Реферат: Влияние ультразвука на ЭПР и фотолюминесценцию кристаллов ZnS

5

39

46

9.5

21.5

--

Размер пучка в фокальной плоскости для линз № 1 и № 2 определялся методом "ножа", для линзы № 3 - методом сканирования в пределах флуоресцентной мишени, для линзы № 4 - с использованием CCD - камеры. Размер пучка приведен только для измерения в одном направлении - вертикальном.

К настоящему времени довольно подробно изучен зонный метамагнитный переход в соединениях типа Co₂ , в которых R ¢ и R ¢¢ - либо легкие редкоземельные металлы, либо тяжелые. Переходы и в тех и в других системах объясняются на основе модели эффективного критического поля H_eff , действующего со стороны подсистемы локализованных f -электронов R -ионов на подсистему коллективизированных электронов, образованную, главным образом, d -электронами кобальта. Согласно этой модели зонный метамагнитный переход имеет место, если величина эффективного поля превышает критическое значение H » 70 Тл. В отсутствие внешнего магнитного поля величина H_eff пропорциональна намагниченности R -подсистемы. Как известно, в соединениях RCo₂ с легкими редкоземельными ионами магнитные моменты R - и Co -подсистем параллельны между собой, а в соединениях с тяжелыми РЗМ эти моменты упорядочены антипараллельно. С точки зрения указанной модели представляет интерес исследование магнитного состояния соединений Co₂ , в которых концентрации R ¢ и R ¢¢ подобраны так, что суммарная намагниченность ионов R ¢ и R ¢¢ равна (или близка к) нулю.

В данной работе представлены результаты нейтронографических исследований соединений Nd_{1- x} Tb_x Co₂ (0 £ х £ 1). Поликристаллические образцы были получены индукционной плавкой с последующим гомогенизирующим отжигом при 850 ˚С в течение 50 часов. Аттестация образцов проводилась с помощью металлографического, рентгенографического и нейтронографического анализов. Во всех образцах фаза RCo₂ является основной, содержание примесных фаз (RCo₃ и R₂ O₃ ) не превышает 5%. Температурные зависимости электросопротивления измерялись четырехконтактным потенциометрическим методом на образцах с размерами около 1 × 1 × 6 мм³ . Нейтронографический эксперимент проведен на дифрактометре Д-2, установленном на одном из горизонтальных каналов реактора ИВВ-2М (г. Заречный), с длиной волны нейтронов l = 1.805Ǻ. Результаты расчета нейтронограмм, измеренных при комнатной температуре, позволяют считать, что во всех исследованных нами соединениях Nd_{1- x} Tb_x Co₂ основная фаза имеет кристаллическую структуру типа MgCu₂ (пространственная группа Fd3 m ). Параметр решетки a равномерно уменьшается с увеличением x , что связано с различием ионных радиусов Nd и Tb . Из кривых температурной зависимости электросопротивления для соединений Nd_{1- x} Tb_x Co₂ были получены температуры Кюри T_C для каждого сплава.

Результаты анализа нейтронограмм показывают, что охлаждение образцов до 4.2 К сопровождается переходом к ромбоэдрической структуре (пространственная группа R -3 m ) для составов с х ³ 0.5. Для составов с х £ 0.5 охлаждение до 4.2 К сопровождается переходом к орторомбической структуре (пространственная группа Fddd ). На всех нейтронограммах при 4.2 К наблюдаются вклады в рефлексы от магнитного рассеяния. С изменением состава сплавов наиболее заметно изменяется интенсивность рефлекса (111). Параметры кристаллической и магнитной элементарных ячеек совпадают. Магнитная структура соединений Nd_1-x Tb_x Co₂ описывается волновым вектором k = 0. Были получены значения намагниченностей редкоземельной m _R и кобальтовой m _Co подрешеток, приведенные на рис.1 a, b .

Как видно из рис.1, с ростом x величина намагниченности m _R вначале уменьшается от ~2.9 m_Б практически до нуля при x » 0.22, а затем увеличивается по модулю до ~8.2 m_Б при x » 1.0. Такое поведение m _R ( x) становится понятным, если принять во внимание, что магнитный момент иона Tb примерно в три раза больше, чем момент иона Nd , и то, что в соответствии с моделью антиферромагнитного упорядоче-ния моментов ионов R ¢ и R ² в кубических интерметаллидах типа R ¢_{1- x} R ² _x M₂ [1] следует ожидать антипараллельного упорядочения полных моментов ионов Nd и Tb в интерметаллиде Nd_{1 - x} Tb_x Co₂ . С ростом концентрации x увеличивается и намагниченность m _Co (см. Рис.1b ), что согласуется с представлениями о метамагнитной природе зонной подсистемы. Как известно, в случае соединений типа RCo₂ поведение зонной метамагнитной подсистемы может быть описано соотношением [1] m _Co = (g _J -1) J _R I_{R - Co} , где g _J - фактор Ланде, J _R - полный момент иона R , I_{R - Co} - параметр R- Co - обменного взаимодействия. В случае соединений Nd_1-x Tb_x Co₂ с ростом x величина (g _J -1) J _R увеличивается, (так как спин тербия больше спина неодима), а, следовательно, будет увеличиваться и намагниченность подрешетки Co .

Итак, во всем интервале концентраций x магнитная структура соединений Nd_1-x Tb_x Co₂ описывается волновым вектором k = 0. Получено, что намагниченности R - и Co - подрешеток параллельны между собой при x £ 0.22 и антипараллельны при x > 0.22. Концентрационная зависимость намагниченности подрешетки Co подтверждает модель метамагнитного поведения зонной подсистемы в соединениях типа RCo₂ .

Список литературы

1. И.В. Островский Акустолюминесценция и дефекты кристаллов. Киев: Вища шк., 1993, 219 с.

2. С.А. Омельченко, А.А. Горбань, М.Ф. Буланый, А.А. Тимофеев ЭПР-исследования изменений зарядового состояния Cr по сечению дислокационных трубок в кристаллах ZnS // ФТТ, том 48, вып.5, с.638-642.

3. М.Ф. Буланый, А.Г. Сорокин, А.К. Флоров, А.Н. Хачапуридзе Автоматизированная система измерения спектров люминесценции полупроводников // Тез. докл. IX Науч.-техн. конф. с участием зарубежных специалистов “Датчики и преобразователи информации систем измерения, контроля и управления” - Датчик-97. Гурзуф. 1997. с.351 - 353.