Структура и магнитные свойства кубических геликоидальных магнетиков Fe1-xCoxSi и Mn1-yFeySi тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ



УДК 537.632/537.9/538.911 На правах рукописи

Дядькин Вадим Александрович

СТРУКТУРА И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА КУБИЧЕСКИХ ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ МАГНЕТИКОВ Ре^Со^ И Мп^^е^

01.04.07 — физика конденсированного состояния

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

1 0 МЮН 2010

Гатчина - 2010

004603714

Работа выполнена в Учреждении Российской Академии наук Петербургском инстит ядерной физики им. Б. П. Константинова РАН.

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

кандидат физико-математических наук, Григорьев С. В.

доктор физико-математических наук,

профессор

Боков В. А.

Физико-технический институт им. А.Ф. Ио фе РАН, г. Санкт-Петербург

кандидат физико-математических наук, доцент

Садыков Р. А.

Лаборатория нейтронных исследований, ститут ядерных исследований РАН, г. Трои

Лаборатория нейтронной физики им. И. Франка, Объединённый институт ядерных следований, г. Дубна

Защита состоится 17 " июня 2010 г. в 15 ч. 00 мин. на заседании Дис тационного совета Д 002.205.01 при Учреждении Российской Академии наук Физ техническом институте им. А.Ф. Иоффе РАН по адресу: 194021, г. Санкт-Петерб ул. Политехническая, д. 26, ФТИ РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФТИ РАН.

Автореферат разослан 12 " мая 2010 г.

Учёный секретарь диссертационного совета /1/7 (у " кандидат физико-математических наук ^

Петров А

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. В современной физике конденсированного состояния важное место занимают исследования сложных магнитных структур, таких как геликоидальные магнетики, фрустрированные магнитные соединения, спиновые стёкла, низкоразмерные магнитные материалы. Физические свойства таких соединений определяются тонкой «игрой» различных взаимодействий. Сосуществование сильного изотропного обменного взаимодействия наряду со слабыми релятивистскими взаимодействиями, нарушающими спиновую симметрию, приводит к появлению сложных магнитных структур и к новым явлениям типа квантовых фазовых переходов, скирмионных решёток или спиновых кристаллов. Хрупкое равновесие, обусловленное этими взаимодействиями, может быть легко нарушено внешними силами, такими как давление, магнитное поле и химическое замещение, что ещё больше усиливает интерес к объектам данного типа.

Несмотря на достаточно большое число экспериментальных и теоретических исследований геликоидальных магнитных структур, многие важные вопросы ещё не решены. Например, отсутствует однозначная интерпретация некоторых экспериментальных результатов исследования физических свойств подобных магнетиков (например, идентификация различных аномалий при магнитных фазовых переходах, или выбор наиболее верной теоретической модели для описания системы). Также для геликоидальных магнетиков отсутствуют подробные экспериментальные исследования поведения их как спиновой, так и структурной киральности, которая, согласно последним представлениям, может проявлять глубокую связь между разделами физики конденсированного состояния и ядерной физикой (в частности, в данный момент активно обсуждается влияние электрослабого взаимодействия на структуру и магнитные свойства геликоидальных магнетиков).

В связи с вышеизложенным, целью настоящей диссертационной работы является изучение структуры, закономерностей поведения магнитных свойств кубических нецентросимметричных геликоидальных магнетиков Ре1_гСохБ1 (с концентрациями х = 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,50) и Мп^/е^ (с концентрациями у = 0; 0,06; 0,08; 0,10).

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие основные задачи:

1. Провести комплексное исследование закономерностей поведения во внешнем магнитном поле систем Ре1_хСожБ1 и Мпх-уЯе^ с помощью измерения намагниченности и методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов.

2. На основе полученных данных построить фазовые диаграммы типа магнитное поле — температура и температура — концентрация. Опираясь на полученные диаграммы, рассчитать в

рамкам разработанной С.В. Малеевым теории [1] основные взаимодействия, управляющи магнитными свойствами данных систем. Получить концентрационные зависимости данны взаимодействий и сравнить их для двух исследуемых систем.

3. Исследовать закономерности критического поведения систем Ре1_хСохБ1 и Мп^^е^ области магнитного фазового перехода, изучить влияние концентрации на род фазовог перехода.

4. Изучить особенности спиновой и структурной киральности систем Рех-хСо^ Мпх-уРеуБК С помощью монокристаллической дифракции синхротронного излучени определить абсолютную структуру для образцов с различными концентрациями х и у.

Научная новизна. Основные результаты экспериментального исследования систем гелик идальных кубических магнетиков Ре^Со^ и Мпх-^РеуБ! получены впервые и заключаются следующем:

1. Получены фазовые диаграммы для всех исследовавшихся образцов Рех-хСо^ Мпх-уРе,^ с разными концентрациями х и у. На основе этих данных показана конце трационная эволюция основных взаимодействий, управляющих магнитной подсистемой.

2. Показано, что константа взаимодействия Дзялошинского-Мория является одинаковой / всех исследуемых образцов и равна 1,1 ± 0,15 мэВ.

3. С помощью малоуглового рассеяния в критической области показано, что тип фазово перехода в Рех_хСох5|" меняется с ростом концентрации кобальта ж, а в Мп1_уРеу51 вы температуры упорядочения существуют две фазы с различными критическими индексам обратной корреляционной длины.

4. Обнаружен переворот магнитной киральности в системах Ре^Со^ и Мп1_уРеу51 ростом концентраций х и у.

5. Методом монокристаллической дифракции синхротронного излучения определена абс лютная структура исследуемых систем, найдена корреляция между структурной и магн ной киральностью.

Научная и практическая ценность. Установленные в результате выполнения работы физ ческие закономерности вносят новый вклад в современные представления о магнитных фазовь

переходах в кубических нецентросимметричных кристаллах со сложным спиновым упорядочением, а выполненные структурные исследования предлагают качественно новые пути при решении кристаллографических задач, связанных со структурной киральносгью.

Полученные экспериментальные результаты могут быть востребованы в научных лабораториях, занимающихся проблемами магнетизма и его связью с кристаллографической структурой.

Данные по изучению магнитных свойств геликоидальных магнетиков могут быть использованы при разработки новых типов магнитной памяти, датчиков нейтронной поляризации, а также для спинтронных устройств.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Исследование закономерностей поведения систем Fei-^Co^Sî и Mnj-yFeySi во внешнем магнитном поле ниже температуры упорядочения Тс, определение значений критических магнитных полей. На основе этих данных построение фазовых диаграмм магнитное поле — температура для широкого интервала концентраций, их сравнение и извлечение основных параметров (критические магнитные поля и температуры). Применение к полученным параметрам теории [1], получение и анализ величин основных взаимодействий исследуемых систем, таких как жёсткость спиновых волн, константы Дзялошинского и кубической анизотропии, размер энергетической щели в спектре спиновых волн.

2. Исследование критического поведения систем Fei_xCoxSi и Mni-yFe^Si в парамагнитной области, определение критических индексов, изучение влияния концентрации кобальта х на род фазового перехода в системе Fei-^Co^Si.

3. Переворот магнитной киральности в Fei-xCo^Si и Mni-yFeySi. Исследование абсолютной структуры и её киральности для данных соединений, определение кристаллографической киральности структуры Р2\Ъ, связь магнитной и структурной киральности.

Апробация работы. Результаты и положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Европейская конференция по нейтронному рассеянию ECNS2007 (Лунд, Швеция, 25 -- 29 июня 2007 г.);

2. Симпозиум по нейтронному рассеянию в сильнокоррелированных электронных системах SCES (Мюнхен, Германия, 25 - 27 октября 2007 г.);

3. Конференция по рассеянию нейтронного, синхротронного и электронного излучений в конденсированных средах РНСЭ-2007 (Москва, 12 -19 ноября 2007 г.);

4. Специализированный курс НЕЯС1ЛЕ5-2008 (Гренобль, Франция, 17 февраля -- 20 март 2008 г.);

5. Симпозиум по рассеянию поляризованных нейтронов в конденсированных вещества РМСМ12008 (Токай, Япония, 1 -- 5 сентября 2008 г.);

6. XX Совещание по использованию рассеяния нейтронов в исследованиях конденсирован ного состояния РНИКС-2008 (Гатчина, 13 --19 октября 2008 г.);

7. Конференция по рассеянию поляризованных нейтронов и рентгеновского излучения дл исследования вещества РЫ5ХМ2009 (Бонн, Германия, 1 — 5 августа 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, из них 7 стате опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и спис литературы из 136 наименований. Работа изложена на 145 страницах и содержит 56 рисунков.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы диссертации, определена цель и поставлен задачи исследования, определены объекты исследований, показана научная новизна полученны результатов, их практическая и научная значимость, сформулированы основные положени выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы, публикациях, структуре объёме диссертации.

В первой главе сделан краткий литературный обзор по теме диссертации. В первом разд ле приводятся сведения о различных видах модуляций в кристаллических структурах. Во второ разделе более подробно рассмотрены виды магнитных модулированных структур: даны опред ления синусоидальных и геликоидальных магнитных волн, приведены примеры существован магнитного упорядочения данного типа в реальных материалах. В третьем и четвёртом раздел описаны некоторые экспериментальные результаты по изучению структуры и магнитных свой кубических нецентросимметричных (пространственная группа Р2\Ъ) геликоидальных магнетик МпБ1, Гебе, Ре^Со^ и Мгц-уРе^. В пятом разделе дано теоретическое описание гелик идальной магнитной структуры в МпБ! на базе модели Бака-Йенсена. Согласно этой модел спиновая спираль становится стабильной в результате существования иерархии трёх основнь взаимодействий. Самое сильное из них — симметричное изотропное обменное взаимодейств гейзенберговского типа (в; • вД которое стремится упорядочить спины ферромагнитно. П мимо обменного, существует дополнительное изотропное антисимметричное взаимодейств

Дзялошинского-Мория (ДМ), которое стремится разупорядочить спины, повернув их перпендикулярно относительно друг друга (Бг X Б^). Так как ДМ-взаимодействие значительно слабее обменного взаимодействия, оно способно лишь развернуть спины на малый угол. Третье, самое слабое анизотропное взаимодействие фиксирует направление волнового вектора спирали к в пространстве. Минимизация свободной энергии, содержащей эти три взаимодействия, достигается, если волновой вектор спиновой спирали

(1)

где И — константа ДМ-взаимодействия, а А — жёсткость спиновых волн на расстояниях много меньших периода спирали (при q <С к), то есть это параметр, характеризующий силу обменного взаимодействия. Б — средний спин системы, й — период спиновой спирали. В этом же разделе рассмотрена теория С.В. Малеева [1], учитывающая действие на систему внешнего магнитного поля квантовом уровне. В шестом разделе даны экспериментальные результаты изучения спиновой киральности в соединениях МпБ1 и Ре^Со^.

