АНТИФЕРРОМАГНЕТИК - вещество,
в к-ром установился антиферромагн. порядок магн. моментов атомов или ионов (см.
Антиферромагнетизм ).Обычно вещество становится А. ниже определ. температуры
TN (см. Нееля точка)и в большинстве случаев остаётся
А. вплоть до T=0 К. Из элементов к А. относятся твёрдый кислород (-модификация)
при Т<24 К, Mn (
-модификация
с TN=100K), Cr (TN=310К), а также ряд редкоземельных
металлов (с TN от 12,5 К у Ce до 230 К у Tb). Хрому свойственна
геликоидальная магнитная атомная структура .Сложными магн. структурами
обладают также тяжёлые редкоземельные металлы. В температурной области между
TN и T1 (0<Т1<ТN)они антиферромагнитны, а ниже
T1 становятся ферромагнетиками (табл. 1).
Число известных А.- хим. соединений
составляет не одну тысячу. В хим. ф-лу А. входит, по крайней мере, один ион
из групп переходных металлов (групп железа, редкоземельных металлов и актинидов),
исключение составляет твёрдый кислород.
Табл. 1. - Свойства редкоземельных
элементов-антиферромагнетиков
Элемент |
Кристаллич. структура |
Темп-ры перехода |
Тип антиферромагн. структуры |
|
T1, К |
TN. ,К |
|||
Ce |
ГПУ |
|
12,5 |
Коллинеарная |
Pr |
" |
-- |
25 |
" |
Nd |
Гексагональная |
-- |
19,9 |
" |
Sm |
Тригональная |
-- |
106 |
" |
Eu |
ОЦК |
-- |
90,5 |
Геликоидальная |
Tb |
ГПУ |
219 |
230 |
" |
Dy |
" |
85 |
174 |
" |
Но |
" |
20 |
133 |
" |
Er |
" |
20 |
85 |
Циклоидальная и синусоидальная |
Tm |
" |
25 |
56 |
Синусоидальная |
ГПУ - гранецентрированная плотноупакованная
решётка, ОЦК - объёмноцентрированная кубич. решётка. |
К А. относятся многочисл. простые и
сложные окислы переходных элементов, включая нек-рые ферриты-шпинели, ферриты-гранаты,
ортоферриты и ортохромиты, а также фториды, сульфаты, карбонаты и др. Существует
нек-рое кол-во антиферромагн. сплавов, в частности сплавы элементов группы железа
с элементами платиновой группы.
Первыми соединениями, в к-рых был обнаружен антиферромагнетизм, явились слоистые хлориды Fe, Со и Ni. На кривой, показывающей зависимость их теплоёмкости от температуры, был найден максимум, характерный для фазового перехода 2-го рода (магн. фазового перехода). Позже такие же максимумы были найдены у MnO и изоморфных окислов Fe, Ni и Со. Эти окислы с кубич. кристаллич. решёткой были также первыми объектами нейтронографич. определения магн. структур А. Из кубич. А. следует отметить семейство редкоземельных ферритов-гранатов, в к-рых ионы Fe замещены на Al или Ga.
Особый интерес представляет
(ДАГ), в к-ром подробно исследовались аномальные свойства вблизи трикритической
точки. Исследование водного хлорида меди (
) привело к открытию антиферромагнитного резонанса и особого магнитного
фазового перехода - опрокидывания подрешёток (спин-флоп) в магн. поле. Этот
же кристалл послужил объектом для нейтронографич. подтверждения существования
т. н. слабого антиферромагнетизма (1982) и открытия обменной моды антиферромагн.
резонанса (1984).
Группа фторидов (
и др.) - одноосных кристаллов с магн. анизотропией типа лёгкая ось - послужила
объектом для изучения оптич. спектров поглощения и открытия экситон-магнонных
возбуждений, двухмагнонного поглощения и комбинац. рассеяния света на магнонах.
Оптич. спектры А. исследовались также на двойных фторидах типа
,
. Мандельштама-Бриллюэна
рассеяние света на магнонах наблюдалось в
,
и
.
Отметим ещё два одноосных А.: в
был
открыт пъезо-магнетизм, в
- магнитоэлектрический эффект.
В др. группе одноосных кристаллов, обладающих
анизотропией типа лёгкая плоскость (см. Антиферромагнетизм) -
,
,
,
- был открыт
слабый ферромагнетизм (СФ). Особый интерес среди веществ со СФ представляют
ортоферриты (
и
др.), в к-рых наблюдаются ориентационные фазовые переходы (изменение оси антиферромагн.
упорядочения) при понижении температуры,
а также
- прозрачный А. с TN выше комнатной температуры.
Табл. 2. - Свойства некоторых антиферромагнетиков
химических соединений
Вещество |
Кристаллич. решётка |
Направление оси антиферромагн.
