- •1. АМОРФНОЕ СОСТОЯНИЕ
- •1.1 Природа аморфного состояния.
- •1.2 Общие закономерности аморфизации и кристаллизации.
- •1.3. Термодинамика аморфного состояния.
- •1.4. Различие между аморфным и стеклообразным состояниями.
- •1.5. Особенности структуры аморфных веществ.
- •2. АМОРФНЫЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СПЛАВЫ.
- •2.1. Классификация аморфных металлических сплавов.
- •2.3. Модели структуры АМС.
- •2.4. Структурная релаксация.
- •2.5. Дефекты в АМС.
- •2.6. Упругие и неупругие свойства АМС.
- •2.7. Электрические и магнитные свойства АМС.
- •2.8. Магнитные структуры.
- •2.9. Влияние аморфности металла на магнитное состояние.
- •2.10. Магнитные возбуждения в аморфных металлах.
- •3. НЕКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ ПОЛУПРОВОДНИКИ.
- •3.2. Зонная структура.
- •3.3. Получение аморфных полупроводников.
- •3.4.Электропроводность.
- •3.8. Селен.
- •3.9. Халькогенидные стекла.
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
этих металлов и о роли аморфности в формировании магнитного порядка. То, |
|
||||||
что |
такой |
порядок |
существует |
в |
аморфных, являетсямаллах |
||
экспериментально установленным фактом. |
|
|
|
|
|||
|
Коротко |
остановимся |
на |
результатах |
классификации |
аморфны |
|
магнетиков по типам их магнитной структуры. |
|
|
|
2.8. Магнитные структуры.
Установлено, что макроскопически изотропная аморфная структура
допускает лишь четыре типа магнитного упорядочения: упорядоченный
ферромагнетик; |
неупорядоченный |
ферромагнетик; |
неупорядоченный |
||||||
антиферромагнетик и спиновое стекло. На рисунке 2.3 наглядно представлена |
|||||||||
структура |
таких |
магнетиков. Заметим, что, |
хотя |
из |
теории |
вытекает |
|||
возможность |
|
существования |
|
аморфного |
|
антиферром, |
|||
экспериментально |
такого |
типа магнитного |
упорядочения |
доя |
аморфных |
||||
образцов обнаружено не было. Картины магнитного порядка в аморфном |
|||||||||
магнетике определяется распределением обменных взаимодействийJ(rij), |
|||||||||
локальной |
одноионной |
анизотропиейD |
и |
соотношением |
их |
величия. |
|||
Простейший модельный гамильтониан имеет вид: |
|
|
|
|
|
||||
H = -åJ (rij )Si S j - Då(Siz )2 |
|
|
|
(2.9) |
|
|
|||
ij |
|
i |
|
|
|
|
|
|
|
Когда обменные взаимодействия J(r) положительны и J >> D, в системе устанавливается ферромагнитное состояние. Такие свойства обнаруживают сплавы типа переходной металлметаллоид. В случае J < D , как показали теоретические и экспериментальные исследования, в системе сD > 0, J > 0
устанавливается состояние типа неупорядоченного ферромагнетика. Такое поведение обнаруживают аморфные сплавы типа переходной металл-
редкоземельный металл. Так как влияние одноионной анизотропии велико, то для намагничивания таких систем требуются достаточно большие магнитные поля (103 – 104Э).
43
Если |
|
обменные |
взаимодействияJ(rij) |
ближайших |
соседей |
|||
преимущественно |
отрицательны, то |
в |
таких |
системах |
осуществляются |
|||
магнитные |
состояния типа спинового стекла. Типичными представителями |
|||||||
таких структур являются окисные соединения и полимеры. Таким образом, |
||||||||
магнитная |
структура аморфного |
магнетика |
определяется |
распределением |
||||
обменных взаимодействий J и анизотропией D. |
|
|
|
|
2.9. Влияние аморфности металла на магнитное состояние.
Химический и структурный беспорядок в расположении атомов приводит к возникновению флуктуации всех параметров магнитно! подсистемы.
Наиболее важное влияние на магнитное состояние оказывают флуктуации обменных взаимодействий, магнитного момента и одноионной анизотропии.
Флуктуации обменных взаимодействий определяются зависимостью интегралов обменного взаимодействия от расстояния между атомами и от конфигурации их связей. Флуктуации одноионной анизотропии есть следствие флуктуации кристаллических полей.
В настоящее время не существует последовательной теории влияния аморфности структуры на степень магнитного порядка. Для приближенного описания свойств аморфного магнетика часто используют так называемую стохастическую модель. В ней предполагается, что спины локализованы в узлах правильной кристаллической решетки, а обменные интегралы являются случайными величинами. При этом в модели не учитывается топологический беспорядок. Стохастическая модель обычно рассматривается в приближении молекулярного поля. Гамильтониан взаимодействия может быть представлен в виде:
H = -åJ (rij )Si S j - mB gH åSiz |
(2.10) |
|
ij |
i |
|
где Jij - |
флуктуирующие обменные |
интегралы; Si, Siz - операторы i-ro |
спина и его z-компоненты; μB - магнетон Бора; Н - внешнее поле, направленное
44