Современные проблемы физики / PhysicalReviewpdf / Belov-2

© ÅÂÎÓ‚ ä.è., 2000

MYSTERY OF MAGNETITE

K. P. BELOV

Anomalous magnetic properties of magnetite Fe3O4 in the region of low temperature transition (Tt = 100–120 K) are considered. An understanding of these anomalies was possible after introducing the concept of magnetic ordering of a jumping electron in a magnetite at low (T < Tt) temperatures (the model of «magnetoelectronic sublattice»).

к‡ТТПУЪ ВМ˚ ‡МУП‡ОЛЛ П‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚ П‡„МВЪЛЪ‡ Fe3O4 ‚ У·О‡ТЪЛ МЛБНУЪВПФВ ‡ЪЫ МУ„У Ф В‚ ‡˘ВМЛfl (Tt = 100– 120 ä). иУМЛП‡МЛВ ˝ЪЛı ‡МУП‡ОЛИ ТЪ‡ОУ ‚УБПУКМ˚П ФУТОВ ‚‚В‰ВМЛfl Ф В‰ТЪ‡‚ОВМЛfl У ЪУП, ˜ЪУ ФВ ВТНУНУ‚˚В ˝ОВНЪ УМ˚ ‚ П‡„- МВЪЛЪВ Ф Л МЛБНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı (T < Tt) П‡„МЛЪМУ ЫФУ fl‰У˜Л‚‡˛ЪТfl (ÏÓ‰Âθ «П‡„- МЛЪУ˝ОВНЪ УММУИ» ÔÓ‰ ¯ÂÚÍË).

www.issep.rssi.ru

1. умСйСЦвлнЗЦззхв дАеЦзъ

凄МВЪЛЪ – ПЛМВ ‡О П‡„МЛЪМ˚И КВОВБМflН – Ф В‰ТЪ‡‚- ОflВЪ ТУ·УИ Б‡НЛТ¸-УНЛТ¸ КВОВБ‡ Fe3O4 Л fl‚ОflВЪТfl У‰МУИ ЛБ ТУТЪ‡‚Оfl˛˘Лı КВОВБМУИ Ы‰˚. лУТЪ‡‚Оfl˛˘ЛПЛ КВОВБМУИ Ы‰˚ fl‚Оfl˛ЪТfl Ъ‡НКВ „ВП ‡ЪЛЪ (α-Fe2O3), χ„„Â-

ÏËÚ (γ-Fe2O3), ÔË ÓÚËÚ (FeS1,1) Л ‰ Ы„ЛВ ТУВ‰ЛМВМЛfl КВОВБ‡, НУЪУ ˚В ‚ УЪОЛ˜ЛВ УЪ П‡„МВЪЛЪ‡ У·О‡‰‡˛Ъ ·УОВВ

Ò··˚ÏË Ï‡„ÌËÚÌ˚ÏË Ò‚ÓÈÒÚ‚‡ÏË.

ЬВОВБМ˚И ‚ВН – ФВ ЛУ‰ ‡Б‚ЛЪЛfl ˜ВОУ‚В˜ВТЪ‚‡, М‡- ТЪЫФЛ‚¯ЛИ Т ‡ТФ УТЪ ‡МВМЛВП ПВЪ‡ООЫ „ЛЛ КВОВБ‡ Л В„У ТФО‡‚У‚, ‰ОЛЪТfl ЫКВ ·УОВВ Ъ Вı Ъ˚Тfl˜ ОВЪ. и ЛПВМВМЛВ КВОВБ‡ ‰‡ОУ ПУ˘М˚И ТЪЛПЫО ТЪ‡МУ‚ОВМЛ˛ ˜ВОУ‚В˜В- ТНУИ ˆЛ‚ЛОЛБ‡ˆЛЛ. зВЫ‰Л‚ЛЪВО¸МУ ФУ˝ЪУПЫ, ˜ЪУ О˛‰Л ТЪ ВПЛОЛТ¸ ФУБМ‡Ъ¸ ТЪ ЫНЪЫ М˚В Л ЩЛБЛ˜ВТНЛВ Т‚УИТЪ‚‡ ЛТıУ‰М˚ı ‚В˘ВТЪ‚ ‰Оfl ПВЪ‡ООЫ „ЛЛ – ТУТЪ‡‚Оfl˛˘Лı КВОВБМУИ Ы‰˚. йТУ·ВММУ ·УО¸¯УИ ЛМЪВ ВТ ‚˚Б˚‚‡О ТЛО¸М˚И П‡„МВЪЛБП П‡„МВЪЛЪ‡. й· ˝ЪУП Т‚УИТЪ‚В П‡„- МВЪЛЪ‡ О˛‰Л БМ‡ОЛ ЫКВ ‚ „ОЫ·УНУИ ‰ В‚МУТЪЛ.

З VI ‚ВНВ ‰У М‡¯ВИ ˝ ˚ НЛЪ‡Иˆ‡П ·˚ОУ ЛБ‚ВТЪМУ fl‚ОВМЛВ Ф ЛЪflКВМЛfl КВОВБ‡ НЫТН‡ПЛ П‡„МВЪЛЪ‡. З НЛ- Ъ‡ИТНЛı ОЛЪВ ‡ЪЫ М˚ı Ф‡ПflЪМЛН‡ı I–III ‚ВНУ‚ М‡¯ВИ ˝ ˚ П‡„МЛЪМ˚И ЫН‡Б‡ЪВО¸ М‡ ˛„ (Ф ‡ У‰ЛЪВО¸ НУПФ‡Т‡) ЫФУПЛМ‡ВЪТfl Н‡Н У·˘ВЛБ‚ВТЪМ˚И Ф Л·У .

й П‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚‡ı ПЛМВ ‡О‡ П‡„МВЪЛЪ‡ ·˚ОУ ЛБ‚ВТЪМУ Ъ‡НКВ ‚ С В‚МВИ Й ВˆЛЛ Л С В‚МВП кЛПВ. З У‰МУП ЛБ Ф УЛБ‚В‰ВМЛИ „ В˜ВТНУ„У ЩЛОУТУЩ‡ иО‡ЪУМ‡, М‡ФЛТ‡ММУП ·УОВВ ‰‚Ыı Ъ˚Тfl˜ ОВЪ М‡Б‡‰, ‡ТТН‡Б˚‚‡ВЪТfl У ˜Ы‰ВТМУП П‡„МЛЪМУП Н‡ПМВ, НУЪУ ˚И МВ ЪУО¸НУ Т‡П Ф ЛЪfl„Л‚‡ВЪ КВОВБМ˚В Ф В‰ПВЪ˚, МУ Л У‰‡ flВЪ Т‚У- ВИ ТЛОУИ (ЪУ ВТЪ¸ М‡П‡„МЛ˜Л‚‡ВЪ) ˝ЪЛ Ф В‰ПВЪ˚, Ъ‡Н ˜ЪУ Л УМЛ ФУОЫ˜‡˛Ъ ‚УБПУКМУТЪ¸ ‰ВО‡Ъ¸ ЪУ КВ Т‡ПУВ. ЗТВ ˝ЪУ ‚ ‰ В‚МУТЪЛ ‡ТТП‡Ъ Л‚‡ОУТ¸ Н‡Н Б‡„‡‰У˜М˚В, ˜Ы- ‰ВТМ˚В fl‚ОВМЛfl. л‚УИТЪ‚‡ П‡„МВЪЛЪ‡ ФУ ‡К‡ОЛ О˛‰ВИ, ФУ˝ЪУПЫ М‡ Ф УЪflКВМЛЛ ПМУ„Лı ‚ВНУ‚ П‡„МВЪЛЪ ЛТФУО¸- БУ‚‡ОЛ ‰Оfl П‡„Л˜ВТНЛı ЩУНЫТУ‚, БМ‡ı‡ ТЪ‚‡ (ОКВОВ˜В- МЛfl П‡„МЛЪУП), УМ ТОЫКЛО Ф В‰ПВЪУП Т‡П˚ı Щ‡МЪ‡ТЪЛ- ˜ВТНЛı Ф В‰ФУОУКВМЛИ Л ‡ТТН‡БУ‚ У ˜Ы‰У‰ВИТЪ‚ВММУП Н‡ПМВ. й‰М‡НУ МВБ‡‚ЛТЛПУ УЪ ˝ЪУ„У Ф ЛПВМВМЛВ В„У ‚ ЫТЪ УИТЪ‚‡ı ЪЛФ‡ НУПФ‡Т‡ Т˚„ ‡ОУ ·УО¸¯Ы˛ УО¸ ‚ УЪ- Н ˚ЪЛflı МУ‚˚ı БВПВО¸ Л ТЪ ‡М. н‡Н ˜ЪУ П‡„МВЪЛЪ ‚ ˝ЪУП М‡Ф ‡‚ОВМЛЛ ˜ВОУ‚В˜ВТНУИ ‰ВflЪВО¸МУТЪЛ ТФУТУ·ТЪ‚У- ‚‡О ‡Б‚ЛЪЛ˛ ˆЛ‚ЛОЛБ‡ˆЛЛ.

