Глоссарий по физике

Антиферромагнетик

АНТИФЕРРОМАГНЕТИК - вещество, в к-ром установился антиферромагн. порядок магн. моментов атомов или ионов (см. Антиферромагнетизм ).Обычно вещество становится А. ниже определ. температуры T_N (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 T_N=100K), Cr (T_N=310К), а также ряд редкоземельных металлов (с T_N 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 T_N и T₁ (0<Т₁<Т_N)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

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.: вбыл 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 T_N выше комнатной температуры.

Табл. 2. - Свойства некоторых антиферромагнетиков химических соединений

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 Т_N за счёт т. н. взаимодействия Дзялошинского.

У большей части А. значения Т_N 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 Т_N и томп-ры в Кюри-Вейсса законе для парамагн. восприимчивости выше Т_N: = . 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 Т_N 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 T_N 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 Т_к = 2,7 К, с Т_к=1,4 К и др., см. Магнитные сверхпроводники).

Литература по

1. Нагаев Э. Л., Ферромагнитные и антиферромагнитные полупроводники, "УФН", 1975, т. 117. с. 437; Таблицы физических величин. Справочник, M., 197В; Белов К. П., Редкоземельные магнетики и их применение, M., 1980; Jоngh L. J. de. Miedеm a A. R., Experiments on simple magnetic model systems, "Adv. Phys.", 1974, v. 23, M 1. CM. также лит. при ст. Антиферромагнетизм.
   

   А. С. Боровик-Романов.
   

   к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  
   
   
   Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
   (Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
   Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

   НОВОСТИ ФОРУМА Рыцари теории эфира

   10.11.2021 - 12:37: ПЕРСОНАЛИИ - Personalias -> WHO IS WHO - КТО ЕСТЬ КТО - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 12:36: СОВЕСТЬ - Conscience -> РАСЧЕЛОВЕЧИВАНИЕ ЧЕЛОВЕКА. КОМУ ЭТО НАДО? - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 12:36: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от д.м.н. Александра Алексеевича Редько - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 12:35: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биологическая безопасность населения - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 12:34: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ПРАВОСУДИЯ.НЕТ - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 12:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вадима Глогера, США - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 09:18: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ - New Technologies -> Волновая генетика Петра Гаряева, 5G-контроль и управление - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 09:18: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ЭКОЛОГИЯ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 09:16: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 09:15: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Екатерины Коваленко - Карим_Хайдаров. 10.11.2021 - 09:13: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вильгельма Варкентина - Карим_Хайдаров.