Кластерна модель рідкого або аморфного металу. Квантово-статистична теорія. Електричні та магнітні властивості
О. І. Міцек, В. М. Пушкар
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
Отримано: 22.04.2014; остаточний варіант - 06.11.2014. Завантажити: PDF
Магнетоелектричні властивості аморфних металів (АМ) на основі Fe розраховано в моделі кластерів Kj і в представленні багатоелектронних операторних спінорів. Флюктуації хемічних зв’язків (ФХЗ) і мікродифузія модифікують АМ. Хвильова функція йона Fe складається з хвильових функцій високоспінових (ВС, ξ3), низькоспінових (НС, ξ1) та зонних (fr) станів у вузлі r. Їхні амплітуди ξj(T, B) залежать від температури T і магнетного поля B. На прикладі системи Fe—B постулюємо, що феромагнетні (ФМ) кластери α-Fe взаємодіють (A31>0) через НС-йони у порожнинах hj. Температура Кюрі Tc(ξj) понижується також через A31 при антиферомагнетному (АФМ) обміні A11<0 для hj. Обмінна цупкість D(T,ξj) феромагнонів залежить від ФХЗ через ξj(T). При |A11|>A33 стабільною є АФМ-фаза з двома гілками антиферомагнонів: Ea∝k, E0≅A31 для квазиімпульсів k≪1. Додавання Cr також стабілізує АФМ-фазу через обмін Cr—Cr (Avv<0). Ймовірність метамагнетного (ММ) переходу АФМ → ФМ підвищується мікродифузією. З ростом T зменшується число найближчих сусідів Cr—Cr у порожнині hj, зменшуючи Avv(T) при T \rightarrow T_{MM} — 0. ММ-переходи при T_{MM} чи то у полі B_{MM}(T) при T < T_{MM} супроводжуються гігантським магнетоопором (ГМО) \Delta R(T, B); одержано співвідношення \Delta R \propto \xi_1^2(T)s_T^2(B). Середній спін s_T для НС-иона входить у «ФМ-дефект ефективної маси» \Delta m^{*}(T, B) при B \rightarrow B_{MM}. Парні ФМ-ефекти – феромагнетна анізотропія (ФМА) і магнетострикція (ФМС) – зумовлено спін-орбітальним зв’язком HC-Fe—B^{+} в умовах деформації u_{ij}. Деформація u_{ij} при виготовленні АМ-стрічки або після термооброблення наводить ФМА (K_u \ne 0). Хід магнетної сприйнятливости \chi(B) залежить від K_u і K_1 всередині кластера.
Ключові слова: аморфний феро- або антиферромагнетик, кластери, магнони, магнітна анізотропія, магнітострикція, гігантський магнітоопір, обмін, флуктуації хімічних зв'язків, багатоклектроннні операторні спінори.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v37/i01/0013.html
PACS: 71.10.Fd, 72.10.Di, 72.15.Cz, 75.30.Kz, 75.30.Mb, 75.47.-m, 75.50.Kj