В первой части второй главы изложены краткие сведения по изготовлению и аттестации образцов. Во второй части приведены сведения из теории рассеяния поляризованных нейтронов на геликоидальных магнитных структурах в диапазоне малых углов как в геликоидальной,так и в парамагнитной фазах. В третьей части рассмотрены вопросы монокристаллической дифракции синхротронного излучения, определения абсолютной структуры и её киральности для пространственной группы Р2хЗ. Дано краткое описание установок малоуглового рассеяния холодных поляризованных нейтронов БАИ Б-2 (Научно-исследовательский центр БКББ, Геестхахт, Германия) и монокристаллической дифракции рентгеновского излучения (Швейцарско-норвежские линии БЫВЬ ВМ01 Европейского центра синхротронных исследований Е51*Р, Гренобль, Франция).

В третьей главе приведены результаты исследования поведения системы Ре^Со^ с концентрациями кобальта х = 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,50 во внешнем магнитном поле

Н, мТ

Рис. 1. Полевые зависимости намагниченности М (•) и восприимчивости х (°) ПРИ Ю К (син.) и 20 К (чёрн.) в Рео,8оСоо,20$|.

методом измерения намагниченности с помощью СКВИД-магнитометра (рис. 1) и малоуглоеог рассеяния поляризованных нейтронов (МУРН). С помощью МУРН также измерены критически температуры перехода в геликоидальное магнитное состояние (рис. 2), как температуры, пр которых появляются брэгговские пики.

Методом МУРН в нулевом магнитном поле (ведущее поле порядка 3 мТ) показано, что в Рео.эоСоодоБ! волновой вектор спирали к ориентирован вдоль оси [100]. В образце Рео,85Соод551 вектор к ориентирован вдоль осей [100] и [010]. Брэгговские пики в данном случае сильно размыты, они имеют явную тенденцию образовать кольцо радиуса |к|. В Рео,8оСоо,2о5! вектор к не имеет выделенных направлений, т.е. почти полностью

разориентирован, а рассеяние выгладит как

. . Рис. 2. Концентрационная зависимость крит

кольцо радиуса |к| с одинаковой интенсивно. ческой температуры ГГС в Ре^Со^. Чёрные стью. В Рео,5оСоо,5(р| к ориентирован вдоль

синие точки — литературные данные, красны

слабого магнитного поля ведущего поляриза-

гг . — данная работа,

цию Н ш 6 мТ, а рассеянная интенсивность

сконцентрирована в два брэгговских пика с к || Н. Таким образом обнаруживается явная те денция, состоящая в том, что концентрация кобальта влияет на ориентацию волнового векто спирали. Анизотропное обменное взаимодействие и кристаллографическая анизотропия игр ют решающую роль в ориентировании вектора к в образцах с малой концентрацией Со. Д х ~ 0,10 замещение железа кобальтом не разрушает упорядочения вдоль предпочитаемь анизотропией осей (100). Дальнейшее увеличение количества Со вплоть до х ~ 0,20 привод к локальному беспорядку и, следовательно, случайной ориентации к. Ещё больший рост х пр водит к полному подавлению анизотропии, при этом слабое магнитное поле 3 мТ уже полность перестраивает магнитную структуру (х = 0,50) и ориентирует волновой вектор к вдоль свое направления [2].

На рисунке 1 изображены кривые намагниченности М для образца Рео,8оСоо,2о5' п Т = 10 К и 20 К {Тс = 38 К). Результаты остальных образцов с другими концентрация! Со качественно повторяют данные для Рео,8оС°о,2о5'- Для низких температур (Г = 10 К) линейной зависимости намагниченности виден излом в районе поля Нсъ т.е. в малых пол

кривая М(Н) имеет один наклон, а при Н > Нс\ — другой. Поскольку наклон М(Н) определяется как магнитная восприимчивость х = ¿М/йН, то на рис. 1 показаны соответствующие разным наклонам восприимчивости Хг и Х2- Описанного излома не наблюдается при высоких температурах (Т = 20 К), где кривая намагниченности имеет постоянный наклон \2- Кривые М(Н) достигают насыщения при значении Н = Нсъ что соответствует индуцированному полем фазовому переходу в ферромагнитную фазу.

Микроскопическое описание поведения спиновой спирали в магнитном поле получено с помощью МУРН. Когда приложенное магнитное поле II ^ 60 мТ, спиральная структура остаётся замороженной, а интенсивность рассеянных нейтронов распределена по кольцу, так как в образце с ж = 0,20 спиновые спирали разориентрованы вследствие слабой анизотропии. При достижении полем порогового значения Нс1 = 60 мТ случайно ориентированная спиновая структура начинает перестраивается, т.е. волновой вектор к поворачивается вдоль направления магнитного поля, и образец становится монодоменным. Кольцо интенсивности плавно трансформируется в брэгговский пик, лежащий на оси магнитного поля ч = к || Н. В полях Н > Нс1 спиновая структура переходит в коническую фазу, т.е. возникает компонента спина, параллельная полю, а сам спин образует конус. Угол между единичным спином и к продолжает уменьшаться с увеличением поля вплоть до Н = IIС2 = 175 мТ, где становится равным нулю, т.е. спиральная структура разрушается, а образец переходит в ферромагнитную фазу.

В картине рассеяния этот процесс сопровождается исчезновением малоугловых брэг-говских пиков. При обратном уменьшении поля Н до нулевого значения образец остаётся монодоменным, демонстрируя сильный гистерезис в поведении интенсивности нейтронного рассеяния. В частности, при Н = 0 мТ кольцо больше не появляется, вместо него виден брэгговский пик, его интенсивность растёт с уменьшением поля, что хорошо видно на рисунке 3 (кривая для Т = 30 К), на котором построены полевые зависимости интенсивности образца Реод)Соод)Б1 с волновым вектором с[ || Н при Т = 30 и 35 К.

н, мТ

Рис. 3. Полевая зависимость интенсивности образца Рео,8оСоо,2о5« с волновым вектором Ч || Н при Г = 30 (о) и 35 К (•). На вставке — полевая зависимость интенсивности Рео,8оС°о,2о5| с волновым вектором ч Л. Н при Т = 35 К.

Важной особенностью поведения системы Fei-^Co^Si в магнитном поле является существование так называемой А-фазы (или k-флоп перехода) вблизи Тс. В дифракционном эксперименте она выглядит как 90° скачок волнового вектора от k || Н к k _L Н. Это сопровождается уменьшением интенсивности при q = к || Н и появлением новых брэгговских пиков с k _L Н. Вблизи Тс = 38 К при Т = 35 К кривая 1(Н) имеет чётко выраженный минимум при Н = Нт — 40 мТ, значения поля Нщ и Нцо показывают границы А-фазы. В этом же полевом интервале наблюдается появление двух брэгговских пиков стой же величиной волнового вектора показанное на вставке рисунка 3. Необходимо обратить внимание, что положение минимума пр Т = 35 К совпадает с положением максимума при Т = 30 К, это свидетельствует о том, чт значение поля iT ~ 40 мТ характерно не только для критической области, но также определяв поведение системы и при низких температурах. Обнаружено также, что значения полей //¡n, IIщ и Hft2 почти не зависят от температуры.

Необходимо отметить, что микроскопическая теория [1] предсказывает появление А-фазы в системах типа MnSi и Fej-^COxSi. В работе [1] показано, что в случае учёта квантовых взаимодействий система оказывается нестабильной относительного малого магнитного поля перпендикулярного волновому вектору спирали, если в теорию не ввести дополнительный параметр А, который является энергетической щелью в спектре спиновых волн. В случае существования такой щели энергия основного состояния в магнитном поле становится равной

Sgy-в

Случайно ориентированная спираль.

10 15 20 25 30 35 40 45 Т. К

Рис. 4. (Н — Т) фазовая диаграмм Fe0,80Con,2oS¡.

где

L{ к) = 2 sin2 #(sin2 ip cos2 <p + cos2 ■&) (

является кубическим инвариантом, определяющим направление к относительно кристаллогр фических осей (i? и <р — соответствующие углы), a F — сила анизотропного взаимодействи определяемая кубической анизотропией и анизотропным обменом. Видно, что энергия в Marni ном поле зависит от первых двух слагаемых (поскольку L сравнительно мало), одно из которь

пропорционально параллельной составляющей поля Щ (классическая зеемановская энергия), а второе — перпендикулярной Нх (энергия, возникающая при квантово-механическом взаимодействии спина с перпендикулярным ему полем). Поскольку Щ Нх, то в малых полях второй член пренебрежимо мал и энергия полностью зависит от Щ. Однако вблизи Тс при приближении поля к значению

Л.«^ (4)

второй член начинает резко возрастать, в результате чего спиновой спирали становится энергетически выгодно повернуться в направлении, перпендикулярном внешнему магнитному полю, что и происходит в А-фазе. Из формулы (4) можно сделать оценку величины энергетической щели.

То же выражение (2) даёт объяснение изменения наклона на кривой намагниченности М(Н) в поле Я = Не 1 при низких температурах (рис. 1). Согласно выражению (2), есть три энергетических члена, которые определяют направление волнового вектора к в пространстве: первый член зависит от //¡¡, второй — от Нх, а третий возникает вследствие анизотропии и определяется как дцвНа- Для низких температур можно рассмотреть два предельных случая:

1. в очень слабом магнитном поле, когда направление геликоида к заморожено локальной случайной анизотропией, вектор к случайно ориентирован;

2. в сильном магнитном поле вектор к направлен по полю, при этом Нх = 0.

В первом случае Н\ = 2#2/3 и Щ = Н2/3, а ЕтаЁд = -дущЯН2/{Шт)- Во втором — Нх = 0, а = — д^вЗН21{2Нс2). Если учесть, что магнитная восприимчивость определяется как

1 с1Ета„ . .

х = ~н~1н~' (5)

то легко получить, что Х1/Х2 = 2/3 « 0,667. Это теоретическое предсказание находится в очень хорошем согласии с экспериментальным результатом: для Рео^оСоод^ отношение наклонов (рис. 1) Х\/Х2 = 0,679, для остальных образцов это соотношение также выполняется с большой точностью. Таким образом, описанный феномен объясняется наличием в энергии основного состояния дополнительного квантового члена, пропорционального Нх- Необходимо отметить, что для относительно высоких температур анизотропия ослабевает и становится неспособной зафиксировать случайную ориентацию геликоидальной структуры. В результате магнитная восприимчивость соответствует пределу в больших полях: Хч — Я^вЗ/Нсъ

Анализируя полученные экспериментальные данные, можно извлечь ряд основных параметров, таких как характеристические поля Нс\, На, Даг. На основе этих данных построены

(Н — Т) фазовые диаграммы (магнитное поле — температура) для всех образцов. На рисунке 4 показана фазовая диаграмма для образца с х = 0,20. На фазовой диаграмме хорошо видны все состояния системы в зависимости от величин магнитного поля и температуры: полидоменная спиральная, коническая и ферромагнитная фазы. А-фаза изображена вблизи Тс в виде «кармана».