ПflЪТfl ФУБМ‡Ъ¸ „ВУОУ„Л Л УТУ·ВММУ „ВУЩЛБЛНЛ, Б‡МЛП‡- ˛˘ЛВТfl Ф‡ОВУП‡„МВЪЛБПУП (“‰ В‚МЛП” П‡„МВЪЛБПУП). и‡ОВУП‡„МВЪЛБП – ˝ЪУ Т‚УИТЪ‚У „У М˚ı ФУ У‰, Л ‚ ФВ - ‚Ы˛ У˜В В‰¸ П‡„МВЪЛЪ‡, ТУı ‡МflЪ¸ Ф ЛУ· ВЪВММЫ˛ ‚ Ф ВКМЛВ ˝ФУıЛ УТЪ‡ЪУ˜МЫ˛ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸, ‚˚Б‚‡М- МЫ˛ ‰ВИТЪ‚ЛВП БВПМУ„У П‡„МЛЪМУ„У ФУОfl. и‡ОВУП‡„МВЪЛБП ‰‡ВЪ ‚УБПУКМУТЪ¸ ЛБЫ˜‡Ъ¸ ˝‚УО˛ˆЛ˛ „ВУП‡„МЛЪМУ„У ФУОfl Л Ф УˆВТТ˚ ‚ БВПМУИ НУ В, Ф УЛТıУ‰Л‚¯ЛВ ‚ ‰ В‚МВВ ‚ ВПfl.

2. еАЙзЦнан зЦ оЦккйеАЙзЦнад, А оЦккаеАЙзЦнад

з‡˜‡ОУ ТУ‚ ВПВММУПЫ ФУМЛП‡МЛ˛ П‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚ ‚В˘ВТЪ‚‡, ‚ ЪУП ˜ЛТОВ Л П‡„МВЪЛЪ‡, ·˚ОУ ФУОУКВМУ ОЛ¯¸ ‚ XX ‚ВНВ ‚ Т‚flБЛ Т ‡Б‚ЛЪЛВП Ф В‰ТЪ‡‚ОВМЛИ У Ф Л У‰В ЩВ УП‡„МВЪЛБП‡ Л ‡МЪЛЩВ УП‡„МВЪЛБП‡. й‰- МЛП ЛБ ФВ ‚˚ı ‚ ˝ЪУП М‡Ф ‡‚ОВМЛЛ ·˚О Щ ‡МˆЫБТНЛИ ЩЛБЛН и¸В ЗВИТТ, НУЪУ ˚И ТУБ‰‡О ФВ ‚Ы˛ ЪВУ Л˛ ЩВ УП‡„МВЪЛБП‡. ЗВИТТ Т˜ЛЪ‡О П‡„МВЪЛЪ ЩВ УП‡„МВЪЛНУП. й‰М‡НУ ‰ Ы„УИ ЩЛБЛН – гЫЛ зВВО¸ (‚ФУТОВ‰ТЪ- ‚ЛЛ зУ·ВОВ‚ТНЛИ О‡Ы В‡Ъ Б‡ ‡·УЪ˚ ФУ П‡„МВЪЛБПЫ) ‚ 1948 „У‰Ы [1] ЫТЪ‡МУ‚ЛО, ˜ЪУ П‡„МВЪЛЪ fl‚ОflВЪТfl МВ ЩВ -УП‡„МВЪЛНУП, ‡ МВТНУПФВМТЛ У‚‡ММ˚П ‡МЪЛЩВ У- П‡„МВЪЛНУП, ЪУ ВТЪ¸ ЩВ ЛП‡„МВЪЛНУП – ЪВ ПЛМ, ‚ФВ - ‚˚В ‚‚В‰ВММ˚И зВВОВП (УЪ ТОУ‚‡ “ЩВ ЛЪ”). СОfl ЪУ„У ˜ЪУ·˚ ФУМflЪ¸, ˜ЪУ ˝ЪУ Ъ‡НУВ, МВУ·ıУ‰ЛП˚ МВНУЪУ ˚В Т‚В‰ВМЛfl ФУ Н ЛТЪ‡ООУıЛПЛЛ П‡„МВЪЛЪ‡ Л ЪВУ ЛЛ П‡„- МВЪЛБП‡.

凄МВЪЛЪ Ф ЛМ‡‰ОВКЛЪ Н ТВПВИТЪ‚Ы ЩВ ЛЪУ‚ ТУ ТЪ ЫНЪЫ УИ ПЛМВ ‡О‡ ¯ФЛМВОЛ. З НЫ·Л˜ВТНУИ Н ЛТЪ‡О- ОЛ˜ВТНУИ В¯ВЪНВ ¯ФЛМВОЛ, НУЪУ ‡fl ЩУ ПЛ ЫВЪТfl ·УО¸- ¯ЛПЛ ФУ ‡БПВ ‡П ‡МЛУМ‡ПЛ НЛТОУ У‰‡ й2−, ‚ ПВК‰У- ЫБОЛflı (ФУБЛˆЛflı) ФУТОВ‰МЛı ‡БПВ˘‡˛ЪТfl ПВМ¸¯ЛВ ФУ ‡БПВ ‡П Н‡ЪЛУМ˚ Fe3+ Ë Fe2+. è Ë ˝ÚÓÏ ÓÌË ÏÓ„ÛÚ ·˚Ú¸ ÓÍ ÛÊÂÌ˚ ˜ÂÚ˚ ¸Ïfl ‡ÌËÓ̇ÏË é2− (ЪВЪ ‡˝‰ Л˜ВТНЛВ ЛОЛ А-ФУБЛˆЛЛ) Л ¯ВТЪ¸˛ ‡МЛУМ‡ПЛ й2− (УНЪ‡˝‰ Л- ˜ВТНЛВ ЛОЛ З-ФУБЛˆЛЛ). аТТОВ‰У‚‡МЛfl ‰‡‚МУ ЫТЪ‡МУ‚Л- ОЛ, ˜ЪУ П‡„МВЪЛЪ У·О‡‰‡ВЪ Н ЛТЪ‡ООЛ˜ВТНУИ ТЪ ЫНЪЫ УИ Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВПУИ У· ‡˘ВММУИ ¯ФЛМВОЛ:

(Fe3+) [Fe2+ Fe3+]é4 .

AB

‚ ‡˘ВМЛВ) Л Н‡Н ТОВ‰ТЪ‚ЛВ ˝ЪУ„У – ТФЛМУ‚˚П П‡„МЛЪ- М˚П ПУПВМЪУП µs . ÇÂ΢ËÌÛ µs ˝ОВНЪ УМ‡ Ф ЛМЛП‡˛Ъ Б‡ В‰ЛМЛˆЫ ЛБПВ ВМЛfl П‡„МЛЪМ˚ı ПУПВМЪУ‚ ‡ЪУПУ‚ Л Н‡ЪЛУМУ‚. йМ‡ ФУОЫ˜ЛО‡ М‡Б‚‡МЛВ П‡„МВЪУМ‡ ЕУ ‡ Л У·УБМ‡˜‡ВЪТfl µÇ .

凄МЛЪМ˚И ТФЛМУ‚˚И ПУПВМЪ ås ͇ÚËÓ̇ Fe3+ (3d5) ‡‚ÂÌ 5µB , ‡ ͇ÚËÓ̇ Fe2+ (3d6) – 4µB (ФУ ˜ЛТОЫ МВТНУПФВМТЛ У‚‡ММ˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚ ‚ 3d-˝ОВНЪ УММУИ У·У- ОУ˜НВ ˝ЪЛı Н‡ЪЛУМУ‚). лФЛМУ‚˚В ПУПВМЪ˚ ås Н‡ЪЛУМУ‚ КВОВБ‡ ЫФУ fl‰У˜Л‚‡˛ЪТfl ФУ‰ ‚ОЛflМЛВП УТУ·У„У ‚Л‰‡ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Лfl ПВК‰Ы ˝ОВНЪ УМ‡ПЛ 3d-У·УОУ˜НЛ ТУТВ‰МЛı Н‡ЪЛУМУ‚, НУЪУ УВ М‡Б˚‚‡ВЪТfl У·ПВММ˚П. щЪУ Н‚‡МЪУ‚УВ ˝ОВНЪ УТЪ‡ЪЛ˜ВТНУВ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚ЛВ, ‚ ПВı‡- МЛБПВ НУЪУ У„У ‚‡КМЫ˛ УО¸ Л„ ‡˛Ъ М‡Ф ‡‚ОВМЛfl ТФЛМУ‚ ˝ОВНЪ УМУ‚ S.