упорядочения |
ТN,К |
|
MnO |
ГЦК |
В пл. (111) |
120 |
610 |
FeO |
" |
" |
198 |
190 |
CoO |
" |
" |
328 |
280 |
NiO |
" |
" |
647 |
247 |
Cr2O3 |
Тригональная |
[111] |
307 |
- |
Fe2O3 |
" |
Впл.(111)СФ, ОФП: 260K; [111] |
950 |
- |
Dy3Al5O12 |
Кубическая |
[100] |
2,5 |
2,9 |
Dy3Ga5O12 |
" |
[100] |
0,4 |
0,1 |
YFeO3 |
Орторомбическая |
[100] СФ |
643 |
-_ |
LaFeO3 |
" |
[100] СФ |
738 |
480 |
PrFeO3 |
" |
[100] СФ |
707 |
- |
NdFeO3 |
" |
[100] СФ; ОФП: 167- 125К; [001]
СФ |
687 |
- |
SmFeO3 |
" |
[100] СФ; ОФП: 490-470K; [001]
СФ |
674 |
- |
EuFeO3 |
" |
[100] СФ |
666 |
__ |
GdFeO3 |
" |
[100] СФ |
657 |
- |
TbFeO3 |
" |
[100] СФ |
647 |
- |
DyFeO3 |
|
[100] СФ, ОФП 40К; [010] |
645 |
- |
HoFeO3 |
" |
[100] СФ; ОФП 63-51К; [001]
СФ |
639 |
- |
ErFeO3 |
" |
[100]СФ; ОФП. 102-80K; [001]
СФ |
636 |
- |
TmFeO3 |
" |
[100] СФ; ОФП:92-86К; [001]
СФ |
632 |
- |
YbFeO3 |
" |
[100] СФ; ОФП 8К; [001] СФ |
627 |
- |
LuFeO3 |
" |
[100] СФ |
623 |
- |
ErCrO3 |
" |
[100] СФ; ОФП:12К; [010] СФ |
129 |
- |
MnF2 |
Тетрагональная |
[001] |
68 |
113 |
FeF2 |
" |
[001] |
78 |
117 |
CoF2 |
" |
[001] |
38 |
53 |
NiF, |
" |
[100] СФ |
73 |
100 |
KMnF3 |
Орторомбическая |
[100] СФ |
88 |
238 |
RbMnF3 |
Кубическая |
[111] |
83 |
118 |
CsMnF3 |
Гексагональная |
В пл. (111) |
53 |
- |
BaMnF4 |
Орторомбическая |
[010], 2d |
27 |
- |
BaFeF4 |
" |
[001], 2d |
54 |
- |
K2CoF4 |
" |
[001], 2d |
107 |
- |
Rb2FeF4 |
" |
Впл. (001), 2d |
56 |
- |
BaCoF4 |
" |
Впл. (001), 2d |
70 |
- |
МnС12 |
Тригональная слоистая |
Впл. (111l), 2d |
1,96 |
3,3 |
FeCl8 |
" |
[111], Zd |
23,5 |
-48 |
CoCl2 |
" |
Впл. (111), 2d |
25 |
-20 |
NiCl2 |
" |
Впл. (111), 2d |
52 |
-67 |
CuCl2 |
Моноклинная |
1d |
24 |
- |
CrCl2 |
Орторомбическая |
Впл. (001), 1d |
20 |
- |
KCuF3 |
Тетрагональная |
Впл. (001), 1d |
38 |
355 |
VF2 |
" |
1d |
7 |
80 |
CsNiCl2 |
Гексагональная |
[001], 1d |
4,85 |
69 |
RbNiCl3 |
" |
[001], 1d |
11,5 |
-101 |
MnAu2 |
Тетрагональная |
Геликоидальное |
363 |
- |
FePt3 |
Кубическая |
Пл.(110) |
120 |
- |
FeRh |
" |
Пл. (110) |
328 |
-680 |
(выше TN ферромагн.
до ТС = 665К) |
||||
FeS |
Гексагональная |
[001]; ОФП:400К; в пл. (001) |
600 |
920 |
MnTe |
" |
В пл. (001) |
310 |
692 |
MnSe |
Кубическая |
В пл. (001) |
150 |
740 |
HgCrS4 |
" |
Ось геликоида [001] |
60 |
140 |
ZnCr2Se4 |
" |
В пл. (001) |
22 (выше TN ферромагн. до TC=
129К) |
115 |
Вещество |
Кристаллич. решётка |
Направление оси антиферромагн
упорядочения |
TN,K |
|
EuTe |
Кубическая |
В пл. (111) |
9.6 |
6 |
GdSe |
" |
В пл (111) |
60 |
- |
MnCO3 |
Тригональная |
В пл (111)СФ |
32 |
64 |
FeCO3 |
" |
[111] |
35 |
14 |
CoCO3 |
" |
В пл. (111)СФ |
18 |
- |
NiCO3 |
" |
В пл. (111)СФ |
25 |
- |
FeBO3 |
" |
В пл. (111)СФ |
348 |
- |
CoSO4 |
Орторомбическая |
[010] |
12 |
52 |
NiSO4 |
" |
|
37 |
82 |
CuSO4 |
" |
[001] |
34, 5 |
88 |
СuС12*2Н2О |
" |
[100] |
4,3 |
5 |
MnCl2* 4H2O |
Моноклинная |
[001] |
1,62 |
1,79 |
CuSO4*5H2O |
Триклинная |
|
0,029 |
- |
В последнем обнаружено заметное магнитоупругое
взаимодействие. Наиб. сильное магнитоупругое взаимодействие среди А. наблюдается
в . В этом соединении
впервые обнаружена большая щель в спектре спиновых волн, обусловленная
эффективным полем магнитоупругой анизотропии.
