитные свойства CfeDyiMoO^g в области 0,5 - 4.3С. Совещание по фгоике шзких температур. Тезисы докладов, с.98-80. Ленинград, 1988.

11.Хацько E.H., Черньй A.C. Низкотемпературные мапоггньв свойства изцнговскего магнетика KSr(MoO^)g . Совещание по физике низких температур. Тезисы докладов, с.273-274. Донецк, 1990.

12.Хацько E.H., Черньй A.C. Влияние иона на ориентацию д-тензора в системе CsDyxBu^ _х( МоОд)g при низких температурах. Совешние по физике низких температур. Тезисы докладрв.Казань,19Э2.