к‡БОЛ˜‡˛Ъ Ъ Л УТМУ‚М˚ı ‚Л‰‡ П‡„МЛЪМУ„У ЫФУ fl‰У- ˜ВМЛfl: ЩВ УП‡„МЛЪМУВ, ‡МЪЛЩВ УП‡„МЛЪМУВ Л ЩВ Л- П‡„МЛЪМУВ. З ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ˝ЪУ„У ЫФУ fl‰У˜ВМЛfl ‚ ‚В˘ВТЪ‚В ‚УБМЛН‡ВЪ ТФУМЪ‡ММ‡fl (Т‡ПУФ УЛБ‚УО¸М‡fl) М‡П‡„МЛ- ˜ВММУТЪ¸ Is (Ò‡ÏÓÔ ÓËÁ‚Óθ̇fl ‚ ÚÓÏ ÒÏ˚ÒÎÂ, ˜ÚÓ Is ‚УБМЛН‡ВЪ Ф Л УЪТЫЪТЪ‚ЛЛ ‚МВ¯МВ„У П‡„МЛЪМУ„У ФУОfl ç). Is – ˝ЪУ ВБЫО¸ЪЛ Ы˛˘ЛИ П‡„МЛЪМ˚И ПУПВМЪ В‰ЛМЛˆ˚ У·˙ВП‡ П‡„МВЪЛН‡ (˜ЛТОУ У‰МУМ‡Ф ‡‚ОВММ˚ı П‡„МЛЪ- М˚ı ТФЛМУ‚ ås ‚ 1 ÒÏ3). аМУ„‰‡ ЛТФУО¸БЫ˛Ъ ‚ВОЛ˜ЛМЫ σs – Ы‰ВО¸МЫ˛ ТФУМЪ‡ММЫ˛ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸ (˜ЛТОУ У‰МУМ‡Ф ‡‚ОВММ˚ı ås ‚ 1 „ ‚¢ÂÒÚ‚‡).

АМЪЛЩВ УП‡„МВЪЛНЛ Л ЩВ ЛП‡„МВЪЛНЛ УЪОЛ˜‡˛Ъ- Тfl УЪ ЩВ УП‡„МВЪЛНУ‚ ЪВП, ˜ЪУ ‚ МЛı ЫН‡Б‡ММУВ У·ПВММУВ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚ЛВ Ф Л‚У‰ЛЪ Н ФВ ЛУ‰Л˜ВТНУПЫ ЛБПВМВМЛ˛ М‡Ф ‡‚ОВМЛИ ТФЛМУ‚˚ı ПУПВМЪУ‚ ås Н‡ЪЛУМУ‚ ‚ Н ЛТЪ‡ООВ М‡ Ф flПУ Ф УЪЛ‚УФУОУКМУВ ( ЛТ. 1).

и Л ЛБЫ˜ВМЛЛ ‚В˘ВТЪ‚ Т Ъ‡НЛПЛ ‚Л‰‡ПЛ П‡„МЛЪМУ- „У ЫФУ fl‰У˜ВМЛfl ‚‚У‰flЪ Ф В‰ТЪ‡‚ОВМЛВ У П‡„МЛЪМ˚ı ФУ‰ В¯ВЪН‡ı. з‡ ЛТ. 1 Н‡ЪЛУМ˚, У·УБМ‡˜ВММ˚В ·ЫН‚УИ m, ЛПВ˛˘ЛВ М‡Ф ‡‚ОВМЛfl ТФЛМУ‚ ‚‚В ı, У· ‡БЫ˛Ъ У‰МЫ ФУ‰ В¯ВЪНЫ ТУ ТФУМЪ‡ММУИ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸˛ (σs)m , ‡ Ó·ÓÁ̇˜ÂÌÌ˚ ·ÛÍ‚ÓÈ n (ЪУ ВТЪ¸ ЛПВ˛˘ЛВ Ф УЪЛ‚УФУОУКМ˚В М‡Ф ‡‚ОВМЛfl ТФЛМУ‚) – ‰ Ы„Ы˛ ФУ‰ В¯ВЪНЫ Т М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸˛ (σs)n . аБ ЛТ. 1 ТОВ‰ЫВЪ, ˜ЪУ ‰Оfl ‡М- ЪЛЩВ УП‡„МВЪЛН‡ ВБЫО¸ЪЛ Ы˛˘‡fl М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸

лУ„О‡ТМУ ˝ЪУИ ТЪ ЫНЪЫ В, ‚ З-ФУБЛˆЛflı (Н‚‡‰ ‡Ъ- М˚В ТНУ·НЛ) ‡БПВ¯‡ВЪТfl ‚ ‰‚‡ ‡Б‡ ·УО¸¯В Н‡ЪЛУМУ‚ КВОВБ‡, ˜ВП ‚ А-ФУБЛˆЛflı (Н Ы„О˚В ТНУ·НЛ), Ф Л ˝ЪУП, ˜ЪУ У˜ВМ¸ ТЫ˘ВТЪ‚ВММУ, ‚ З-ФУБЛˆЛflı ФУОУ‚ЛМ‡ Н‡ЪЛУМУ‚ КВОВБ‡ ЛПВ˛Ъ ‚‡ОВМЪМУТЪЛ 2+ [Fe2+] Л ‰ Ы„‡fl ФУОУ- ‚ЛМ‡ – ‚‡ОВМЪМУТЪ¸ 3+ [Fe3+]. Ç А-ÔÓÁˈËflı ‡ÁÏ¢‡- ˛ÚÒfl ÚÓθÍÓ Í‡ÚËÓÌ˚ (Fe3+).

нВФВ ¸ У· ‡ЪЛПТfl Н ЪВУ ЛЛ П‡„МВЪЛБП‡. 凄МВЪЛБП ‚В˘ВТЪ‚‡ У·ЫТОУ‚ОВМ ˝ОВНЪ УМ‡ПЛ. д‡К‰˚И ˝ОВНЪ УМ ФУПЛПУ П‡ТТ˚ Л Б‡ fl‰‡ У·О‡‰‡ВЪ ТУ·ТЪ‚ВММ˚П ПУПВМ-

n

êËÒ. 1. лıВП‡ЪЛ˜ВТНУВ ЛБУ· ‡КВМЛВ ЫФУ fl‰У˜ВМЛfl ТФЛМУ‚˚ı П‡„МЛЪМ˚ı ПУПВМЪУ‚ ‚ ‡МЪЛЩВ УП‡„МВЪЛНВ (‡) Л ЩВ ЛП‡„МВЪЛНВ (·)

σs = (σs)m − (σs)n ‡‚М‡ МЫО˛, ЪУ„‰‡ Н‡Н ‰Оfl ЩВ УП‡„МВЪЛНУ‚ УМ‡ ‡‚М‡ НУМВ˜МУИ ‚ВОЛ˜ЛМВ. иУТОВ‰МВВ Ф УЛТıУ‰ЛЪ УЪ ЪУ„У, ˜ЪУ П‡„МЛЪМ˚В ПУПВМЪ˚ Н‡ЪЛУМУ‚ ‚ ФУ‰-В¯ВЪН‡ı ЛПВ˛Ъ ‡БОЛ˜М˚В ‚ВОЛ˜ЛМ˚. д УПВ ЪУ„У, ˜ЛТОУ П‡„МЛЪМ˚ı Н‡ЪЛУМУ‚ ‚ ФУ‰ В¯ВЪН‡ı ПУКВЪ ·˚Ъ¸‡БОЛ˜М˚П. щЪУ Н‡Н ‡Б ЛПВВЪ ПВТЪУ ‚ П‡„МВЪЛЪВ.

З П‡„МВЪЛЪВ ·УО¸¯ВВ ˜ЛТОУ П‡„МЛЪМ˚ı Н‡ЪЛУМУ‚ М‡ıУ‰ЛЪТfl ‚ ФУБЛˆЛflı З, Л УМЛ У· ‡БЫ˛Ъ ФУ‰ В¯ВЪНЫ Т М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸˛ (σs)Ç , Л ПВМ¸¯ВВ ˜ЛТОУ Ъ‡НЛı Н‡ЪЛУМУ‚ ‡БПВ˘‡ВЪТfl ‚ ФУБЛˆЛflı А, УМЛ У· ‡БЫ˛Ъ ФУ‰ В- ¯ВЪНЫ Т М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸˛ (σs)А . кВБЫО¸ЪЛ Ы˛˘‡fl (ЩВ ЛП‡„МЛЪМ‡fl) М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸ П‡„МВЪЛЪ‡

σs = (σs)Ç − (σs)А = 9µB − 5µB = 4µB .

к‡Б Ы¯ВМЛВ ЩВ ЛП‡„МЛЪМУ„У ЫФУ fl‰У˜Л‚‡МЛfl П‡„- МВЪЛЪ‡ ЪВФОУ‚˚П ‰‚ЛКВМЛВП Ф УЛТıУ‰ЛЪ Ф Л ЪВПФВ ‡- ЪЫ В д˛ Л íë = 850 д. и Л ˝ЪУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ В УТЫ˘ВТЪ‚- ОflВЪТfl Щ‡БУ‚˚И ФВ ВıУ‰ ЪЛФ‡ П‡„МЛЪМ˚И ФУ fl‰УН– ·ВТФУ fl‰УН.