В А--полупроводниках (халькогениды Mn,
Eu, Gd и Cr) наблюдаются очень сильные магнитооптич. эффекты (см. Магнитооптика). Особый интерес для теории представляют низкоразмерные А.: двухмерные (хлориды
элементов Fe и Со, а также нек-рые двойные фториды
) и одномерные (
и др.).
В ряде А. с ионами
обнаружено особенно сильное взаимодействие между колебаниями электронной и ядерной
спиновых систем (
).
Магн. свойства безводных сульфатов Cu и Со (а также
) выявили существование эффекта наведения антиферромагн. упорядочения магн.
полем при температурах выше ТN за счёт т. н. взаимодействия
Дзялошинского.
У большей части А. значения ТN
лежат ниже комнатной температуры. У А. гидратированных солей переходных элементов
К.
В табл. 2 перечислены нек-рые наиб.
изученные А., имеющие коллинеарную или слабонеколлинеарную (со слабым ферромагнетизмом)
антиферромагн. структуру; указаны тип кристаллич. решётки, направление оси антиферромагн.
упорядочения (ОАУ), а также значение точки Нееля ТN и томп-ры
в Кюри-Вейсса
законе для парамагн. восприимчивости
выше ТN:
=
. Вещества
с
- метамагнетики. Наличие слабого ферромагнетизма отмечено буквами СФ, наличие ориентационного
фазового перехода - буквами ОФП. В этом случае после букв ОФП указаны темп-pa
(или область температур) ориентац. перехода и затем новое направление оси антиферромагн.
упорядочения при низкой температуре. Низкоразмерные А. обозначены: двухмерные -
2d, одномерные - 1d; TC - темп-pa Кюри, пл.- плоскость, в к-рой
находится ОАУ. В случаях 1d и 2d в столбце значений ТN приведена температура, при к-рой
достигает макс. значения.
Кроме рассмотренных выше электронных
А., среди элементов обнаружен, по крайней мере, один ядерный А.- твёрдый
с
К. Ядерный антиферромагнетизм
с
К обнаружен также
у некоторых ван-флековских парамагнетиков (
и др.).
А. пока ещё не находит практич. применения.
Однако изучение-физ. свойств А. играет большую роль в совр. развитии физики магн. явлений и особенно теории фазовых переходов и исследований свойств одно-и
двухмерных магн. структур. Возможные приложения могут найти А--полупроводники,
а также А. со СФ, особенно с TN выше комнатной. Особого внимания заслуживают
и
, в к-рых можно
заметно изменять скорость звука, прикладывая сравнительно слабое магн. поле.
Среди А., относящихся к боридам и халькогенидам, есть сверхпроводники (напр.,
с температурой перехода
в сверхпроводящее состояние Тк = 2,7 К,
с Тк=1,4 К и др., см. Магнитные сверхпроводники).
А. С. Боровик-Романов.
Когда тот или иной физик использует понятие "физический вакуум", он либо не понимает абсурдности этого термина, либо лукавит, являясь скрытым или явным приверженцем релятивистской идеологии.
Понять абсурдность этого понятия легче всего обратившись к истокам его возникновения. Рождено оно было Полем Дираком в 1930-х, когда стало ясно, что отрицание эфира в чистом виде, как это делал великий математик, но посредственный физик Анри Пуанкаре, уже нельзя. Слишком много фактов противоречит этому.
Для защиты релятивизма Поль Дирак ввел афизическое и алогичное понятие отрицательной энергии, а затем и существование "моря" двух компенсирующих друг друга энергий в вакууме - положительной и отрицательной, а также "моря" компенсирующих друг друга частиц - виртуальных (то есть кажущихся) электронов и позитронов в вакууме.
Однако такая постановка является внутренне противоречивой (виртуальные частицы ненаблюдаемы и их по произволу можно считать в одном случае отсутствующими, а в другом - присутствующими) и противоречащей релятивизму (то есть отрицанию эфира, так как при наличии таких частиц в вакууме релятивизм уже просто невозможен). Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.
|
![]() |