Sharof rashidov samarqand davlat universiteti

₄-(1-x)CuCr₁.₅ Sb_0.5 S₄ (0,25 ≤x≤0,5) VA CuCr_1,6Sb_0,4S₄

Yaqinda Nagaev AFM yarimo'tkazgichdagi zaryad tashuvchilarning o'z-o'zidan tutilgan holatini - amon holatini 184, 85] tasvirlab berdi. Afmon holati g'oyasi kristallda odatdagidan ko'ra zaryad tashuvchisi uchun potentsial quduq bo'lishi mumkinligiga asoslanadi. Bunday holda, ferromagnitning energiyasi, balki boshqa turdagi AFM fazasi, bu boshqa fazadagi zaryad tashuvchisi asosiy AFMga qaraganda past bo'lishi kerak. Misol tariqasida, [84, 85] muallifi ko'rib chiqadi

Qatlamli AFM tuzilishiga ega mikroregionlar mavjud bo'lgan AFM yarimo'tkazgich. Ma'lumki, qatlamli AFM fazasida zaryad tashuvchining energiyasi pog'onali AFM fazasiga qaraganda past bo'ladi va bu energiyalar orasidagi farq bir necha o'ndan eV ga etishi mumkin. Shuning uchun, bosqichma-bosqich AFM tartibiga ega bo'lgan yarimo'tkazgichda zaryad tashuvchisi qatlamli AFM tartibiga ega bo'lgan mikroregionda o'zini o'zi mahalliylashtirishi mumkin. Afionlarning mavjudligi faqat etarli darajada yuqori Néel haroratiga ega bo'lgan materiallarda mumkin, ularda erkin ferronlar bo'lishi mumkin emas. Bunday kvazzarraning (afmon) energiyasi, agar undagi pastki panjaralarning momentlari egilgan bo'lsa, yanada kamayishi mumkin, buning natijasida afmon magnit momentga ega bo'ladi. Biroq, ferronlarning energiya noqulayligi sharti bilan pastki panjara momentlarining katta qiyshiqligi istisno qilinadi.

Rasm 3.18. xCoCrS₄ - (1-x)CuCr_1.5Sb_0.5S4; namuna uchun x = 0 (1-egri chiziq), 0,25 (2), 0,5 (3). bo’lgan sistemaning kompozitsiyalari uchun 4,2 K haroratda magnitlanishning magnit maydoniga bog'liqligi.

Yaqinda xCoCr₂S4-(1-x)CuCr15Sbo.sS4 tizimida afmonlar mavjudligining birinchi eksperimental dalillari qo'lga kiritildi, bu ikki yarimo'tkazgichli birikmalarning shpinel tuzilishga ega bo'lgan qattiq eritmasi: antiferromagnit CuCrisSb05S4 (yaqinda kashf qilinganidan keyin) mineral florensovit [86-88]) va 3.5-bo'limda tasvirlangan ferrimagnet CoCr2S4 [89, 90]. X = 0 va 0,25 bo'lgan kompozitsiyalar antiferromagnitlarga xos bo'lgan magnit xususiyatlarga ega: magnit maydonga magnitlanishning chiziqli bog'liqligi (3.18-rasm) va Neel haroratida maksimal sezuvchanlik birinchi kompozitsiya K uchun 23,7 ga, ikkinchisi uchun - 32 ga teng. K. Anjirdan ko'rinib turibdiki. 3.18, bu erda [89, 90] da o'rganilgan kompozitsiyalarning 4,2 k dagi o(H) bog'liqliklari keltirilgan, x = 0,5 bo'lgan kompozitsiya uchun o(H) egri chiziqli chiziqli qismning superpozitsiyasini ifodalaydi. ferromagnit va G.ning kichik spontan qismi, kimyoviy formula bo'yicha 0,27 kV ga teng. Ushbu kompozitsiya uchun Ty = 48,3 K qiymati o (H) egri chizig'ining chiziqli qismidan aniqlangan sezuvchanlikning haroratga bog'liqligi egri chizig'idagi maksimal harorat sifatida topildi. Florensovitning paramagnit sezuvchanligi 2(T) va Co bilan kompozitsiyalarning haroratga bog'liqligi Kyuri-Vays qonuniga bo'ysunadi. Ma'lum bo'lishicha, Co bo'lgan kompozitsiyalarda paramagnit Kyuri nuqtasi 0 qiymatiga nisbatan kuchli ko'tariladi Ma'lumki, e ning qiymati kristalda sodir bo'ladigan almashinish o'zaro ta'sirlari yig'indisi bilan belgilanadi.Chunki CuCri'dagi paramagnit Kyuri nuqtasi. Sb S4 mutlaq qiymatda manfiy va katta, bu material shaxmat taxtasiga yaqin AFM strukturasiga ega bo'lishi mumkin.Ehtimol, bu birikma AFM o'zaro ta'siri ustunlik qiladigan murakkabroq magnit strukturaga ega bo'lishi mumkin.AFM strukturasini to'xtating.

