Low Temperature Physics: 40, 179 (2014); https://doi.org/10.1063/1.4865567
Физика Низких Температур: Том 40, Выпуск 2 (Февраль 2014), c. 230-238    ( к оглавлению , назад )

Необратимость и анизотропия низкотемпературной намагниченности манганитов. Спин-стекольный полиаморфизм

В.А. Сиренко, В.В. Еременко

Физико-технический институт низких температур им. Б.И. Веркина НАН Украины пр. Ленина, 47, г. Харьков, 61103, Украина
E-mail: sirenko@ilt.kharkov.ua

Статья поступила в редакцию 18 декабря 2013 г.

Аннотация

Рассмотрены температурные зависимости намагниченности манганитов c различным составом и структурной морфологией, полученные в двух режимах охлаждения: в магнитном поле (FC) и вне его (ZFC), и при двух ориентациях магнитного поля: вдоль и перпендикулярно оси с. Выявлены общие зако-номерности: 1) разница между намагниченностями MFC и MZFC при температуре Т = 5 К увеличивается с ростом напряженности магнитного поля, достигая максимального значения вблизи поля 2 кЭ, затем спадает в интервале 2–5 кЭ; 2) полевая зависимость температуры «расщепления» T*, ниже которой возникает различие намагниченностей MFC и MZFC, в интервале напряженностей поля 0–5 кЭ удовлетворительно описывается степенной функцией с показателем 2/3, что предсказывается теорией для спинового стекла. Оба результата характерны как для монокристаллов, так и для керамик и пленок. В то же время полевые зависимости анизотропии магнитной восприимчивости отличаются для образцов с различной степенью магнитного упорядочения (Θ/TC). Результаты согласуются с обнаруженной в настоящей работе универсальностью линии, отделяющей низкотемпературную область необратимости на Н–Т фазовой диаграмме манганитов. Отклонение от Т*–Н-линии с показателем 2/3 в сильных магнитных полях, которое обычно связывают с появлением поперечной к магнитному полю компоненты намагниченности, характерно для образцов, содержащих антиферромагнитную фазу. Интерпретация учитывает многофазность системы: сосуществование спинового стекла с ферро- и антиферромагнетизмом. Обнаруженное изменение анизотропии магнитной восприимчивости с ростом напряженности магнитного поля, особенности поведения магнитной и термомагнитной необратимости рассматриваются как проявление спин-ориентационного фазового перехода в антиферромагнитной среде. Это в свою очередь инициирует трансформацию спино-вого стекла — от изинговского к гейзенберговскому, что и приводит к изменению показателя степени на Т*–Н-диаграмме от 2/3 к 2. Обнаруженное явление универсально — наблюдается у манганитов различного состава и структурной морфологии — и представляет собой разновидность полиаморфизма: спин-стекольный полиаморфизм.

PACS: 75.30.–m Характерные свойства магнитоупорядоченных материалов;
PACS: 75.30.–c Магнитные свойства наноструктур.

Ключевые слова: спиновое стекло, полиаморфизм, монокристаллы LaMnO3+x.