К настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал по магнитным структурам и свойствам множества соединений типа АХ со структурой NaCl, называемых монопниктидами и монохалькогенидами, где А — редкоземельный элемент или актиноид, а Х —элемент V или VI групп (UAs, NpAs, EuSe, UTe, USb ит.д.). Надежно установлено, что данный класс материалов обладает сильной магнитокристаллической анизотропией (причем не простого одноосного типа), значительно превосходящей обменное взаимодействие. К экспериментальным свидетельствам этого факта относятся перекрещивающиеся кривые намагничивания в различных кристаллографических направлениях [1; 2], сильное различие величины намагниченности насыщения в них (намагниченность насыщения равна магнитному моменту только вдоль оси легкого намагничивания) [3-8], и необычный ход поведения теплоемкости [9-13]. Более того, величина магнитного момента, определенная методом асимптотической намагниченности, всегда ниже таковой, определенной из нейтронографических экспериментов [4; 14]. Как резонно указал Фогт, «кривые намагничивания в таких кристаллах не могут быть представлены функцией Бриллюэна» [4, с. 207], и «для переориентации всех магнитных моментов вдоль выбранного направления магнитного поля требуются поля порядка миллиона эрстед, недоступные в настоящее время» [там же].
Первые работы по определению магнитных структур урановых соединений, проведенные на поликристаллах UN [15], UP [16], USb [17] и UBi [18], показали, что все они имеют антиферромагнитную структуру типа I (AF 1), которая представляет из себя набор чередующихся плоскостей (001), в каждой плоскости спины упорядочены ферромагнитно, а между плоскостями — антиферромагнитно. Волновой вектор такой магнитной структуры k = (0, 0, 1). Исключением оказался арсенид урана [17], которому была приписана структура с волновым вектором k = (0, 0, 1/2) (антиферромагнитная структура типа IA).
С развитием метода магнитной нейтронографии [19] стало проводиться все больше и больше экспериментов по определению магнитных структур различных соединений, и урановые пниктиды не оказались исключением. Группой Россата-Миньё [20] было показано, что для описания экспериментальных данных соединений UP, UAs и USb одной компоненты волнового вектора недостаточно. Были предложены мульти-k структуры, волновой вектор которых содержит более одной компоненты (соответственно 2-k структуры для двухкомпонентного волнового вектора и 3-k для трехкомпонентного). Обнаружение мульти-k структур в реальных кристаллах однозначно показало, что магнитные моменты ряда «новых» материалов уже не являются коллинеарными друг другу, а для описания их магнитных свойств нужны модели, в которых бы с самого начала присутствовала жесткая связь магнитных моментов с кристаллической структурой.
Магнитокалорический эффект в одномерных магнетиках / Ф. А. Кассан-Оглы, М. В. Медведев, А. И. Прошкин, А. В. Зарубин // Известия РАН, серия физическая. — 2013. — Т. 77, № 10. — С. 1449-1451.
[A2] Фрустрации и фазовые переходы в трехвершинной модели Поттса на треугольной решетке с взаимодействиями вторых ближайших соседей / А. К. Муртазаев, А. Б. Бабаев, М. А. Магомедов, Ф. А. Кассан-Оглы, А. И. Прошкин // Письма в ЖЭТФ. — 2014. — Т. 100, №4. — С. 267-271.
[A3] Прошкин А. И. Особенности намагниченности поликристаллов магнетиков с сильной анизотропией / А. И. Прошкин, Ф. А. Кассан-Оглы // ФММ. — 2014. — Т. 115, № 3. — С. 227-241.
[A4] Ising model on a square lattice with second-neighbor and third-neighbor interactions / F. A. Kassan-Ogly, A. K. Murtazaev, A. K. Zhuravlev, M. K. Ramazanov, A. I. Proshkin // J. Magn. Magn. Mat. — 2015. — Vol. 384. — Pp. 247-254.
[A5] Двенадцативершинная модель Поттса в магнитном поле / Ф. А. Кассан-Оглы, Б. Н. Филиппов, А. И. Прошкин, А. В. Зарубин // ФММ. — 2015. — Т. 116, № 2. — С.123-135.
[A6] Proshkin A. I., Kassan-Ogly F. A. Four-state standard Potts model // J. Magn. Magn. Mat. — 2015. — Vol. 383. — Pp. 13-18.
[A7] Magnetocaloric effect in one-dimensional magnets / A. V. Zarubin, F. A. Kassan-Ogly, M. V. Medvedev, A. I. Proshkin// Solid State Phenom. — 2015. — Vol. 233-234. — Pp. 212¬215.
[A8] Фазовые переходы в двумерной антиферромагнитной модели Поттса на треугольной решетке с учетом взаимодействий вторых ближайших соседей / А. Б. Бабаев, М. А. Магомедов, А. К. Муртазаев, Ф. А. Кассан-Оглы, А. И. Прошкин // ЖЭТФ. — 2016. — Т. 149, №2. — С. 357-366.
