Низкая цена
Всего 249a за скачивание одной диссертации
Скидки
75 диссертаций за 4900a по акции. Подробнее
О проекте

Электронная библиотека диссертаций — нашли диссертацию, посмотрели оглавление или любые страницы за 3 рубля за страницу, пополнили баланс и скачали диссертацию.

Я впервые на сайте

Отзывы о нас

Спиновые фазовые переходы в наноразмерных материалах переходных металлов, индуцированные сильным магнитным полем : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.11

Год: 2005

Номер работы: 41780

Автор:

Стоимость работы: 249 e

Без учета скидки. Вы получаете файл формата pdf

Оглавление и несколько страниц
Бесплатно

Вы получаете первые страницы диссертации в формате txt

Читать онлайн
постранично
Платно

Просмотр 1 страницы = 3 руб



Оглавление диссертации:

4 ПРИЛОЖЕНИЕ. МппАс как перспективный материал для магнитного охлаждения ВЫВОДЫ Доклады и публикации по теме диссертации ЛИТЕРАТУРА 117 124 126 130 98 106 110 115 90 БЛАГОДАРНОСТИ Автор выражает глубокую благодарность научным руководителям, Анатолию Константиновичу Звездину и Александру Метталиновичу Тишину за постановку интересных задач и активное участие в их решении, коллектив Кафедры общей физики и мапгатоупорядоченных сред за плодотворную рабочую атмосферу, группу экспериментаторов

в последнее время наноразмерные магнитные материалы привлекают значительный интерес как с фундаментальной, так и с практической точек зрения. Действительно, так называемые мезоскопические молекулы или молекулярные магниты являются связующим звеном между объектами с сильно выраженными квантовыми свойствами и объектами, которые можно описать классическими методами. Примером является квантовое туннелирование молекулы Мп12Ас из одного магнитного состояния в другое, сопровождающееся характерными

1.1. Высокосимметричная молекула Одним из самых симметричных магнитных объектов, созданных на данный момент, является магнитный нанокластер Безо с химической формулой . Эта молекула содержит наибольшее число магнитных ионов Fe^^ среди известных молекул [6]. Молекула Fe3o также как и другие молекулы, нриведеные выше в этой главе, занимает промежуточное положение между объемными материалами и локализованными магнитными ионами, и и менно из-за этого они называются «мезоскопическими квадрун

1.2. Молекулярный магнит в качестве обоснования классической модели, нримененной для расчета мольтинольных моментов молекулы Fe3o, здесь нриводятся результаты вычислений для молекулы Мп^Ас ввиду стабильности ее магнитных свойств в достаточно широком интервале темнератур. Речь идет о молекулярном кластере со СННН0М5 = 10 - 'Ми;^' (химическая формупа [Mni2Oi2(CH3COO)i6(H2O)4j 2СН3СООН 4Н2О[9- 10]). Этот кластер состоит из четырех ионов Мп^'^ со снином S = 3/2, расноложенных в вершинах

Соединения, о которых нойдет речь в данном разделе, называются валентными таутомерами. Валентная таутомерия - это явление, нри котором молекулы могут существовать в виде нескольких изомерных форм с разной валентностью, переходящих друг в друга нри некоторых условиях и находящихся в динамическом равновесии. Переходящие друг в друга молекулы называют таутомерами, а само явление перехода - таутомерным (или, в данном случае, спиновым) переходом [13]. Для иллюстрации явления на рис. 5 изображена

1.4. Описание комилексов Со, используемых в эксперимепте Синтезированные образцы таутомеров кобальта несколько отличались от материалов, исследованных в предыдушем пункте. Для дальнейшего представляется немаловажным описать свойства получепных в Новгороде образцов. В частности, был синтезирован шестикоординационный комплекс кобальта типа (а, а' - bpy)Co(Cat)(SQ), где а, а' - Ьру -

2.2' дипиридил; SQ - анион — радикал, а Cat (DBQ). — катехолат-диапион с методикой

