Low Temperature Physics: 41, 971 (2015); https://doi.org/10.1063/1.4938743
Физика Низких Температур: Том 41, Выпуск 12 (Декабрь 2015), c. 1243-1253    ( к оглавлению , назад )

Аномальные магнитные свойства парамагнитной фазы и спиновые поляроны в моносилициде марганца

С.В. Демишев1,2, Т.В. Ищенко1, А.Н. Самарин1,2

1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, ул. Вавилова, 38, г. Москва, 119991, Россия

2Московский физико-технический институт (государственный университет), Институтский пер., 9, г. Долгопрудный, Московская область, 141700, Россия
E-mail: sasha@lt.gpi.ru

Статья поступила в редакцию 30 марта 2015 г.

Аннотация

Рассмотрена полевая зависимость намагниченности в парамагнитной фазе моносилицида марганца MnSi, которая характеризуется аномально большой величиной эффективного магнитного момента μ* = = 5,3μB и малой величиной намагниченности насыщения M0 = 0,3μB/Mn. Из проведенного анализа следует, что ни теория зонного магнетизма, ни кластерный подход не позволяют объяснить экспериментальные данные, а их адекватное описание возможно в рамках спин-поляронной модели, в которой спиновый полярон представляет собой квазисвязанное состояние зонного электрона и локализованного магнитного момента Mn. Найдено, что учет специфических взаимодействий для простой спиновой конфигурации ферримагнитного типа, характеризующей спиновый полярон, позволяет объяснить экспериментальные данные, причем наблюдаемые значения μ* не связаны с большими локализованными магнитными моментами в объеме образца. Проанализированы возможные способы экспериментальной проверки спин-поляронной модели, в том числе experimentum crucis. Полученные результаты показывают, что парамагнитную фазу MnSi следует рассматривать как фазу, физические свойства которой определяются магнитными неоднородностями на нанометровом пространственном масштабе.

PACS: 75.25.+z Расположение спинов в магнитоупорядоченных материалах;
PACS: 75.30.Cr Моменты насыщения и магнитная восприимчивость;
PACS: 75.50.–y Изучение конкретных магнитных материалов.

Ключевые слова: спиновый полярон, моносилицид марганца, парамагнитная фаза, магнитные неоднородности.

Oпубликована онлайн: 23 октября 2015 г.