М.И. Каганов, В.М. Цукерник - Природа магнетизма (1119321), страница 33
Текст из файла (страница 33)
б?). Действительно, при такой конфигурации каждое из скалярных произведещгй для ближайших соседи!гх спиноз будет нанболыцим по абсочкгтной величине и отрицательным. Зг!ер!Нг! Нри этом (Л - О) имеет наименьщее значение, ') Как мы убекв кя (см, й Эь ктнсгвческая попели -- необкокимости, так как строгая кв,*.н!сваи тсорнн анп!ферропагиетивта отсуктвует. )коя)ГЯ)1уй Я1)и)о расс)ки)'1)ииать как 5 С сГСРЕДУКЯЦНМВСЯ СГЯИЫИ И ЫО)КЦО )Бс Й)су)рок)БГнитные рсостки, истявлси)и)с д1)у) Б Бруса. ))к обывно И ВЗ ЫГ) а 1ОТ Леоа)) 1)лоно)1)И Иску)ГБ)Г)л- КБЛ'.Б. ОПБ СБЯЗЗ)ИЯ ДРУГ С Д~)У) ОН Отрькзтсльиьр1 Обысю ьв1 Бс)аииодсЙсти)иси.
'и!а рнс. Йу иаобрая.ы1Б Яростен)я))я актифе~)рОк)ВГБ1Г)ная структура. б, и.естнусот н бсжс слоя)нь)с. Одна иа них — - ст~!Тк! ) ~)Б 1Л'1 — иаобра)кена на 1)ис. Йй. )бсли СЕ ОБИСЫБЗ'1 Ь Б ТБРМИНБХ ЛОДРС1БЕ" ы)к, )'0 )СБОбходймО Внести встыр)е БОдрллстки. ХОтя Б дзльйсйн)см а мы отраииииися только Бнтифсрромас))ет1.к))а)и с днумя ио))рен)с)кании, Бамствы, ито Б настоян',сс Брс ыя стс)11)ь)ты и исследуя)1'ся раяиоОбразиыс 11 И1ГО1да Оксиь Бычу)риые ь). С1аяриь)ер, у редкоас)сольных исломн)як Блоскостяк сивья) Бонерву- в 1 Рве. БЬЬ )Яа)витвая ) .'Г),.
овись)ваеаав веиас) итякх а1оиов 1)апраиаеяск во л)и)соиалем куба, ИБ1 н)лвьтс стр Икту'р ТБЛЛОВ Б Соа БДНБК е ':я ':О С. ~З 'Ь) Дру1 ОТ)в)СИТ~.'и)ЬИ)О Др)) Гв ИБ ни БОТО)))вй у)Т)л. Й)1)Г))ИТ ББЯ с)р) к)ура Брсдстзнлвст собо1"; с)в)рал), (1)ис, бр, й~. 1'ис. БЯ. Слово ие ивова);ье стр)к)уры: т)) сияральвси стр)к)) Гы," 6; мао в) явв с)рукт) ра фттт~))т)я: к)асиятиь1в ио* си с в вер)иии) 14 .',.Ба иссыке иасв) тиссо иояеи)а атома в иея)ре куба, е) ьаа) яв)ибьв ,структура о)ас)осо фс) ро;ы)ве)вка, Кроме того, су1цествует болыцой класс вегцества, который как бы объединяет в себе свойства ферромагистиков и аптиферромагпетиков.
Их называют ферр1их1ценс1ликали, или греррпл1пмп. Зто -- вегцества, магн1г1ную систему которых можно представить себе каь систсм1 нс- 1 кальких пОдрегцеток, ОдиакО, не комненсир1чогцих друг дру1 а (например, за счет того, что нзмаггц1ченность од1 юй и пссказ1ько раз болыце другоЙ; рис. 59, б), Важным част" цым случаем феррптов служат слабые ферромагиеы1ки— аитиферромагиегики в которых угол между магнитными моментами иадргцпеток немного отлкчается от 180' (1рис.
59, и). Из рис. 57 ясно видна, что макроскопцческяй маги11тиый момегп а1гп1фсррома1нетика равен нулю. ))а ззо означает, что антиферра1га1Н1пнае состОяиис нс мажст проявить себя так, как11)зоявлястс151я феррамагнитпае,— иоявлеги1ем магнизпого 1юля вокруг образца. 1"1ожно ли ваойце чувидеты~ ацтиферрамагнцтиу1о структур1? Для ответа на этот вопрос 1гадо вспомнить, как вооб1це 11видят1 кристаллические структуры? ) )е только, видеть правильное расположение атомов, 1ю ц пзмер1гп расстояния между 1гими мо1кпо с помо1цью рентгеновских лучей.
