-bob. Modulyatsiyalangan magnitli tuzilmalar va oriyentatsiyali fazaviy o`tishlar




Download 2.29 Mb.
bet13/21
Sana22.07.2021
Hajmi2.29 Mb.
#15499
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   21
2-bob. Modulyatsiyalangan magnitli tuzilmalar va oriyentatsiyali fazaviy o`tishlar.

2.1. Kristallarda modulyatsiyalangan magnitli tuzilmalar va kuchsiz ferromagnetiklarning asosiy fizikaviy xossalari.
Tartib-tartib tipdagi magnitli fazoviy o`tishlar orasida magnit tartiblangan muhitlardagi bir jinslilikdan fazoviy modulyatsiyalangan magnitli holatga o`tishni alohida ajratish qabul qilingan . Ushbu holda paydo bo`luvchi modulyatsiyalangan magnitli struktura (MMS) ni xuddi xususiy holda tip tartiblanish-kristallning hajmi bo`yicha oddiy bir jinsli magnit strukturalarning fazoviy modulyatsiyasi- ferromagnitli yoki antiferromagnitli deb qarash mumkin [1,4].

Modulyatsiyalangan magnit strukturalarning mavjud bo`lish sharti va hosil bo`lish sabablarini hammadan ham soddaroq qilib oddiy spiral misolida muhokama qilish mumkin. Agar magnit atomlari simmetriyaning bosh o`qiga perpendikulyar bo`lgan tekisliklarda joylashgan bir o`qli Brave panjarasini ko`rib chiqamiz. Mayli har bir atom bosh o`q bo`ylab birinchi va ikkinchi yaqin qo`shnilar bilan almashinuv bog`lanishda bo`lsin. J1 va J2–tanlangan atom va uning birinchi hamda ikkinchi qo`shnilari orasidagi o`zaro ta`sirni ifodalovchi almashinuv integrallari. Bir tekislik chegarasida spinlar orasidagi almashinuv integralini musbat deb tasavvur etamiz. Unda hosil bo`ladigan magnit struktura ferromagnit qatlamlardan iborat bo`ladi, ketma–ket qatlamlarning magnitlanish vektori J1 va J2 almashinuv integrallarining qiymati va ishorasi bilan aniqlanadi.

Bunday sistemaning birlik hajmiga mos keluvchi almashinuv energiyani quyidagi ko`rinishda tasavvur etish mumkin:

Eex = – 2 N S2 (J1 cos + J2 sos2), (2.1.1)

bu erda N–birlik hajmdagi atomlar soni; S–atomning spini; –birinchi va ikkinchi qatlamda yotgan spinlar orasidagi burchak; 2–birinchi va uchinchi qatlamlarda yotgan spinlar orasidagi burchak.

Ushbu ifodani  ga nisbatan minimallashtirib, muvozanatdagi magnit struktura uchun quyidagi ifodani olamiz:

cos  = – J1 /4J2 , (2.1.2)

bundan turg`un spirali strukturani (gelikoidni) hosil bo`lish sharti kelib chiqadi:

J2  J1/4 . (2.1.3)



J1 va J2 –kattaliklar bir xil tartibda bo`lganligi sababli  burchak har qanday bo`lishi mumkin. Murakkabroq spiralli strukturalarni mavjud bo`lishini tushuntirish uchun almashinuv kuchlaridan tashqari magnit anizotropiya kuchlarini ham hisobga olish kerak.

Modulyatsiyalangan magnitli strukturalarning paydo bo`lishi haqidagi masala to`laroq ko`rilgan. Ikki komponentali tartib parametrli sistemaning termodinamik potentsialining tipik shakli quyidagi ko`rinishga ega :

F =  [ r(,) + u(,)2 +  (n + n) + V (z) ] dz, (2.1.4)

bu erda z–struktura o`qi bo`ylab (k vektor yo`nalishi bo`ylab) hozirgi koordinata  va –tartib parametrlari (ular masalan, M magnit momenti komponentalari yoki m ferromagnetizm vektori yoki l antiferromagnetizm vektori komponentalari); r va u doimiylar–Landauning fazaviy o`tishlar standart shartlarini qanoatlantiradilar [111]: r(TTc), u  0, n–tartibli anizotropiyani ifodalovchi uchinchi haddagi  doimiyning ishorasi har qanday bo`lishi mumkin (Ts–modulyatsiyalangan magnitli fazaga o`tish harorati), V (z)–kristall teromodinamik potentsialining bir jinsli bo`lmagan qismini hisobga olgan qo`shiluvchi.

Agar (1.1) funsionalni modulyatsiyalangan magnit strukturaning to`lqin vektori k ning simmetriyarasi deb hisoblasak, unda tartib parametrlari  va  dan fazoviy hosilasini o`z ichiga olgan oxirgi F had to`lqin vektori k ning simmetriyasiga bog`liq holda ikki xil ko`rinishda bo`lishi mumkin:

(D):   0 bo`lganda, V(z) = i (d/dz - d/dz) +  d/dz d/dz yoki

(M):   0 bo`lganda, V(z) =  d/dz d/dz +  d 2/dz 2 d 2/dz2. (2.1.5)

(D) holda  ning har qanday ishorasida magnit holatning bir jinsli bo`lmasligining paydo bo`lishi energetik afzaldir, unda (M) holda esa–faqatgina   0 bo`lganda. Oxirgi holda bir jinsli holatdan modulyatsiyalangan magnit holatiga o`tish (2.1.4) dagi d/dz d/dz invariantning γ koeffitsienti ishorasini almashtirganda (harorat o`zgarganda yoki tashqi magnit maydoni, bosim va boshqalar ta`sir qilganda paydo bo`ladigan) sodir bo`ladi.

Paramagnit fazadan magnit tartiblanganlikka (ferro-ferriga–yoki antiferromagnitga) tartib parametrining taqsimoti bitta garmonika orqali ifodalanadi:

(z) = A1 exp (i k0 z); A1 = (– r/2u)1/2 , (2.1.6)

bunda modulyatsiya to`lqin vektori k = [0 0 k0] potensial parametri V(z) orqali quyidagicha ifodalanadi:

(D) holat uchun: k0 =  / ;

(M) holat uchun: k0 = (–  /2)1/2 .

Harorat T va magnit maydoni N ning o`zgarishidagi to`lqin vektori k ning o`zini tutishi (D)–holat uchun batafsil tadqiq etilgan. k kattalikning haroratdan kuchsiz o`zgarishi qayd etildi:





Download 2.29 Mb.
1   ...   9   10   11   12   13   14   15   16   ...   21




Download 2.29 Mb.

Bosh sahifa
Aloqalar

    Bosh sahifa



-bob. Modulyatsiyalangan magnitli tuzilmalar va oriyentatsiyali fazaviy o`tishlar

Download 2.29 Mb.