Вариация локальных магнитных моментов в MnAs под давлением. Магнитообъемный анализ

Abstract

Проведено исследование изменения величины локальных магнитных моментов ML в MnAs под действием давления с помощью эмпирического метода, позволяющего детектировать такие изменения путем анализа магнитообъемных эффектов. Получено, что при понижении температуры магнитоструктурного фазового перехода 1-го рода из ферромагнитного FM(B81) в парамагнитное PM(B31) состояние скачкообразное уменьшение величины ML нарастает, так что имеет место плавное изменение магнитного состояния атомов Mn в парамагнитной области фазовой P–Т-диаграммы (вблизи границы с фазой FM(B81)) от «высокоспинового» с ML = 3.2μB при ТС = 318 K до «низкоспинового» с ML = 2.2μB при ТС = 225 K. При дальнейшем понижении температуры и переходе к области существования двойной спиральной структуры DS(B31) достигнутое низкоспиновое состояние атомов Mn вблизи указанной границы сохраняется (ML = 2.1μB при ТK = 10 K). Увеличение давления в фазе В31 при низких температурах приводит к плавному уменьшению величины локальных магнитных моментов атомов Mn в «низкоспиновом» состоянии вплоть до значения ML = 1.48μB при P = 38 kbar. Сделано сопоставление полученных результатов с имеющимися литературными данными.

Проведено дослідження зміни величини локальних магнітних моментів ML в MnAs під дією тиску за допомогою емпіричного методу, що дозволяє детектувати такі зміни шляхом аналізу магнітооб’ємних ефектів. Отримано, що при зниженні температури магнітоструктурного фазового переходу 1-го роду з феромагнітного FM(B81) в парамагнітний PM(B31) стан стрибкоподібне зменшення величини ML наростає, так що має місце плавна зміна магнітного стану атомів Mn у парамагнітнiй області фазової Р–Т-діаграми (поблизу границi з фазою FM(B81)) від «високоспiнового» з ML = 3.2μB при ТС = 318 K до «низькоспінового» з ML = 2.2μB при ТС = 225 K. При подальшому зниженні температури і переході до області існування подвійної спіральної структури DS(B31) досягнутий низькоспіновий стан атомів Mn поблизу вказаноï фазовоï границi зберігається (ML = 2.1μB при ТK = 10 K). Пiдвищення тиску у межах фази В31 при низьких температурах призводить до плавного зменшення величини локальних магнітних моментів атомів Mn в «низькоспіновому» стані аж до значення ML = 1.48μB при Р = 38 kbar. Проведено порiвняння отриманих результатів з наявними літературними даними.

Pressure-induced changes in value of local magnetic moments ML in MnAs have been studied by empirical method enabling the detection of changes through the analysis of magnetovolume effects. It has been determined that ML value decreases in a jump-like manner with the decrease in temperature of the 1st-order ferromagnetic FM(B81)–paramagnetic PM(B31) magnetostructural phase transition, and in the paramagnetic region of the P–T phase diagram (near the FM(B81) boundary) the magnetic state of atoms smoothly changes from «high-spin» with ML = 3.2μB for TC = 318 K to «low-spin» with ML = 2.2μB for ТС = 225 K. The attained low-spin state of Mn atoms is preserved near the mentioned phase boundary (ML = 2.1μB for ТK = 10 K) even at further decrease of the temperature and during the transition to the region of double spiral structure DS(B31). Pressure increase in phase B31 at low temperature results in a smooth decrease of the value of local magnetic moments of Mn atoms in the low-spin state down to ML = 1.48μB for Р = 38 kbar. The results are compared with literature data.