Магнітна структура
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Магнітна структура

Магнітна структура атомна, періодичне просторове розташування і орієнтація атомних магнітних моментів в магнітоупорядоченном кристалі (ферро-, феррі- або антиферомагнетику). Атомну М. с. слід відрізняти від доменної магнітної структури, визначуваної характером і взаємним розташуванням доменів . Періодичність розташування атомних магнітних моментів в просторі визначається кристалічною структурою речовини. За взаємну орієнтацію моментів відповідально обмінна взаємодія електріч. природи, за їх загальну орієнтацію відносно кристалографічних осей — сили магнітної анізотропії. Складніші (і слабкі) типи магнітної взаємодії можуть ускладнювати атомну М. с. (див. Метамагнетик ) .

загрузка...

  Розрізняють два основні класи магнітних речовин, пов'язаних з певною атомною М. с.: речовини з ненульовим сумарним макроскопічним магнітним моментом М-коду ( М-код ¹ 0) і речовини з М-кодом = 0. Першому випадку відповідає феромагнітна М. с. ( мал. 1 , а): магнітні моменти всіх атомів вишиковуються уздовж одного напряму ( осі легкого намагнічення ), яке може бути різним в різних кристалів. Другому випадку відповідає антиферомагнітна М. с. ( мал. 1 , би) : в кожного магнітного моменту в найближчому оточенні є компенсуючий момент, орієнтований строго антіпараллельно. Залежно від характеру найближчого оточення можуть здійснюватися різні антиферомагнітні М. с. (наприклад, структури, показані на мал. 1 , би, в і г) . Антиферомагнітні М. с. можуть мати періоди більші, ніж періоди атомної структури, в ціле число разів. Інколи здійснюються антиферомагнітні М. с. з орієнтацією магнітних моментів уздовж двох або трьох осей і ще складніші — зонтичні, трикутні і інші ( мал. 1 , д, е) .

  Близькі до антиферомагнітної М. с. феррімагнітниє структури з М-кодом ¹ 0. Вони мають місце, коли антиферомагнітна М. с. утворюється атомами або іонами з різними по величині магнітними моментами ( мал. 1 , же) . При цьому значення М-код визначається велічиной різниці моментів двох магнітних підграток (систем однаково орієнтованих магнітних моментів). Інший випадок здійснюється в слабких феромагнетиках: наявність додаткових сил міжатомної дії приводить до неколінеарності магнітних моментів і появи сумарною феромагнітною складовою ( мал. 1, з ). Див. Слабкий феромагнетизм .

  складніший (дальнодействующий) характер міжатомної взаємодії в деяких випадках приводить до встановлення М. гелікоїдів с. У останніх магнітні моменти сусідніх атомів повернені один відносно одного так, що кінці векторів, що змальовують їх, лежать на одній спіральній лінії. Залежно від величини проекції магнітних моментів на напрям осі спіралі розрізняють декілька видів М. гелікоїдів с. ( мал. 2 ). Істотна відмінність М. гелікоїдів с. від останніх М. с. полягає в тому, що в загальному випадку крок спіралі несумірний з відповідним періодом кристалічної решітки і, крім того, залежить від температури.

  Повна класифікація М. с. грунтується на теорії магнітною симетрії, що враховує не лише розташування, але і орієнтацію атомних магнітних моментів в кристалі. У число перетворень магнітної симетрії, окрім звичайних поворотів довкола осей симетрії, віддзеркалення в плоскості симетрії і трансляцій, додатково входить перетворення R , що змінює напрями магнітних моментів на протилежних. Введення перетворення R збільшує число класів симетрії з 32 до 122, а число просторових груп симетрії — з 230 до 1651. Речовини, М., що володіють, с., описуються тими групами магнітної симетрії, в які R входить у вигляді творів із звичайними елементами симетрії кристалів .

  М. с. кристала і його фізичні (в першу чергу магнітні) властивості тісно взаємозв'язані. Тому непрямі думки о М. с. можуть бути висловлені на основі даних про ці фізичні властивості речовини. Прямі дані о М. с. кристалів дозволяє отримати магнітна нейтронографія . З часу першої роботи в цій області (1949) нейтронографічеськи встановлена М. с. більше тисячі різних металів, сплавів і хімічних сполук. Для встановлення М. с. може бути використаний також ядерний гамма-резонанс (Мессбауера ефект).

 

  Літ.: Ізюмов Ю. А., Озеров Р. П., Магнітна нейтронографія. М., 1966: Вонсовський С. Ст, Магнетизм, М., 1971: Копцик Ст А., Шубниковськие групи, М., 1966.

  Р. П. Озеров.

Мал. 2. Приклади спіральних магнітних структур (l — період спіралі): зліва — проста спіраль з нульовим значенням проекції магнітного моменту на вісь спіралі; справа — феромагнітна (конічна) спіраль з постійним значенням проекції магнітного моменту на вісь спіралі.

Мал. 1. Типи магнітних структур: а — феромагнітна, періоди атомною а і магнітною а м-кодом елементарних вічок збігаються; б, в і г — антиферомагнітні структури, а м-код в деяких напрямах в два рази більше а; д — трикутна; е — зонтична; ж — феромагнітна; з — слабоферромагнітная, кут відміни на малюнку сильно збільшений.