СОfl ‰‡О¸МВИ¯В„У ‡ТТПУЪ ВМЛfl Т‚УИТЪ‚ П‡„МВЪЛЪ‡ ‚‡КМУ УЪПВЪЛЪ¸, ˜ЪУ ‚ МВП ‚ УЪОЛ˜ЛВ УЪ ‰ Ы„Лı ЩВ Л- ЪУ‚-¯ФЛМВОВИ ТЫ˘ВТЪ‚ЫВЪ ·УО¸¯‡fl НУМˆВМЪ ‡ˆЛfl Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВП˚ı ФВ ВТНУНУ‚˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚. йМЛ ‚УБМЛН‡- ˛Ъ ПВК‰Ы Ф‡ ‡ПЛ Н‡ЪЛУМУ‚ Fe3+ Ë Fe2+, ̇ıÓ‰fl˘ËıÒfl ‚ ÓÍÚ‡˝‰ ˘ÂÒÍËı ÔÓÁˈËflı.

иВ ВТНУНУ‚˚И ˝ОВНЪ УМ – У‰ЛМ ЛБ 3d-˝ÎÂÍÚ ÓÌÓ‚ ͇ÚËÓ̇ Fe2+ Ф Л МВ·УО¸¯УИ ˝МВ „ЛЛ ЪВФОУ‚У„У ‚УБ- ·ЫК‰ВМЛfl – УЪ ˚‚‡ВЪТfl УЪ ФУТОВ‰МВ„У Л ‰‚ЛКВЪТfl Н Н‡ЪЛУМЫ Fe3+, Ô Â‚ ‡˘‡fl Â„Ó ‚ Fe2+. á‡ÚÂÏ ˝ÎÂÍÚ ÓÌ ÓÚ-˚‚‡ÂÚÒfl ÓÚ Í‡ÚËÓ̇ Fe2+ Л ‰‚ЛКВЪТfl ‚ У· ‡ЪМУП М‡- Ф ‡‚ОВМЛЛ Л Ъ.‰.:

Fe2+(3d6) Fe3+(3d5).

и Л Ф ЛОУКВМЛЛ Н У· ‡БˆЫ П‡„МВЪЛЪ‡ ‡БМУТЪЛ ˝ОВНЪ Л˜ВТНЛı ФУЪВМˆЛ‡ОУ‚ ФВ ВТНУНУ‚˚В ˝ОВНЪ УМ˚ ФВ ВПВ˘‡˛ЪТfl ФУ У· ‡БˆЫ, У·ЫТОУ‚ОЛ‚‡fl ФУОЫФ У‚У‰- МЛНУ‚˚В Т‚УИТЪ‚‡. иУТОВ‰МЛВ, У‰М‡НУ, ЛПВ˛Ъ ‡МУ- П‡О¸М˚И ı‡ ‡НЪВ ‚ ‰‡ММ˚ı ‚В˘ВТЪ‚‡ı ЛБ-Б‡ МЛБНУИ ФУ- ‰‚ЛКМУТЪЛ ФВ ВТНУНУ‚˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚.

З П‡„МВЪЛЪВ (ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т ‰ Ы„ЛПЛ ЩВ ЛЪ‡ПЛ- ¯ФЛМВОflПЛ) НУМˆВМЪ ‡ˆЛfl ФВ ВТНУНУ‚˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚ ‚ВОЛН‡ (˜ЛТОУ Лı ‡‚МУ ˜ЛТОЫ Н‡ЪЛУМУ‚ Fe2+ ‚ ФУБЛˆЛflı З), ФУ˝ЪУПЫ УМЛ ‚МУТflЪ ТЫ˘ВТЪ‚ВММ˚И ‚НО‡‰ ‚ ЩУ ПЛ-У‚‡МЛВ В„У П‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚ ‚ У·О‡ТЪЛ МЛБНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ (ТП. ТОВ‰Ы˛˘ЛИ ‡Б‰ВО).

3. бАЙАСда забдйнЦеиЦкАнмкзйЙй икЦЗкАфЦзаь (нt = 100–120 ä)

зВТПУЪ fl М‡ У„ УПМУВ ˜ЛТОУ Ф В‰Ф ЛМflЪ˚ı ЛТТОВ‰У‚‡- МЛИ П‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚ П‡„МВЪЛЪ‡, ‰У Т‡ПУ„У ФУТОВ‰- МВ„У ‚ ВПВМЛ УМЛ УТЪ‡‚‡ОЛТ¸ МВФУМflЪМ˚ПЛ Л ‰‡КВ Б‡- „‡‰У˜М˚ПЛ. д ˜ЛТОЫ ФУТОВ‰МЛı УЪМУТЛЪТfl Ъ‡НКВ Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВПУВ МЛБНУЪВПФВ ‡ЪЫ МУВ Ф В‚ ‡˘ВМЛВ, ‚УБМЛ-

Н‡˛˘ВВ ‚ У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ ít = 100–120 д. щЪУ Ф В- ‚ ‡˘ВМЛВ ·˚ОУ УЪН ˚ЪУ ·УОВВ 75 ОВЪ М‡Б‡‰. ЙУОО‡М‰- ТНЛИ Ы˜ВМ˚И ЗВ ‚ВИ [2] ‚˚‰‚ЛМЫО „ЛФУЪВБЫ У ЪУП, ˜ЪУ ˝ЪУ Ф В‚ ‡˘ВМЛВ ЛПВВЪ ТЪ ЫНЪЫ МЫ˛ (ЪУ˜МВВ, ˝ОВН- Ъ УММУ-ТЪ ЫНЪЫ МЫ˛) Ф Л У‰Ы, ‡ ЛПВММУ: Н‡ЪЛУМ˚ Fe3+ Ë Fe2+, М‡ıУ‰fl˘ЛВТfl ‚ УНЪ‡˝‰ Л˜ВТНЛı ФУБЛˆЛflı (З-ФУ- БЛˆЛflı), Ф Л ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı í < ít ЛТФ˚Ъ˚‚‡˛Ъ ФУТОУИМУВ ЫФУ fl‰У˜ВМЛВ. и Л ˝ЪУП ‰‡ММУВ ЫФУ fl‰У˜ВМЛВ Ф УЛТıУ‰ЛЪ МВ ФВ ВПВ˘ВМЛВП Н‡ЪЛУМУ‚, ‡ ФЫЪВП ФВ В- ТНУНУ‚ ˝ОВНЪ УМУ‚. З У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ í > ít ˝ЪУ ˝ОВНЪ УММУ-ТЪ ЫНЪЫ МУВ ЫФУ fl‰У˜ВМЛВ ‡Б Ы¯‡ВЪТfl ЪВФОУ‚˚ПЛ ‚УБ·ЫК‰ВМЛflПЛ. ЙЛФУЪВБ‡ ЗВ ‚Вfl ‚˚Б‚‡О‡ ·УО¸¯УИ ЛМЪВ ВТ Л ФУ У‰ЛО‡ ФУЪУН ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸- М˚ı Л ЪВУ ВЪЛ˜ВТНЛı ЛТТОВ‰У‚‡МЛИ. й‰М‡НУ ФУ ПВ В‡Б‚ЛЪЛfl ˝ЪЛı ЛТТОВ‰У‚‡МЛИ ФУfl‚ЛО‡Т¸ Н ЛЪЛН‡ ПУ‰В- ОЛ ЗВ ‚Вfl. д УПВ ЪУ„У, ·˚ОЛ ФУОЫ˜ВМ˚ ˝НТФВ ЛПВМ- Ъ‡О¸М˚В Щ‡НЪ˚, НУЪУ ˚В МВ ЫНО‡‰˚‚‡ОЛТ¸ ‚ ‰‡ММЫ˛ ПУ- ‰ВО¸. йМЛ ТУТЪУflЪ ‚ ТОВ‰Ы˛˘ВП.

1. Ç ‡·ÓÚ‡ı [3, 4] ·˚ÎÓ ÔÓ͇Á‡ÌÓ, ˜ÚÓ Ì‡ Í Ë‚ÓÈ σs(í) П‡„МВЪЛЪ‡ Ф Л Ф Л·ОЛКВМЛЛ Н ЪВПФВ ‡ЪЫ В ít ТУ ТЪУ УМ˚ ‚˚ТУНЛı ЪВПФВ ‡ЪЫ ‚УБМЛН‡ВЪ ТФ‡‰ ТФУМЪ‡М- МУИ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ ( ЛТ. 2). щЪУ Т‚Л‰ВЪВО¸ТЪ‚ЫВЪ У ЪУП, ˜ЪУ ‚ ‰‡ММУИ У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ Ф УЛТıУ‰ЛЪ П‡„- МЛЪМУВ ‡БУЫФУ fl‰У˜ВМЛВ П‡„МВЪЛЪ‡. д‡Н ЫФУПЛМ‡ОУТ¸ ‚ ‡Б‰ВОВ 2, П‡„МЛЪМУВ ‡БУЫФУ fl‰У˜ВМЛВ ЩВ У- Л ЩВ -ЛП‡„МВЪЛНУ‚, ЪУ ВТЪ¸ Щ‡БУ‚˚И ФВ ВıУ‰ ФУ fl‰УН–·ВТ- ФУ fl‰УН, Ф УЛТıУ‰ЛЪ Ф Л Ф Л·ОЛКВМЛЛ Н ЪУ˜НВ д˛ Л íë . çÓ Ô ÂıÓ‰ χ„ÌËÚÌ˚È ÔÓ fl‰ÓÍ–·ÂÒÔÓ fl‰ÓÍ ‚ ít Ì ÔÓıÓÊ Ì‡ Ô ÂıÓ‰ ‚ íë .

