Магнитные фазовые переходы

В [428, докл. 1.21] С.Ю. Гуревичем и др. установлено, что в ферромагнетиках магнитный фазовый переход приводит к увеличению амплитуды и скорости волн Рэлея, если лазерное возбуждение происходит только за счет термоупругого эффекта, чтобы температура ферромагнетика не превышала точки Кюри. [c.79]

Выражение (5.1) можно сравнить с данными экспериментов по светорассеянию [22]. Обычно эти данные интерпретировались в терминах приближения деревьев [23, 24], которое для у дает гораздо меньшее значение (у = 1). Это не удивительно в теории магнитных фазовых переходов скейлинговые критические показатели тоже сильно отличаются от критических показателей, даваемых теорией самосогласованного поля. Однако потребовалось около 30 лет, чтобы убедить экспериментаторов, что теория самосогласованного поля неудовлетворительна. [c.155]

Термостатирование образцов ЭПР позволяет получить много новой информации спиновой системе и ее взаимодействии с окружением. В первом приближении -фактор, константы сверхтонкого взаимодействия н другие параметры спинового гамильтониана от температуры не зависят. От температуры зависят такие важные параметры, как ширина линии АН, форма линии, а также времена релаксации Т% и Гг. Последние подробно рассматриваются в гл. 11. Некоторые спиновые системы имеют такие короткие времена релаксации, что их можно исследовать только при гелиевых температурах. У других спиновых систем времена релаксации так велики, что они легко насыщаются и для их наблюдения требуются мощности порядка микроватт. Особенно резкие изменения АН, Тх и Гг, формы линии и ее интенсивности происходят при фазовых переходах кристаллов, таких, как плавление и магнитные фазовые переходы (например, переход из парамагнитного состояния в антиферромагнитное). [c.291]

Описанная выше картина является в достаточной мере общей для квантовых систем, в которых происходит фазовый переход (Я-переход и критическая точка гелия, переход в сверхпроводящее состояние, магнитные фазовые переходы при низких температурах и т. д.). [c.245]

Что касается природы низкотемпературного магнитного фазового перехода в смешанных медно-кадмиевых ферритах, то можно отметить, что нами на основе измерений магнитных свойств получены убедительные данные, позволяющие клас- [c.260]

Наибольший эффект ГМС наблюдается при включении магнитного поля Я = 4 -г 6 Тл и при Т 190 К, т. е. вблизи перехода в металлическое состояние. В то же время зависимость магнитного момента манганита свидетельствует о том, что отсутствует магнитный фазовый переход при Т = [c.549]

Магнитные фазовые переходы [c.550]

Для нанокластеров и наноструктур магнитные фазовые переходы приобретают особое значение, поскольку здесь начинают проявляться [c.550]

А. Магнитные фазовые переходы 551 [c.551]

В отличие от массивных оксидов металлов, для которых характерны магнитные фазовые переходы второго рода, для нанокластеров некоторых оксидов металлов помимо магнитных фазовых переходов второго рода наблюдались магнитные фазовые переходы первого рода, когда наносистема скачком теряла спонтанную намагниченность при некоторой температуре Тсс или при уменьшении размера менее критического и переходила в парамагнитное состояние (а не суперпарамагнитное) [21]. [c.551]

Проблема наблюдения и изучения магнитных фазовых переходов первого рода для нанокластеров состоит, прежде всего, в их выделении на фоне возможного проявления суперпарамагнетизма. Далее, в большинстве случаев, имеет место разброс кластеров по размерам. Кроме того, для наносистем, если только они не образуют кластерных кристаллов, неизбежен разброс межкластерных взаимодействий. Все это приводит к затруднениям в обнаружении магнитных фазовых переходов первого рода в нанокластерах и наноструктурах с помощью измерений намагниченности, дающей усредненные магнитные характеристики. В этой связи весьма эффективными должны быть спектроскопические методы, позволяющие характеризовать отдельно магнитные и немагнитные фракции в одном образце, в частности мессбауэровская спектроскопия с характеристическими временами 10 Ч-10 с. [c.551]

Магнитные фазовые переходы 553 [c.553]