3.6-ди-трет-бути

1.5. Основные характернстнкн металлического Се н его зонная структура Разнообразные свойства металлического церия нривлекают внимание уже давно. Его фазовая диаграмма состоит но крайней мере из няти аллотронных форм [37]. В данной работе рассматриваются две фазы: и гранецентрированная кубическая (ГЦК) а-Се''^^^ и ГЦК у-С^'^^* магнитоиндуцированный фазовый нереход между ними. Данный фазовый нереход является уникальным среди переходов в твердом теле, так как ои заканчивается в критической

3.2 главы 3 для получения самосогласованного уравнения с целью определения критического поля Вс. Как уже было отмечено, s - / гибридизация приводит к уширению/-уровня (см. рис. 15). Состояния с более чем одним электроном на /-уровне (или квантовосмешанные состояния с различными нроекциями орбитального момента) не запрещены, но имеют значительно большую энергию ввиду Кулоновского отталкивания /7~6 - 7 eV [44,53]. На плотности / - состояний на рис. 15 нроекция орбитального момента имее

3.3 главы 3). Наличие тепловых, а не квантовых флуктуации играет важную роль в вычислении зависимости магнитного момента от ноля и темнературы в

3.3.

1.6. Оиисание мегагауссиой методики измерення магнитной воснриимчивости, особенности нлаиирования эксиериментов Метод магнитокумулятивного получения сверхспльпых мапштпых полей был предложен академиком А.Д. Сахаровым [55]. На рис. 16 представлен чертеж, выполненный сампм А.Д. Сахаровым. В основе генератора лежит металлический цилиндр Ц (лайнер), катушка для генерации начального магнитного потока СО, взрывной заряд ВВ, измерительная катушка ИК, осциллограф ОК, магазин емкостей Кб. Линии магни

ГЛАВА 2. МАГИИТОИНДУЦИРОВАППЫЙ СПИНОВЫЙ ФАЗОВЫЙ ПЕРЕХОД В МАГНИТНОМ ОКТУПОЛЕ

2.1. Общие нонятия мультииольного разложения Мультипольное разложение электрического ноля, генерируемого системой электрических зарядов, широко иснользуется в теоретической физике. Однако мультинольное разложение магнитных нолей, генерируемых системой постоянных токов менее известно. Исходным пунктом такого разложения является формула для векторного потенциала магнитного ноля: R-r. где е, и V, — заряд и скорость / - го заряда соответственно. Векторный потенциал А может быть разложеп п

2.2. Магнитное мультинольное разложение Первые члены магнитного мультинольного разложения спиновой системы (дипольпый Mi, квадрунольный Л/^, октупольный Л/з и тороидный Г;) могут быть определены следующим образом [62 - 64]: (7) сг I r с 4- 9 г I SiVw^ia ^^ip'iah (8) (9) где Л4,;„ - компоненты магнитного мультинольного момента в сферических координатах. п определяет порядок момента: п=\- дипольный, п = 2- квадрупольный, п-3- октупольный и т.д., т изменяется от -п до п через единиц

2.3. «Деоктонолизацня» во внешнем магннтном ноле Зависимость дипольного момента молекулы от внешнегно магнитного ноля была обсуждена физики. количественно В частности, в [8] модель в рамках онисывает классической найденную статистической экснериментально линейную зависимость магнитного момента от внешнего магнитного ноля, а также критическое значение ноля 5с =

17.7 Т, нри котором кривая намагниченности достигает насьщения (см. рис. 3). Рассмотрение было основано на изучении трехснино

2 Впервые применен метод мультипольного разложения магнитного поля, генерируемого мезоскопической молекулой для описания ее мапштпого состояния. Рассмотренная в этой главе молекула Fe3o является по-видимому самым симметричным магнитным объектом. В основном состоянии ее магнитный ДИП0ЛЫ1ЫЙ, квадрупольный и тороидный моменты равны нулю (имеются в виду все компоненты этих моментов), и только компоненты октупольного момента отличны от нуля. Также рассмотрено поведение компонент октупольного мо

