Магнитные свойства германидов редкоземельных металлов и марганца R-Mn-Ge (1103564)
Текст из файла
Московский государственный университетим. М.В. Ломоносова_____________________________________________________________Физический факультетНа правах рукописиБОГДАНОВ Анатолий ЕвгеньевичМАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ГЕРМАНИДОВРЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ И МАРГАНЦА R-Mn-GeCпециальность 01.04.11 -- физика магнитных явленийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква, 2006Работа выполненана кафедре общей физики и магнитоупорядоченных сред физического факультетаМосковского государственного университета им М. В. ЛомоносоваНаучные руководители:доктор физико-математических наук,профессор С.
А. Никитин,кандидат физико-математических наук,доцент Т. И. ИвановаОфициальные оппоненты:доктор физико-математических наук,доцент В. И. Козлов,кандидат физико-математических наук,старший научный сотрудник В. Ю. ИвановВедущая организация:Тверской государственный университетчасов на заседании диссертационногоЗащита состоится «15» июня 2006 г. всовета К 501.001.02 в Московском государственном университете им. М. В.Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ, физическийфакультет, аудитория.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУим.
М. В. Ломоносова.Автореферат разослан «» мая 2006 г.Ученый секретарьдиссертационного совета К 501.001.02,кандидат физико-математических наукИ. А. Никанорова2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы.Тройные интерметаллические соединения R-T-X (R -- редкоземельныйэлемент, Т -- 3d-переходный металл, X -- p-элемент (Si, Ga, Ge)) являютсяобъектами интенсивного изучения в течение двух последних десятилетий.Соединения данного класса демонстрируют широкое разнообразие магнитныхсвойств и характеризуются сложными магнитными фазовыми диаграммами. В рядесоставов при изменении температуры обнаруживаются несколько магнитныхфазовых переходов.Особенный интерес представляют соединения с марганцем R-Mn-X ввидутого, что в таких соединениях носителями магнитного момента являются какредкоземельные атомы, так и атомы марганца.
Эти две магнитные подсистемы,взаимодействующие между собой, ответственны за интересные и разнообразныемагнитные свойства соединений R-Mn-X. В случае T = Fe, Co, Ni в рядесоединений R-T-X магнитный момент 3d-подсистемы отсутствует. Актуальностьизучения соединений R-Mn-X обусловлена в том числе и тем, что многие из нихобладают достаточно высокими температурами магнитного упорядочения (200 600 K), что создает возможность их использования в технических устройствах(термомагнитные датчики и др.), работающих в области климатическихтемператур.Заслуживает внимания тот факт, что кристаллическая структура имагнитные свойства соединений R-Mn-X оказываются весьма восприимчивы кразличным замещениям, особенно в подсистемах 3d-металла и p-элемента.Варьирование концентраций атомов замещения позволяет изменять как величинытемператур магнитных фазовых переходов, так и характер магнитногоупорядочения в соединениях R-Mn-X.Соединения R-Mn-X являются модельными объектами для изученияразличных как прямых, так и косвенных обменных взаимодействий междумагнитными атомами и их зависимости от межатомных расстояний.
Раскрытиефизических механизмов, отвечающих за свойства этих соединений, определениевзаимосвязи кристаллической структуры и магнитного упорядочения, изучениевлияния замещений на кристаллическую структуру и магнитные свойстванеобходимы как с фундаментальной, так и с прикладной точек зрения.Цель работы.Целью диссертационной работы являлось получение основных магнитныххарактеристик новых интерметаллических соединений R-Mn-Ge, изучениетрансформации их магнитных структур в сильных магнитных полях, изучениевлияния замещений в соединениях RMnGe и RMn6Ge6 на их магнитные свойства,изучение взаимосвязи кристаллических и магнитных свойств.Научная новизна.В работе получены следующие новые научные результаты.1. Впервые изучены особенности поведения намагниченности и магнитнойвосприимчивости соединения GdMnGe. Определены температура Нееля данногосоединения и температура фазового перехода антиферромагнетизм – спиральныймагнетизм.32. Впервые обнаружены особенности на кривых намагничивания соединенийRMnGe (R = Gd, Tb, Dy) в сильных магнитных полях и определены значениякритических магнитных полей, соответствующих магнитным фазовым переходам.3.
Впервые проведен анализ кривых намагничивания соединений TbMnGe иDyMnGe на основе теоретической модели Эрпина-Мериела.4. Впервые исследованы магнитные свойства и определены основные магнитныехарактеристики (температуры Кюри и Нееля ТС,N, парамагнитные температурыКюри θP, эффективные магнитные моменты µeff) новых интерметаллическихсоединений RMnGe0.5Ga0.5 (R = Gd, Tb, Dy, Ho), исследовано поведение ихнамагниченности в сильных магнитных полях до 140 kOe.5.