Учитывая схожесть фазовых диаграмм для всех образцов Ре^^Со^ и МпБК а также идентичность кристаллографической и магнитной структур этих двух систем, является очевидным то, что теория [1], может быть применена для оценки основных взаимодействий в Ре^Со^. Используя уравнения, связывающие критические поля Нс2 и На с определяющими их параметрами основных взаимодействий [1]: жёсткостью спиновых волн А

А = д»вНС2/к2 (6)

и константой анизотропии

Р = 9»вНа/к2, (7)

а также формулы (1) (куда входит константа Дзялошинского Б И) и (4) (щель в спектре спиновы волн Д), можно вделать оценку этих четырёх взаимодействий [3]. Их концентрационная зависи мость изображена на рисунке 5. Как видно из рисунка 5 (а) обменная энергия А/а2 (здесь а -параметр решётки, необходимый для приведения к энергетической размерности) линейно растё с концентрацией кобальта от 1 до 6 мэВ, из чего можно заключить, что критическая температура Т (рис. 2) прямо не зависит от обменного взаимодействия. Однако сравнение поведения константь Дзялошинского (рис. 5 (б)) и СВ щели (рис. 5 (г)) приводит к выводу о взаимосвязи этих величи с Тс: и БИ/а, и Д имеют максимум в районе х рз 0,20 - 0,30. Экстраполяция величины Д область малых концентраций приводит к тому, что Д = 0 при х = 0,05, являющейся гранично концентрацией, ниже которой магнитное упорядочение исчезает. Также необходимо обратит внимание, что максимальная величина СВ щели всего 4 мкэВ, что в три раза меньше чем в МпБ| Энергия анизотропии F/a2 (рис. 5 (в)), как и ожидалось, падает с ростом концентрации кобальт Во втором разделе третьей главы приводятся экспериментальные результаты по рассеяни поляризованных нейтронов в критической области температур в Ре1_хСох51. Рассеяние нейтро нов на критических флуктуациях обнаружено в образцах с х = 0,15; 0,20 и не обнаружено образце с х = 0,50. Из полученных экспериментальных данных сделаны оценки критически индексов:

• для Рео,85Соод551 критические индексы соответственно параметра порядка в гелико дальней фазе /3 = 0,22 ± 0,01, в парамагнитной — 7 = 0,79 ± 0,04 и обратно

корреляционной длины и = 0,48 ± 0,05;

• для Рео,8оС°о,2о5| критический индекс параметра порядка в геликоидальной фазе /3 = 0,23 ±0,04, критическое рассеяние в парамагнитной области очень слабое и не поддаётся корректной обработке;

Необходимо отметить, что значение критического индекса ¡3 совпадает в системах Ре1_хСох51 и Мп51, что приводит к выводу о его универсальности для кубических геликоидальных магнетиков без центра инверсии. Учитывая полученные экспериментальные также можно предположить, что фазовый переход (ФП) в системе Ре^Со^ меняется в районе концентрации х « 0,20 с индуцированного критическими флуктуациями ФП первого рода (наблюдающийся в МпБ1) на Рис. 5. Концентрационные зависимости основных взаи-просгой ФП первого рода. Следу- модействий системы Ре^Со^: (а) Л/а2, (б) Б Б/а, (в) ет также заметить, что увеличение Р/а2, (г) Д. (о) и (Д) — на основе данных из литературы, концентрации кобальта приводит к (•) — эксперимент.

уменьшению анизотропии (которая достаточно велика и в Мп51, и в Рео^Соо,^^, но мала в образцах с х > 0,20) и увеличению вклада коллективизированных электронов в магнетизм, что, в свою очередь, меняет тип фазового перехода [4].

В четвёртой главе приводятся экспериментальные результаты по рассеянию поляризованных нейтронов в почти не исследованной ранее системе Мп1_уРеу51 [5]. Методы исследования этой системы полностью совпадают с использовавшимися в третьей главе. В целом система Мгц-уРе^ демонстрирует схожее поведение с Ре^Со^ в магнитном поле ниже критической температуры: обнаружены изломы на полевых зависимостях намагниченности с отношением наклонов « 2/3, объясняющиеся в рамках теории [1]; все образцы одинаково эволюционируют в магнитном поле и обладают одним и тем же характеристическим набором критических полей Нсъ Нс2\ во всех образцах обнаружена А-фаза вблизи Тс в интервале полей //щ ^ Н ^

X X

0,6 0,5

0,4

Е

го,з

для всех образцов построены (Я — Т) фазовые диаграммы, на их основе сделана оценка основных взаимодействий системы.

Обнаружено, что в критической области температур поведение Мп^Ре,^ отличается от поведения Ре^Со^. На построенных зависимостях поляризации образца Р3 и обратной корреляционной длины к от приведённой температуры ДТ = Т—ТС (рис. 6) имеются кроссоверы (изломы). Если обозначить температуру кроссовера как Т*, то его относительная температура будет определяться как ДТ* — Т*-Тс. Обнаружено,что интервал ДТ* расширяется с ростом концентрации у: АТ* « 0,8 ± 0,2; 2,0 ± 0,2; 2,5 ± 0,3; 3,5 ± 0,4 К соответственно для образцов с у = 0; 0,06; 0,08; 0,10.

Температурная зависимость к подчинятся скейлинговому закону к ~ ДТ". При этом для чистого МпБ: критический индекс обратной корреляционной длины в области низких температур Рис. 6. Зависимости обратной корреляционной дли- щ = 0)38 ± 0)02, а в области высо-ны к (■) и поляризации образца Рв (•) от приведён- ких ^ = 0 б8 ± 0 09 д^ образца с ной температуры ДТ для Мп51 (а) и Мпо^о^" у = о,08 критические индексы соот-(б)- ветственно равны щ = 0,20 ± 0,02 и

ь>2 = 0,72 ± 0,09. Поляризация Ря имеет почти постоянное значение в интервале температур ДТ < ДТ*, но начинает резко падать при ДТ > АТ*.

На рисунке 7 построены концентрационные зависимости критической температуры Тс, определённой выше температуры Т*, жёсткости спиновых волн А/(а2кв) и константы Дзяло-шинского Би/(акп) (кв — постоянная Больцмана, необходимая для приведения размерности указанных величин к температуре). Из рисунка 7 очевидно, что температура упорядочения Тс определяется уменьшающейся величиной ФО.

0,2

^Чл^.....' . ......

ч

ч./

I- V = 0,72±0,09/<1

\ -

у, = 0,20±0,02 >

г АТ* 2,5 К

I- 1и1__1 1 . 1 * 1 1 • . 1

0,1

10

1,0

0,8

0,6 о. 0,4

0,2

0,0

лт=т-те к

Из анализа энергий двух основных взаимодействий (ФО и ДМ), построенных на (Т — у) фазовой диаграмме (рис. 7), видно, что значение 30/(акв) становится сравнимым с А/(а2кв) в интервале концентраций 0,13 ^ у ^ 0,15. Этот интервал критических концентраций представляется особенно интересным для исследования, поскольку возможно существование таких концентраций в этой области составов, при которых ферромагнитный обмен будет отсутствовать, а поведение системы будет определяться исключительно ДМ-взаимодействием.

Взаимодействие Дзялошинского-Мория проявляется не только в области критических концентраций: существование флуктуирующей разупорядоченной фазы ниже Т* и выше Тс также связано с ДМ-взаимодействием. Представляется достаточно вероятным, что в области (Т — у) фазовой диаграммы (рис. 7), ограниченной линиями А/(а2кв) и Тс (т.е. в интервале температур Тс < Т < Т*) существует некая особая фаза, в которой взаимодействие Дзялошинского- Рис. 7. Концентрационные зависимости критиче-Мория становится достаточно сильным, ской температуры Тс (•), жёсткости спиновых волн чтобы конкурировать с обменным взаи- А/(а2кв) (о), константы Дзялошинского 30/(акв) модействием. В пользу этого предполо- (Д) и температуры Т* (■) в Мгц-уРе,^!'. жения говорит то, что высокотемпературные (Г > Т*) критические индексы обратной корреляционной длины 1^2 ° = 0,68 и и!~0'08 = 0,72 (Рис. 6) достаточно близки к критическому индексу классического гейзенберговского ферромагнетика V = 0,71. В этой области температур ДМ-взаимодействие не играет существенной роли, и корреляции между спиновыми флуктуациями носят исключительно ферромагнитный характер. При уменьшении температуры ниже Т* взаимодействие Дзялошинского-Мория начинает конкурировать с обменным взаимодействием, при этом поведение системы меняется коренным образом: на температурной зависимости обратной корреляционной длины образуется кроссовер, меняющий её критический индекс на V = щ (рис. 6).

Необходимо также отметить, что вычисленные в данной работе значения константы ДМ-взаимодействия 5Б/а входит средний спин элементарной ячейки 5'. Фактически средний спин 5 также имеет концентрационную зависимость, и поэтому для вычисления истинного значения

И/а необходимо поделить полученные выше вБ/а на Б. Значения 51 взяты из литературы.

Видно, что полученные реальные константы Дзялошинского, изображённые на рисунке 8, флуктуируют вблизи значения 1,15 ± 0,10 мэВ. Таким образом можно заключить, что величина взаимодействия Дзялошинского-Мория Ицв/а в обеих системах Ре1_хСох51 и Мп1_уРеу51 не зависит от концентрации, а является, по всей видимости, свойством кристаллографической структуры с пространственной группой Р2хЗ и параметром ячейки а « 4,5 А.

В пятой главе приводятся результаты исследования магнитной (спиновой) и структур- Рис 8" Концентрационные зависимости кон ной киральности в системах Ре^Со^ и стант взаимодействия Дзялошинского-Мори Мп^^Я [6]. В первом разделе, с помощью П/а в системах Ре^Со^! и Мщ-^е^ п малоуглового рассеяния поляризованных ней- Даннь|М из литературы (А) и эксперимента (Д) тронов, изучена магнитная киральность. Как

известно, магнитная киральность чистого МпБ| ниже критической температуры Тс 100% левая Используя образец Мгб1 как эталонный, было обнаружено, что в обоих изучаемых система происходит переворот спиновой киральности: в системе Ре^Со^ образцы с х = 0,10 и 0,15 как и в случае МпБЬ обладают левой магнитной киральностью, а остальных образцы с х > 0,2 — правой; в системе Мп^Ре^ спиновая киральность левая в образцах с у < 0,10 и права при концентрации железа у = 0,10. Таким образом, спиновая киральность двух систем меняете с ростом концентрации и соответствующим ему уменьшением анизотропии.

Во втором разделе сделана попытка проследить связь между магнитной и структурно киральностью. Из литературы известно, что в пространственной группе Р213 атомы занимаю позиции, определяемые векторами

(и, и, и); + и, ^ - и, -и); (-и, ^ + и, ^ - и); - и, -и, ^ + и), (8

где для чистого «мп = 0,138, а ^ = 0,846. Таким образом, в элементарной ячейк находится по четыре атома марганца и кремния.

С помощью монокристаллической дифракции синхротронного излучения были определень абсолютная структура и позиции атомов «ме и (здесь Ме — атомы Мп, Ре или Со, т.к. он

1,8 г 1,6

1,41- д д

» а а

1,2- • д . а

£0 а Л А Д *

I 1,0

со" 0,8

>

^ 0,6 а

О 4 . А Ре, Со Я (ВеШе)

0,2 ■ 0,0

Д Ре^Со^ (данная работа о Мп,^в в! (данная рабо

0,0 0,2 0,4 0,6

Концентрация(х. .у.)

