Поведение диэлектрической проницаемости никелевого

УДК 539.2(06) Физика твердого тела
Л.Г. АНТОШИНА, Е.Н. ЕВСТАФЬЕВА
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
ПОВЕДЕНИЕ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ
НИКЕЛЕВОГО ФЕРРИТА-ХРОМИТА NiFeCrO4
В РАЙОНЕ ТЕМПЕРАТУРЫ КОМПЕНСАЦИИ
Обнаружен скачок величины диэлектрической проницаемости ферритахромита NiFeCrO4 в районе температуры компенсации.
Исследуемый состав является ферритом со структурой шпинели. У
магнитных соединений со структурой шпинели имеется две подрешетки:
В – октаэдрическая и А – тетраэдрическая, магнитные моменты, которых
Мокт, Мтетр направлены противоположно друг другу, и суммарный магнитный момент Мs = Мокт - Мтетр. В точке компенсации Тк магнитные моменты обеих подрешеток равны. Неель применил теорию молекулярного поля
Вейса к ферритам со структурой шпинели, используя два предположения:
1) феррит содержит только один сорт магнитных ионов; 2) взаимодействие между ионами в В – подрешетке пренебрежимо мало. Исходя из
такой концепции, Неель развил теорию ферримагнетизма для двух подрешеток и рассчитал, что в ферритах-шпинелях, в отличие от обычных
ферромагнетиков могут наблюдаться аномальные температурные зависимости спонтанной намагниченности. Согласно литературным данным
рассматриваемый феррит имеет аномальную кривую температурной зависимости спонтанной намагниченности s(T) N – типа, представленную на
рис. 1.
Катионное распределение феррита имеет вид Fe[NiCr]O4 и, соответственно, при Т = 0 К теоретический магнитный момент n0 теор = 0В. Нами
было установлено, что у феррита NiFeCrO4 магнитный момент
n0 эксп  (0.4  0.1)В, температура компенсации Тк = 325 К и температура
Кюри ТС = 575 К [1], что совпадает с литературными данными [2]. В тоже
время в литературе не был окончательно решен вопрос о том, какая подрешетка феррита-хромита ответственна за его магнитный момент, при
0 К. Однозначный ответ на этот вопрос могут дать измерения магнитосопротивления. Проведенное нами измерение магнитосопротивления позволило доказать, что в этом образце за магнитное упорядочение, при температуре Т = 0 К, ответственна В – подрешетка [3]. При этом, было обнаружено, что значения, как продольного (R/R), так и поперечного
198
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 4
УДК 539.2(06) Физика твердого тела
3
s, Гс см /г
N-тип
s
80
s
10
60

50
6
ÒС

70
8
sокт
s
12
40
30
4
20
Т
Òк
2
10
0
sтетр
0
100
200
300
400
500
600
0
700
Т, К
Рис. 1. Схематические кривые спонтанной зависимости намагниченности В –
подрешетки s окт., А – подрешетки s тетр.
и результирующей (Т) s = s окт. – s тетр.,
как функции температуры, для случая
аномальной зависимости s(T) N-типа
Рис. 2. Температурные спонтанной намагниченности s(T) и диэлектрической проницаемости для феррита-хромита NiFeCrO4
(R/R) магнитосопротивлений, измеренные в поле Н = 10 кЭ, в точке
компенсации Тк меняют знак с отрицательного на положительный. Таким образом, нами было установлено,
что изменение магнитного упорядочения феррита-хромита NiFeCrO4 при
Тк сопровождается изменением сопротивления феррита, измеренного в
магнитном поле. Поэтому представляло интерес выяснить, будет ли изменение магнитной структуры в точке компенсации сопровождаться изменением его электрических свойств.
Мы провели измерение диэлектрической проницаемости  ферритахромита NiFeCrO4 в интервале температур (292  380) К. На рис. 2 приведены температурные зависимости спонтанной намагниченности s(T) и
диэлектрической проницаемости (Т) исследуемого феррита. Видно, что в
районе температуры Тк величина  резко увеличивается.
Таким образом, в данной работе установлена взаимосвязь между магнитными и электрическими свойствами феррита-хромита NiFeCrO4: изменение магнитного упорядочения в точке компенсации Т к сопровождается
резким увеличением значения диэлектрической проницаемости .
Список литературы
1. Антошина Л. Г., Горяга А. Н., Саньков В. В. Температурная зависимость спонтанной
намагниченности ферритов-шпинели с фрустрированной магнитной структурой. // ФТТ.
2000. 42. № 8. С.1446-1448.
2. Николаев В. И., Дубовцев И. А., Угодников Г. Г., Якимов С. С. Исследование эффекта
Мессбауэра на ядрах Fe57 в феррите-хромите никеля с точкой компенсации. //Известия АН
СССР, сер. Физическая, 1966. Т. ХХХ. №6. С.949 – 956.
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 4
199
УДК 539.2(06) Физика твердого тела
3. Антошина Л. Г., Евстафьева Е. Н., Кокорев А. И. Магнитная структура ферритахромита NiFeCrO4. // Intermatik – 2004 часть 1. С.95–97.
200
ISBN 5-7262-0555-3. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2005. Том 4