![]() |
Главная Развитие электрики [0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [ 14 ] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] Рис. 2.11. Субмикронная доменная структура легированного манганита Lai--yPr/CaMnOs (ж = 3/8) [141]. Темные области соответствуют антиферромагнитным диэлектрическим доменам, светлые - ферромагнитным металлическим доменам. Стрелки указывают хаотические направления намагниченности ферромагнитных доменов в отсутствие внешнего магнитного поля (Н = 0) и их выстраивание под действием поля Я = 4 кЭ упругих свойств кристалла. Это обстоятельство будет более подробно рассмотрено в гл. 5. В настоягцее время уже стало обгцепринятым рассматривать манганиты как материалы не только со спиновым, но и с зарядовым и орбитальным упорядочением, т. е. кристаллы, в которых помимо обычной ионной решетки могут возникать дополнительные сверхрешетки из ионов Мп и Мп. В одной из ранних работ [137], кроме типов спинового упорядочения в решетках манганитов, было отмечено, что на дифракционной картине некоторых образцов Lai-CaMnOa с относи- след фрустированных спинов при движении дырки по аптифер-ромагнитному изолятору. Магпитпое фазовое расслоение, как уже указывалось в [55], вследствие сильной электрон-решеточной связи, может приводить к возникновению упругих деформаций решетки. При малой концентрации допируюгцих ионов такая деформация может носить кооперативный характер и проявляться в изменении Я=0 Я=4 кЭ тельно большими ж 0,5 обнаружены сверхструктурные инки, не связанные с магнетизмом. Тогда же Гуденаф предложил качественное объяснение, в основе которого лежало взаимное упорядочение ионов Мп и Мп [138]. Более того, как было указано, с таким зарядовым порядком неразрывно связан другой-орбитальный, один из примеров которого хорошо виден на рис. 2.4 6", где упорядочение 2;-орбиталей, лежагцих в базисной аб-плоскости ТаМпОз, приводит к ее удвоению. Взаимодействие между ионами Мп имеет две составляю-гцих - кулоновскую и деформационную. Первая изотропна и, скорее всего, должна контролировать зарядовое упорядочение. Вторая, также дальнодействуюгцая, анизотропна, и именно упругие ноля от разных источников (ян-теллеровских ионов Мп), нерекрываясь, определяют вид взаимного упорядочения 2;-орбиталей в базисной плоскости. По сугцеству, речь идет о появлении егце одного микроскопического масштаба с размерностью длины, задаюгцего период упорядочения заряженных упругих квадрунолей в кубической среде, причем направления осей этих мультипольных моментов «привязаны» к осям решетки. Зарядовое упорядочение ионов переходных металлов разной валентности, наблюдаемое на опыте при их равном количестве, показано на рис. 2.12 а. Спины S = 2 (Мп+) и S = 3/2 (Мп) этой подсистемы также образуют антиферромагнитную решетку, хотя магнитные корреляционные длины в каждой из подрешеток различны [142]. Вдоль оси С наблюдаются, кроме этого, ферромагнитные цепочки спипов. Однако физически более интересным признается орбитальное упорядочение, под которым обычно понимается расположение длинных осей октаэдров с ионами Мп+ (или, что то же самое, допированных дырок, окруженных локальными ян-теллеровскими искажениями квадрупольного тина) друг относительно друга в аб-плоскости (иногда его называют упорядочением ян-теллеровских поляро-нов (например, [143])). Па рис. 2.12 б", в и г показано три таких возможных упорядочения, выбор между которыми на основании лишь только обгцих соображений довольно затруднителен. Так, рис. 2.12 6 отвечает удвоению решетки благодаря появлению неэквивалентных ионов Мп+ (более или менее близкое расположение лигандов). Па рис. 2.12 в изображена также удвоенная структура, однако ионы Мп оказываются в нецентросимметричных положениях и, по-видимому, немного смегцаются из своих исходных (в узлах квадратной решетки) позиций. Наконец, на рис. 2.12 г показана структура без удвоения, в которой деформации, создаваемые разными ионами Мп+, суммируются, решетка становится ор- торомбической, но кристалл в целом должен двойниковаться, разбиваясь на домены осями деформации, нерпендикулярными друг другу. Данные по рассеянию нейтронов указывают на реализацию структуры, изображенной на рис. 2.12 в, что можно ![]() ![]() ![]() Рис. 2.12. Общий вид зарядового упорядочения (а) и соответствующих ему возможных типов орбитального упорядочения {б-г) в системе Ri-AMnOs при половинном (ж = 0,5) легировании; • -Мп, • - Мп было бы дополнительно проверить по оптическим спектрам иона Мп, в которых должны присутствовать линии, дипольно запрещенные в центросимметричных регаетках. Еще один вид упорядочения в виде полосовых структур (страйпов) был обнаружен в манганитах составов Гао,ззСао,б7МпОз и Ьао,25Сао,75МпОз [144]. Как и в Гао,5Сао,5МпОз, соответствующее зарядовое упорядочение вдоль направлений [111] (диагоналей квадратной ре- [0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [ 14 ] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] 0.0009 |