занимают кристаллографически неразличимые позиции) в кристаллической ячейке в различных образцах. Обнаружено, что в случае чистого MnSi они совпадают с данными из литературы:

^мп = 0,138, usi = 0,846. Для образца с у = 0,10 получены значения име = 0,3873, ^si = 0,0093. Полученные значения для Fej-zCo^Si с х = 0,10 составили: име = 0,3632, uSi = 0,6574, а для а: = 0,25: иМе = 0,1124, uSi = 0,4074.

Подставляя значения име и «я в вы-

Fe„ мСо„ ,„Si, Mn0 MFe0 ,„Si Fe„ „Со„ „Si, MnSi

ражения (8) можно получить и сравнить соответствующие им структуры. Эти структуры построены на рисунке 9 так, что плоскость рисунка совпадает с плоскостью (111) кубической ячейки, и ей, соответственно, перпендикулярно направлений [111].

. „ „„ , Хорошо видно, что структурная ки-

Рис. 9. Вид структуры P2i3 в плоскости (111).

ральность MnSi и Fen75Coo25Si одинакова,

Черные спирали помогают представить направле-

т.к. атомы металла в структуре, не лежащие

ние вращения атомов.

на оси (111), вращаются в правую сторону (по часовой стрелке), а атомы кремния — наоборот, в левую (против часовой стрелки). В дальнейшем структура будет называться правой, если её металлические атомы создают правовинтовую спираль (MnSi) и левой — в обратном случае. Также важно отметить, что MnSi и Feo^sCoo^sSi имея одинаковую структурную киральность, обладают разной спиновой киральностью: левой в первом случае и правой — во втором.

Абсолютная структура магнитноправого соединения Mno^goFeojoSi (и магнитнолевого Fe0,9oCo0,25Si) оказывается левой, то есть энантиоморфной абсолютной структуре MnSi. При этом атомы металла вращаются в левую сторону, а кремния — в правую.

Таким образом, можно сделать общий вывод, что в системе Fei-^Co^Si структурная киральность совпадает с магнитной, а в системе Mni-^Fe^Si они противоположны.

Для подведения итогов измерений магнитной и структурной киральности на рисунке 10 построена соответствующая диаграмма. На условной оси (и, и, и) в рассчитанные выше позиции UMe и USi помещены атомы металла и кремния различных соединений. Атомы одного соединения связаны цветной «перемычкой» со стрелкой, показывающей направление Me -4 Si. Магнитная киральность образца обозначена синими литерами R (правая) и L (левая). Чёрными литерами R и L обозначены области, попадая в которые, атомы создают подрешётку с соответствующей правой (R) или левой (L) структурной киральностью.

Из анализа диаграммы (рис. 10) становится очевидным, что структурная киральносп) меняется при сдвиге атомной пары Me — Si на 1/4 пространственной диагонали куба, Tat как — UfJiJ = |ugj — Ugjl = 0,25. Очевидно, что такой сдвиг тождественней просто"! перестановке координат атомов MnSi с иущ = 0,138, itsi = 0,846 на «мп = 0,846, Us\ 0,138, соответствующих Mno,9oFeo,ioSi. Такая же закономерность наблюдается и для системь Fei^COzSi.

На рисунке 10 также видно, что соединения Mno^oFec^ioSi и Feo,ysCoo^sSi, оба обладающие правой магнитной киральностью, оказываются в примерно в одной области на оси (и, и, и). Однако их атомные пары Me — Si являются энантиоморфами друг друга.

Та же ситуация наблюдается для MnSi и Feo,9oCoo,ioSi, т.к. если учесть, что сдвиг на 1/2 вдоль оси (111) не приводит к появлению энантиоморфа, то MnSi может быть поставлен в позиции Щ{п = 0,638, u$i = 0,346. При такой подстановке оказывается, чт Feo,85Coo,i5Si и MnSi попадают в одну область на условной оси (и, и, и) и обладают одинаково , магнитной левой киральностью. При этом их подрешётки вращаются в разные стороны.

Необходимо отметить, что не смотря на обнаруженную связь структурной и магнитно : киральности, на данный момент не понятно, как именно структура определяет киральност^ геликоидального магнитного порядка.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. На основе исследования закономерностей влияния внешнего магнитного поля на спинову с структуру интерметаллических соединений Fei-^Co^Si и Mni_yFeySi во всём доступно, _ интервале концентрацийвпервые получены значения критических магнитных полей f температур, на основе чего построены фазовые диаграммы типа магнитное поле — тем пература и температура — концентрация для всей совокупности образцов. Показано, чт фазовые диаграммы для всех образцов качественно одинаковы и могут быть рассмотрена в рамках одной теории.

штштт Fe0McoiIssi (х<од: v=о,збзг,и,,=0,6574 j

■■■■■ F0«00.*,5' (x>0J):V = 0,1124,^-0,4074

fr Me - Si направление . Структурная г-j ■ Магнитная

• I К иральность ГЧ, I киральностъ

(подрешётки)

Рис. 10. Киральная диаграмма, суммирующая сведения с киральности структуры Р2хЗ.

2. Из полученных фазовых диаграмм на основании теории [1] сделаны оценки основных взаимодействий, таких как жёсткость спиновых волн А, константа взаимодействия Дзялошинского-Мория Д константа анизотропии ^ и щель в спектре спиновых волн А. Показана концентрационная эволюция этих параметров. Обнаружено, что температуру фазового перехода в системе Мп^^е^ определяет изотропное ферромагнитное обменное взаимодействие. Впервые продемонстрировано, что во всей совокупности образцов константа Дзялошинского D не зависит от концентрации и в данных системах определяется, по всей видимости, только типом пространственной группы (Р2хЗ) и величиной параметра решётки (а и 4,55 А).

3. В системе Мп1_уРеуБ1 показано принципиальное различие между (Г — у) (температура — концентрация) и (Т — р) (температура - давление) фазовых диаграмм, не смотря на качественную их схожесть. В первом случае критическая температура определяется уменьшающейся с концентрацией величиной обменного интеграла. В случае приложенного гидростатического давления основные параметры системы не меняются, а критическая температура связана с отрицательной частью квадрата щели в спектре спиновых волн А2, вызываемой магнито-упругим взаимодействием.

4. В рамках теории [1] впервые объяснены два таких экспериментальных явления как

• излом на кривой намагниченности М(Н) с соответствующим изменением наклона

на Хг ПРИ низких температурах;

• появление А-фазы в кубических геликоидальных магнетиках без центра инверсии.

5. При исследовании методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов изучены области критических температур, определены критические индексы намагниченности (параметра порядка) и обратной корреляционной длины. Установлено, что в системе Ре1-хСох5\ род фазового перехода меняется с ФП первого рода, индуцированного критическими флуктуациями (при х ^ 0,20), на классический ФП первого рода (при х > 0,20). В системе Мп^Ре^ выше критической температуры обнаружены две фазы: ферромагнитная (в интервале температур Т < Тс) и фаза, в которой взаимодействие Дзялошинского-Мория начинает конкурировать с обменным взаимодействием (Гс < Т < Т*), при этом на температурной зависимости обратной корреляционной длины возникает кроссовер в районе Т*.

6. Обнаружен переворот магнитной киральности с ростом концентрации: левая спиновая киральностъ Fei_:rCoxSi при х < 0,20 меняется на правую при х ^ 0,20; в системе Mni-^FeySi левая спиновая киральность при у ^ 0,08 меняется на правую при х = 0,10.

7. С помощью синхротронного излучения измерена абсолютная структура для всех образцов. Введено понятие кристаллографической (структурной) киральности для пространственной группы P2i3, которая определяется по закрученности атомов в металлической подрешёт-ке. Показано, что изменение спиновой киральности связано с изменением структурной киральности нетривиальным образом. Обнаружено, что в системе Fei-^Co^Si структурна киральность совпадает с магнитной (левая магнитная соответствует левой структурной наоборот), а в системе Mni-^Fe^Si они противоположны (левая магнитная соответствуе правой структурной и наоборот).

Список литературы. Основное содержание диссертационной работы изложено в работа [2-14]:

[1] Maleyev, S. V. Cubic magnets with Dzyaloshinskii-Moriya interaction at tow temperature S. V. Maleyev // Physical ReviewB. - 2006. - Vol. 73, no. 17. - P. 174402.

[2] Magnetic structure of Fei-^Co^Si in a magnetic field studied via small-angle polarized neutro diffraction / S. V. Grigoriev, V. A. Dyadkin, D. Menzel et al. // Physical Review B. - 2007. VoL 76. - P. 224424.

[3] Principal interactions in the magnetic system Fei_xCoxSi: Magnetic structure and critica temperature by neutron diffraction and SQUID measurements / S. V. Grigoriev, S. V. Maleye V. A. Dyadkin et al. // Physical Review B. - 2007. - Vol. 76, no. 9. - P. 092407.

[4] Critical scattering in the helimagnets Fei-^COxSi / V. A. Dyadkin, S. V. Grigoriev, E. V. Moskvi et aL // Physica B. - 2009. - VoL 404, no. 17. - Pp. 2520--2523.

[5] Helical spin structure of Mni-yFeySi under a magnetic field: Small angle neutron diffractio study / S. V. Grigoriev, V. A. Dyadkin, E. V. Moskvin et a I. // Physical Review B. - 2009. - VoL 79 no. 14. - P. 144417.

[6] Crystal handedness and spin helix chirality in Fei_xCoxSi / S. V. Grigoriev, D. Chernysho V. A. Dyadkin et al. // Physical Review Letters. - 2009. - VoL 102, no. 3. - P. 037204.

[7] Interplay between crystalline chirality and magnetic structure in Mni-xFexSi / S. V. Grigoriev, D. Chernyshov, V. A. Dyadkin et aL // Physical Review B. - 2010. - Vol 81, no. 1. - P. 012408.

[8] Нецентросимметричные кубические геликоидальные ферромагнетики Mni-yFe^Si и Fei-xCo^Si / С. В. Григорьев, В. А. Дядькин, С. В. Малеев и др. // Физика Твердого Тела. - 2010. - Т. 52,№ 5. - С. 852 -- 857.

[9] Magnetic structure of Fe(l-x)Co(x)Si: polarized SANS study/V. Dyadkin, S. Grigoriev, A. Okorokov et aL // Proceedings of 4th European Conference on Neutron Scattering, 25 -- 29 June 2007, Lund, Sweden / Ed. by A. Rennie. - 2007. - P. 311.

[10] Исследование магнитной структуры Fei_xCoxSi малоугловым рассеянием нейтронов /

B. А. Дядькин, С. В. Григорьев, С. В. Малеев и др. // Тезисы докладов VI Национальной конференции по применению рентгеновского, синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования материалов РНСЭ-2007,12 -- 17 ноября 2007, г. Москва. -2007,- С. 103.

[11] Dyadkin, V. A. The principal interactions of the magnetic system Fei_xCoxSi / V. A. Dyadkin // Proceedings of Workshop on Neutron Scattering in Strongly Correlated Electron Systems, Technical University of Munich (Germany), 2 5th to 27th of October 2007 / Ed. by C. Pfleiderer. —

2007. - P. 5.

