Эффекты «орбитального стекла». 1. Постоянные магниты

А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь

Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 01.06.2021; окончательный вариант - 14.11.2021. Скачать: PDF

В представлении многоэлектронных операторных спиноров рассчитаны магнитные фазовые диаграммы жёстких ферромагнетиков — постоянных магнитов (ПМ). Эти сплавы A$_{1-x}$B$_x$ упорядочиваются. Ковалентные связи (A–B) $\Gamma_{\textrm{AB}}$ сильнее, чем $\Gamma_{\textrm{AA}}$, $\Gamma_{\textrm{BB}}$. Группы Галуа (ГГ-С) спинов Cо или Mn связаны (спин-орбитально) с сегрегациями орбитальных моментов (ГГ-3). Спин-орбитальная связь ($L–S$) здесь сильнее обменных связей A–A, т.е. Co–Co или Mn–Mn. Антиферромагнетизм Mn ($T_{\textrm{N}}$ > 10$^2$ К) подавляется в сплавах (Mn–Bi, Mn–Al, ...). Инверсия обмена $T_{\textrm{k}}$ меняет знак температуры перехода ($T_{\textrm{N}}$ < 0 $\rightarrow$ $T_{\textrm{c}}$ > 0); $T_{\textrm{k}}$ определяется спин-орбитальной связью ($\Gamma_{\textrm{AB}}$ > 0). Этот эффект легко наблюдается при $T_{\textrm{k}}$ > 300 К. Он даёт магнитную анизотропию $B_{\textrm{A}} \sim$ 10$^3$ Э. Рассчитанные для сплавов A(Co, Mn)$_{1-x}$B(Pt, Bi)$_x$ температуры Кюри $T_{\textrm{c}}$($x$) находятся экспериментально, как и средний момент $p_2$($x$). Линейность $T_{\textrm{c}}$($x$) нарушается спин-орбитальным членом $\Gamma_{\textrm{AB}}$ ковалентной связи компонент (A–B), обусловленным «орбитальным стеклом» B-компонент (Pt, Mn). Сегрегация $\textbf{L}_{\textbf{r}}$ с антиферромагнитным (АФМ) обменом $A_{\textrm{B}}$ конкурирует с АФМ-обменом $A_{\textrm{A}}$ внутри A-компоненты. Подавление этого спин-орбитальной связью $\Gamma_{\textrm{AB}}$ > 0 приводит к «инверсии обмена» (от from $T_{\textrm{c}}$($x$) < 0, $x$ < $x_{\textrm{k}}$ to $T_{\textrm{c}}$($x$) > 0, $x$ > $x_{\textrm{k}}$). Инверсия обмена обнаруживается экспериментально.

Ключевые слова: «орбитальное стекло», сегрегация моментов (группы Галуа), инверсия обмена, ферромагнитная анизотропия.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v44/i02/0141.html

PACS: 71.10.-w, 75.10.Dg, 75.30.Et, 75.50.Lk, 75.50.Ww


ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
  1. С. В. Вонсовский, Магнетизм (Москва: Наука: 1971).
  2. А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 3: 279 (2019). Crossref
  3. А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь, Металлофиз. новейшие технол., 41, № 9: 1127 (2019). Crossref
  4. А. И. Мицек, В. Н. Пушкарь, Реальные кристаллы с магнитным порядком (Киев: Наукова Думка: 1978).
  5. Magnetic Properties of Metals (Ed. H. P. J. Wijn) (Berlin: Springer-Verlag: 1991).
  6. Постоянные магниты (Ред. Ю. М. Пятин) (Москва: Энергия: 1980).