к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Э Ю Я

Слоистые магнетики

Слоистые магнетики - кристаллич. вещества, в к-рых обменное взаимодействие внутри слоев (плоскостей), содержащих магн. ионы, существенно превышает межплоскостные обменные взаимодействия (энергии взаимодействий соответственно J_E и J'). Малость межплоскостных взаимодействий обычно вызвана относит. удалённостью магн. плоскостей друг от друга, а также типом магн. упорядочения. Так, в K₂NiF₄, кристаллич. решётка к-рого показана на рис., антиферромагн. обмен внутри плоскости и относительное расположение магн. слоев приводят к ослаблению межплоскостного магн. взаимодействия.

Кристаллическая структура соединения K₂NiF₄.

В простейших моделях С. м. можно рассматривать как систему независимых двумерных (2D-)магнетиков. Различают след. типы внутриплоскостного магн. упорядочения: а)гейзенберговский, б) х - y, или пленарный, е)изинговский (см. Двумерные решёточные модели ).Их реализация зависит от характера энергии спиновой магнитной анизотропии. В случае а)эта энергия пренебрежимо мала, случаи б)и в)соответствуют т. н. анизотропии типа «лёгкая плоскость» и «лёгкая ось». Типичными для случая а) являются вещества, в к-рых магн. подрешётки составлены из ионов или По Хунда правилу орбитальный момент обоих ионов L = 0, а анизотропия, вызываемая эффектами внутри-кристаллического поля, отсутствует. Те же эффекты отсутствуют и для магн. ионов, имеющих спин S = 1/2. Единств. источник анизотропии в этих веществах - слабое магн. диполь-диполъное взаимодействие. Типичными для случая б)являются магн. ионы И, а для случая в) - ионы

В 2d-гейзенберговских Магнетиках (см. Гейзенберга модель)магн. упорядочение отсутствует при отличной от нуля температуре [1]. В 2d-пленарных магнетиках также отсутствует спонтанная намагниченность, но существует низкотемпературная магн. фаза, характеризующаяся «магнитной жёсткостью» [2] и испытывающая фазовый переход Березинского - Костерлица - Таулеса [3] в разупорядоченное состояние (см. Магнитный фазовый переход ).В 2D-изинговских магнетиках при низких темп-pax спонтанная намагниченность отлична от нуля, т. е. они упорядочены (см. Изинга модель).

В случаях а)и 6)учёт слабых внеш. (по отношению к внутриплоскостному взаимодействию) полей приводит к сильному нелинейному отклику системы. В качестве таких полей можно рассматривать слабые межплоскостные взаимодействия [4]. В изинговских магнетиках эти взаимодействия оказываются существенными в малой окрестности температуры Т_с фазового перехода [5]:

где критич. флуктуации (см. Критические явления)становятся трёхмерными.

Примером изинговского магнетика может служить CeSb. Для него характерно ферромагн. изинговское упорядочение в плоскостях с перпендикулярным к плоскостям направлением намагниченности. Слабый обмен между ближайшими и следующими за ближайшими магн. слоями обусловливает сложную периодич. магн. структуру. Фазовая диаграмма «температура Т - магн. поле Н» CeSb насчитывает 14 разл. магнитоупорядоченных структур [6], периодичность к-рых достигает 13 периодов решётки (см. Магнитная атомная структура).

К слоистым пленарным магнетнкам относится (п = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10) [7]. Внутриплоскостное обменное взаимодействие приводит к ферромагн. упорядочению. Благодаря слабой анизотропии этого взаимодействия такие магнетики оказываются пленарными. Отношение энергии анизотропии J_Aк энергии внутриплоскостного обменного взаимодействия J_Е составляет по порядку 10^-4-10^-3. Межплоскостные взаимодействия в несколько раз меньше поля анизотропии и в соединении (CH₃NH₃)₂CuCl₄имеют ферромагн. характер, а в остальных соединениях этого типа - антиферромагнитный.

В сравнительно широкой области полей (до 1000 Э) ферромагнетик K₂CuF₄ [8] с кристаллич. структурой, аналогичной K₂NiF₄ (отношение взаимодействий: , ведёт себя как пленарный.

Особо следует выделить интерполированные соединения. Процесс итеркалирования графита позволяет приготовлять С. м. с хорошо выдержанной периодичностью в расположении магн. ионов и с варьируемым значением межплоскостной связи. Впервые в таких соединениях с внедрённым СоС1₂ была найдена существенно нелинейная зависимость намагниченности М от магн. поля H [9]: , что характерно для поведения 2й-гейзенберговских магнетиков.

Литература по слоистым магнетикам

Mermin N., Wаgnеr Н., Absence of ferromagnetism or antiferroinagnetism in оnе-or two-dimensional isotropic Heisenberg models, «Phys. Rev. Lett.», 1966, v. 17, p. 1133;
Березинский В. Л., Разрушение дальнего порядка в одномерных и двумерных системах с непрерывной группой симметрии, «ШЭТФ», 1970, т. 59, с. 907;
Kosterlitz J. M., Тhоnlеss D. 1., Ordering metastability and phase transition in two-dimensional systems, «J. Phys.», 1973, v. C6, p. 1181;
Покровский В. Л., Уймин Г. В., Магнитные свойства плоских и слоистых систем, «ЖЭТФ», 1973, т. 65, с. 1691;
Onsager L., Crystal statistics. 1. A two-dimensional model with an order-disorder transition, «Phys. Rev.», 1944, v. 65, p. 117;
Rossat-Mignod J. и д p., Magnetic properties of cerium monopnictides, «J. Magn. and Magn. Mater.», 1983, v. 31-34, p. 398;
De Jоngh L. J., van Amstel W. D., Miedema A. R., Magnetic measurements on (C₂H₅NH₃)₂CuCl₄: ferromagnetic layers coupled by a very weak antiferromagnetic interaction, «Physica», 1972, v. 58, p. 277;
Hirkawa K., Ubukoshi K., Magnetization measurements of two-dimensional planar ferromagnet K₂CuFj, «J. Phys. Soc. Japan», 1981, v. 50, p. 1909;
Каримов Ю. С., Исследование неупорядоченного состояния двумерных ферромагнетиков, «ЖЭТФ», 1973, т. 65, с. 261.

Г. В. Уймин

к библиотеке к оглавлению FAQ по эфирной физике ТОЭЭ ТЭЦ ТПОИ ТИ

Знаете ли Вы, что низкочастотные электромагнитные волны частотой менее 100 КГц коренным образом отличаются от более высоких частот падением скорости электромагнитных волн пропорционально корню квадратному их частоты от 300 тысяч кмилометров в секунду при 100 кГц до примерно 7 тыс км/с при 50 Гц.

НОВОСТИ ФОРУМА

Рыцари теории эфира