Rasm. 3.19. Tarkibi 0,5CoCr₂ S₄ - 0,5CuCr_1.5Sb_0.5S₄, namuna uchun magnit qarshilik ∆ρ/ρ ning turli magnit maydonlarda H(kЭ): 1-3, 2-15,3-30
haroratga bog'liqligi

Kobalt bilan har ikkala kompozitsiyada ham ulkan salbiy MR topildi. Shakldan ko'rinib turibdiki. 3.19, bu Dr/p tarkibining x = 0,5 bilan haroratga bog'liqligini, |Dr/r| = 24% (H = 30 kOe) maksimal 7 K haroratda sodir bo'ladi, bu Ty = 48,9 K dan ancha past.

T. Floresovita (23,7 K) va x = 0,25 (32 K) bilan Tu tarkibi o'rtasida oraliq pozitsiyani egallagan T = 25 K da sodir bo'lgan 27 kz. Shuni ta'kidlash kerakki, o'lchovlar amalga oshirilgan maksimal maydondan 30 gacha bo'lgan maydonda MC izotermlari hali ham to'yinganlikdan uzoqdir (3.20-rasm). Shu bilan birga, CuCrisSb05S4 va CoCrS da MR 0,01% o'lchov aniqligi doirasida deyarli yo'q.

Rasm.3.20. 0,5CoCr₂S₄+ - 0,5CuCr_1.5 Sb_0.5 S₄ namuna uchun magnit qarshilik ∆ρ/ρ ning turli temperaturalardagi T(K): 1-4,2, 2-6,17, 3-7,01, 4-8,03, 5-8,61, 6-12.21, 7-15,75 izotermalari
Kyuri temperaturasi Ɵ ning bu keskin ortishi va Co bilan kompozitsiyalardagi ulkan salbiy MRni ulardagi afmonlarning mavjudligi bilan izohlash mumkin. CoCr S4 ferrimagnetida oktaedr pozitsiyalarni egallagan Cr ionlarining magnit momentlari ferromagnit tartiblangan. Ular pastki panjara hosil qiladi, uning momenti Co2 ionlarining tetraedral pastki panjarasi momentiga nisbatan antiferromagnit tarzda tartibga solinadi. Ehtimol, CuCr1 SbosS4 birikmasiga CoSt S ning qo'shilishi kuchli manfiy almashinuv ta'siriga ega bo'lib, ikkinchisida qatlamli AFM tuzilishga ega bo'lgan mikroregionlarning Co2* ionlari yaqinida hosil bo'lishi uchun qulay sharoit yaratadi. Ushbu mikroregionlarda zaryad tashuvchilarning lokalizatsiyasi, agar ushbu qatlamli strukturadagi zaryad tashuvchilarning energiyasi asosiy AFMga qaraganda past bo'lsa, ularning barqarorlashishiga yordam beradi. [89] da, bu birikmalardagi tarmoqli bo'shlig'i diffuz aks ettirish koeffitsienti spektrlarini o'lchash orqali aniqlangan. Ma'lum bo'lishicha, CoStS da tarmoqli bo'shlig'i 0,9 3 V, CuCr1, sSbo sS4 da 1,45 eV, ya'ni. birinchi ulanishda zaryad tashuvchilarning energiyasi ikkinchisiga qaraganda past bo'ladi. Keyingisi- Binobarin, ko'rib chiqilayotgan Co bilan tarkibdagi zaryad tashuvchilar uchun Co² ionlari yaqinida qatlamli AFM tuzilmasi bo'lgan mikroregionlarda o'z-o'zini lokalizatsiya qilish, afmonlarni hosil qilish energiya jihatidan qulaydir. Ularda afionlarning mavjudligi yuqorida tavsiflangan o ning ko'payishiga sabab bo'ladi. Gigant salbiy MRni ushbu birikmalarda afionlarning mavjudligi bilan ham tushuntirish mumkin. Tashqi magnit maydon afonlarning radiusini oshiradi va shu bilan afmonlar orasidagi zaryad tashuvchilarning tunnellanishini osonlashtiradi. Bundan tashqari, magnit maydon afionlar ichidagi elektronlarning energiyasini oshiradi va shu bilan ularning delokalizatsiyalangan holatga o'tishini osonlashtiradi. Shuning uchun magnit maydon afmo-HOBni yo'q qilishga yordam beradi.

