Температурно-полевые особенности магнитострикции в антиферромагнитной фазе легкоплоскостного антиферромагнетика CoCl₂

Abstract

Анализируются полученные экспериментальные магнитополевые зависимости анизотропной в легкой плоскости магнитострикции антиферромагнетика CoCl₂ в упорядоченной фазе при различных температурах. Показано, что полевая зависимость величины стрикции в однодоменном антиферро-магнитном состоянии во всем интервале температур сохраняет пропорциональность квадрату приложенного поля, что хорошо соответствует классической (неелевской) схеме схлопывания спинов подрешеток. Температурные зависимости внутриподрешеточного и межподрешеточного вкладов в магнитоупругость пропорциональны друг другу. Зависимость поля схлопывания от температуры, установленная с использованием магнитострикционных данных, совпадает с полученной ранее из наблюдений АФМР. Температурная зависимость величины спонтанной анизотропной стрикции, определенная путем экстраполяции магнитострикции в однодоменном состоянии к нулевому полю, близка к M~T⁴.

An analysis is made of the experimental magnetic-field curves of the anisotropic (in the easy-plane) magnetostriction of the antiferromagnet CoCl₂ at different temperatures in the ordered phase. It is shown that the field dependence of the magnetostriction in a single-domain antiferromagnetic state remains proportional to the square of the applied field over the entire temperature range; this behavior corresponds well to the classic (Néel) scheme of collapse of the sublattice spins (spin flip). The temperature dependences of the intrasublattice and intersublattice contributions to the magnetoelasticity are proportional to each other. The temperature dependence of the spin-flip field obtained from the magnetostriction data agrees with that obtained previously from observations of the antiferromagnetic resonance (AFMR). The temperature dependence of the spontaneous anisotropy of the magnetostriction, obtained by extrapolating the magnetostriction in the single-domain state to zero field, is close to M∼T⁴.