Ефекти «орбітального скла».1. Постійні магнети

О. І. Міцек, В. М. Пушкар

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 01.06.2021; остаточний варіант - 14.11.2021. Завантажити: PDF

У зображенні багатоелектронних операторних спінорів розраховано магнетні фазові діаграми жорстких феромагнетиків — постійних магнетів. Ці стопи A$_{1-x}$B$_x$ впорядковуються. Ковалентні зв’язки (A–B) $\Gamma_{\textrm{AB}}$ сильніші за $\Gamma_{\textrm{AA}}$, $\Gamma_{\textrm{BB}}$. Групи Галуа (ГГ-С) спінів Cо або Mn зв’язані (спін-орбітально) з сеґреґаціями орбітальних моментів (ГГ-3). Спін-орбітальний зв’язок ($L–S$) тут сильніший за обмінні зв’язки A–A, тобто Co–Co або Mn–Mn. Антиферомагнетизм Mn ($T_{\textrm{N}}$ > 10$^2$ К) пригнічується у стопах (Mn–Bi, Mn–Al, ...). Інверсія обміну $T_{\textrm{k}}$ змінює знак температури переходу ($T_{\textrm{N}}$ < 0 $\rightarrow$ $T_{\textrm{c}}$ > 0); $T_{\textrm{k}}$ визначається спін-орбітальним зв’язком ($\Gamma_{\textrm{AB}}$ > 0). Цей ефект легко спостерігається за $T_{\textrm{k}}$ > 300 К. Він дає магнетну анізотропію $B_{\textrm{A}} \sim$ 10$^3$ Е. Розраховані для стопів A(Co, Mn)$_{1-x}$B(Pt, Bi)$_x$ температури Кюрі $T_{\textrm{c}}$($x$) знайдено експериментально, як і середній момент $p_2$($x$). Лінійність $T_{\textrm{c}}$($x$) порушується спін-орбітальним членом $\Gamma_{\textrm{AB}}$ ковалентного зв’язку (A–B), зумовленим «орбітальним склом» B-компонент (Pt, Mn). Сеґреґація $\textbf{L}_{\textbf{r}}$ з антиферомагнетним (АФМ) обміном $A_{\textrm{B}}$ конкурує з АФМ-обміном $A_{\textrm{A}}$ всередині A-компоненти. Пригнічення цього спін-орбітальним зв’язком $\Gamma_{\textrm{AB}}$ > 0 приводить до «інверсії обміну» (від $T_{\textrm{c}}$($x$) < 0, $x$ < $x_{\textrm{k}}$ до $T_{\textrm{c}}$($x$) > 0, $x$ > $x_{\textrm{k}}$). Інверсію обміну виявляють експериментально.

Ключові слова: «орбітальне скло», сеґреґація моментів (групи Ґалуа), інверсія обміну, феромагнетна анізотропія.

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

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


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  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).