йТУ·ВММУТЪЛ ФВ ВıУ‰‡ П‡„МЛЪМ˚И ФУ fl‰УН–·ВТ- ФУ fl‰УН ‚ ít ·˚ОЛ ‚˚fl‚ОВМ˚ Ф Л ЛТТОВ‰У‚‡МЛЛ ‚ П‡„- МВЪЛЪВ Ф‡ ‡Ф УˆВТТ‡ Л ТУФЫЪТЪ‚Ы˛˘Лı ВПЫ ˝ЩЩВНЪУ‚ ‚ У·О‡ТЪЛ ‰‡ММУ„У ФВ ВıУ‰‡. уЪУ Ъ‡НУВ Ф‡ ‡Ф УˆВТТ? щЪУ ЫФУ fl‰У˜ВМЛВ П‡„МЛЪМ˚ı ПУПВМЪУ‚ Н‡ЪЛУМУ‚ (‰ВБУ Л- ВМЪЛ У‚‡ММ˚ı ЪВФОУ‚˚П ‰‚ЛКВМЛВП) Ф Л ‚УБ ‡ТЪ‡МЛЛ

σs, ÉÒ ÒÏ3/„

T, K

êËÒ. 2. лФ‡‰ ТФУМЪ‡ММУИ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ σs Л П‡Н- ТЛПЫП χp П‡„МВЪЛЪ‡ ‚ У·О‡ТЪЛ МЛБНУЪВПФВ ‡ЪЫ МУ„У Ф В‚ ‡˘ВМЛfl ít

‚МВ¯МВ„У П‡„МЛЪМУ„У ФУОfl М‡ ç. ЗУБМЛН‡˛˘‡fl Ф Л ˝ЪУП М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸ Δσs М‡Б˚‚‡ВЪТfl М‡П‡„МЛ˜ВММУТ- Ъ¸˛ Ф‡ ‡Ф УˆВТТ‡. йЪМУ¯ВМЛВ Δσs / ç = χp МУТЛЪ М‡- Б‚‡МЛВ ‚УТФ ЛЛП˜Л‚УТЪЛ Ф‡ ‡Ф УˆВТТ‡. и‡ ‡Ф УˆВТТ ‰УТЪЛ„‡ВЪ М‡Л·УО¸¯ВИ ЛМЪВМТЛ‚МУТЪЛ (П‡НТЛПЫП‡ ‚УТФ ЛЛП˜Л‚УТЪЛ χp) ‚ ӷ·ÒÚË Ï‡„ÌËÚÌ˚ı Ù‡ÁÓ‚˚ı ÔÂ-ÂıÓ‰Ó‚ ÚËÔ‡ ÔÓ fl‰ÓÍ–·ÂÒÔÓ fl‰ÓÍ, ÚÓ ÂÒÚ¸ Ô Ë Ô ÂıÓ- ‰‡ı íë Ë ít . щЪЛП П‡НТЛПЫП‡П χp ТУФЫЪТЪ‚Ы˛Ъ П‡НТЛПЫ- П˚ ЛБПВМВМЛfl Ъ‡НЛı ˝ЩЩВНЪУ‚, Н‡Н П‡„МЛЪУТЪ ЛНˆЛfl, П‡„МЛЪУТУФ УЪЛ‚ОВМЛВ Л ‰ . е˚ У„ ‡МЛ˜ЛПТfl ‡ТТПУ- Ъ ВМЛВП ‚ ‰‡ММУИ ТЪ‡Ъ¸В УТУ·ВММУТЪВИ У‰МУ„У ЛБ ФУ- ‰У·М˚ı fl‚ОВМЛИ, ‡ ЛПВММУ П‡„МЛЪУН‡ОУ Л˜ВТНУ„У ˝Щ- ЩВНЪ‡ – ЛБПВМВМЛfl ЪВПФВ ‡ЪЫ ˚ П‡„МВЪЛЪ‡ í Ф Л ‡‰Л‡·‡ЪЛ˜ВТНУП М‡П‡„МЛ˜Л‚‡МЛЛ ФУТОВ‰МВ„У (ЪУ ВТЪ¸ Ф Л ·˚ТЪ УП ‚НО˛˜ВМЛЛ ФУОfl ç). лУ„О‡ТМУ ЛБ‚ВТЪМУИ ЪВ ПУ‰ЛМ‡ПЛ˜ВТНУИ ЩУ ПЫОВ, ˝ЪУ ЛБПВМВМЛВ

„‰Â ëê, ç – ЪВФОУВПНУТЪ¸ У· ‡Бˆ‡, Ф УЛБ‚У‰М‡fl

dσs

-dT------ H

ı‡ ‡НЪВ ЛБЫВЪ М‡НОУМ Н‡Т‡ЪВО¸МУИ Н Н Л‚УИ σs(í). з‡Л- ·УО¸¯ЛИ М‡НОУМ ˝ЪУИ Н‡Т‡ЪВО¸МУИ ‚УБМЛН‡ВЪ ‚ ЪУ˜Н‡ı Н Л‚УИ σs(í), ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘Лı М‡Л·УОВВ ·Ы МУПЫ ЛБПВМВМЛ˛ П‡„МЛЪМУ„У ФУ fl‰Н‡, ЪУ ВТЪ¸ Ф Л П‡„МЛЪМ˚ı Щ‡БУ‚˚ı ФВ ВıУ‰‡ı ФУ fl‰УН–·ВТФУ fl‰УН.

Ç Ó·Î‡ÒÚË íë Ô ÓËÁ‚Ӊ̇fl dσs /dT (Ô Ë ÓÒÚ í) ЛПВВЪ УЪ Лˆ‡ЪВО¸М˚И БМ‡Н Л, ТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, БМ‡Н í, ТУ„О‡ТМУ ЩУ ПЫОВ (1), ·Ы‰ВЪ ФУОУКЛЪВО¸М˚П, ˜ЪУ Л М‡- ·О˛‰‡ВЪТfl М‡ УФ˚ЪВ. З У·О‡ТЪЛ КВ ФВ ВıУ‰‡ ít ЫН‡Б‡М- М‡fl Ф УЛБ‚У‰М‡fl ЛПВВЪ ФУОУКЛЪВО¸М˚И БМ‡Н (Ф Л УТЪВ í), ˜ЪУ ‚Л‰МУ М‡ ЛТ. 2, Л П‡НТЛПЫП í-˝ЩЩВНЪ‡, ТУ„О‡ТМУ ЩУ ПЫОВ (1), ‰УОКВМ ·˚Ъ¸ УЪ Лˆ‡ЪВО¸М˚П.

д‡Н ‡Б Ъ‡НУИ П‡НТЛПЫП í-˝ЩЩВНЪ‡ ( ЛТ. 3) ·˚О ‚ Т‚УВ ‚ ВПfl У·М‡ ЫКВМ ‚ П‡„МВЪЛЪВ ‚ У·О‡ТЪЛ ít Û ‡О¸- ТНЛПЛ ЛТТОВ‰У‚‡ЪВОflПЛ З.и. д ‡ТУ‚ТНЛП Л а.Й. о‡НЛ- ‰У‚˚П [5] Л ·УОВВ 30 ОВЪ УТЪ‡‚‡ОТfl Б‡„‡‰НУИ ‰Оfl П‡„МВЪЛЪ‡ Л МВ ПУ„ ·˚Ъ¸ У·˙flТМВМ Т ФУПУ˘¸˛ „ЛФУЪВБ˚ ЗВ ‚Вfl.

З 1993 „У‰Ы ‚ ‡·УЪВ [3] ‡‚ЪУ ‡ ТЪ‡Ъ¸Л ·˚ОУ ‰‡МУ У·˙flТМВМЛВ ˝НТФВ ЛПВМЪ‡О¸М˚П ВБЫО¸Ъ‡Ъ‡П, Ф Л‚В- ‰ВММ˚П М‡ ЛТ. 2 Л 3, ЛТıУ‰fl ЛБ ТОВ‰Ы˛˘ВИ Ф В‰ОУКВММУИ ЛП ПУ‰ВОЛ. З У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ í < ít П‡„МВЪЛЪ ЛПВВЪ МВ ‰‚ЫıФУ‰ В¯ВЪУ˜МЫ˛ П‡„МЛЪМЫ˛ ТЪ ЫНЪЫ Ы ( ЛТ. 4, ‡), ‡ Ú ÂıÔÓ‰ ¯ÂÚÓ˜ÌÛ˛ ( ËÒ. 4, ·). н ВЪ¸fl ФУ‰-В¯ВЪН‡ «В» ТУ ТФУМЪ‡ММУИ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪ¸˛ (σs )e Ф В‰ТЪ‡‚ОflВЪ ТУ·УИ ЫФУ fl‰У˜ВММЫ˛ ТЛТЪВПЫ П‡„МЛЪ- М˚ı ТФЛМУ‚˚ı ПУПВМЪУ‚ ФВ ВТНУНУ‚˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚. щЪУ ЫФУ fl‰У˜ВМЛВ Ф УЛТıУ‰ЛЪ ФУ‰ ‰ВИТЪ‚ЛВП У·ПВММУ„У ФУОfl, ТУБ‰‡‚‡ВПУ„У Н‡ЪЛУМ‡ПЛ КВОВБ‡. С‡ММ˚В Н‡-