Получена новая информация о процессах намагничивания соединения DyMn6Ge6и новых соединений на его основе DyMn5FeGe6, DyMn5CoGe6, Dy0.8Sm0.2Mn6Ge6,DyMn6Ge5Si в сильных магнитных полях до 140 kOe.6. Изучено влияние замещений в редкоземельной подсистеме, в подсистемахмарганца и германия на магнитные свойства соединений R-Mn-Ge.Положения, выносимые на защиту.1.Результаты исследования особенностей поведения намагниченности имагнитной восприимчивости нового интерметаллического соединения GdMnGe винтервале температур 4.2 – 700 К в магнитных полях до 350 kOe.
Данные о том,что в соединении GdMnGe ниже температуры Т1=100 К происходиттрансформация магнитной структуры в сильном магнитном поле.2.Данные о наличии магнитных фазовых переходов в соединениях TbMnGe иDyMnGe в магнитных полях до 350 kOe и 140 kOe, соответственно.3.Результаты исследования в соединениях GdMn1-xTixGe влияния малыхзамещений атомов Mn атомами Ti, при которых наблюдается изменение типамагнитного упорядочения от антиферромагнитного к ферримагнитному ипонижение температуры магнитного упорядочения.4.Результаты исследования магнитных свойств новых интерметаллическихсоединений RMnGe0.5Ga0.5 (R = Gd, Tb, Dy, Ho).
Экспериментальные данные обосновных магнитных характеристиках данных соединений. Новые соединениясгексагональнойкристаллическойструктуройимеютRMnGe0.5Ga0.5ферримагнитную составляющую суммарного магнитного момента (при R = Gd,Tb), в отличие от антиферромагнитных соединений RMnGe.5.Результаты исследования соединения DyMn6Ge6 в сильных магнитных поляхдо 140 kOe. Результаты исследования магнитных свойств новых соединенийDyMn5FeGe6, DyMn5CoGe6, Dy0.8Sm0.2Mn6Ge6, DyMn6Ge5Si в сильных магнитныхполях до 140 kOe. Данные о температурах магнитных фазовых переходов в этихсоединениях и о влиянии замещений атомов Mn атомами Fe и Co в соединенииDyMn6Ge6.6.Результаты исследований магнитных свойств новых интерметаллическихсоединений Gd1-xLaxMn6Ge6 c малыми замещениями атомов Gd атомами La.Данные о влиянии замещений на температуры магнитного упорядочения, изкоторых следует, что вклад обменного взаимодействия внутри подсистемы Mnявляется преобладающим.4Практическая значимость.Результаты диссертационной работы могут быть положены в основуразработок новых магнитных материалов на основе редкоземельных элементов,марганца, германия, галлия с высокими значениями температур магнитногоупорядочения и магнитного момента насыщения.
Практический интереспредставляет изученная в работе для ряда составов корреляция между характероммагнитного упорядочения и величинами межатомных расстояний, которые зависятот параметров кристаллической структуры и концентрации атомов замещения.Апробация работы.Основные результаты работы докладывались и обсуждались намеждународных и всероссийских конференциях: XVII, XVIII и XIXМеждународныхшколах-семинарах«Новыемагнитныематериалымикроэлектроники», (Москва, 2000, 2002, 2004); Московском международномсимпозиуме по магнетизму (МISM) (Москва, 2002); международной конференции«Physics of magnetism» (Прага, 2002); ХIII международной конференции попостоянным магнитам (Суздаль, 2000); XVI Научном совещании "Высокочистыематериалы с особыми физическими свойствами" (Суздаль, 1999).Публикации.По теме диссертации опубликовано 5 научных статей и тезисы 8 докладовна научных конференциях (всего 13 печатных работ).Структура и объем диссертации.Диссертация состоит из введения, трех глав и списка литературы из 96наименований.
Работа изложена на 125 страницах машинописного текста, включая60 рисунков.КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫВо введении обоснована актуальность темы диссертации, указана цельработы, ее научная новизна и практическая значимость, описана структурадиссертации.Первая глава представляет собой литературный обзор по теме диссертации.Проведен краткий анализ имеющихся литературных данных по исследованиюструктурных и магнитных свойств германидов редкоземельных металлов имарганца RMnGe и RMn6Ge6. Эти соединения имеют две магнитные подсистемы –подсистему редкоземельных атомов и подсистему атомов марганца.В п. 1.1 приводятся общие сведения о магнетизме редкоземельныхсоединенийс 3d-переходными металлами и p-элементами, об обменныхвзаимодействиях R-R, R-T, T-T. В п.
1.2 описаны кристаллические структуры имагнитные свойства некоторых тройных соединений R-T-X.В литературе имеются данные исследований соединений RMnGe и RMn6Ge6методом нейтронографии. Соединения RMnX в зависимости от вида R и Х атомовимеют три основных типа кристаллических структур -- тетрагональную типаCeFeSi, орторомбическую типа TiNiSi и гексагональную типа ZrNiAl. Всоединениях RMnX с различными R происходит трансформация кристаллическойструктуры в последовательности CeFeSi→TiNiSi→ZrNiAl при уменьшениирадиуса R. Физический механизм структурного перехода CeFeSi→TiNiSi5обусловлен изменением расстояний Mn-X и R-X вдоль редкоземельного ряда приувеличении номера R и уменьшении его атомного радиуса.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
