Рис. 2.2. Цилиндрический магнитный домен в полосовой доменной структуре [133]

как показано в [10], энергетически выгодным становится разбиение моноатомных слоев вблизи границы раздела на домены. внутри каждого домена намагниченность параллельна или ан-типараллельна в зависимости от характера обменного взаимодействия. таким образом, в многослойной магнитной структуре возможно возникновение протяженных монослойных доменных структур. возникновение доменных границ приводит к смегаи-ванию спиновых состояний электронов и вносит сугцественный

ЛО обнаружено косвенное обменное взаимодействие электронов между ферромагнитными слоями [9]. оно имеет осциллирую-гций характер в зависимости от толгцины немагнитного слоя и приводит либо к коллинеарному ферромагнитному упорядочению памагниченпости, либо к коллинеарному антиферромагнитному упорядочению в соседних магнитных слоях. такую структуру с изменяюгцимся от слоя к слою характером магнитного упорядочения можно рассматривать как систему магнитных доменов.

в более сложном случае, когда многослойная структура состоит из чередуюгцихся ферро- и антиферромагнитных слоев.

вклад в величину магнетосонротивления. Внешнее магнитное поле, вызьшаюгцее переориентацию памагниченпостей с антиферромагнитной на ферромагнитную, создает изменение сопротивления па сотни процентов даже при комнатной температуре.

2.2. Упорядоченные и доменные структуры в манганитах

В последнее десятилетие XX века внимание физиков было привлечено к перовскитоподобным оксидам металлов переходных групп и особенно к марганцевым перовскитам (манганитам) с обгцей формулой Ri AMn03, где R = La, Рг, Nd -редкоземельные металлы; А = Sr, Са - гцелочногаллоидные элементы [134-136].

Интерес к манганитам в первую очередь был связан с обнаружением так называемого колоссального магнитного сопротивления, т. е. исключительно сильного изменения электрического сопротивления в магнитном ноле. Хотя до настоягцего времени этот эффект не получил полного объяснения, его исследования различными методами позволили обнаружить ряд и других необычных свойств. В манганитах переплетены разнообразные свойства металлов и диэлектриков, ионных и ковалентных кристаллов, ферромагнитных и антиферромагнитных систем.

Все многообразие и необычность физических свойств стало предметом многочисленных экспериментальных исследований. Уже к началу 2001 г. было опубликовано более 1000 работ. Такое обилие литературы связано не только с возможными техническими приложениями (например, в сенсорных устройствах на основе эффекта колоссального магнитосонротивления, но и с тем обстоятельством, что манганиты представляют собой объекты с сильно коррелированным взаимодействием электронов, которое уже давно интересует исследователей.

Обгций вид и фрагменты идеальной структуры RMO3 показаны на рис. 2.3. Ее основной блок (подобно решеткам, об лад а-югцим высокотемпературной сверхпроводимостью) - достаточно жесткий октаэдр МОб/2 (последний индекс неслучаен, им принято подчеркивать то обстоятельство, что каждый лиганд разделен между ближайшими октаэдрами. Следствием таких «шарнирных» связей является невозможность изолированных, или независимых, деформаций или поворотов отдельно взятого октаэдра).

Иа рис. 2.4 показано, как и насколько можно понизить кубический кристаллический класс, смегцая ионы из своих положений равновесия в кубе путем регулярных поворотов и дефор-

маций октаэдров, которые оставляют ион переходного металла в их центрах. Соответствуюгцее понижение пе может быть установлено в обгцем виде без конкретизации иона переходного

= 1,97 А

= л/2гм.о = = 2,79 А

а = Ь = с = 3,84

Рис. 2.3. Идеальная кубическая структура перовскита RMO3 (а) и ее основные элементы: кубические ячейки с центральными ионами переходного металла (б) и редкоземельными (в)

Рис. 2.4. Направление деформационных ян-теллеровских смещений кислородных октаэдров (а) и удвоенная (без учета, для простоты, слабой орто-ромбичности) структура базисной плоскости (б) соединения ЬаМпОз- Указаны величины длинной и короткой осей искаженных октаэдров. Жирные линии - направления наиболее сильно гибридизующихся р- и fi-орбиталей ионов кислорода и марганца

металла, поскольку хоропю известно, что оно целиком определяется основным электронным термом (его вырожденностью или невырожденностью) этого иона в кубическом кристаллическом ноле. И если вырождение этого терма имеется, то оно немедлен-