[A9] Proshkin A. Exact solution of 1D Ising model on linear chain with arbitrary spin / A. Proshkin, F. Kassan-Ogly //Materials Science Forum. — 2016. — Vol. 845. — Pp. 93-96.
[A10] Frustrations and phase-transitions in low-dimensional magnetic systems / F. Kassan-Ogly, A. Proshkin, A. Murtazaev, A. Babaev, M. Ramazanov, M. Magomedov // Materials Science Forum. — 2016. — Vol. 845. — Pp. 111-116.
[A11] Zarubin A. ^Diffuse scattering on Ising chain with competing interactions / A. V. Zarubin, F. A. Kassan-Ogly, A. I. Proshkin // Materials Science Forum. — 2016. — Vol. 845. — Pp.122-125.
Список литературы
1. Similarities in magnetic behavior of cerium and plutonium compounds / B. R. Cooper, P. Thayamballi, J. C. Spirlet et al. //Phys. Rev. Lett. — 1983. — Vol. 51, no. 26. — Pp. 2418¬2421.
2. Cooper B. R. Magnetization behaviour and the valence of uranium in (UxTh1_x)Sb / B. R. Cooper, O. Vogt // J. Phys. Colloq. — 1979. — Vol. 40, no. 4. — Pp. 66-67.
3. Vogt O. Properties of pure single crystals of actinide compounds / O. Vogt // J. Nucl. Mater. — 1989. — Vol. 36. — Pp. 36-40.
4. Vogt O. Magnetization measurements on single crystals of uranium chalcogenides and pnictides /O. Vogt//PhysicaB. — 1980. — Vol. 102. — Pp. 206-211.
5. Magnetization measurements on single crystals of neptunium monopnictides. In: Transuranium elements: a half century / K. Mattenberger, O. Vogt, J. Rebizant, J. C. Spirlet; Ed. by L. R. Morss, J. Fuger. — Washington DC: Amer. Chem. Soc., 1992. — Pp. 378-396.
6. Magnetization measurement of EuSe single crystal / H. Fukuma, T. Komatsubara, T. Suzuki et al. // J. Phys. Soc. Jpn. — 1985. — Vol. 54. — Pp. 3067-3075.
7. Hulliger F. Low-temperature behavior of DyS, DySe, HoS and HoSe. In: The rare earths in modern science and technology / F. Hulliger, M. Landolt, R. Schmelczer; Ed. by G. J. McCarthy, H. B. Silber, J. J. Rhyne. — New York: Plenum Press, 1982. — Vol. 3. — Pp. 455-458.
8. Suski W.Magnetic properties of some cubic uranium compounds / W. Suski, T. Mydlarz, V. U. S. Rao // Phys. Stat. Solidi A. — 1972. — Vol. 14. — Pp. 157-160.
9. The magnetic phase transitions in Ce-monopnoctides, strong p-f mixing effect / T. Kasuya, Y. S. Kwon, T. Suzuki et al. // J. Magn. Magn. Mat. — 1990. — Vol. 90-91. — Pp. 389¬392.
10. Scheer E. Specific heat of EuxSr1_xTe / E. Scheer, J. Wosnitza, H. v. Lohneysen // Z. Phys. B: Condens. Matter. — 1991. — Vol. 85. — Pp. 79-86.
11. Wada H. Low temperature specific heat of DyBi and ErBi / H. Wada, H. Imai, M. Shiga, M. // J. Alloys Compd. — 1995. — Vol. 218. — Pp. 73-76.
12. Calorimetric study of trivalent Kondo compound TmS / A. Berton, J. Chaussy, J. Flouquet et al. // Phys. Rev. B. — 1985. — Vol. 31, no. 7. — Pp. 4313-4318.
13. Matsumara ^Specific heat study of the quadrupolar ordering in TmTe / T. Matsumara, H. Shida, T. Suzuki // PhysicaB: Condensed Matter. — 1997. — Vol. 230-232. — Pp. 738-740.
14. WedgwoodF. A. Actinide pnictides and chalcogenides: I. Study of magnetic ordering and ordered moments in uranium monochalcogenides by neutron diffraction / F. A. Wedgwood, M. Kuznietz // J. Phys. C: Solid State Phys. — 1972. — Vol. 5. — Pp. 3012-3020.
15. Curry N. A. An investigation of the magnetic structure of uranium nitride by neutron diffraction /N. A. Curry // Proc. Phys. Soc. — 1965. — Vol. 86. — Pp. 1193-1198.
16. Curry N. A. The magnetic structure of uranium monophosphide / N. A. Curry // Proc. Phys. Soc.
— 1966. — Vol. 89. — Pp. 427-429.