Главная | Обратная связь

Антиферромагнетики.

Магнитная структура антиферромагнетиков.

Если взять атомную плоскость параллельную (1 1 1), то все спины в ней ориентированы одинаково, а в соседней параллельной атомной плоскости ориентации спинов обратные. Такая структура характерна для антиферромагнетиков.

 

 

антиферромагнетик

Спины расположены антипараллельно и суммарный магнитный момент кристалла равен нулю. Антиферромагнитное упорядочение возникает в точке Неля и сохраняется ниже этой температуры. Выше этой температуры – это парамагнетик. Магнитная восприимчивость антиферромагнетика при не бесконечна.

 

ферромагнетик

парамагнетик

	закон Кюри

закон Кюри - Вейсса

 

Точку Неля можно определить из соотношения:

(2.37)

– постоянная усредненного поля для взаимодействия между подрешетками.

– относится к одной подрешетке ( любой из двух ).

Выражение для восприимчивости антиферромагнетика в парамагнитной области.

(2.38)

Экспериментальные результаты по зависимости при описываются законом:

(2.39)

Отношение

Если учесть взаимодействие внутри подрешетки и описать его в приближении усредненного поля, то это отношение будет равно:

Где – постоянная усредненного поля для внутриподрешеточного взаимодействия ( - постоянная усредненного поля , создаваемого магнитными атомами одной подрешетки; – постоянная усредненного поля , создаваемого в месте расположения магнитного атома одной подрешетки со стороны другой подрешетки).

 

Восприимчивость ниже точки Неля.

Существует два существенно различных расположения внешнего магнитного поля относительно оси спинов антиферромагнетика:

1). Перпендикулярно оси.

2). Параллельно оси.

В самой точке Неля восприимчивость почти не зависит от направления поля относительно оси антиферромагнетика.

Рассмотрим случай.

1). перпендикулярно оси антиферромагнетика.

Так как в антиферромагнетике , то плотность магнитной энергии при наличии внешнего магнитного поля будет равна:

(2.40 а)

 

 

Минимум энергии имеет место при:

(2.40 б)

(2.40 в)

 

Во 2-ом случае, когда параллельно оси антиферромагнетика, восприимчивость при равна нулю.

(2.41)

С ростом температуры плавно возрастает.

 

 

Магноны в антиферромагнетиках.

Пусть спины в узлах с четными номерами направленные вверх составляют подрешетку , а спины в узлах с нечетными номерами направленные вниз составляют подрешетку . Ограничимся приближением только ближайших соседей и считаем что обменный интеграл отрицательный.

(2.42)

(2.43)

(2.44)