Модель фазовых переходов в медной шпинели при легировании сурьмой : научное издание

Описание

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2008

Ключевые слова: медная шпинель, легированная сурьмой; модель локализованных спинов; косвенный обмен; протекание по обменным связям; спиновое расслоение

Аннотация: Проведено теоретическое исследование свойств медной шпинели Cu1+[Cr1+ x3+Cr1-2x4+Sbx5+]S42- в рамках спинового гамильтониана. Рассмотрена только катионная подрешетка B, содержащая ионы Cr3+(S3 = 3/2), Cr4+(S4 = 1) и диамагнитные узлы Sb5+(S = 0). Между ближайшими магнитоактивными ионами имеются эффективные обменные взаимодействия чПоказать полностьюерез промежуточный анион: J34 0 (двойной обмен), J44 0, J33 0 (суперобмен), причем J34 |J33|, J44. При хаотическом распределении ионов общая физическая картина поведения системы в зависимости от концентрации легирования x такова. В области x ? xcr ? 0,3 существует бесконечный ферромагнитный кластер из взаимосвязанных ионов Cr3+- Cr4+ (протекание по сильным ферромагнитным связям 3-4). При x xcr возникают конечные ферромагнитные кластеры, ориентированные «вверх» и «вниз» и связанные посредством антиферромагнитных связей J33. Полная намагниченность обращается в нуль, имеет место спиновое расслоение или состояние типа кластерного спинового стекла. При x > 0,5 возникает протекание по антиферромагнитным связям J33 и в антиферромагнитной матрице остаются практически только простые изолированные ферромагнитные кластеры, ориентированные в равном количестве «вверх» и «вниз». Предельное соединение (x = 0.5) содержит 1/4 «дырок» - диамагнитных узлов с оборванными связями и 3/4 катионов Cr3+ с антиферромагнитными связями. Протекание по связям 3-4 приводит не только к ферромагнетизму, но одновременно и к металлическому состоянию за счет механизма двойного обмена (формирование ферромагнитного половинного металла). Отсутствие протекания по связям 3-4 приводит к диэлектризации системы. Таким образом, при легировании медной шпинели сурьмой (0 ? x ? 0,5) происходят концентрационные фазовые переходы: металлический ферромагнетик (x xcr) превращается в диэлектрик со спиновым расслоением (xcr ? 0,3), который в пределе x = 0,5 становится антиферромагнитным диэлектриком.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Физика низких температур

Выпуск журнала: Т. 34, 2

Номера страниц: 161-171

ISSN журнала: 01326414

Место издания: Харьков

Издатель: Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина Национальной академии наук Украины

Авторы

Вхождение в базы данных