Для определения такого критического размера кластера применима термодинамическая теория магнитных фазовых переходов в нанокластерах [22,23]. Эта же теория предсказывает возникновение магнитных фазовых переходов первого рода в нанокластерах и изменение характера перехода в зависимости от размера кластера. [c.553]

Для массивных тел магнитные фазовые переходы первого рода могут иметь место в материалах, в которых объем элементарной ячейки меняется при переходе из магнитоупорядоченного состояния в немагнитное, т. е. в материалах, обладающих магнитострикцией и допускающих гистерезисные явления при изменении температуры как для удельного объема, так и для намагниченности [24]. [c.553]

Параметр 7 определяет характер магнитного фазового перехода. Так, значения 7 < 1 соответствуют магнитным фазовым переходам второ- го рода, в то время как значе- [c.554]

Магнитные фазовые переходы 555 [c.555]

Тогда при 7 > 1 кластеры переходят в парамагнитное состояние за счет магнитного фазового перехода первого рода, если [c.555]

Кластеры больших размеров с R > Лег будут терять намагниченность с повышением температуры путем магнитных фазовых переходов второго рода. [c.555]

По формуле (16.4) для кластеров типа 2 при то = 1 10 с, То 189 10 с, Т = 10 К и = 1,7 10 Дж/м верхний предел размера был оценен на уровне К 2,2 нм. Таким образом, эти наносистемы позволили наблюдать магнитные фазовые переходы первого рода и второго рода (суперпарамагнетизм) для кластеров с размерами около 2 нм, причем магнитные фазовые переходы были обнаружены в диапазоне температур 4,2-г6 К. [c.558]

В такой наносистеме наблюдаются магнитные фазовые переходы второго рода и суперпарамагнитное поведение кластеров. Расчет суперпарамагнитной релаксации позволяет оценить Я 2,5 нм для обеих величин концентрации, поскольку средний размер поры определяет средний размер кластера в поре. Увеличение же концентрации железа приводит к образованию нескольких кластеров в поре, увеличению межкластерного взаимодействия, уменьшению критического размера кластера и невозможности прохождения магнитных фазовых переходов первого рода. [c.559]

Таким образом, действие давления на кластерную наносистему должно привести к уменьшению эффективных точек Кюри или Нееля для магнитных фазовых переходов. Сушествует простой способ создания избыточного давления в ограниченной емкости путем замораживания в ней [c.560]

Н к Камалов Магнитные фазовые переходы и критические явления/ Современное естествознание Энциклопедия В 10 т. -М. Издательский Дом МАГИСР-ПРЕСС,-Т 5 -Физика конденсированных сред,- С. 219-225. [c.41]

Магнитные свойства наноструктур облацают большим разнообразием и значительно отличаются от массивного материала. Основной вклад здесь вносят размерные эффекты, влияние поверхности, образующих наноструктуру кластеров, межкластерные взаимодействия или взаимодействия кластера с матрицей и межкластерная организация. Особенности формирования наноструктур и их свойства позволяют синтезировать новые магнитные наноматериалы и магнитные наноустройства на их основе. К числу наиболее характерных и впечатляющих свойств нанокластеров и наноструктур следует отнести прежде всего суперпарамагнетизм, который проявляется при размерах магнитных кластеров 1-10 нм, магнитную однодомен ность нанокластеров и наноструктур вплоть до 20 нм, процессы намагничивания, которые чувствительны не только к характеру магнитного упорядочения кластера, но и к его размеру, форме, магнитной анизотропии, эффекты магнитного квантового туннелирования, при которых намагниченность меняется скачками, подобно эффектам одноэлектронной проводимости, и эффекты гигантского магнетосопротивления. Представляют большой интерес магнитные фазовые переходы первого рода в нанокластерах и наноструктурах, когда магнитное упорядочение в наносистеме исчезает скачком и наносистема переходит в парамагнитное состояние, минуя суперпарамагнитное состояние, для которого характерно сохранение магнитного упорядочения ниже точки Кюри. [c.522]

