СПЕРОМАГНЕТИЗМ

В парамагнитном состоянии магнитный момент μ каждого отдельно выбранного иона испытывает сильные флуктуации, поэтому среднее значение по времени для проекции mi на любое направление равно нулю (при Н=0). Представим себе, что мы охлаждаем парамагнетик, в котором обменные ин­тегралы Ау между соседними ионами i и j могут иметь как положительные, так и отрицательные значения. За счет обменных полей тепловые флук­туации ниже некоторой температуры Тсп будут по­давлены, однако магнитный момент μi подвергает­ся противодействию локальных микроскопических полей в отличие от ферро- и антиферромагнетиков. В результате образуется магнитное состояние, в ко­тором локализованные магнитные моменты m ис­пытывают сильные пространственные флуктуации. Проекция mi отдельного иона на выбранное направ­ление (средняя по времени) имеет некоторое нерав­ное нулю значение, как и в ферромагнетике, однако в целом по образцу ситуация меняется кардинально.

них существуют громадное число равновероятных метастабильных состояний, переход между которы­ми приводит к термическому гистерезису намагни­ченности и временнóй нестабильности магнитных свойств. В этих метастабильных состояниях ло­кальные распределения магнитных моментов бли­жайших ионов, окружающих данный ион, могут различаться. Такие состояния называются фруст-рированными.

АСПЕРОМАГНИТНАЯ СТРУКТУРА

В асперомагнетиках локализованные магнит­ные моменты ниже некоторой температуры магнит­ного упорядочения Тасп ориентируются в различных атомных позициях случайным образом, но с пре­имущественной ориентацией вдоль некоторого на­правления. Средние значения проекций μi на эту ось не равны нулю, вследствие чего возникает спон­танная намагниченность.

Асперомагнетизм довольно часто встречается в аморфных материалах — сплавах и соединениях 4f-и 3d-элементов. В ряде этих магнетиков флуктуа­ции обменных полей выражены менее резко, поэто­му в асперомагнетиках имеется некоторое преиму­щественное направление для магнитных моментов.

Асперомагнетизм встречается в аморф­ных сплавах типа Tb—Ag, Dy—Ni и др.

СПЕРИМАГНИТНАЯ СТРУКТУРА

При наличии флуктуаций обменных и магнито-кристаллических взаимодействий в магнетике, со­стоящем из двух (или более) магнитных подсистем, связанных между собой отрицательными обменны­ми взаимодействиями, возможно образование спе-римагнитной структуры. Она до некоторой степени похожа на ферримагнитную структуру. В ней также магнитные моменты подрешеток (в кристалличес­ких материалах) или подсистем (в аморфных мате­риалах) направлены противоположно друг другу. Отличие заключается в том, что в сперимагнетике магнитные моменты в одной или обеих подсисте­мах ориентируются случайным образом в пределах

некоторого пространственного конуса (рис. 3, в). Такая ситуация возникает как в кристаллических, так и в аморфных материалах, если ионы одного сорта обладают сильной локальной одноионной анизотропией D, которая несколько меньше интег­рала А обменного взаимодействия между ионами из разных магнитных подсистем (например, аморф­ные соединения Tb—Fe, Tb—Co).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Представленный материал дает только предва­рительные сведения о магнитных структурах. Про­блема магнитного упорядочения в твердых телах вряд ли будет решена в ближайшие годы. Можно ожидать новых необычных явлений. Каждый год обнаруживают новые магнетики, многие из кото­рых имеют довольно сложные магнитные структу­ры, предсказать которые из общих соображений иногда почти невозможно. Это говорит о том, что в теории магнетизма еще многое предстоит сделать, чтобы понять природу и многообразие магнитных структур в конденсированных веществах.

ЛИТЕРАТУРА

1. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1984. 207 с.

2. Каганов М.И., Цукерник В.М. Природа магнетизма. М.: Наука, 1982. 192 с.

3. Белов К.П., Бочкарев Н.Г. Магнетизм на земле и в ко­смосе. М.: Наука, 1983. 192 с.

4. Никитин С.А. Магнитные свойства редкоземельных металлов и их сплавов. М.: МГУ, 1989. 248 с.

5. Херд К.М. Многообразие видов магнитного упо­рядочения в твердых телах //Успехи физ. наук. 1984. Т. 142. № 2. С. 331-335.

6. Золотухин И.В. Физические свойства аморфных ме­таллических материалов. М.: Металлургия, 1986.176 с.

7. Металлические стекла. Вып. 2 / Пер. под ред. Г. Бе­ка, Г. Гюнтеродта. М.: Мир, 1986. 456 с.