20. Спиновые стекла; сперромагнетизм; асперромагнетизм; гелимагнетизм; сперимагнетизм; миктомагнетизм
Спиновые стекла – магнетики, представляющие собой разбавленные магнитные сплавы (например, CuMn, AgMn, AuFe), т. е. матрица немагнитного материала с включением магнитных примесей. Относительная концентрация магнитных ионов составляет обычно ~10-3÷10-1.
Как правило, спиновым стеклам характерны следующие свойства:
зависимость χ(T) имеет резкий излом при некотором критическом значении температуры Tc. Значение Tc возрастает с увеличением концентрации магнитных примесей и уменьшается с ростом частоты приложенного магнитного поля;
многие спиновые стекла обладают магнитной вязкостью – зависимостью значения магнитного момента от времени, при T<Tc;
функция зависимости магнитной части теплоемкости от температуры (в области низких температур) имеет линейный характер. В точке Tc наблюдается плавный максимум теплоемкости, что свидетельствует о сильной вырожденности основного состояния спиновых стекол [6], [7].
Сперомагнетизм – магнитное состояние аморфных магнетиков, в котором равновесные ориентации локализованных магнитных моментов распределены в пространстве хаотически. Вследствие этого, суммарная намагниченность отсутствует, и корреляции между ориентациями близлежащих атомных магнитных моментов исчезают на интервале нескольких межатомных расстояний.
Асперомагнетизм – магнитное состояние аморфного вещества, определяющееся хаотическим размещением в пространстве локализованных магнитных моментов данного сорта, направления которых ниже некоторой температуры упорядочения зафиксированы так, что имеются преимущественные ориентации, более вероятные, чем остальные (рис. 2.9). К типичным асперомагнетикам относятся GdAg, YbFe3, GdAl2.
Рис. 2.9. Магнитная структура асперомагнетика
Гелимагнетизм – магнитное состояние, возникающее в системе магнитных моментов, локализованных в узлах кристаллической решетки, ниже некоторой температуры и обладающее при различных ориентациях отдельных моментов некоторым преимущественным направлением. Магнитное состояние гелимагнетика есть ничто иное, как кристаллическая форма асперомагнетка. К типичным гелимагнетикам относится MnAu2.
Сперимагнетизм – магнитное состояние аморфного твёрдого тела с двумя или большим числом хаотических подсистем – химически различающихся магнитных атомов (ионов), в котором, по крайней мере одна из подсистем магнитных моментов атомов «заморожена» так, что образует асперомагнитную структуру, а другая ориентирована хаотически. Результирующие магнитные моменты каждой из подсистем магнитных атомов могут быть направлены как параллельно, так и антипараллельно друг другу, таким образом, сперимагнетик является хаотическим неколлинеарным ферримагнетиком. Сперимагнетизм наблюдался в некоторых системах редкоземельных металлов с ферромагнетиками группы железа, например Nd-Co, Nd-Fe, Dy-Со, Dy-Fe. В случае химической неразличимости магнитных атомов, сперимагнитная структура тождественна асперомагнитной [8].
Миктомагнетизм – вид магнетизма, определяющийся совокупностью магнитных свойств некоторых неупорядоченных твердых растворов, (в определенных концентрационных интервалах), обусловленный наличием случайных конкурирующих (знакопеременных) обменных взаимодействий между локализованными магнитными моментами и неоднородностью распределения концентрации компонентов раствора. Таким образом, миктомагнетизм подобен спиновым стеклам, за исключением того, что в нем доминируют локальные корреляции магнитных ионов, ввиду повышенной концентрации магнитных примесей [8].