Проект Мюоний тема: Исследование магнитной структуры твердых тел на μ-канале ПИЯФ. В.П.Коптев. - презентация

1 Проект Мюоний тема: Исследование магнитной структуры твердых тел на μ-канале ПИЯФ. В.П.Коптев

2 2 Метод исследований: µSR

3 гг. Исследование магнитных фазовых переходов и распределение локальных магнитных полей в системах с конкурирующим взаимодействием. 1. P-SG переход в Cu 1-x Mn x 0.2

4 4 Исследования магнитных характеристик гомогенных сплавов Cu 1-x Mn x c большим содержанием марганца. x0.6 два фазовых перехода P-AF-SG. 0.2

5 5 Температурная зависимость поляризации для различных концентраций Mn. x=0.17 один фазовый переход P-SG x=0.8 два фазовых перехода P-AF-SG x=0.45 полная деполяризация при Т= К два фазовых перехода?

6 6 Функция релаксации для образца Cu 0.55 Mn 0.45 в диапазоне температур (20 300) K.

7 7 Температурная зависимость динамических (λ, λ d ) и статической (Δ) скоростей релаксации. Спин-стекольная фаза проявляется после второго фазового перехода.

8 8 Фазовая диаграмма гомогенных медномарганцевых сплавов Cu 1-x Mn x. Магнитному фазовому переходу в состояние спинового стекла предшествует переход в состояние суперпарамагнетика.

9 (Pd 0,984 Fe ) 0,95 Mn 0.05 Исследование распределений локальных статических полей в неупорядоченном магнетике мюонным методом Восприимчивость: переход P-FM переход FM-SG T c =39K T s =(7-10)K Деполяризация уменьшение деполяризации нейтронов: при T < 28K Вопрос: внутри FM появляется SG, т.е. еще один переход FM-ASFM при T=T A =28K ? Должно быть во внешнем поле: (H) H=H 0 (1-T H /T A,H=0 ) 0.5 ?

10 10 Температурная зависимость динамической скорости релаксации λ.

11 11 Зависимость величины среднего поля H от температуры. Зависимость ширины распределения Δ статических полей от температуры.

12 12 Функции релаксации спина мюона при Т=28К (лучшее описание как FM) Функции релаксации спина мюона при Т=15К (лучшее описание как комбинация FM и SG)

13 13 (Pd 0,984 Fe 0,016 ) 0,95 Mn 0,05 Температурная зависимость доли спин-стекольного вклада в деполяризацию ансамбля мюонов. При температуре Т а ~28К наблюдается частичный переход из ферромагнетного состояния в состояние асперомагнетика (?), предшествующего переходу в состояние спинового стекла. Окончательный вывод: зависимость Т а от внешнего магнитного поля-?.

14 14 а). Материалы с большим магнитосопротивлением б). Наличие ферромагнитных и ферроэлектрических переходов. Возможность управлять электрическими (магнитными) характеристиками с помощью внешних магнитных (электрических) полей. Образцы: HoMnO 3 T c =71 K, T SR =33 K La 0.82 Ca 0.18 MnO 3 T c =155 K, T SR =? Исследование взаимодействия ферромагнитного и ферроэлектрического порядка в редкоземельных манганитах RMnO 3 Проведены первые пробные измерения для выяснения: а). качества образцов б). возможности μSR- измерения распределений локальных магнитных полей

15 15 Температурная зависимость поляризации мюонов HoMnO 3 Температурная зависимость динамической релаксации При Т~71К наблюдается узкий фазовый переход в состояние 3D коллинеарного ферромагнетика.

16 16 Функция релаксации при Т=69 К. HoMnO 3 Функция релаксации при Т=120 К. La 0,82 Ca 0,18 MnO 3

17 17 Функция релаксации при Т=30 К. Функция релаксации при Т=20 К. HoMnO 3 La 0,82 Ca 0,18 MnO 3 При температуре в обоих образцах наблюдается сильное искажение локальных магнитных полей.

18 18 В гг. Были выполнены следующие работы. 1. Завершена работа по μSR исследования Cu 1-x Mn. Показано, что в области концентрации марганца 0,2

19 19 План работ на 2006 г. а) провести µSR измерение локальных полей в (Pd Fe ) 0.95 Mn 0.05 во внешних магнитных полях Ое в диапазоне температур 10-40К. б) в образцах HoMnO 3 и La 0.82 Ca 0.18 MnO 3 провести µSR измерения локальных магнитных магнитных полей в нулевом внешнем магнитном поле и диапазоне температур К. в) до 2005 г. в России достаточно активно работали две µSR установки: ОИЯИ (Дубна) и ПИЯФ (Гатчина). В 2005 г. по ряду технических причин работа в Дубне была временно приостановлена не менее чем на 2 года. На совместном периодическом совещании двух µSR- групп было решено в гг. часть µSR-исследований, выполняемых в Дубне, проводить как совместные эксперименты в Гатчине. Одно из наиболее интересных направлений ранее не проводимых с помощью µSR-метода: исследование феррожидкостей на основе Fe 3 O 4. По существу задача сводится к исследованию магнитных характеристик наноструктурных образований. Очень важно, что существует возможность использования калиброванных гранул Fe 3 O 4 переменного размера, начиная с диаметра ~100 A. Трудность: малое объемное количество рабочего материала (~5% объема). Пробные µSR измерения, выполненные в Дубне достаточно оптимистичны: при Т ~230К наблюдался узкий магнитный фазовый переход, а при температурах ниже перехода наблюдается экспоненциальная релаксация спина µ-мезона, характерная для суперпарамагнитных образований. В 2006 г. В ПИЯФ планируется провести более детальные исследования в диапазоне температур К во внешних полях Ое.