–5

–10

–15

T, 10–2 K

êËÒ. 3. «йЪ Лˆ‡ЪВО¸М˚И» П‡НТЛПЫП П‡„МЛЪУН‡ОУ-Л˜ВТНУ„У ˝ЩЩВНЪ‡ í ‚ ӷ·ÒÚË Ô Â‚ ‡˘ÂÌËfl ít

ЪЛУМ˚ ‡МЪЛЩВ УП‡„МЛЪМУ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚Ы˛Ъ Т П‡„МЛЪ- М˚ПЛ ТФЛМ‡ПЛ ФВ ВТНУНУ‚˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚, ‚ ВБЫО¸Ъ‡ЪВ ˜В„У ФУТОВ‰МЛВ У ЛВМЪЛ Ы˛ЪТfl ‡МЪЛФ‡ ‡ООВО¸МУ В- БЫО¸ЪЛ Ы˛˘ВПЫ П‡„МЛЪМУПЫ ПУПВМЪЫ З- Л А-ФУ‰ В¯В- ЪУН Л ТУБ‰‡˛Ъ ФУ‰ В¯ВЪНЫ «e», НУЪУ ‡fl ‚ [3] М‡Б‚‡М‡ П‡„МЛЪУ˝ОВНЪ УММУИ.

з‡ ТıВП‡ЪЛ˜ВТНУП ЛТ. 5, ‡ Н ‡ТМ˚П ˆ‚ВЪУП ФУН‡- Б‡М‡ Н Л‚‡fl ЪВПФВ ‡ЪЫ МУИ Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ ˝ЪУИ ФУ‰ В¯ВЪНЛ. З˚˜ЛЪ‡fl У ‰ЛМ‡Ъ˚ ˝ЪУИ Н Л- ‚УИ (У·УБМ‡˜ВММУИ ˆЛЩ УИ 1) ËÁ Í Ë‚ÓÈ σs(í) П‡„МВЪЛЪ‡ (ТП. Н Л‚Ы˛ 2 ̇ ËÒ. 5, ‡), ФУОЫ˜‡ВП ˝НТФВ-ЛПВМЪ‡О¸МУ М‡·О˛‰‡ВПЫ˛ Н Л‚Ы˛ σs(í) П‡„МВЪЛЪ‡ ТУ ТФ‡‰УП М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ σs . ç‡ ËÒ. 5, · ТıВП‡ЪЛ˜ВТНЛ ФУН‡Б‡М˚ П‡НТЛПЫП˚ П‡„МЛЪУН‡ОУ Л˜ВТНУ„У ˝ЩЩВНЪ‡ Ф Л ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ı ít Ë íë П‡„МВЪЛЪ‡. н‡НЛП У· ‡БУП, ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ ít ВТЪ¸ МВ ˜ЪУ ЛМУВ, Н‡Н ЪВПФВ ‡ЪЫ ‡ ‡Б- ЫФУ fl‰У˜ВМЛfl П‡„МЛЪУ˝ОВНЪ УММУИ ФУ‰ В¯ВЪНЛ.

êËÒ. 4. Ñ‚ÛıÔÓ‰ ¯ÂÚӘ̇fl (‡) Ë Ú ÂıÔÓ‰ ¯ÂÚÓ˜- ̇fl (·) П‡„МЛЪМ˚В ТЪ ЫНЪЫ ˚ П‡„МВЪЛЪ‡ ТУ„О‡ТМУ ‡- ·УЪВ [3]

ss

2

a

3

Tt

1

(ss)e

–DT

·

DT

êËÒ. 5. нВПФВ ‡ЪЫ М˚В Б‡‚ЛТЛПУТЪЛ Ы‰ВО¸МУИ ТФУМЪ‡ММУИ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ П‡„МВЪЛЪ‡ (ТıВП‡ЪЛ- ˜ВТНЛ: 1 – П‡„МЛЪУ˝ОВНЪ УММУИ ФУ‰ В¯ВЪНЛ «В», 2 – ТФУМЪ‡ММУИ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ П‡„МВЪЛЪ‡ (‚ Ф В‰- ТЪ‡‚ОВМЛЛ ‡‚ЪУ У‚ ‡ММЛı ‡·УЪ), 3 – ˝ÍÒÔ ËÏÂÌ- ڇθÌÓ Ì‡·Î˛‰‡Âχfl Í Ë‚‡fl σs(í) ТУ ТФ‡‰УП ТФУМ- Ъ‡ММУИ М‡П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ ‚ У·О‡ТЪЛ ít

З ФУО¸БЫ ‰‡ММУ„У У·˙flТМВМЛfl ‚УБМЛНМУ‚ВМЛfl ФВ В- ıУ‰‡ ít ҂ˉÂÚÂθÒÚ‚ÛÂÚ ÒÎÂ‰Û˛˘Â ӷÒÚÓflÚÂθÒÚ‚Ó. ç‡ËÒ. 4, · Ъ ВıФУ‰ В¯ВЪУ˜М‡fl ТЪ ЫНЪЫ ‡ П‡„МВЪЛЪ‡ Ф В‰- ТЪ‡‚ОВМ‡ ‚ Ф Л·ОЛБЛЪВО¸МУП П‡Т¯Ъ‡·В ‚ВОЛ˜ЛМ ТФЛМУ‚˚ı П‡„МЛЪМ˚ı ПУПВМЪУ‚ ФУ‰ В¯ВЪУН. ЗВОЛ˜ЛМ‡ ПУПВМЪ‡ ФУ‰ В¯ВЪНЛ «В» ТУТЪ‡‚ОflВЪ 20 % УЪ ВБЫО¸ЪЛ-Ы˛˘В„У ТФЛМУ‚У„У ПУПВМЪ‡ ФУ‰ В¯ВЪУН З Л А, ˜ЪУ ТУ- „О‡ТЫВЪТfl Т ‚ВОЛ˜ЛМУИ ВБНУ„У ТФ‡‰‡ ТФУМЪ‡ММУИ М‡- П‡„МЛ˜ВММУТЪЛ ‚ ‡ИУМВ ít П‡„МВЪЛЪ‡ М‡ ЛТ. 2.

àÁ Ò͇Á‡ÌÌÓ„Ó ÒΉÛÂÚ, ˜ÚÓ Ô Â‚ ‡˘ÂÌË ít П‡„МВЪЛЪ‡ fl‚ОflВЪТfl МВ ТЪ ЫНЪЫ МУ-˝ОВНЪ УММ˚П ФВ ВıУ‰УП ФУ ЗВ ‚В˛, ‡ УТУ·˚П ФВ ВıУ‰УП ЪЛФ‡ П‡„МЛЪМ˚И ФУ fl-

‰УН–·ВТФУ fl‰УН, ‚УБМЛН‡˛˘ЛП ‚ П‡„МЛЪУ˝ОВНЪ УММУИ ФУ‰ В¯ВЪНВ «В» Ф Л ЪВПФВ ‡ЪЫ В ít .

ЗУБМЛН‡ВЪ ‚УФ УТ, ТЫ˘ВТЪ‚Ы˛Ъ ОЛ ‚ ‰ Ы„Лı ЩВ Л- П‡„МВЪЛН‡ı МЛБНУЪВПФВ ‡ЪЫ М˚В ФВ ВıУ‰˚, ФУ‰У·М˚В ФВ ВıУ‰Ы ít ‚ П‡„МВЪЛЪВ. йН‡Б˚‚‡ВЪТfl, Ъ‡НУ‚˚В ТЫ˘ВТЪ- ‚Ы˛Ъ ‚ МВНУЪУ ˚ı ЛМЪВ ПВЪ‡ООЛ‰‡ı В‰Н‡fl БВПОfl – КВОВБУ (М‡Ф ЛПВ , ‚ Tm6Fe23), ‚ В‰НУБВПВО¸М˚ı ЩВ ЛЪ‡ı- „ ‡М‡Ъ‡ı Л ТЛО¸МУ ‡Б·‡‚ОВММ˚ı ЩВ ЛЪ‡ı-¯ФЛМВОflı. щЪУ Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВП˚В ЩВ ЛП‡„МВЪЛНЛ ТУ «ТО‡·УИ» П‡„- МЛЪМУИ ФУ‰ В¯ВЪНУИ [6], У·О‡‰‡˛˘ЛВ ‡МУП‡О¸МУИ ЪВПФВ ‡ЪЫ МУИ Б‡‚ЛТЛПУТЪ¸˛ σs(í) ЪЛФ‡ к ФУ НО‡ТТЛЩЛН‡- ˆЛЛ зВВОfl [1]. З ˝ЪЛı ‚В˘ВТЪ‚‡ı ‡М‡ОУ„УП ФВ ВıУ‰Ы ít ‚ П‡„МВЪЛЪВ fl‚ОflВЪТfl Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВП‡fl МЛБНУЪВПФВ ‡ЪЫ - М‡fl ЪУ˜Н‡ íÇ , ‚ НУЪУ УИ Ф УЛТıУ‰ЛЪ П‡„МЛЪМУВ ‡БУЫФУ fl‰У˜ВМЛВ «ТО‡·УИ» ФУ‰ В¯ВЪНЛ. еВı‡МЛБП ‚УБМЛНМУ‚ВМЛfl ФВ ВıУ‰‡ íÇ ‰‡Ì ‚ ÒÚ‡Ú¸flı [6].