[12] Magnetic structure of MnSi-type compounds: Polarized SANS study/ S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, V. A. Dyadkin et aL // Proceedings of International Conference Polarized Neutrons in Condensed Matter Investigation PNCMI2008,1 -- 7 September 2008, Tokai, Japan / Ed. by Y. Yamada. -

2008,- P. 25.

[13] Critical scattering in helical ferromagnets Fei_xCOxSi/V. A. Dyadkin, S. V. Grigoriev, E. V. Moskvin et aL // Proceedings of International Conference Polarized Neutrons in Condensed Matter Investigation PNCMI2008,1- 7 September 2008, Tokai, Japan / Ed. by Y. Yamada. - 2008. -P. 29.

[14] Магнитная структура геликоидальных ферромагнетиков Mni-yFeySi/B. А. Дядькин, С. В.Григорьев, E. В. Москвин и др. //Тезисы докладов XX Совещания по использованию рассеяния нейтронов в исследованиях конденсированного состояния РНИКС-2008,13 - 19 октября 2008 г., Гатчина / Под ред. А. И. Окорокова, И. В. Манинен, Ю. О. Четверикова. - 2008. -

C. 110.

Введение

1 Кубические геликоидальные магнетики (обзор)

1.1 Периодичность и модулированные структуры в твёрдых телах

1.2 Магнитные модулированные структуры.

1.2.1 Синусоидальные магнитные модуляции.

1.2.2 Геликоидальные магнитные структуры.

1.3 Кубический геликоидальный магнетик МпЭ1.

1.3.1 Структура Мп81.

1.3.2 Магнитные свойства Мп81.

1.4 Другие кубические геликоидальные магнетики.

1.4.1 Система Реве.

1.4.2 Система Ре1хСох

1.4.3 Система Мп1уЕеу81.

1.5 Теоретическое описание магнитной структуры МпЭ!.

1.5.1 Модель Бака-Иенсена.

1.5.2 Квантовая модель Малеева.

1.6 Киральность кубических геликоидальных магнетиков

2 Образцы и экспериментальные методы исследования

2.1 Обоснование выбора объектов и методов исследования

2.2 Малоугловое рассеяние поляризованных нейтронов.

2.3 Монокристаллическая дифракция синхротронного излучения

3 Физические свойства системы Еех-жСод^

3.1 Магнитные свойства Рв!^ ниже Тс

3.1.1 Поведение во внешнем магнитном поле.

3.1.2 (Я — Т) фазовые диаграммы.

3.1.3 Основные взаимодействия системы.

3.2 Критическое поведение Рех-дСо^ выше Тс.

4 Физические свойства системы Мп1г/Ееу

4.1 Магнитные свойства Мщ-уРе^ ниже Тс.

4.1.1 Поведение во внешнем магнитном поле.

4.1.2 Критическое поведение Мщ-уРе^ выше Тс.

4.1.3 (Я — Т) фазовые диаграммы.

4.1.4 Основные взаимодействия системы.

4.2 Взаимодействие Дзялошинского-Мория.

5 Структурная и магнитная киральность

5.1 Переворот магнитной киральности в Ре1жСож81 и Мщ-уРе^

5.2 Структурная киральность.

5.2.1 Абсолютная структура Рех-жСо^ и Мщ-уРе^

5.2.2 Связь структурной и магнитной киральности.

Актуальность темы. В современной физике конденсированного состояния важное место занимают исследования сложных магнитных структур, таких как геликоидальные магнетики, фрустрированные магнитные соединения, спиновые стёкла, низкоразмерные магнитные материалы. Физические свойства таких соединений определяются тонкой «игрой» различных взаимодействий. Сосуществование сильного изотропного обменного взаимодействия наряду со слабыми релятивистскими взаимодействиями, нарушающими спиновую симметрию, приводит к появлению сложных магнитных структур и к новым явлениям типа квантовых фазовых переходов, скирмионных решёток или спиновых кристаллов. Хрупкое равновесие, обусловленное этими взаимодействиями, может быть легко нарушено внешними силами, такими как давление, магнитное поле и химическое замещение, что ещё больше усиливает интерес к объектам данного типа.

Несмотря на достаточно большое число экспериментальных и теоретических исследований геликоидальных магнитных структур, многие важные вопросы ещё не решены. Например, отсутствует однозначная интерпретация некоторых экспериментальных результатов исследования физических свойств подобных магнетиков (например, идентификация различных аномалий при магнитных фазовых переходах, или выбор наиболее верной теоретической модели для описания системы). Также для геликоидальных магнетиков отсутствуют подробные экспериментальные исследования поведения их как спиновой, так и структурной киральности, которая, согласно последним представлениям, может проявлять глубокую связь между разделами физики конденсированного состояния и ядерной физикой (в частности, в данный момент активно обсуждается влияние электрослабого взаимодействия на структуру и магнитные свойства геликоидальных магнетиков) .

В связи с вышеизложенным, целью настоящей диссертационной работы является изучение структуры, закономерностей поведения магнитных свойств кубических нецентросимметричных геликоидальных магнетиков Fei-xCo^Si (с концентрациями х = 0,10; 0,15; 0,20; 0,25; 0,30; 0,35; 0,50) и MniyFeySi (с концентрациями у = 0; 0,06; 0,08; 0,10).

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие основные задачи:

1. Провести комплексное исследование закономерностей поведения во внешнем магнитном поле систем FeixCoxSi и MniyFeySi с помощью измерения намагниченности и методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов.

2. На основе полученных данных построить фазовые диаграммы типа магнитное поле - температура и температура - концентрация. Опираясь на полученные диаграммы, рассчитать в рамкам разработанной C.B. Малеевым теории [1] основные взаимодействия, управляющие магнитными свойствами данных систем. Получить концентрационные зависимости данных взаимодействий и сравнить их для двух исследуемых систем.

3. Исследовать закономерности критического поведения систем Ре^Со^! и Мп1уРеу81 в области магнитного фазового перехода, изучить влияние концентрации на род фазового перехода.

4. Изучить особенности спиновой и структурной киральности систем Рех-яСо^ и Мпх-уРе^. С помощью монокристаллической дифракции синхротронного излучения определить абсолютную структуру для образцов с различными концентрациями х и у.

Научная новизна. Основные результаты экспериментального исследования систем геликоидальных кубических магнетиков Ре1жСох81 и Мщ-уРе^ получены впервые и заключаются в следующем:

1. Получены фазовые диаграммы для всех исследовавшихся образцов Рех-яСо^ и Мщ-уРе^ с разными концентрациями х и у. На основе этих данных показана концентрационная эволюция основных взаимодействий, управляющих магнитной подсистемой.

2. Показано, что константа взаимодействия Дзялошинского-Мория является одинаковой для всех исследуемых образцов и равна 1,1 ± 0,15 мэВ.

3. С помощью малоуглового рассеяния в критической области показано, что тип фазового перехода в Ре1хСож81 меняется с ростом концентрации кобальта я», а в Мп1уРеу81 выше температуры упорядочения существуют две фазы с различными критическими индексами обратной корреляционной длины.

4. Обнаружен переворот магнитной киральности в системах Рех-яСо^ и Мщ-уРе^ с ростом концентраций х и у.

5. Методом монокристаллической дифракции синхротронного излучения определена абсолютная структура исследуемых систем, найдена корреляция между структурной и магнитной киральностью.

Научная и практическая, ценность. Установленные в результате выполнения работы физические закономерности вносят новый вклад в современные представления о магнитных фазовых переходах в кубических нецентросимметричных кристаллах со сложным спиновым упорядочением, а выполненные структурные исследования предлагают качественно новые пути при решении кристаллографических задач, связанных со структурной киральностью.

Полученные экспериментальные результаты могут быть востребованы в научных лабораториях, занимающихся проблемами магнетизма и его связью с кристаллографической структурой.

Данные по изучению магнитных свойств геликоидальных магнетиков могут быть использованы при разработки новых типов магнитной памяти, датчиков нейтронной поляризации, а также для спинтронных устройств. Основные положения, выносимые на защиту:

1. Исследование закономерностей поведения систем Рех-жСо^ и Мщ-уРе^ во внешнем магнитном поле ниже температуры упорядочения Тс, определение значений критических магнитных полей. На основе этих данных построение фазовых диаграмм магнитное поле — температура для широкого интервала концентраций, их сравнение и извлечение основных параметров (критические магнитные поля и температуры). Применение к полученным параметрам теории [1], получение и анализ величин основных взаимодействий исследуемых систем, таких как жёсткость спиновых волн, константы Дзялошинско-го и кубической анизотропии, размер энергетической щели в спектре спиновых волн.

2. Исследование критического поведения систем Рех-яСо^ и Мп1уРеу81 в парамагнитной области, определение критических индексов, изучение влияния концентрации кобальта х на род фазового перехода в системе Ре1ж

3. Переворот магнитной киральности в Рех-яСо^ и Мщ-уРе^ь Исследование абсолютной структуры и её киральности для данных соединений, определение кристаллографической киральности структуры Р2]3, связь магнитной и структурной киральности.

Апробация работы. Результаты и положения работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

1. Европейская конференция по нейтронному рассеянию ЕС^2007 (Лунд, Швеция, 25 - 29 июня 2007 г.);

2. Симпозиум по нейтронному рассеянию в сильнокоррелированных электронных системах ЭСЕЭ (Мюнхен, Германия, 25 - 27 октября 2007 г.);

3. Конференция по рассеянию нейтронного, синхротронного и электронного излучений в конденсированных средах РНСЭ-2007 (Москва, 12 - 19 ноября 2007 г.);

4. Специализированный курс НЕ11СиЬЕ8-2008 (Гренобль, Франция, 17 февраля - 20 марта 2008 г.);

5. Симпозиум по рассеянию поляризованных нейтронов в конденсированных веществах РМСМ12008 (Токай, Япония, 1-5 сентября 2008 г.);

6. XX Совещание по использованию рассеяния нейтронов в исследованиях конденсированного состояния РНИКС-2008 (Гатчина, 13 - 19 октября 2008 г.);

7. Конференция по рассеянию поляризованных нейтронов и рентгеновского излучения для исследования вещества РК8ХМ2009 (Бонн, Германия, 1-5 августа 2009 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, из них 7 статей опубликованы в изданиях, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы из 136 наименований. Работа изложена на 145 страницах и содержит 56 рисунков.

Основные результаты и выводы

1. На основе исследования закономерностей влияния внешнего магнитного поля на спиновую структуру интерметаллических соединений Рех-яСо^ и Мщ-уРе^ во всём доступном интервале концентра-цийвпервые получены значения критических магнитных полей и температур, на основе чего построены фазовые диаграммы типа магнитное поле — температура и температура — концентрация для всей совокупности образцов. Показано, что фазовые диаграммы для всех образцов качественно одинаковы и могут быть рассмотрены в рамках одной теории.