Магнитные фазовые переходы в магнитных материалах представляют собой увлекательную как для фундаментальных исследований, так и практических применений область. Эти переходы обычно характеризуются как фазовые переходы первого или второго рода в зависимости от того, меняются ли намагниченность или характер магнитного упорядочения скачком или их изменения носят плавный характер, соответственно, вблизи критических температур (точек Кюри для ферромагнетика или точек Нееля для анти- и ферримагнетиков). Изменение объема элементарной ячейки или тепловой эффект при фазовом переходе первого рода могут играть заметную роль, но могут быть и незначительны. Больщинство массивных магнетиков обладают фазовыми переходами второго рода, однако ряд веществ имеет фазовый переход первого рода, как при переходе из магнитоупорядоченного состояния в парамагнитное, так и при изменении типа магнитного упорядочения, например MnAs (ферромагнетик парамагнетик), МпО, иОг, Ей (антиферромагнетик - парамагнетик), а-Ре20з (антиферромагнетик слабый ферромагнетик) [4]. [c.550]

В нанокластерах и наноматериалах также наблюдаются магнитные фазовые переходы первого и второго рода. Магнитные фазовые переходы второго рода в кластерах металлов и оксидов металлов, подобно большинству массивных магнетиков, характеризуются ланжевеновскими зависимостями намагниченности типа (16.17) и плавным исчезновением магнитного порядка и спонтанной намагниченности в области температур Тс или T f. Нанокластеры с размерами менее 10 нм обладают суперпарамагнит-ными свойствами, что приводит к эффективному понижению Тс или Tff. [c.551]

Магнитные фазовые переходы по-разному проявляются в случае изолированных кластеров или кластеров со слабыми межкластерными взаимодействиями и при наличии наноструктур, включающих кластеры до 100 нм и обладающих сильными межкластерными взаимодействиями. В этих двух случаях причины и механизм магнитных фазовых переходов оказываются существенно различными. В связи с этим, целесообразно рассмотреть отдельно магнитные фазовые переходы первого рода для наносистем, включаюших изолированные малые нанокластеры с размерами менее 10 нм, и наноструктуры, включающие более крупные кластеры до 100 нм, обладающие сильными межкластерными взаимодействиями [c.551]

В результате для осушествления магнитных фазовых переходов первого рода необходимы кластеры вешества, имеюшего достаточную величину сжимаемости — rj. (Кластерам с нулевой сжимаемостью будет соответствовать Дег = О и магнитные фазовые переходы второго рода.) Основная величина, которая влияет на появление или исчезновение магнитных фазовых переходов первого рода и варьирование критических размеров кластера (см. (16.29)), это поверхностное натяжение кластера — а. Во всей этой модели фазовых переходов рассматривается изолированный кластер с величиной а для границы кластера с вакуумом. Любое взаимодействие кластера со стабилизирующей его матрицей и с соседними кластерами приведет к снижению величины а, уменьшению Лег и исчезновению магнитных фазовых переходов первого рода. Таким образом, изучение магнитных фазовых переходов первого рода может служить инструментом для характеристики межкластерных взаимодействий и взаимодействий кластеров с межфазными границами. [c.555]

ГГри всех температурах спектры состоят из магнитной СТС с узкими линиями и парамагнитного центрального дублета. Повышение температуры сопровождается превращением части СТС в парамагнитный дублет, минуя спектры, соответствующие суперпарамагнитному уширению и сдвигу линий, приводящему к значительному уменьшению магнитного поля на ядре. Эти результаты позволяют считать, что в кластерах ферригидрита при данных условиях происходят магнитные фазовые переходы первого рода в области Г = 4,2 4- 6 К. [c.556]

Анализ мессбауэровских спектров на рис. 16.22,16.23 позволяет рассмотреть влияние взаимодействий кластеров со стенкой поры и межкластерных взаимодействий на характер магнитных фазовых переходов. Прежде всего необходимо отметить, что в отличие от синтетических и природных ферригидритов с размерами кластеров 2 Ч- 5 нм, которым соответствуют магнитоупорядоченные структуры и мессбауэровские спектры с магнитной СТС при Г = 4,2 К и широкими линиями СТС около 1,5 ч- 2 нм [25], кластеры ферригидрита в полисорбе обладают гораздо более узкими линиями (около 0,6 мм/с). [c.556]

