ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР 5
1.1 Фрустрации и особенности треугольных решеток 5
1.2 Магнитные и резонансные свойства A2MnTeO6 8
1.2.1 Особенности кристаллической структуры 8
1.2.2 Температурные зависимости магнитной восприимчивости 9
1.2.3 Температурные зависимости теплоемкости 11
1.3 Ядерный Магнитный Резонанс 13
1.3.1 Эхо Хана 16
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 18
2.1 Аппаратура 18
2.1.1 ЯМР-спектрометр 18
2.1.2 Проточный криостат 19
2.1.3 Датчик ЯМР сигнала 21
2.2 Объект исследования 23
2.3 Методика ЯМР эксперимента 24
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 25
3.1 Исследование образца Na2MnTeO6 25
3.1.1 Спектры ЯМР Na2MnTeO6 25
3.1.2 Спин-решеточная релаксация ядер натрия в Na2MnTeO6 26
3.2 Исследование образца Li2MnTeO6 27
3.2.1 Спектры ЯМР Li2MnTeO6 27
3.2.2 Спин-решеточная релаксация ядер лития в Li2MnTeO6 28
3.3 Обсуждение результатов 29
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 32
БЛАГОДАРНОСТИ
В настоящее время одной из быстро развивающихся областей физики конденсированного состояния является изучение магнитных систем с пониженной размерностью и фрустрациями. Проблема стартует с исследования термодинамических свойств квазидвумерных магнетиков с треугольной геометрией магнитной подсистемы [1]. Было выяснено, что у соединений теллуратов марганца A2MnTeO6 (A = Li, Na) присутствует скрытый магнитный порядок.
В слабых магнитных полях образцы демонстрируют типичный для парамагнетиков рост магнитной восприимчивости Кюри-Вейсовского типа и не показывают явных признаков установления дальнего магнитного порядка. Однако, увеличение напряженности магнитного поля, которое является для магнитной системы упорядочивающим фактором, приводит к существенным изменениям характера температурных зависимостей и появлению максимума на %(!) в области низких температур.[1]
Несмотря на отсутствие аномалии в магнитной восприимчивости в слабых магнитных полях, низкотемпературные данные по удельной теплоемкости бесспорно свидетельствуют об установлении дальнего магнитного порядка в исследуемом семействе образцов A2MnTeO6 (A = Li, Na). Данные по удельной теплоемкости Cp(T) в нулевом магнитном поле демонстрируют отчетливую аномалию ^-типа, которая очевидно
соответствует переходу 2-го рода в антиферромагнитное состояние.[1]
Исследование для нахождения скрытого магнитного порядка целесообразнее проводить локальными методами, а именно методом импульсного ЯМР.
Целью данной работы является нахождение скрытого магнитного порядка в соединениях теллуратов марганца A2MnTeO6 (A = Li, Na).
В данной работе исследовались соединения квазидвумерных магнетиков с треугольной геометрией магнитной подсистемы методом импульсного ЯМР.
Из результатов исследования температурной трансформации спектров ЯМР и температурной зависимости спин-решеточной релаксации можно заключить, что соединения Li2MnTeO6 и Na2MnTeO6 при температурах 7 К и 5 К соответственно, переходят в магнито-упорядоченное состояние.
Получены указания на возможное существование фазового расслоения в образце Li2MnTeO6.
Показано преимущество локальных методов исследования магнетизма, в частности ЯМР при изучении природы возможного скрытого магнитного порядка во фрустрированных соединениях.
1. Раганян Г.В. Особенности формирования основных состояний в семействе фрустрированных двумерных треугольных магнетиков - теллуратов и антимонатов переходных металлов [Диссертация] / Г.В. Раганян. - М.:Московский Государственный Университет, 2018. - 59 с.
2. Ландау Л. Квантовая механика. Нерелятивийская теория/ Ландау Л., Лифшиц Е. - М.: Наука, 1974.
3. Киттель Ч. Введение в физику твердого тела/ Киттель Ч. - М.: Наука, 1978.
4. Toulouse G., Commun. Phys.2, 115, 1977.
5. Vannimenus J., Toulouse G., Theory of the frustration effect II. Ising spins on a square lattice// J. Phys. C: Solid State Phys. 10, 1977.
6. Wannier G.H. Antiferromagnetism. The triangular Ising Net// Phys. Rev. 79, 357. - 1950.
7. Yoshimori, A. A New Type of Antiferromagnetic Structure in the Rutile Type Crystal// J. Phys. Soc. Japan 14 (6): 807-821. - 1959.
8. Elliott R. J. Phenomenological Discussion of Magnetic Ordering in the Heavy Rare-Earth Metals// Phys. Rev. 124 (2): 346-353. - 1961.
9. Balents L. Spin liquids in frustrated magnets// Nature 464 (7286): 199208. - 2010.
10. Bert F., Mendels P. Quantum Kagome antiferromagnet ZnCu3(OH)6Cl2// Journal of the Physical Society of Japan 79: 011001. - 2010.
11. Christopher N. Varney, Kai Sun, Victor Galitski, and Marcos Rigol, Kaleidoscope of Exotic Quantum Phases in a Frustrated XY Model// Phys. Rev. Lett. 107, 077201. - 2011.
12. S.-H. Lee, et al.// Nature 418, 856. - 2002.
13. Сосин C.C., Прозорова Л.А., Смирнов А.И. Новые магнитные состояния в кристаллах// УФН, 175:1. - 2005.
14. Савинков, А. В. Методические указания к лабораторным работам
по курсу ядерный магнитный резонанс. Учебно-методическое пособие для
32
студентов специализации физика полимеров Института физики / А.В. Савинков, Б.И. Гизатуллин. - Казань: Казанский Университет, 2013. - 60 с.
15. Абрагам, А. Ядерный магнетизм / А. Абрагам. - М.: ИИЛ, 1963.
16. Чижик, В.И. Ядерная магнитная релаксация / В.И. Чижик. - СПб.: издательство С.-Петербургского университета, 2004.
17. Пименов Г.Г. Краткий курс по ядерному магнитному резонансу / Г.Г. Пименов, Б.И. Гизатуллин. - Казань: Казанский Университет, 2008.
18. Вавилова, Е. Л. Исследование различных типов фазового расслоения в купратах лантана методами ядерного квадрупольного резонанса и СКВИД магнетометрии [Диссертация]/ Е. Л. Вавилова. - Казань, 2000. - с. 50-52.