2. Из полученных фазовых диаграмм на основании теории [1] сделаны оценки основных взаимодействий, таких как жёсткость спиновых волн А, константа взаимодействия Дзялошинского-Мория О, константа анизотропии Р и щель в спектре спиновых волн Д. Показана концентрационная эволюция этих параметров. Обнаружено, что температуру фазового перехода в системе Мщ-уРе^ определяет изотропное ферромагнитное обменное взаимодействие. Впервые продемонстрировано, что во всей совокупности образцов константа Дзяло-шинского И не зависит от концентрации и в данных системах определяется, по всей видимости, только типом пространственной группы (Р2хЗ) и величиной параметра решётки (а « 4,55 А).

3. В системе Мщ-уЕв^ показано принципиальное различие между (Т — у) (температура - концентрация) и (Т —р) (температура - давление) фазовых диаграмм, не смотря на качественную их схожесть. В первом случае критическая температура определяется уменьшающейся с концентрацией величиной обменного интеграла. В случае приложенного гидростатического давления основные параметры системы не меняются, а критическая температура связана с отрицательной частью квадрата щели в спектре спиновых волн Д2, вызываемой магнито-упругим взаимодействием.

4. В рамках теории [1] впервые объяснены два таких экспериментальных явления как

• излом на кривой намагниченности М(Н) с соответствующим изменением наклона Х\ на Х2 при низких температурах;

• появление А-фазы в кубических геликоидальных магнетиках без центра инверсии.

5. При исследовании методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов изучены области критических температур, определены критические индексы намагниченности (параметра порядка) и обратной корреляционной длины. Установлено, что в системе Ре^^Со^ род фазового перехода меняется с ФП первого рода, индуцированного критическими флуктуациями (при х ^ 0,20), на классический ФП первого рода (при х > 0,20). В системе Мпх-уРе^ выше критической температуры обнаружены две фазы: ферромагнитная (в интервале температур Т < Тс) и фаза, в которой взаимодействие

Дзялошинского-Мория начинает конкурировать с обменным взаимодействием (Тс < Т < Т*), при этом на температурной зависимости обратной корреляционной длины возникает кроссовер в районе Т*.

6. Обнаружен переворот магнитной киральности с ростом концентрации: левая спиновая киралыюсть Рех-жСо^ при х < 0,20 меняется на правую при х ^ 0,20; в системе Мих-уРе^ левая спиновая киралыюсть при у ^ 0,08 меняется на правую при х — 0,10.

7. С помощью синхротронного излучения измерена абсолютная структура для всех образцов. Введено понятие кристаллографической (структурной) киральности для пространственной группы Р21З, которая определяется по закрученности атомов в металлической под-решётке. Показано, что изменение спиновой киральности связано с изменением структурной киральности нетривиальным образом. Обнаружено, что в системе Рех-хСох31 структурная киральность совпадает с магнитной (левая магнитная соответствует левой структурной и наоборот), а в системе Мщ-уРе^ они противоположны (левая магнитная соответствует правой структурной и наоборот).

Благодарности

Автор диссертации благодарит своего научного руководителя, кандидата физико-математических наук Григорьева Сергея Валентиновича за неоценимую помощь в ходе выполнения настоящей работы, начальника отдела исследования конденсированного состояния, доктора физико-математических наук, профессора Окорокова Алексея Ивановича, начальника лаборатории физики неупорядоченного состояния, кандидата физико-математических наук, Рунова Владимира Владимировича, весь коллектив лаборатории ЛФНС (особенно научного сотрудника Четверикова Юрия Олеговича), ведущего сотрудника теоретического отдела, доктора физико-математических наук, профессора Малеева Сергея Владимировича за полезные научные дискуссии.

Автор выражает признательность научно-исследовательскому центру СКББ (особенно доктору Хельмуту Эккерлебе и профессору Андреасу Шрейеру), Швейцарско-норвежским линиям БЫВЬ Е8РР (особенно кандидату физико-математических наук Чернышову Дмитрию Юрьевичу и доктору физико-математических наук Дмитриеву Владимиру Петровичу) за предоставленную возможность проведения экспериментальных работ, а также Техническому университету г. Брауншвейга (доктору Дирку Мен-целю и профессору Йоахиму Шёнесу) и Лаборатории Леона Бриллюэна (доктору Даниэлю Ламаго) за возможность непосредственного участия в получении образцов, исследованных в данной диссертационной работе.

1. Maleyev, S. V. Cubic magnets with Dzyaloshinskii-Moriya interaction at low temperature / S. V. Maleyev // Physical Review B. — 2006. — Vol. 73, no. 17. - P. 174402.

2. Friedrich, W. Interferenz-Erscheinungen bei Röntgenstrahlen / W. Friedrich, P. Knipping, M. Laue // In Sitzungsberichte der Bayerischen akademie der Wissenschaften. Math.-phys. Klasse. — 1912.— P. 303.

3. Bragg, W. L. The structure of some crystals as indicated by their diffraction of X-rays / W. L. Bragg // Proceedings of the Royal Society (London). 1913. - Vol. 89, no. 610. - P. 248.

4. Гриднев, С. А. Сегнетоэлектрические кристаллы с несоразмерными фазами / С. А. Гриднев // Соросовский образовательный журнал. — 1997. № 9. - С. 109.

5. Yoshimori, A. A new type of antiferromagnetic structure in the rutile type crystal / A. Yoshimori // Journal of the Physical Society of Japan. — 1959. Vol. 14, no. 6. - Pp. 807-821.

6. Dubbledam, G. C. The average crystal structure of 7~Na2C03 / G. C. Dub-bledam, P. M. de Wolff // Acta Crystallographica Section B. — 1969. — Vol. 25, no. 12. Pp. 2665-2667.

7. Kucharczyk, D. Modulation of the intermediate, antiferroelectric phase of NaNC>2 / D. Kucharczyk, A. Pietraszko, K. Lukaszewicz // Ferro-electrics. 1978. - Vol. 21, no. 1-4. - Pp. 445-447.

8. Overhauser, A. W. Spin density waves in an electron gas / A. W. Over-hauser // Physical Review. — 1962. — Vol. 128, no. 3. — Pp. 1437-1452.

9. Johnson, C. K. Superstructure and modulation wave analysis for the unidimensional conductor hepta- (tetrathiafulvalene) pentaiodide / C. K. Johnson, R. Charles, J. Watson // The Journal of Chemical Physics. 1976. - Vol. 64, no. 6. - Pp. 2271-2286.

10. Koehler, W. C. Neutron diffraction by helical spin structures / W. C. Koehler // Acta Crystallographica. — 1961.— Vol. 14, no. 5.— Pp. 535-536.

11. Fawcett, E. Spin-density-wave antiferromagnetism in chromium / E. Fawcett // Review of Modern Physics. — 1988.— Vol. 60, no. 1.— Pp. 209-283.

12. Magnetic structures of holmium. I. The virgin state / W. C. Koehler, J. W. Cable, M. K. Wilkinson, E. O. Wollan // Physical Review. — 1966. — Vol. 151, no. 2.- Pp. 414-424.

13. Magnetic structures of holmium. II. The magnetization process / W. C. Koehler, J. W. Cable, H. R. Child et al. // Physical Review. — 1967. Vol. 158, no. 2. - Pp. 450-461.

14. Asphericity in the magnetization distribution of holmium / G. P. Felcher,

15. G. H. Lander, Т. Arai et al. // Physical Review В.— 1976.— Vol. 13, no. 7. Pp. 3034-3045.

16. Pechau, M. J. Magnetic structure of holmium / M. J. Pechan, C. Stassis // Journal of Applied Physics. — 1984. — Vol. 55, no. 6. — Pp. 1900-1902.

17. Observation of a quadruple-g magnetic structure in neodymium / E. M. Forgan, E. P. Gibbons, K. A. McEwen, D. Fort // Physical Review Letters. 1989. - Vol. 62, no. 4. — Pp. 470-473.

18. Lebech, B. Magnetic phase transitions in double hexagonal close packed neodymium metal-commensurate in two dimensions / B. Lebech, J. Wolny, R. M. Moon // Journal of Physics: Condensed Matter. — 1994.— Vol. 6, no. 27.-Pp. 5201-5222.

19. Chiral magnetic order at surfaces driven by inversion asymmetry / M. Bode, M. Heide, К. von Bergmann et al. // Nature. — 2007.— Vol. 447, no. 7141.- Pp. 190-193.

20. Structural, electronic, and magnetic properties of a Mn monolayer on W(110) / M. Bode, S. Heinze, A. Kubetzka et al. // Physical Review B. 2002. - Vol. 66, no. 1. - P. 014425.

21. Dzyaloshinsky, I. A thermodynamic theory of "weak" ferromagnetism of antiferromagnetics / I. Dzyaloshinsky // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1958. Vol. 4, no. 4. - Pp. 241-255.

22. Дзялошинский, И. E. Теория геликоидальных структур в антиферромагнетиках / И. Е. Дзялошинский // Журнал Экспериментальной и Технической Физики. — 1964. — Т. 46. — С. 1420.

23. Moriya, T. Anisotropic superexchange interaction and weak ferromag-netism / T. Moriya // Physical Review.— I960.— Vol. 120, no. 1.— Pp. 91-98.

24. Magnetic properties of the monosilicides of some 3d transition elements / H. J. Williams, J. H. Wernick, R. C. Sherwood, G. K. Wertheim // Journal of Applied Physics. — 1966. Vol. 37, no. 3. - P. 1256.

25. The high field-high pressure magnetic properties of MnSi / D. Bloch, J. Voiron, V. Jaccarino, J. H. Wernick // Physics Letters A. — 1975.— Vol. 51, no. 5. Pp. 259-261.

26. Edwards, D. M. Magnetic isotherms in the band model of ferromag-netism / D. M. Edwards, E. P. Wohlfarth // Proceedings of the Royal Society (London). 1968. - Vol. 303, no. 1472. - Pp. 127-137.

27. Brown, P. J. Spatial distribution of the magnetic moment in MnSi / P. J. Brown, J. B. Forsyth, G. H. Lander // Journal of Applied Physics. — 1968. Vol. 39, no. 2. - P. 1331.

28. Helical spin structure in manganese silicide MnSi / Y. Ishikawa, K. Tajima, D. Bloch, M. Roth // Solid State Communications. — 1976.— Vol. 19, no. 6. Pp. 525-528.

29. Boren, B. Röntgenuntersuchung der legierungen von silicium mit chrom, mangan, kobalt und nickel / B. Boren // Arkiv för kemi, mineralogi och geologi. 1933. - Vol. 11. - P. 1.

30. Magnetic excitations in the weak itinerant ferromagnet MnSi /

31. Y. Ishikawa, G. Shirane, J. A. Tarvin, M. Kohgi // Physical Review B.— 1977. Vol. 16, no. 11. - Pp. 4956-4970.

32. Ishikawa, Y. Magnetic phase diagram of MnSi near critical temperature studied by neutron small angle scattering / Y. Ishikawa, M. Arai // Journal of the Physical Society of Japan. — 1984. — Vol. 53, no. 8. — Pp. 27262733.

33. Magnetic structure of MnSi under an applied field probed by polarized small-angle neutron scattering / S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, A. I. Oko-rokov et al. // Physical Review B. — 2006. — Vol. 74, no. 21. — P. 214414.

34. Field-induced reorientation of the spin helix in MnSi near Tc / S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, A. I. Okorokov et al. // Physical Review B. — 2006. — Vol. 73, no. 22. P. 224440.