Shuni ta'kidlash kerakki, bu birikmalarda erkin ferronlarning paydo bo'lishi mumkin emas, chunki ularning qiymatlari AFM yarimo'tkazgichda erkin ferronlarning mavjudligi uchun Ti = 15 k qiymatini cheklaydi [52]. Yuqorida aytib o'tilganidek, x = 0,5 bo'lgan kompozitsiyada kichik o'z-o'zidan magnit moment 0, 0,27 lev/chem.f ga teng; x = 0,25 bo'lgan kompozitsiyada o'z-o'zidan magnit moment yo'q. X = 0,5 bo'lgan kompozitsiya uchun kichik o'z-o'zidan magnit momentni qatlamli AFM tuzilmasi bo'lgan mikromintaqalarda qatlamlarning magnit momentlarining to'liq qoplanmaganligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin, bu qatlamlarning toq soni, ularning turli sohalari yoki ikkalasi tufayli yuzaga keladi. omillar birgalikda. Pastki panjaralarning magnit momentlarini biroz burish ham mumkin. Shu bilan birga, b ning qiymati CoCr2S4 dan tashkil topgan klasterlarning magnitlanishi bilan izohlash uchun juda kichikdir. Har holda, u avvalgisidan ~ 5 baravar kichikroq.

Shu bilan birga, kichik magnit momentlarga ega bo'lgan afmonlarning mavjudligi past haroratli magnit xususiyatlarga ta'sir qilishi kerak. Misol uchun, magnitlanishning namunaning termomagnit tarixiga bog'liqligi, xuddi superparamagnitlarda va spin oynalarida sodir bo'lganidek, mumkin. [90] da zaif magnit maydonda va maydonsiz sovutilgan namunaning magnitlanishi (x = 0,5 bo'lgan kompozitsiya) o'rtasida farq, maydonda sovutilgan namuna uchun esa histerezis halqasi kuzatildi.zichligi H o'qi bo'ylab siljiganligi ma'lum bo'ldi. CuCri tarkibini beradi. Yuqorida tavsiflangan antiferromagnit CuCr, Sb03S4 va metall ferromagnit CuCr,S4 ning qattiq eritmasi bo'lgan Sb S4 [91]. Unda MR 38 T magnit maydonida 3 K haroratda 75% ga etadi, CuCr1 Sb 5S4 va CuCr,S da MR 0,01% tajriba aniqligida yo'q. Ushbu kompozitsiyaning Néel harorati 42,8 K; erkin ferronlarning mavjudligi uchun chegaralangan haroratdan yuqori, bu unda afmonlarning mavjudligini ta'minlaydi.