ГЛАВА 3. МАГНИТОИНДУЦИРОВАННЫЙ ПЕРЕХОД В МЕТТАЛИЧЕСКОМ Се а-у

Гамильтониан, соответствующий онисанной зонной структуре без s -f гибридизации имеет вид: ^^ где к i г-дст-энергия электрона нроводимости в состоянии |А:сг>, Е'о-энергия G - Кулоновское нроводимости. взаимодействие Последнее между / - электронами учитывает и / - электрона, электронами слагаемое электрон- электронное и электрон-дырочное взаимодействие (см [39]). До конца этой Секции энергия будет отсчитываться от дна зоны проводимости (см. Рис. 15, а). В этих обозначениях Пе + /7,

3.2. Рассмотрение случая нулевой темнературы Эта Секция содержит расчет а-у перехода, индуцированного магнитным нолем, в микроскопической модели. Отправным пупктом является гамильтониан Андерсоновской модели с добавочным членом, учитывающим прямое кулоповское взаимодействие / - электропов и электропов проводимости (аналогично модели Фаликова-Кимбала). В дальнейшем энергия отсчитывается от уровня/- электронов в а - Се, как показапо на рис. 15. Гамильтониан модели имеет вид: Н = У Sr^

Случай конечных температур может быть описан аналогично рассмотрению, приведенному выше, с небольшими изменениями. В частности, удобно ввести понятие квазичастицы, энергия которой рассчитывается из условия равенства химических потенциалов свободных и локализованных электронов. Таким образом, задается не количество частиц, которое в этом случае непостояпно, а химические потенциалы. Этот способ широко применяется в квантовой теории поля при решении задач с неременным числом частиц [71].

Заключение по главе 3 Разработана модель а - ; к перехода в металлическом Се, основанная на гамильтониане Андерсона примесной модели металла с учетом взаимодействия Фаликова - Кимбала. Полученное значение критического магнитного поля перехода при температуре Г=

4.2К хорошо соответствует данным, приведенным в литературе. Показано, что величина гибридизационного нараметра сильно влияет на критическое ноле перехода, и таким образом проведение мегагаусспого эксперимента с металл

4.1. Предэкспериментальный раеечет в данном параграфе будут приведены результаты расчета В -Т фазовой диаграммы {В - магнитное поле, Т - температура) и некоторых магнитных характеристик валентных таутомеров кобальта, описанных во второй части введения. При дальнейшем рассмотрении для расчета собственных значений гамильтониана взаимодействия молекулы таутомерного комплекса с внешним магнитным полем иснользуются эти конфигурации и соответствующие им базисные волновые функции. При выборе актуал

4.2. Обоснование нснользуемой моделн свободных моментов но мнкросконнческой теорнн в этом параграфе модели приведепо кваптовомеханическое фазового Оно обосповапие перехода основано в на первопачальпой комплексе магпитонпдуцироваппого в нункте ххх. кобальта, приведенной Андерсоповской примесной модели металла с учетом взаимодействия 3-, 2 - чо 1 - Phen Dpbpy О 4П ' Rn 80 inn 120 в.т ' ' 1П 4 160 18П Рис. 32. Полный процесс намагничивания комплекса кобальта с двумя типами ли

Результат эксперимента, проведенного во ВНИИЭФ г. Саров, представлен на рис. 35. Во время эксперимента магнитное поле нарастает экспоненциально со временем. К сожалению по этому же закону растет и паразитный сиглал, так как в принципе невозможно изготовить абсолютно одинаковые катушки. Даже незначительные отклонения от запланированной геометрии приводят к неконтролируемым погрешностям в эксперименте. Этим обусловлен предел чувствительности метода: магнитный отклик, индуцированный в образце

По предварительным рассчетам, приведенным в предыдущем параграфе, соединения из семейства таутомеров кобальта должны претерпевать фазовый переход первого рода, индуцированный внешним магитным полем. Величина магнитного поля перехода находится в области от 100 до 250 Тесла в зависимости от типа лигандов, что находится в области применимости взрывной методики генерации мегагауссных полей. Была также вычислена зависимость магнитного момента на одну молекулу таутомера от внешнего магнитного поля