В оспапс ргчг1тспоструктурпого анализа лежит интерференция, праявлякхцаяся в данном случае в там, что амплитуда злектромагнизиых вали, отраженных тождественными атомными плоскостями, велика тогда, когда разность оптического хода лучеи равна илп К11атца длгиге волны рентгеновского излучения, 1:слп н)1ОМОдели)1Овать кристалл стопкой Гараллельных плоскостей (рис.
60), то легко вывести условне, показываюп1ее, для каких направлеги1й должны собл1одаться цитерференциоииые условия. Вто условие получило название )славия Врэгга — Вульфа. Оио таково". и„" =сааб„ 'и 1де и — — 1гелье числа, А — -д1Н1на валим рентте11Р:кпх .тучей, и — расстоян1ге между: атомпь1мц плоск;111я11и, й -- утал падении лучей, равньгй у'гл1 Отражеии11. Есл11 длина полны А болыпе удвоенного мсжатом1юга расстоя- ИЦЯ а, ЦитЕРфЕРЕНЦИЯ ВОГСЕ НЕВсттактж1иа )ИМ1 Нна ПОЗ1ОМУ приходится истюльзовагь 1зеитгсиовгкие Л1чи, длина волны которых несколько аиггтрсм) ~ гли х ~ .'?о, может наблюдаться несколько максиму:ов, чисто к1па- 169 рых определяется условием ссж д ( 1.
Рис. 60, б, ьа ь»- тором чередукэьдпеся плоскОсти Отмечсны стрелкамгп направленными в разные стороны, изображает тот же «кр:- сталлг, что и на рис. 60, а, но в аитиферромагиитном с»- стоянии. Казалось бы, иптерферегпгионная картина в этом случае будет такой же, как у кристалла с удвоенным ки жатомиым расстоянием: гри той же длине волны поРьс. ЫЭ. Интерферснянанное условне Ьрвгэа — В)ээьфа. рааьгс.ь автвческога хола лучей, отраженных ог яв)х сосед нх вквэталентных атомных плоскастеь' (ана отмечена на чертеже ггээрнх: якой), должна равняться целому чяслу Лги|и волн сгэета; а) оэы нн Ф кристалл; О) антнферромагнетнк 1рвсстоянке между вкввгалеятылы атамвымн плоско«тамп равно аа), явятся дополнительные максимумьь Казалось бы ...
11о это не так. Рентгеновские лучи «огдуигают» только распределение электрического заряда. Для них атомы с разным направлением магнптнгио момента неотличимы. Г1- этому рсглэгасиасиэраюггээ)эиьй Оиплиа нс гриэсги)р1)еггг жггаииггы вой сгирцктггурог кристггаллгг у)ожет быть, воспгэльзоваться электронами? 1элнмэдаря квантовым волновым свойствам, оии тоже иптсрферир) ют и могут служить для определения кристаллических структур 1их длина волны согласно соотношепюо де-)эройля, равна 2п1) 'р. гае р --- гвппльс). Кроме тот», гэле,гэргэээы имеют магнитный м»мент и иоэп му ио-разэюму взаимодействуют с атомами, мапсыиые момегпы кот»рык различны.
И все же, если бы мы поставэыиг эксперимент по рассеяииио электронов агггифгрромагьетпком, мы, скорее всего, эк п»лучили бы желаем, о :г)эгректа. уйьн» в том, оо э.пктрические силы взаимодействия в 1137)х раз болыис. чем силы пзаимодеиствия гэеногу ьыгиг«пяыхпг момен лыгач. рй:,: »» зг»э: гожипь эг ыо я первой главе, ко~да рассказывали о строении атома (6 9). Из-за этого одинаковые атомы с противоположно направленными магнитными момснтамв будут рассеивать почти одинаково — усмотреть отличие практически 11евозможно. Вот, если бы существовали микроскопичесщ;е частицы с магнитным моментом, но без заряда, тогда другое дела! Ио такие частицы есть. Это — нейтроны. Мапштиый момент у иих, правда, мал (см.
табл. 1 нз стр. 43), ио зато нет заряда. С помощью нейтронов, рассеивснощихси ит1енпо бла1одаря вззимодейстщпо с мзп1итными момщетамн атомов, действительно можио выяснптем как расиоложеиь1 мапштиые моменты в кристаллах антифсрромзгнетпка а). Итак, д11ругог рассеяние нсмщронов - — нгпюд исслгдост иил лег1гпптлно1х сир))кпгйр. ч1ы подчеркнули: речь идет об ) прутом рзссеяьи:и, т. е. о таком, при котором, рассеиваясь, иейтрои не изменяет своей знергии (см, ниже). Хоты и в пар гиапштпом и в аитиферромагнитиоу1 состояниях магнитньш момент тела равен нулю„пх м;ииитные характериптик11, конечно, существенно отлича1от- йх гн. 1!ри высоких температурах магнитная восприимчивость подчиияетси закону 1 К1орн Веиссз, в точке Нселя она имеет максимум; при дальнейшем понижении тем.
пературы мапштиая воспрпив1чивость изД1ег, 1лсли ийсм Р е. 61. Зав етв» е водить измерения из х1оно- речнон х и нролольной хн кристаллах, то можно щ1- ноенрннмчнвоетей антнфер- 5Ю1ПЬ РЗЗЧ1ВПГЕ В ПОВЕДЕНИИ рОМатавтНКа От тЕМьЕРатУРЫ иродольиои у и поперечной (Т„, — температура Вееля). у вос1грипа1чивосттй ()шс. (т1). В!ри измерении, родольной восприимчивости магнитное поле направлено вдоль выстроенных вщгннтиых мо;ентов, а прн 11змерепьпт поперечной — перпендикуЛЯР 10 ИМ.
') Задача, Оненюь (нрнц нвнтельно), какую внерпяо долькам но 6 ..ло ненольаовать для аналнаа структур врнльлляь Гпк, Ьу. зависимость тснлоснностн аюиферро»агне?ииа Мпр, от температуры. Переход через точку г(еел?7 сопровождается скачком теплссмкости антик,'х рромап стпка (рпс. 62) — аффект, хар?акте(?ньп7 для фа~оных пс,'?сходов 2-г«1 1?ода 1(ак всегда (см. гл. 3, ч 3), фазовый переход 2-го рода есть переход гл «беспорядка» к аюридкуж В данном сл, ае беспорядок проявляется в том, что всс- узлы кристалли'юскои 1?с'7?ветки (коне пю, в которых расположены магюг? иые 7«7 атомь7) 07бсолк?77?о тт??кдсд ствеины, причем в каж- 0 0 ! дом узлс с)?7 днес зна»н 777ю мг?ю7игио7 О мо?7 ?па рав7ю цьлнз. 1)ач77иа?7 точки г(селя (ир7: 7"- 0 ° " 000, Л 000 == 7"'Л), ГОЗПИКаСТ «П ?рдок» вЂ” — узл?,? 7?ас777?7ак?т ргзлича7ься: п а?77777х среаип7й магнитпайй химснт «смотрит? в одну ГГО)юну, в д(?у? их — В п(?отивг?770070?к?7)ю.
1 (лавнос7 о перехода (ведь зто фазогя ?й переход 2-го рода7) обеспсчивастси тем, ?то в точке 1(селя велиго7на среднего ь?а7777«777огг? ь?ои7е?77а в узле равна пулю, растет с понижси77см тсмпсратурь? и достигает максимально возмо»к- ЙОГО зпачеипя 7!1?и Т = О. 7 акое 770ведс?шс с тем7и?1?атурои придаетбольюе фпз?гческого смысла утверж?7«7777?о нз стр. 168 о том, что антиферромап?етик представлиет собои дге вложенные друг в друга ферромагнитные под- РЕШС.?КП '). (1 2. Магнитное поле изменяет структуру антиферромагнетика В ферргж7агнстике при температуре, низкой по сравнению с температурой Кюр?7, роль постоянного н ОД7701?одного мап7ит?7070 поля неВелика: Оно ЙОВОРВ»!ивает магнитный момент и борется с магпитпым беспорядком, осуществляя то, что получило назваипе парапропесса (см. стр. 131). В аптиферромагиетике роль магнит- ') В й 3 гл.
3 мы описали, наи происходит упорядочение н сила ве Сноп. Видно, что антнферромагнитное упорядочение очень напомннаег упорядочение сплава. »Комг7оиентамн сплава» служат атомы с разлп нгын направлением магнитных моментов. 172 ного поля интереснее. Ув)егп)чепие его может изменить ма)'пптну10 структу))у янтифер))о)лягнетпкя: мяГББтное )юле может быть 11)я)чп)нои жагиигпньгг гразовьгх Бервхо)ЪЯ. Именно ОО Ятом мы и расскажем В Настоящем паря" г"г)Я11)е.
р)у))см нсходпть па предположения, что мяюштпое 1)ги)С СУП)ЕСТВЕННО ДЛЯ ОРПСНТЯБИБ МЯГНИТНЫХ МОМЮГГОВ под))еп)еток, по не Изменяет их длины. Это пред))оложе- 1:пс, хо~)ОБ'О вьп1Олпяюп)сеся в гпирОкнх пнтерВялях Зиачс)юй параметров (тсап)ературы, констант зппзотропнн, вла л,и) лхе (:~ ';..--. х,4,~, а) Ле)й е х) лг г) л=л рпс. 63.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
