ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1. Обзор литературы 5
1.1. Атомная структура частично-упорядоченных сплавов Fe-Al 5
1.2. Магнитометрические исследования частично-упорядоченных сплавов Fe-Al 6
1.3. Мессбауэровские исследования частично-упорядоченных сплавов Fe-Al 9
1.4. Температурная и полевая динамика параметров сверхтонких взаимодействий 11
1.5. Проблемы в описании магнетизма исследуемых систем и феноменологические
концепции магнетизма упорядоченных сплавов Feioo-xAlx (25<х <50 ат.%) 12
ГЛАВА 2. Аттестация образцов и техника эксперимента 17
2.1. Приготовление образцов и техника эксперимента ..17
ГЛАВА 3. Интерпретация мессбауэровских спектров в модели волн спиновой плотности (ВСП) (spin density waves, SDW) 18
3.1. Математическое представление волн спиновой плотности 18
3.1.1. Построение мессбауэровского спектра 22
3.1.2. Моделирование мессбауэровских спектров 24
3.2. Результаты структурных, магнитных и мессбауэровских исследований 29
ЗАКЛЮЧЕНИЕ..
ЛИТЕРАТУРА
Неколлинеарные и коллинеарные неупорядоченные [1] и упорядоченные [2-4] модулированные структуры магнитных моментов остаются одной из самых интригующих тем современной физики твердого тела. Кроме необходимости понимания причины их возникновения в системах с химическим беспорядком [2], они тесно связаны со сверхпроводимостью [2-4], с проявлениями инварных свойств [1], являются перспективными кандидатами для спинтронных приложений [5]. Несмотря на растущий интерес к таким объектам, природа наноразмерных модулированных магнитных структур до сих пор интенсивно обсуждается: среди фундаментальных причин называются конкурирующие обменные взаимодействия, нестинг поверхности Ферми, низкоэнергетические тепловые возбуждения. Кроме того, само определение структуры остается сложной проблемой. Число систем, в которых наблюдаются несоразмерные спиральные спиновые волны постоянно растет [б]. Тем не менее, до сих пор нет единой точки зрения на природу спиральных спиновых волн и волн спиновой плотности. Более того, даже идентификация этих структур остается сложной экспериментальной задачей. Например, ряд систем переходных металлов, которые относили ранее к спиновым стеклам, в действительности оказались спиральными спиновыми структурами с пространственно-разделенными магнитными фазами [7,8 ,9].
Магнитную структуру упорядоченных сплавов Feioo-xAlx (25 <х < 35 ат.%) долгое время относили кластерным спиновым стеклам [8]. Однако нейтронографические исследования В2 упорядоченных Fe-Al сплавов показывают корреляцию магнитного момента в пространстве с корреляционной длиной около 5 нм [10]. Эти сплавы демонстрируют аномальные магнитотранспортные свойства, которые были объяснены в рамках модели двухфазной магнитной наноструктуры [11]. Эти материалы являются подходящей моделью для изучения коллинеарных и неколлинеарных магнитных наноструктур. Было предложено легировать исходный сплав Fcy^Abj атомами изоэлектронных аналогов А1 - Ga и В, чтобы достичь изменения постоянной кристаллической решетки (по аналогии с внешним давлением).
Мессбауэровская спектроскопия, позволяющая определять параметры магнитного состояния вещества без наложения внешнего магнитного поля и без возбуждения спиновой системы (в отличие от магнитометрии) представляет собой уникальный и эффективный инструмент исследования такого круга задач. Имеется единичное количество работ, посвященных исследованию тройных систем Fe-Al-Ga и Fe-Al-B, а в нужном интервале концентраций третьего компонента (5-10 ат.%) поиск литературы не дал результатов.
Целью данной работы является изучение возможности интерпретации мессбауэровских спектров двойного сплава Fe6sAl35 и тройных сплавов FeesAbj.yMy.
Целью данной работы являлось изучение возможности интерпретации мессбауэровских спектров двойного сплава FessAbs и тройных сплавов FeesAbs-xM* (Mx=Ga, В, х=5 ат.%) в рамках модели пространственно-разделенных магнитных состояний (фаз) (нанометрового масштаба), одна из которых является ферро- или ферримагнитной, а вторая структура относится к статическим несоизмеримым волнам спиновой плотности.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ магнитного состояния и моделей магнитной структуры бинарных квазиупорядоченных сплавов Feioo-xAlx (х=25-К35 ат.%) и тройных систем FegsAbs- ХМХ (Мх= Ga, В, х=5 ат.%) по данным литературы;
2. Проведение модельных расчетов для случаев «чистой» волны спиновой плотности, и волны спиновой плотности, сопровождаемой волной зарядовой плотности для определения зависимости формы и параметров МС от амплитуды, знака гармоник высокого порядка ВСП.
3. Восстановление функций распределения СТМП для мессбауэровских спектров трех образцов (FeesAbs, FegsAbs-xM* (Мх= Ga, В, х=5 ат.%)) измеренных при наложении внешнего магнитного поля и без него.
4. Построение двухфазной модели магнитной структуры и интерпретация мессбауэровских спектров указанных систем в рамках этой модели.
На основании проведенного исследования были сделаны следующие выводы:
1. Концепции и идеи, объясняющие необычные магнитные свойства упорядоченных сплавов Рс'юо ХА!Х (25<х < 36 ат.%), разнообразны. Экспериментальные данные по рассеянию нейтронов в упорядоченных по В2-типу сплавах FeAl свидетельствуют о существовании в этих соединениях пространственных корреляций магнитных моментов с периодом, несоизмеримым с параметром решетки этих сверхструктур. Экспериментально наблюдаемая корреляция магнитных моментов в этих сплавах интерпретируется как результат формирования модулированной магнитной структуры.
2. Модельные расчеты мессбауэровских спектров на ядре 57Fe показали, что форма и параметры спектра демонстрируют существенную зависимость от параметров ВСП: знака и амплитуды гармоник высших порядков, периода спиновой модуляции относительно кристаллической решетки. Мессбауэровская спектроскопия потенциально может применяться для изучения объектов, в которых существуют периодические модуляции электронной спиновой и/или зарядовой плотности.
3. Предложена модель мессбауэровского спектра, соответствующего двухфазной магнитной среде: одна из фаз является ферромагнитной, а вторая фаза относится к статическим несоизмеримым волнам спиновой плотности.
