Введение к работе
''',-;..„, І. ,
""^ **"*(
Актуальность темы Структурные фазовые перехода (Ш) составляют одну из фундаментальных проблем физики конд"неиров;шного состояния. Она тесно связана с такими традиционно впитыми проблемами как динамика решетки, кооперативные явления, сверхпроводимость. Теория кооперативного эффекта Яна-Теллерп (КЭЯТ) является последовательной микроскопической теорией структурных ФП. В настоящее время теоретические и експериментвльные исследования КЭЯТ в кристаллах получили широкое развитие
Ян-теллеровские (ЯТ) кристаллы с сильным спин-орбитальным взаимодействием характеризуются .существенной взаимосвязью магнитных я структурных упорядочений, на что указывалось еще в первых работах по КЭЯТ в начале 70-х годов. Проявлением отой взаимосвязи является, в частности, обнаруженный в то же время гфрект уменьшения температура структурного фазового перехода в магнитном поле. При исследовании ЯТ магнетиков не учитывалось, как правило, то обстоятельство, что между ионами наряду с яи-теллеровскпми взаимодействиями существуют и магнитные (обменные и дилоль-дштолышо) взаимодействия. Экспериментальные исследования показывают, что опсрі'ии ян-геллеропсютх и магнитных взаимодействий являются величинами одного порядка.
В конкуренции и взаимном подаплеіши магниггшх и структурных упорядочений обычно реализуется только одно из ішх- то, которое дает больший выигрыш в свободной энергии. Представляет интерес поиск ситуаций, при которых магнитные и структурные упорядочения сосуществуют. Очевидно, что когда более выгодное упорядочение оказывается антифорромагнитным, оно может быть дестабилизировано внешним магнитным полем. При атом следует ожидать возникновения смегаашшх магнитодисторсиогашх фаз. В случае реализации таких фаз возможно появлеідае ряда специфических особолшостей в наблюдаемых характеристиках ян-теллеровских систем, в частности, в полевых и температурных зависимостях магнитного момента, деформации, упругого модуля, в спектрах ' поглощения и рассеяния. Эти обстоятельства свидетельствуют об актуальности теоретического изучения аТ систем с конкурирующим мэгиитними и структурными упорядочениями.
Цель работы Исследование фазовой диаграммы ЯТ ентиферро-
иьгньтика во внешнем магнитном поле.- Изучешш еффектов связанных с
магаитоструктуришм упорядочениями в наблюдаемых магнитных.,
отруктурныг, упругих и спектроскопических характеристиках ЯТ
кристаллов.
Научная.новизна работы В работа предложены модели ЯТ систем а сильным спин-орбитальным взаимодействием и некрамерсовым дублетом в основном состоянии ионов, на основе которых:
построена фазовая диаграмма ЯТ антиферромагнетика во внешнем магнитном ноле с учетом внутриподрешеточних и градиентных взаимодействий;
изучена магаитострикция Я'Т ангиферромагиетика в плоскости перпендикулярной магнитному полю;
получены полевые и температуриш зависимости магнитного момента НТ антиферромагнетика;
предсказаны аномалии полевых и температурных зависимостей
упругого модуля; "
определены положения и интенсивности линий спектра поглощения поляризоьанного спета;
получены дисперсионные уравнения елактро'^шх и сметанних ылоктрон-фоноюшх мод ЯГ антиферромагнетика.
Основные полоиотія, вшюсимцо на защиту; 1.3 определенном интервала температур и магнитных полей в ЯТ иэинговоком антиферромагнетике реализуются магішгодиоторсиошшо фазы, в которих магнитные и структурные уноридочения сосуществуют. Если учитывать только иежгюдроше точные взаимодействия реализуется "леввдостшн-флоп" фаза. При учете относительно слабых внутриподреіиоточіші и градиентных взаимодействий возможно образованно соответственно "промежуточной" и неоднородной фаз.
-
Е иапштодасторсионных фазах, при определенных условиях, орторомбическая деформация кристалла отлична от нуля. Упругий модуль размягчается вблизи границ магнитодисторсионных фаз, а при фазовых парежодах второго рода с появлением деформации обращается в ноль.
-
Магнитный момент изивгевского ЯТ антиферромагне'мка и псевдоспик-флап ф*»аэ линеен по полы и на ааьіїсит от температури.
і. Уроши анергии основного состоянии ЯТ, иом.оь и
2.
псеядосшш-флоп фазе не зависят от поля. В orolt фазо снимается запрет на перехода с поглощенном циркулярно полягризопанннго огсетч.
5. Электронные мода расщеплены н ангго^рромапштпой фазе 1 магнитном поле 11=0. Акустически» фоношше мсщі размягчаются при фазовом переходе второго рода, индуцированном магнитна нолем.
Научно-практическое значение работы
Полученные в диссертации результаты поэголяют иеследовятт-возможность структурных фазовых переходов в кристаллах с конкурирующими магнитными и структурными упорядочениями, а так»:е прогнозировать и вести целогшправлешгий поиск соединений с управляемыми свойствами. Развитая теория может служить основой для интерпретации магнитных, уігругих и спектроскопических свойств кристаллов с конкурирующими магнитными и структурними упорядочеіппіми, о также дает возможность предсказывать повне явления и закономерности в таких соединениях.
Апробация работы Магериалы диссертации докладывались на X Меяуцгнародном симпозиуме по эффекту Яна-Теллера (Кишинев, 1989), XIV Всесоюзной конференции по пкуотовлектронике и физической акустике твердого тела (Кишинев, 1939), IX Всесоюзном симпозиума [го спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных л лореходпых металлов (Ленинград, 1990), XIX Всесоюзной конференции то физике магнитных явлений (Ташкент, 1991), V Всесоюзном семинаре то физике сегнетоэлаотяков (Ужгород, 1991).
Іубликацтаі По результатам диссертации опубликовано девять научных забот в виде статей и тезисов.
)бъем и структура работы Диссертация состоит из' предисловия, ютырех глав, перечня основных результатов.- и списка цитируемой літератури (общий объем текста - 135 с, рис. - 34, библиография -Ї7 наименований)