35. Gregory, C. Magnetisation study of the magnetic phase diagram in MnSi / C. Gregory, D. Lambrick, N. Bernhoeft // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1992. - Vol. 104-107, no. Part 1.- Pp. 689-690.

36. Observation of an itinerant metamagnetic transition in MnSi under high pressure / K. Koyama, T. Goto, T. Kanomata, R. Note // Physical Review B. 2000. - Vol. 62, no. 2. - Pp. 986-991.

37. Date, M. Electron spin resonance in the itinerant-electron helical magnet MnSi / M. Date, K. Okuda, K. Kadowaki // Journal of the Physical Society of Japan. 1977. - Vol. 42, no. 5. - Pp. 1555-1561.

38. Magnetoresistance from quantum interference effects in ferromagnets /

39. N. Manyala, Y. Sidis, J. F. DiTusa et al. // Nature. — 2000. — Vol. 404, no. 6778. Pp. 581-584.

40. Ultrasonic study of magnetic phase diagram of MnSi / S. Kusaka, K. Ya-mamoto, T. Komatsubara, Y. Ishikawa // Solid State Communications. — 1976. Vol. 20, no. 9. - Pp. 925-927.

41. NMR and susceptibility studies of MnSi above Tc / H. Yasuoka, V. Jac-carino, R. C. Sherwood, J. H. Wernick // Journal of the Physical Society of Japan. 1978. — Vol. 44, no. 3. - Pp. 842-849.

42. Magnetic Ordering in Nearly Ferromagnetic Antiferromagnetic Helices. — 1993. — Proceedings of Recent Advances in Magnetism of Transition Metal Compounds (World Scientific, Singapore).

43. Kadowaki, K. Magnetization and magnetoresistance of MnSi. I / K. Kad-owaki, K. Okuda, M. Date // Journal of the Physical Society of Japan.— 1982. — Vol. 51, no. 8. Pp. 2433-2438.

44. B&k, P. Theory of helical magnetic structures and phase transitions in MnSi and FeGe / P. Bak, M. H. Jensen // Journal of Physics C: Solid State Physics. 1980. - Vol. 13, no. 31. - P. L881.

45. Critical fluctuations in MnSi near Tc: A polarized neutron scattering study / S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, A. I. Okorokov et al. // Physical Review B. 2005. - Vol. 72, no. 13. — P. 134420.

46. Magnetism and spin fluctuations in a weak itinerant ferromagnet: MnSi / C. Thessieu, J. Flouquet, G. Lapertot et al. // Solid State Communications. 1995. - Vol. 95, no. 10. - Pp. 707-712.

47. Magnetic quantum phase transition in MnSi under hydrostatic pressure / C. Pfleiderer, G. J. MeMullan, S. R. Julian, G. G. Lonzarich // Physical Review B. 1997. - Vol. 55, no. 13. - Pp. 8330-8338.

48. Magnetic phase transition in the itinerant helimagnet MnSi: Thermodynamic and transport properties / S. M. Stishov, A. E. Petrova, S. Khasanov et al. // Physical Review B.— 2007.— Vol. 76, no. 5.— P. 052405.

49. Heat capacity and thermal expansion of the itinerant helimagnet MnSi /

50. S. M. Stishov, A. E. Petrova, S. Khasanov et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. 2008. — Vol. 20, no. 23. - P. 235222.

51. Tricritical behavior in MnSi at nearly hydrostatic pressure / A. E. Petrova, V. Krasnorussky, J. Sarrao, S. M. Stishov // Physical Review B. — 2006. — Vol. 73, no. 5. P. 052409.

52. Behavior of the electrical resistivity of MnSi at the ferromagnetic phase transition / A. E. Petrova, E. D. Bauer, V. Krasnorussky, S. M. Stishov // Physical Review B. 2006. - Vol. 74, no. 9. — P. 092401.

53. High-pressure study of the magnetic phase transition in MnSi / A. E. Petrova, V. N. Krasnorussky, T. A. Lograsso, S. M. Stishov // Physical Review B. 2009. - Vol. 79, no. 10. - P. 100401.

54. Field dependence of the magnetic quantum phase transition in MnSi /

55. C. Thessieu, C. Pfleiderer, A. N. Stepanov, J. Flouquet // Journal of Physics: Condensed Matter. — 1997. —Vol. 9, no. 31. — Pp. 6677-6687.

56. Partial order in the non-Fermi-liquid phase of MnSi / C. Pfleiderer,

57. D. Reznik, L. Pintschovius et al. // Nature. — 2004. — Vol. 427, no. 6971. — Pp. 227-231.

58. Magnetic field and pressure dependence of small angle neutron scattering in MnSi / C. Pfleiderer, D. Reznik, L. Pintschovius, J. Haug // Physical Review Letters. 2007. — Vol. 99, no. 15. — P. 156406.

59. Maleyev, S. V. Magneto-elastic interaction in cubic helimagnets with B20 structure / S. V. Maleyev // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2009. Vol. 21, no. 14. - P. 146001 (8pp).

60. Maleyev, S. Cubic helimagnets in magnetic field and at pressure / S. Maleyev // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 2009. — Vol. 321, no. 7. — Pp. 909-912. — Proceedings of the Forth Moscow International Symposium on Magnetism.

61. Pfleiderer, C. Non-Fermi-liquid nature of the normal state of itinerant-electron ferromagnets / C. Pfleiderer, S. R. Julian, G. G. Lonzarich // Nature. 2001. - Vol. 414, no. 6862. - Pp. 427-430.

62. Pfleiderer, C. Non-Fermi liquid puzzle of MnSi at high pressure / C. Pfleiderer // Physica B: Condensed Matter. — 2003.— Vol. 328, no. 1-2,— Pp. 100-104.

63. Non-Fermi liquid metal without quantum criticality / C. Pfleiderer, P. Boni, T. Keller et al. // Science.— 2007.- Vol. 316, no. 5833.— Pp. 1871-1874.

64. Richardson, M. The partial equilibrium diagram of the Fe-Ge system in the range 40-72 at. germanides by chemical transport reactions / M. Richardson // Acta Chemica Scandinavica. — 1967.— Vol. 21.— Pp. 2305-2317.

65. Felcher, G. P. Magnetic structures of monoclinic FeGe / G. P. Felcher, J. D. Jorgensen // Journal of Physics C: Solid State Physics. — 1983. — Vol. 16, no. 32. Pp. 6281-6290.

66. Structures magnétiques de FeGe monoclinique / D. Fruchart, B. Malaman, G. L. Caer, B. Roques // Physica Status Solidi (a). — 1983.— Vol. 78, no. 2.-Pp. 555-569.

67. Bernhard, J. Neutron diffraction studies of the low-temperature magnetic structure of hexagonal FeGe / J. Bernhard, B. Lebech, O. Beck-man // Journal of Physics F: Metal Physics. — 1984. — Vol. 14, no. 10. — Pp. 2379-2393.

68. Bernhard, J. Magnetic phase diagram of hexagonal FeGe determined by-neutron diffraction / J. Bernhard, B. Lebech, O. Beckman // Journal of Physics F: Metal Physics. 1988. - Vol. 18, no. 3. - Pp. 539-552.

69. Wappling, R. Môssbauer study of cubic FeGe / R. Wappling, L. Hâggstrôm // Physics Letters A. — 1968. — Vol. 28, no. 3. — Pp. 173174.

70. Magnetic structure of cubic FeGe / T. Ericsson, W. Karner, L. Hâggstrôm, K. Chandra // Physica Scripta. 1981. — Vol. 23, no. 6. — Pp. 1118-1121.

71. Lundgren, L. Magnetic susceptibility measurements on cubic FeGe / L. Lundgren, K. Blom, O. Beckman // Physics Letters A.— 1968.— Vol. 28, no. 3.-Pp. 175-176.

72. Helical spin arrangement in cubic FeGe / L. Ludgren, O. Beckman, V. At-tia et al. // Physica Scripta. — 1970. — Vol. 1, no. 1. — Pp. 69-72.

73. Wilkinson, C. Neutron scattering from cubic FeGe powder / C. Wilkinson, F. Sinclair, J. B. Forsyth // 5th Int. Conf. on Solid Compounds of Transition Elements, Uppsala, Sweden, 21 25 June. — 1976.

74. Lebech, B. Magnetic structures of cubic FeGe studied by small-angle neutron scattering / B. Lebech, J. Bernhard, T. Freltoft // Journal of Physics: Condensed Matter. — 1989. — Vol. 1, no. 35. — Pp. 6105-6122.

75. Shinoda, D. Magnetic properties of Coi-^Fe^Si, Coi-^Mn^Si, and Fei-^Mn^Si solid solutions / D. Shinoda // Physica Status Solidi (a).— 1972. Vol. 11, no. 1. - Pp. 129-135.

76. Unusual electronic properties of FeSi / G. K. Wertheim, V. Jaccarino, J. H. Wernick et al. // Physics Letters. — 1965. — Vol. 18, no. 2. Pp. 8990.

77. Magnetic properties of the monosilicides of some 3d transition elements / H. J. Williams, J. H. Wernick, R. C. Sherwood, G. K. Wertheim // Journal of Applied Physics. — 1966. Vol. 37, no. 3. — Pp. 1256-1256.

78. Shinoda, D. Magnetic properties of silicides of iron group transition elements / D. Shinoda, S. Asanabe // Journal of the Physical Society of Japan. — 1966. — Vol. 21, no. 3. Pp. 555-555.

79. Wertheim, G. K. Mossbauer effect in Coi-^Fe^Si / G. K. Wertheim, J. H. Wernick, D. N. E. Buchanan // Journal of Applied Physics. — 1966. Vol. 37, no. 9. - Pp. 3333-3337.

80. Paramagnetic excited state of FeSi / V. Jaccarino, G. K. Wertheim,

81. J. H. Wernick et al. // Physical Review.— 1967.— Vol. 160, no. 3.— Pp. 476-482.

82. Asanabe, S. Semimetallic properties of Coi^Fe^Si solid solutions / S. Asanabe, D. Shinoda, Y. Sasaki // Physical Review. — 1964. — Vol. 134, no. 3A. Pp. A774-A779.

83. The magnetic properties of Fe^Coi-^Si and FexTiixSi alloys / J. Beille, D. Bloch, F. Towfio, J. Voiron // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1979. — Vol. 10, no. 2-3. — Pp. 265-273.

84. Helimagnetic structure of the FexCoixSi alloys / J. Beille, J. Voiron, F. Towfiq et al. // Journal of Physics F: Metal Physics. — 1981. — Vol. 11, no. 10.-Pp. 2153-2160.

85. Beille, J. Long period helimagnetism in the cubic B20 Fe^Coi-^Si and Co^Mni-^Si / J. Beille, K. Voiron, M. Roth // Solid State Communications. 1983. - Vol. 47, no. 5. — Pp. 399-402.

86. Stability and winding of the long period helical spin structure in FeixCoxSi / K. Ishimoto, Y. Yamaguchi, S. Mitsuda et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — 1986. — Vol. 54-57, no. Part 2.-Pp. 1003-1004.