4. СкмЙаЦ Сй дйзсА зЦ кАлдкхнхЦ ьЗгЦзаь З еАЙзЦнанЦ

д МЛП ‚ ФВ ‚Ы˛ У˜В В‰¸ МВУ·ıУ‰ЛПУ УЪМВТЪЛ ‡МУП‡ОЛЛ ‚ВОЛ˜ЛМ НУМТЪ‡МЪ П‡„МЛЪМУИ ‡МЛБУЪ УФЛЛ ä1 Л П‡„МЛЪУТЪ ЛНˆЛЛ λs. З‡КМУТЪ¸ ЛБЫ˜ВМЛfl ˝ЪЛı НУМТЪ‡МЪ ТУТЪУЛЪ ‚ ЪУП, ˜ЪУ УМЛ УФ В‰ВОfl˛Ъ ıУ‰ Н Л‚УИ М‡П‡„МЛ˜Л‚‡- МЛfl Л „ЛТЪВ ВБЛТМ˚В Т‚УИТЪ‚‡ П‡„МВЪЛЪ‡. АМУП‡ОЛЛ ‚ВОЛ˜ЛМ ä1 Ë λs П‡„МВЪЛЪ‡ ‚˚ЪВН‡˛Ъ ЛБ ТУФУТЪ‡‚ОВМЛfl Лı Т ТУУЪ‚ВЪТЪ‚Ы˛˘ЛПЛ НУМТЪ‡МЪ‡ПЛ НУ·‡О¸ЪУ‚У„У ЩВ ЛЪ‡ CoFe2O4 . ÖÒÎË ‰Îfl CoFe2O4 ‚ ‡ИУМВ НУПМ‡Ъ- М˚ı ЪВПФВ ‡ЪЫ ä1 Ë λs ‰УТЪЛ„‡˛Ъ У˜ВМ¸ ·УО¸¯Лı ‚ВОЛ- ˜ЛМ, ЪУ ‰Оfl П‡„МВЪЛЪ‡ УМЛ Н ‡ИМВ П‡О˚ ‚ ЫФУПflМЫЪУИ У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ . еВК‰Ы ЪВП, ЛТıУ‰fl ЛБ ЪВУ ВЪЛ˜ВТНЛı ТУУ· ‡КВМЛИ, ‚ ‡ПН‡ı Ъ‡Н М‡Б˚‚‡ВПУИ ПУ‰ВОЛ У‰- МУЛУММУИ ‡МЛБУЪ УФЛЛ Л П‡„МЛЪУТЪ ЛНˆЛЛ Ф‡ ‡ПВЪ ˚ ä1 Ë λs ‰УОКМ˚ ·˚Ъ¸ ·ОЛБНЛПЛ ФУ ‚ВОЛ˜ЛМВ ‰Оfl У·УЛı П‡ЪВ Л‡ОУ‚.

Ç ‡ÒÒÏ‡Ú Ë‚‡ÂÏ˚ı χÚ ˇ·ı ÓÔ Â‰ÂÎfl˛˘Û˛Óθ Ë„ ‡˛Ú ͇ÚËÓÌ˚ Fe2+(3d6) Ë Co2+(3d7). йЪПВЪЛП, ˜ЪУ Н‡ЪЛУМ Fe3+(3d5) ‰‡ВЪ МЛ˜ЪУКМУ П‡О˚И ‚НО‡‰ ‚ ‚В- ОЛ˜ЛМ˚ ä1 Ë λs , Ъ‡Н Н‡Н УМ ЛПВВЪ М‡ФУОУ‚ЛМЫ Б‡ФУОМВММЫ˛ ˝ОВНЪ УМ‡ПЛ 3d-У·УОУ˜НЫ Л, ТОВ‰У‚‡ЪВО¸МУ, МВ ЛПВВЪ У ·ЛЪ‡О¸МУ„У ПУПВМЪ‡. йМ У·О‡‰‡ВЪ ЪУО¸НУ ТФЛМУ‚˚П П‡„МЛЪМ˚П ПУПВМЪУП, Л В„У ˝ОВНЪ УММУВ У·О‡- НУ ЛПВВЪ ТЩВ Л˜МЫ˛ (ЛБУЪ УФМЫ˛) НУМЩЛ„Ы ‡ˆЛ˛. и Л М‡ОЛ˜ЛЛ Ы Н‡ЪЛУМ‡ У ·ЛЪ‡О¸МУ„У ПУПВМЪ‡ ML ˝ЪУ У·О‡НУ ТЪ‡МУ‚ЛЪТfl МВТЩВ Л˜М˚П (‡МЛБУЪ УФМ˚П), ˜ЪУ Н‡Н ‡Б ЛПВВЪ ПВТЪУ ‰Оfl Н‡ЪЛУМУ‚ Fe2+ Ë Co2+. щОВНЪ Л- ˜ВТНУВ ‚Б‡ЛПУ‰ВИТЪ‚ЛВ ˝ЪУ„У ‡МЛБУЪ УФМУ„У ˝ОВНЪ УММУ„У У·О‡Н‡ Т Н ЛТЪ‡ООЛ˜ВТНЛП (˝ОВНЪ УТЪ‡ЪЛ˜ВТНЛП) ФУОВП Н ЛТЪ‡ОО‡ ЩВ ЛЪ‡ (ТУБ‰‡‚‡ВПУ„У ‚ УТМУ‚МУП ‡МЛУМ‡ПЛ НЛТОУ У‰‡ й2−) Л ‚˚Б˚‚‡ВЪ ‚УБМЛНМУ‚ВМЛВ БМ‡˜ЛЪВО¸М˚ı ‚ВОЛ˜ЛМ ä1 Ë λs , У‰М‡НУ ПМУ„У ПВМ¸¯Лı, ˜ВП, М‡Ф ЛПВ , ‚ В‰НУБВПВО¸М˚ı ЩВ ЛЪ‡ı-„ ‡М‡Ъ‡ı Л ЛМЪВ ПВЪ‡ООЛ‰‡ı. СВОУ ‚ ЪУП, ˜ЪУ ‚ Н‡ЪЛУМ‡ı Fe2+ Ë Co2+ 3d-˝ÎÂÍÚ ÓÌÌ˚ ӷÓÎÓ˜ÍË Ì‡ıÓ‰flÚÒfl ̇ Ô ËÙ ËË

Лı ˝ОВНЪ УММ˚ı УТЪУ‚У‚ Л ‚ТОВ‰ТЪ‚ЛВ ˝ЪУ„У М‡ МЛı Н Л- ТЪ‡ООЛ˜ВТНУВ ФУОВ ‚УБ‰ВИТЪ‚ЫВЪ М‡ТЪУО¸НУ ТЛО¸МУ, ˜ЪУ Б‡Н ВФОflВЪ Лı У ·ЛЪ‡О¸М˚В ПУПВМЪ˚ (fl‚ОВМЛВ “Б‡ПУ-‡КЛ‚‡МЛfl” У ·ЛЪ‡О¸МУ„У ПУПВМЪ‡). й‰М‡НУ ˝ЪУ “Б‡- ПУ ‡КЛ‚‡МЛВ” МВФУОМУВ. З Н‡ЪЛУМ‡ı Fe2+ Ë Co2+ УТЪ‡- ˛ЪТfl МВБ‡ПУ УКВММ˚В ˜‡ТЪЛ У ·ЛЪ‡О¸МУ„У ПУПВМЪ‡

M. лУ„О‡ТМУ ЪВУ ЛЛ, ‚ П‡„МВЪЛЪВ Л CoFe2O4 ‰Îfl Fe2+ Ë Co2+ ˝ЪЛ МВБ‡ПУ УКВММ˚В ˜‡ТЪЛ ML Ф ЛПВ МУ У‰ЛМ‡- НУ‚˚ Л ‰УОКМ˚ УФ В‰ВОflЪ¸ Ф Л·ОЛБЛЪВО¸МУ У‰ЛМ‡НУ- ‚˚В Ф‡ ‡ПВЪ ˚ ä1 Ë λs ‚ ‰‡ÌÌ˚ı ‚¢ÂÒÚ‚‡ı. é‰Ì‡ÍÓ ˝ÚÓ- „Ó ÌÂ Ô ÓËÒıÓ‰ËÚ.