Спектр при Т = 4,2 К, так же как и для меньшей концентрации железа, состоит из парамагнитного дублета и магнитной СТС, которая, может соответствовать, например, модели кластеров типа 1 и типа 2. Однако уменьшение относительной интенсивности парамагнитного дублета и увеличение ширины линий магнитной СТС по сравнению с рис. 16.23 а приводит к выводу о том, что увеличивается роль межкластерных взаимодействий. Действительно, увеличение концентрации при неизменном размере поры сопровождается нуклеацией уже нескольких кластеров в одной поре (до 5-г 8 кластеров с размерами 2 нм), что сопровождается возрастанием межкластерных взаимодействий и, как следствие, суммарным уменьшением Дсг для магнитных фазовых переходов первого рода. На рис. 16.23 а этот результат прослеживается увеличением ширины линий для кластеров типа 2 и уменьшением парамагнитного дублета для кластеров типа 1. Повышение температуры измерения до 6 К приводит к увеличению площади парамагнитного дублета спектра за счет магнитного фазового перехода первого рода, причем магнитная СТС кластеров типа 1 не изменяется, а уменьшается интенсивность магнитной СТС кластеров типа 2, что свидетельствует либо о некотором росте кластеров, подобно кластерам в более крупной поре 20 нм (рис. 16.22 в) (росте критического размера, которому соответствуют магнитные фазовые переходы первого рода при более высокой температуре), либо уменьшении межкластерных взаимодействий с повышением температуры за счет расширения поры и уменьшения напряжений при нафевании. Дальнейшее увеличение температуры (рис. 16.23 в) приводит к исчезновению магнитной СТС за счет проявлений суперпарамагнетизма. Однако в данном случае этот эффект позволяет оценить размер кластеров ферригидрита, участвующих в суперпарамагнитной релаксации. [c.558]

Представляет интерес сравнить экспериментальные оценки Лег из мессбауэровских спектров, данных по концентрации атомов железа в поре, и расчетов по формулам (16.28)-(16.29). Для значений критической температуры магнитного фазового перехода первого рода — Тсс 4,2 -г 6 К, температуры магнитного фазового перехода второго рода (температуры блокования) для малых кластеров — Го 20 Ч- 30 К, молярного объема — Ут = 14,4- 10" м , 1/т1 1,5- 10" Па, а 1 Дж/м получается зна- [c.559]

Важным фактором, определяюшим возникновение или исчезновение магнитных фазовых переходов первого рода, является давление. Согласно термодинамической модели магнитных фазовых переходов в нанокластерах (16.27), критическая точка переходов уменьшается с ростом внешнего давления Р согласно [c.560]

Давление Рб соответствует значениям Т Тсс = 1 (7 = 1) — кривая 6 (магнитные фазовые переходы первого рода). Давление Р = 0,95Рб соответствует Т(Тсс = 1,2 — кривая 7 (магнитные фазовые переходы второго рода). Давление Р = 1,05Рб соответствует Т/Гсс = 0,8 — кривая 5 и т.д. Давление Р = 1,25 соответствует Т Тсс = О — кривая 1. Приведенные зависимости намагниченности свидетельствуют об уменьшении температуры фазового перехода с ростом давления. Эти расчеты позволяют сделать также вывод о том, что увеличение давления должно приводить к повышению вероятности перехода кластера в немагнитное состояние за счет магнитных фазовых переходов первого рода. [c.560]

Как и для кластеров ферригидрита, мессбауэровская спектроскопия представляет здесь эффективный способ исследования магнитных фазовых переходов в нанокластерах. [c.561]

Как и для кластеров ферригидрита, мессбауэровская спектроскопия представляет здесь эффективный способ исследования магнитных фазовых переходов в нанокластерах. Спектры обрабатывались с вьщелением квадрупольного дублета и магнитной СТС с учетом распределения магнитных полей. Мессбауэровские спектры кластеров гидроксида железа в сухом и гидратированном состояниях показаны на рис. 16.26 и 16.27. [c.561]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология