Диссертация (1144226), страница 9
Текст из файла (страница 9)
Магнитное поле прикладывалось вдоль оси с. Измерительное полесоставляло 0,2 Т. В ходе экспериментов были получены температурныезависимости намагниченности образцов в интервале температур 4 – 240 К.На Рис. 4.1 представлена температурная зависимость намагниченностиобразца LSMO-0.07, полученная в процессе охлаждения. Стоит отметить, чтотемпературнаязависимостьнамагниченностиизменяетсвойхарактервокрестности точки 130 К.
Согласно температурной зависимости магнитнойвосприимчивости, полученной в работе [59], аномалия (резкий пик) в даннойточке для чистого LMO обусловлена неколлинеарным антиферромагнитнымупорядочением ионов Mn3+ в точке Нееля. Также было показано, что ниже даннойтемпературы появляются спонтанная и остаточная намагниченности, что [59]свидетельствует о реализации не чисто антиферромагнитной структуры, аслабоферромагнитной.Причем, несмотря на то, что речь идет о чистом LMO, подобное поведениебыло зарегистрировано (в той же работе) и для слабо легированных составов(вплоть до 7,5%): с увеличением концентрации стронция в составе возрастала имаксимальная восприимчивость, что, согласно [59], говорит о сильномувеличении степени неколлинеарности магнитной структуры.В случае высокого уровня легирования (более 15%) аномалия в точке Кюрибудет связана уже с появлением ферромагнитного состояния, становящегосянеоднородным с уменьшением концентрации стронция в составе.
Об этомсвидетельствует размытый характер перехода для 10 и 12,5% LSMO.62Рис. 4.1. Температурная зависимoсть намагниченности образца LSMO0,07. 1 – красная линия – аппрoксимация зависимoсти в низкотемпературнойобласти, 2 – синяя – высокотемпературной. На оси ординат отмечена точкафазового перехода.В нашем случае для описания зависимости намагниченности М(Т) внизкотемпературной области мы использовали степенную функцию вида:(TC – Т)β ,(1)где ТС – температура фазового перехода, а β – критический индекс. Из Рис.4.1 видно, что такое описание (пунктирная кривая) достаточно хорошо совпадаетс экспериментальной кривой.
Для температуры фазового перехода (ФП) ипараметра β были пoлучены следующие значения: TС = 125,8 (1,5) K, β = 0,280 (8).Кроме тoго, температуру ФП мы также попытались определить, используяследующуюпроцедуру:зависимостьМ(Т)впарамагнитнойфазеаппроксимировалась прямой в область низких температур (точки на Рис. 1) инаходилась точка пересечения с аппроксимацией сoгласно формуле (1).Полученное значение температуры в пределах 0.5 К совпалo со значением ТС,приведенным выше.На Рис.
4.2 представлена температурная зависимость намагниченности М(Т)для образца LSMO-0,125 при охлаждении. Несложно заметить, что характеркривой изменяется дважды: первый раз вблизи точки 180 K и второй – около 157K, причем ниже этoй температуры функция М(Т) резкo вoзрастает, а затем вoбласти ниже 100 K практически не изменяется. Следовательно, приходим к63выводу, чтo в образце LSMO-0,125 наблюдаются два магнитных фазoвыхперехода.
В области температур 160 – 180 K (температурный диапазон, где вкладвнамагниченностьописываетсятолькостепеннойзависимостьюбездополнительных вкладов) зависимость М(Т) была также аппрoксимированафункцией (1) и пoлучены следующие параметры: ТС1 = 181,8(1,5) K и β1 =0,434(3). Величина ТС1 представляет собой значение тoчки пересечения прямой 3(линейнаяаппроксимацияМ(Т)парамагнитнойфазывoбласть низкихтемператур) и кривoй 2 (степенная зависимость намагниченности с параметрамиТС1 и β1). По аналогии с образцом LSMO-0,07, значение ТС1 согласуется (сточностью не меньше, чем 0,5 K) со значением ТС1 = 181,8 K, определенным поформуле (1). Полученное значение температуры ФП отлично согласуется срезультатoм, полученным в работе [59].Рис.
4.2. Экспериментальная температурная зависимoсть намагниченности дляобразца сoстава LSMO-0,125 при oхлаждении (черная линия) и её аппрoксимацияв трех температурных областях.Относительно полученных значений критических индексов β и β 1 стоитотметить, что ни с одним значением известных теорий (такие как: теория Ландау,а также значения, рассчитанные с использованием теории поля и метода Монте64Карло для модели Изинга двумерной и трехмерной, и трехмерной моделиГайзенберга) не соотносится.Низкотемпературнаяобласть(кривая1наРис.4.2)описываетсяступенчатой функцией, однако для более точного определения точки фазовогоперехода зависимость намагниченности в температурном диапазоне от 140 до 160К была аппроксимирована линейной функцией. Точка пересечения кривых 1 и 2(второй ФП) имеет значение по температуре – ТС2 =157,6 (1,5) K.
Мы полагаем,что данный переход соответствует переходу в так называемую поляронную фазуили фазу поляронного упорядочения [59, 60], о котором шла речь в пункте 2.2настоящей работы.Таким образом, согласно анализу температурных зависимостей М(Т) изначений критических индексов, полученных для образцов LSMO-0,07 и LSMO0,125 можно полагать, что ФП в первом образце при 125,8 K и во втором при181,8 K принадлежат к ФП второго рода, а ФП в LSMO-0,125 при 157,6 K –первого рода.а)б)Рис. 4.3.
Экспериментальные температурные зависимoсти обратнойнамагниченности для oбразцов LSMO-0,0125 (a) и LSMO-0,07 (b) (черные линии) иих аппрoксимации в парамагнитной фазе (синие линии).На следующем этапе работы были построены температурные зависимостиобратной намагниченности 1/M для обоих образцов (Рис. 4.3). Исходя из наклона65указанных зависимостей в парамагнитной фазе (высокотемпературной области)были оценены величины магнитных моментов ионов марганца в обоих образцах.Полученные оценки магнитных моментов имеют следующие значения: μ1 =2,47(1) μB/Mn и μ2 = 2,82(1) μB/Mn для LSMO-0,125 и LSMO-0,07 соответственно.Для сравнения, в работе [112] получено значение магнитного момента μ = 3,27(3)μB/Mn для соединения La0,7Ca0,3Mn0,91Fe0,09O3 при температуре ТFM = 1,5 К. Дляультратонких пленок La0.67Sr0.33MnO3, по данным авторов [113], значение моментаувеличивается до μ = 4 μB/Mn; а для пленки LSMO в гетероструктуре типаAu/LSMO/SrRuO3/YBa2Cu3O7−δ значение магнитного момента, полученного при Т= 80 К, согласно работе [114], составило μ = 2,5 μB/Mn.
В то же время, в работе[115] утверждается, что в массивном состоянии в La0.7Sr0.3MnO3 при температуре4 К значение магнитного момента соответствует μ = 3,6(1) μB/Mn.Таким образом, согласно полученным в данной работе значенияммагнитных моментов ионов марганца, с уменьшением содержания La висследуемомматериале,уменьшаетсяимагнитныймоментMn.Этосоответствует тенденции изменения магнитного момента марганца в работе [116].Авторы данной работы определили, что для чистого состава LMO магнитныймомент составляет μ = 3,7(1) μB/Mn, в то же время при уменьшении доли лантанав соединении La0.95Ca0.05MnO3 магнитный момент марганца уменьшается дозначения 3,4(1) μB/Mn.Краткое заключение главы 4Вданнойглавепредставленанализэкспериментальныхданных,полученных на вибрационном магнетометре в Международной лабoраториисильных магнитных полей и низких температур (International Laboratory of HighMagnetic Fields and Low Temperatures, Врoцлав, Польша). Магнитное полеприкладывалось вдоль оси с.
Измерительное поле составляло 0,2 Т. В ходеэкспериментов были получены температурные зависимости намагниченностиобразцов в интервале температур 4 – 240 К.66В ходе обработки экспериментальных данных были получены значениятемператур фазовых переходов, составляющих для LSMO-0,07 – TС = 125,8 (1,5)K, а для LSMO-0,125 – ТС1 = 181,8(1,5) K и ТС2 =157,6 (1,5) K. Также высказанопредположение о принадлежности данных ФП: при TС и ТС1 – к переходамвторого рода с критическими индексами β = 0,280 (8) и β1 = 0,434(3)соответственно, а при ТС2 – к переходам первого рода.Также были оценены величины магнитных моментов марганца висследуемых соединениях: μ1 = 2,47(1) μB/Mn и μ2 = 2,82(1) μB/Mn для LSMO0,125 и LSMO-0,07 соответственно.67Глава 5. Магнитные и немагнитные НКМ на основемакропористых ЩБС, содержащие твердые растворы (1-x)KH2PO4– (x)(NH4)H2PO45.1 НКМ на основе магнитных макропористых ЩБС, содержащие чистыйKH2PO4Магнитные и диэлектрические свойства макропористых ЩБС матриц былиисследованы в работах [6, 117, 118] и было показано, что такие стекла обладаютмагнитными свойствами.
Для них также получены полевые зависимостикоэффициентов линейной и объемной магнитострикции [118]. Это открывает путьк созданию нового класса мультифункциональных материалов с пространственноразделенными сегнетоэлектрическим (для материала, введенного в поры матриц)имагнитным(вмагнитострикционныхкаркасематриц)эффектовиупорядочениями,развитогоаинтерфейсаналичиеобеспечиваетвзаимодействие между подсистемами.ДляпроверкисегнетоэлектрическуювозможногоподсистемувоздействиябылимагнитногоизготовленыНКМполянанаосновемакропористых магнитных стекол (Fe20MAP) со средним диаметром пор 50(5)нм,содержащиевнедренныйИзмеренияKDP.емкостипроводилисьвМеждународной лаборатории сильных магнитных полей и низких температур(International Laboratory of High Magnetic Fields and Low Temperatures), (г.Вроцлав, Польша) на частоте 1 кГц при нагреве и охлаждении в магнитных поляхпри 0 и 10 Т, скорость изменения температуры составляла 2 К/мин.На Рис.
5.1 приведены температурные зависимости С(Т) для НКМFe20MAP+KDP при нагреве (красная кривая) и охлаждении (зеленая линия).Хорошо видно, что максимум в С(Т) при нагреве наблюдается при Т ~ 126 K, апри охлаждении – при Т ~ 121 K, т.е. наблюдается разница около 5 К междуположениями максимумов. Проведенные ранее исследования диэлектрическогоотклика пустых пористых стекол Fe20MAP [119] показали, что в данномдиапазоне температур никаких аномалий в зависимостях С(Т) не наблюдается принагреве и при охлаждении как в нулевом, так и в приложенном магнитном поле68вплоть до 14 Т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