87. Itinerant electron ferromagnetism in Fei^Co^Si studied by polarized neutron diffraction / K. Ishimoto, M. Ohashi, H. Yamauchi, Y. Yamaguchi // Journal of the Physical Society of Japan. — 1992. — Vol. 61, no. 7. — Pp. 2503-2511.

88. Small-angle neutron diffraction from the helical magnet Feo.8Coo.2Si / K. Ishimoto, Y. Yamaguchi, J. Suzuki et al. // Physica B.— 1995.— Vol. 213-214.- Pp. 381-383.

89. Chattopadhyay, M. K. Magnetic properties of Fei-^Co^Si alloys / M. K. Chattopadhyay, S. B. Roy, S. Chaudhary // Physical Review B. — 2002. Vol. 65, no. 13. - P. 132409.

90. Magnetic response of Fei-^Co^Si alloys: A detailed study of magnetization and magnetoresistance / M. K. Chattopadhyay, S. B. Roy, S. Chaudhary et al. // Physical Review B. 2002. — Vol. 66, no. 17. — P. 174421.

91. Real-space observation of helical spin order / M. Uchida, Y. Onose, Y. Matsui, Y. Tokura // Science. 2006. - Vol. 311, no. 5759. — Pp. 359361.

92. Topological spin textures in the helimagnet FeGe / M. Uchida, N. Na-gaosa, J. P. He et al. // Physical Review B.— 2008.— Vol. 77, no. 18.— P. 184402.

93. Large anomalous Hall effect in a silicon-based magnetic semiconductor / N. Manyala, Y. Sidis, J. F. DiTusa et al. // Nature Materials. — 2004. — Vol. 3, no. 4.-Pp. 255-262.

94. Doping dependence of transport properties in Fei-^Co^Si / Y. Onose, N. Takeshita, C. Terakura et al. // Physical Review B. — 2005. — Vol. 72, no. 22. P. 224431.

95. Nishihara, Y. Mössbauer study of Mni-^Fe^Si in external magnetic fields /

96. Y. Nishihara, S. Waki, S. Ogawa // Physical Review В. — 1984. — Vol. 30, no. l.-Pp. 32-35.

97. Direct observation of spin-flip excitation in MnSi / F. Semadeni, P. Böni, Y. Endoh et al. // Physica В. — 1998. — Vol. 267-268. — Pp. 248-251.

98. Belitz, D. Theory of helimagnons in itinerant quantum systems / D. Belitz, T. R. Kirkpatrick, A. Rosch // Physical Review В.— 2006.— Vol. 73, no. 5. P. 054431.

99. Spiral magnetic correlation in cubic MnSi / G. Shirane, R. Cowley, C. Ma-jkrzak et al. // Physical Review B. — 1983. — Vol. 28, no. 11. — Pp. 62516255.

100. Crystal chirality and helicity of the helical spin density wave in MnSi. II. Polarized neutron diffraction / M. Ishida, Y. Endoh, S. Mitsuda et al. // Journal of the Physical Society of Japan. — 1985. — Vol. 54, no. 8. — Pp. 2975-2982.

101. Crystal chirality and helicity of the helical spin density wave in MnSi. I. Convergent-beam electron diffraction / M. Tanaka, H. Takayoshi, M. Ishida, Y. Endoh // Journal of the Physical Society of Japan. — 1985. — Vol. 54, no. 8. Pp. 2970-2974.

102. Right handed or left handed? Forbidden X-ray diffraction reveals chirality / Y. Tanaka, T. Takeuchi, S. W. Lovesey et al. // Physical Review Letters. 2008. - Vol. 100, no. 14. — P. 145502.

103. Малеев, С. В. Магнитное рассеяние поляризованных нейтронов /

104. С. В. Малеев, В. Г. Барьяхтар, Р. А. Сурис // Физика Твердого Тела. — 1962. — Т. 4. — С. 3461.

105. Blume, М. Polarization effects in the magnetic elastic scattering of slow neutrons / M. Blume // Physical Review. — 1963.— Vol. 130, no. 5.— Pp. 1670-1676.

106. Maleyev, S. V. Investigation of spin chirality by polarized neutrons / S. V. Maleyev // Physical Review Letters. — 1995.— Vol. 75, no. 25.— Pp. 4682-4685.

107. Адиабатический метод раздельных осциллирующих полей / В. Ф. Ежов, С. Н. Иванов, В. М. Лобашов и др. // Письма в ЖЭТФ. 1976. - Т. 24, № 1. - С. 39-43.

108. An adiabatical resonance spin-flipper for thermal and cold neutrons /

109. A. N. Bazenov, V. M. Lobashev, A. N. Pirozhkov, V. N. Slusar // Nuclear Instruments and Methods A. 1993. - Vol. 332. - Pp. 534-536.

110. Драбкин, Г. M. Анализ спектра поляризованных нейтронов с помощью постоянного магнитного поля / Г. М. Драбкин, В. А. Трунов,

111. B. В. Рунов // Журнал Экспериментальной и Технической Физики. 1968. - Т. 54. - С. 363-370.

112. Syromyatnikov, V. G. Fe—A1 neutron polarizing supermirror on a Si crystal substrate with antireflecting Cd layer / V. G. Syromyatnikov, A. F. Schebetov, Z. N. Soroko // Nuclear Instruments and Methods A. — 1993. Vol. 324. - Pp. 401-406.

113. Григорьев, С. В. Оптимизация рассчёта радиочастотного адиабатического флиппера тепловых поляризованных нейтронов / С. В. Григорьев // Препринт ЛИЯФ. 1992. — Т. 1840. — С. 1-12.

114. Grigoriev, S. V. Optimization of calculation of radio-frequency adiabatic flipper of thermal polarized neutrons / S. V. Grigoriev // Preprint PN-PI. 1994. - Vol. 2002. - Pp. 1-10.

115. Grigoriev, S. V. Peculiarities of the construction of broadband adiabatic flipper of neutrons / S. V. Grigoriev, V. V. Runov, A. I. Okorokov // Physica B: Condensed Matter. — 1997. — Vol. 234-236. — Pp. 1080-1081.

116. Grigoriev, S. V. Peculiarities of the construction and application of broadband adiabatic flipper of cold neutrons / S. V. Grigoriev, V. V. Runov, A. I. Okorokov // Nuclear Instruments and Methods A. — 1997. — Vol. 384. Pp. 451-456.

117. Flack, H. D. Absolute structure and absolute configuration / H. D. Flack, G. Bernardinelli // Acta Crystallographica Section A. — 1999. — Vol. 55, no. 5. Pp. 908-915.

118. Moss, G. P. Basic terminology of stereochemistry (IUPAC Recommendations 1996) / G. P. Moss // Pure and Applied Chemistry. — 1996.— Vol. 68. Pp. 2193-2222.

119. Flack, H. D. On enantiomorph-polarity estimation / H. D. Flack // Acta Crystallographica Section A. — 1983. — Vol. 39, no. 6. — Pp. 876-881.

120. Flack, H. D. The derivation of twin laws for (pseudo-)merohedry bycoset decomposition / H. D. Flack // Acta Crystallographica Section A. — 1987. Vol. 43, no. 4. - Pp. 564-568.

121. Flack, H. D. On the use of least-squares restraints for origin fixing in polar space groups / H. D. Flack, D. Schwarzenbach // Acta Crystallographica Section A. 1988. - Vol. 44, no. 4. - Pp. 499-506.

122. Flack, H. D. Reporting and evaluating absolute-structure and absolute-configuration determinations / H. D. Flack, G. Bernardinelli // Journal of Applied Crystallography. 2000. - Vol. 33, no. 4. - Pp. 1143-1148.

123. Flack, H. D. The mean-square Friedel intensity difference in PI with a centrosymmetric substructure / H. D. Flack, U. Shmueli // Acta Crystallographica Section A. — 2007. — Vol. 63, no. 3. — Pp. 257-265.

124. Flack, H. D. Applications and properties of the Bijvoet intensity ratio / H. D. Flack, G. Bernardinelli // Acta Crystallographica Section A.— 2008. Vol. 64, no. 4. - Pp. 484-493.

125. Shmueli, U. Intensity statistics of Friedel opposites / U. Shmueli, M. Schiltz, H. D. Flack // Acta Crystallographica Section A. — 2008.— Vol. 64, no. 4. Pp. 476-483.

126. Coster, D. Unterschiede in der Intensität der Röntgenstrahlen-reflexion an den beiden 111-Flächen der Zinkblende / D. Coster, K. S. Knol, J. A. Prins // Zeitschrift für Physik A Hadrons and Nuclei— 1930.— Vol. 63, no. 5. Pp. 345-369.

127. Magnetic structure of FeixCoxSi in a magnetic field studied via smallangle polarized neutron diffraction / S. V. Grigoriev, V. A. Dyadkin, D. Menzel et al. // Physical Review B. — 2007. Vol. 76. — P. 224424.

128. Magnetic structure of Fe(l-x)Co(x)Si: polarized SANS study / V. Dyadkin, S. Grigoriev, A. Okorokov et al. // Proceedings of 4th European Conference on Neutron Scattering, 25 29 June 2007, Lund, Sweden / Ed. by A. Rennie. - 2007. - P. 311.

129. Нецентросимметричные кубические геликоидальные ферромагнетики Mni-yFeySi и Fei-ajCo^Si / С. В. Григорьев, В. А. Дядькин, С. В. Малеев и др. // Физика Твердого Тела. — 2010.— Т. 52, № 5.— С. 852 -857.

130. Collins, М. F. Magnetic critical scattering / М. F. Collins. Oxford series on neutron scattering in condensed matter. — Oxford University Press, Inc., 1989.

131. Critical scattering in the helimagnets Fei-^Co^Si / V. A. Dyadkin, S. V. Grigoriev, E. V. Moskvin et al. // Physica В. — 2009.- Vol. 404, no. 17.-Pp. 2520-2523.

132. Critical scattering in helical ferromagnets Fei-^Co^Si / V. A. Dyadkin, S. V. Grigoriev, E. V. Moskvin et al. // Proceedings of International Conference Polarized Neutrons in Condensed Matter Investigation PNC

133. MI2008, 1-7 September 2008, Tokai, Japan / Ed. by Y. Yamada. —2008. P. 29.

134. The magnetic structure of MnSi under an applied field / S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, A. I. Okorokov et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. 2007. - Vol. 19, no. 14. - P. 145286.

135. Helical spin structure of Mni-yFe^Si under a magnetic field: Small angle neutron diffraction study / S. V. Grigoriev, V. A. Dyadkin, E. V. Moskvin et al. // Physical Review B. 2009. - Vol. 79, no. 14. - P. 144417.

136. Crystal handedness and spin helix chirality in FeixCoxSi / S. V. Grigoriev, D. Chernyshov, V. A. Dyadkin et al. // Physical Review Letters. —2009. Vol. 102, no. 3. - P. 037204.

137. Interplay between crystalline chirality and magnetic structure in Mni-^Fe^Si / S. V. Grigoriev, D. Chernyshov, V. A. Dyadkin et al. // Physical Review B. 2010. - Vol. 81, no. 1. — P. 012408.