óÚÓ Ê Ï¯‡ÂÚ Â‡ÎËÁ‡ˆËË ·Óθ¯Ëı ‚Â΢ËÌ ä1 Ë λs ‚ П‡„МВЪЛЪВ? З ‡·УЪВ [3] ‚˚ТН‡Б‡МУ Ф В‰ФУОУКВМЛВ У ЪУП, ˜ЪУ ‚ У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ í > ít , „‰В ФВ ВТНУНУ‚˚В ˝ОВНЪ УМ˚ М‡ıУ‰flЪТfl ‚ П‡„МЛЪУ ‡БЫФУ fl‰У˜ВММУП ТУТЪУflМЛЛ (ЪУ ВТЪ¸ М‡ МЛı УН‡Б˚‚‡ВЪТfl ПВМ¸¯ВВ ОУН‡ОЛБЫ˛˘ВВ ‰ВИТЪ‚ЛВ У·ПВММУ„У ФУОfl ТУ ТЪУ УМ˚ Н‡ЪЛУМУ‚ КВОВБ‡), УМЛ ЛМЪВМТЛ‚МУ ФВ ВПВ˘‡˛ЪТfl ПВК‰Ы Н‡ЪЛУМ‡- ПЛ Fe2+ Ë Fe3+. щЪУ Ф Л‚У‰ЛЪ Н Ф УПВКЫЪУ˜МУИ ‚‡ОВМЪМУТЪЛ Н‡ЪЛУМУ‚ КВОВБ‡ Т ЫПВМ¸¯ВММ˚П У ·ЛЪ‡О¸М˚П ПУПВМЪУП ML, ˜ÚÓ Ë fl‚ÎflÂÚÒfl ‚ ÓflÚÌÓÈ Ô Ë˜ËÌÓÈ ÚÓ- „Ó, ˜ÚÓ Ô‡ ‡ÏÂÚ ˚ ä1 Ë λs П‡„МВЪЛЪ‡ ‚ ‡ТТП‡Ъ Л‚‡ВПУИ У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ П‡О˚ ФУ Т ‡‚МВМЛ˛ Т ЪВПЛ, НУЪУ-˚В В‡ОЛБЫ˛ЪТfl ‚ CoFe2O4 (‚ ˝ЪУП ЩВ ЛЪВ ФВ ВТНУНУ- ‚˚ı ˝ОВНЪ УМУ‚ МВЪ). й‰М‡НУ Ф Л Ф Л·ОЛКВМЛЛ Н ФВ В- ıУ‰Ы ít Ф УЛТıУ‰ЛЪ ЪУ ПУКВМЛВ ФВ ВТНУНУ‚ ˝ОВНЪ УМУ‚ ‚ТОВ‰ТЪ‚ЛВ ОУН‡ОЛБЫ˛˘В„У ‰ВИТЪ‚Лfl УЪ Лˆ‡ЪВО¸МУ„У У·ПВММУ„У ФУОfl, ТУБ‰‡‚‡ВПУ„У У·˙В‰ЛМВММУИ ФУ‰ В- ¯ВЪНУИ КВОВБ‡, Л ‚ ˝ЪУИ У·О‡ТЪЛ ЪВПФВ ‡ЪЫ (Л УТУ·ВММУ ТЛО¸МУ Ф Л ФУ‰ıУ‰В Н ít ) ͇ÚËÓÌ˚ Fe2+ Ô Ófl‚Îfl˛Ú ÒËθÌ ҂ÓË Ó ·ËڇθÌ˚ ҂ÓÈÒÚ‚‡, ‚ ÂÁÛθڇÚ ˜Â„Ó ‚ÓÁ ‡ÒÚ‡˛Ú Ô‡ ‡ÏÂÚ ˚ ä1 Ë λs . àÌ˚ÏË ÒÎÓ‚‡ÏË, ‚ ӷ·- ÒÚË ít ПВı‡МЛБП У‰МУЛУММУИ ‡МЛБУЪ УФЛЛ Ф Уfl‚ОflВЪТfl ‚ ФУОМЫ˛ ТЛОЫ.

бАдгыуЦзаЦ

иУМЛП‡МЛВ fl‚ОВМЛИ ‚ П‡„МВЪЛЪВ, Н‡Б‡‚¯ЛıТfl ТУ‚ТВП МВ‰‡‚МУ МВflТМ˚ПЛ Л ‰‡КВ Б‡„‡‰У˜М˚ПЛ (Ф Л У‰‡ МЛБ-

НУЪВПФВ ‡ЪЫ МУ„У Ф В‚ ‡˘ВМЛfl ít , ‡МУП‡ОЛЛ ‚ВОЛ˜ЛМ П‡„МЛЪМУИ ‡МЛБУЪ УФЛЛ Л П‡„МЛЪУТЪ ЛНˆЛЛ) ТЪ‡ОУ ‚УБПУКМ˚П ФУТОВ ‚‚В‰ВМЛfl Ф В‰ТЪ‡‚ОВМЛfl У ЪУП, ˜ЪУ ФВ ВТНУНУ‚˚В ˝ОВНЪ УМ˚ П‡„МВЪЛЪ‡ ‚МУТflЪ ‚НО‡‰ ‚ ЩУ ПЛ У‚‡МЛВ В„У П‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚ (ПУ‰ВО¸ «П‡„МЛЪУ˝ОВНЪ УММУИ» ФУ‰ В¯ВЪНЛ). иВ ВТНУНУ‚˚В ˝ОВНЪ У- М˚ У·ЫТОУ‚ОЛ‚‡˛Ъ ˝ОВНЪ УФ У‚У‰МУТЪ¸ П‡„МВЪЛЪ‡ Л Ы˜‡ТЪ‚Ы˛Ъ ‚ ЩУ ПЛ У‚‡МЛЛ В„У П‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚ (М‡-fl‰Ы Т Н‡ЪЛУМ‡ПЛ Fe2+ Ë Fe3+). щЪУ М‡ıУ‰ЛЪТfl ‚ ТУУЪ‚ВЪТЪ‚ЛЛ Т У·˘ЛПЛ ТУ‚ ВПВММ˚ПЛ ЪВУ ВЪЛ˜ВТНЛПЛ Л‰ВflПЛ У Ф Л У‰В ЩВ УП‡„МЛЪМ˚ı Т‚УИТЪ‚ КВОВБ‡ Л ‰ Ы„Лı 3d-П‡„МВЪЛНУ‚, ‡ ЛПВММУ У ЪУП, ˜ЪУ ˜‡ТЪ¸ 3d-˝ОВНЪ У- МУ‚ ‡ЪУПУ‚ ˝ЪЛı ПВЪ‡ООУ‚ Ы˜‡ТЪ‚ЫВЪ Л ‚ ˝ОВНЪ УФ У‚У‰- МУТЪЛ, Л ‚ П‡„МЛЪМУП ЫФУ fl‰У˜ВМЛЛ.

ганЦкАнмкА

1.Neel L. // Ann. Phys. 1948. Vol. 3. P. 137.

2.Wervey E.J.W., Haaijman P.W. // Physica. 1941. ‹ 8. ê. 979.

3.ÅÂÎÓ‚ ä.è. // ìÒÔÂıË ÙËÁ. ̇ÛÍ. 1993. í. 163, ‹ 5. ë. 53–66.

4.ÅÂÎÓ‚ ä.è., ÉÓ fl„‡ А.ç., лНЛФВЪ У‚‡ г.А. // ЗВТЪМ. еУТН. ЫМЛ‚. лВ . 3, оЛБЛН‡ Л ‡ТЪ УМУПЛfl. 1996. ‹ 5. л. 89–91.

5.ä ‡ÒÓ‚ÒÍËÈ Ç.è., î‡Íˉӂ à.É. // Üùíî. 1960. í. 39, ‹ 2. ë. 2356.

6.ÅÂÎÓ‚ ä.è. // ìÒÔÂıË ÙËÁ. ̇ÛÍ. 1966. í. 166, ‹ 6. ë. 669–681; Üùíî. 1996. í. 110, ‹ 6(12). ë. 2093.

кВˆВМБВМЪ ТЪ‡Ъ¸Л А.ë. ëË„Ó‚

* * *

дУМТЪ‡МЪЛМ иВЪ У‚Л˜ ЕВОУ‚, ‰УНЪУ ЩЛБЛНУ-П‡ЪВП‡ЪЛ- ˜ВТНЛı М‡ЫН, Б‡ТОЫКВММ˚И Ф УЩВТТУ еЙм, б‡ТОЫКВМ- М˚И ‰ВflЪВО¸ М‡ЫНЛ Л ЪВıМЛНЛ ко, ФУ˜ВЪМ˚И ˜ОВМ кАЦз, О‡Ы В‡Ъ ЙУТЫ‰‡ ТЪ‚ВММУИ Ф ВПЛЛ. й·О‡ТЪ¸ М‡Ы˜М˚ı ЛМЪВ ВТУ‚ – ЩЛБЛН‡ П‡„МЛЪМ˚ı ‚В˘ВТЪ‚. А‚ЪУ Л ТУ‡‚ЪУ ·УОВВ 300 ‡·УЪ, ‚ ЪУП ˜ЛТОВ ‰ВТflЪЛ ПУМУ„ ‡ЩЛИ.