2
Содержание
Введение 4
Глава 1. Литературный обзор.
§1.1. Краткое описание РЗ гексаборидов. 15
§1.2. Особенности кристаллической структуры и фононного спектра ЯВ6. 18
§1.3. Физические свойства РгВб, N685 и (їсІВс,. 21
§1.4. Физические свойства ЕиВ6 и твердых растворов замещения Еиі.хСахВ6. 28
§1.5. Магнитосопротивлеиие ЯВб. 32
§1.6. Поверхность Ферми и эффект Холла в ВВГ,. 37
Глава 2. Методика эксперимента.
§2.1. Синтез и характеризация образцов. 42
§2.2. Установка для измерения коэффициента Холла и магнитосопротивления. 43
§2.3. Установка для измерения низкотемпературной теплоемкости. 46
Глава 3. Магнитосопротивлеиие соединений РгВ6, ЖВ6 и Сс!В6.
§3.1. Температурные зависимости удельного сопротивления РгВб, Ыс1В6 и Ос1В6. 51
§3.2. Магнитосопротивлеиие РгВ6. 56
§3.3. Магнитосопротивлеиие ЖВб. 64
§3.4. Магнитосопротивлеиие всіВб. 67
§3.5. Обсуждение результатов. 71
Глава 4. Магнитная Н-Т фазовая диаграмма КВ6 (К=Рг, N(1, всі).
§4.1. Угловые зависимости магнитосопротивления РгВб,
№В6 и всіВб. 100
§4.2.1 Іизкотемпературиая теплоемкость РгВ6 и ШВб. 108
3
§4.3. Магнитная Н-Т фазовая диаграмма ЯВ6 (Я=Рг, N(1, Сс!). Глава 5. Эффект Холла в соединениях КВ6 (К=Рг, N(1, 0(1).
§5.1. Угловые зависимости холловского сопротивления (К=Рг, N01, Сс1).
§5.2. Анализ холловского сопротивления РгВ6 и №В6 в сильном маши гном поле.
§5.3. Коэффициент Холла в КВб (К=Рг, N(1, 0(1).
§5.4. Вклад второй гармоники в холловское сопротивление РгВб и №В6.
§5.5. Обсуждение результатов.
Глава 6. Транспортные свойства твердых растворов замещения Еи1.хСахВб (дг=0, 0.08, 0.17, 0.26).
§6.1. Температурные зависимости удельного сопротивления соединений Еи,_хСахВ6 (*=0, 0.08, 0.17, 0.26).
§6.2. Магнитосопротивление соединений Еи|.хСахВ6 (х=0, 0.08, 0.17, 0.26).
§6.3. Угловые зависимости холловского сопротивления Еи,.хСахВ6 (лг=0, 0.26).
§6.4. Обсуждение результатов.
Выводы
Заключение
Публикации но теме диссертации Цитируемая литература
112
119
124
128
133
134
141
145
146 151 164 166 168 176
4
Введение.
Одно из приоритетных направлений развития физики конденсированного состояния вещества связано с созданием и изучением новых материалов со специальными свойствами. В этой связи исследование необычных физических свойств соединений на основе редкоземельных (РЗ) элементов представляє гея важным и значимым как с точки зрения фундаментальной науки, так и для реализации различных технических приложений. Особенностью РЗ систем являются сильные электронные корреляции, которые приводят к значительной перенормировке спектра квазичастичных возбуждений и, вследствие этого, к появлению целого ряда аномалий физических характеристик и многообразию видов основного состояния. В такой ситуации магнитная структура соединений РЗ элементов определяется сложной конкуренцией взаимодействий различной природы (косвенного обмена через электроны проводимости, кристаллического электрического ноля (КЭП), гибридизации локализованных ^/-орбиталей с зонными состояниями и др.), что существенно затрудняет теоретическое описание этих материалов. При этом, несмотря на длительный период изучения указанных соединений, вопрос об учете эффектов сильных электронных корреляций, определяющих аномалии физических характеристик соединений на основе РЗ элементов, вплоть до настоящего времени остается открытым.
Среди наиболее ярких примеров веществ с сильными электронными корреляциями выделяются РЗ гексабориды ЯВ6. Эти системы привлекают внимание исследователей в качестве перспективных объектов для практического применения. С развитием технологии синтеза данные соединения оказались широко востребованы в качестве эффективных термоэмиссионных материалов. Наряду с этим, наблюдается интерес и к фундаментальному исследованию ИВ6. Благодаря простой кристаллической
5
структуре гексабориды РЗ элементов являются модельными объектами для изучения магнитных и транспортных свойств металлов, природы магнитных взаимодействий и особенностей формирования основного состояния. При этом особенности электронной структуры указанных соединений приводят к необходимости учета корреляционных эффектов в 1Шб. В частности, исследуемые в данной работе гексабориды празеодима (РгВб), неодима (ЫбВ6) и гадолиния (Ос1В6) демонстрируют аитиферромагнитный (АФМ) тип упорядочения моментов РЗ ионов, а гсксаборид европия (ЕиВ6) является единственным ферромагнетиком (ФМ) среди соединений данного класса. Таким образом, изучение указанных гексаборидов начала и середины редкоземельного ряда дает уникальную возможность проследить эволюцию механизмов формирования основного состояния с ростом заполнения 4/-уровня РЗ иона, расположенного в одинаковом кристаллическом окружении кубической решетки Вб.
С этой целью в работе выполнено исследование транспортных и тепловых свойств гексаборидов РгВ6, №В6, Сс1Вб и твердых растворов замещения на основе гексаборида европия (Еи1.хСахВ6, х=0, 0.08, 0.17, 0.26). При этом исследование магнитосопротивления и коэффициента Холла в широком диапазоне температур (2-300 К) и магнитных полей (до 80 кЭ) позволяет получить детальную информацию о режимах зарядового транспорта и характеристиках носителей заряда в магнитоупорядоченной и парамагнитной фазах указанных гексаборидов, а изучение низкотемпературной теплоемкости необходимо для определения параметров магнитной Н-Т фазовой диаграммы. Применение перечисленных выше экспериментальных методик к исследованию редкоземельных соединений оказывается весьма актуальным как для комплексной характеризации физических свойств РЗ гексаборидов, так и для проверки существующих теоретических подходов к описанию зарядового транспорта указанных объектов.
6
Цель работы. Для выяснения природы и особенностей формирования основного магнитного состояния РЗ гексаборидов RB6 (R=Pr, Nd, Gd) представляет интерес проведение измерений транспортных характеристик при гелиевых и промежуточных температурах, отвечающих парамагнитной (ИМ) и магнитоупорядоченным фазам в этих системах. Поэтому в число задач настоящей работы включены прецизионные измерения магнитосопротивления и эффекта Холла RB6 (R=Pr, Nd, Gd), а также сопоставление полученных результатов между собой и с литературными данными для гексаборидов церия (СсВ6) и лантана (LaB6).
Для определения параметров и оценки характера анизотропии магнитной Н-Т фазовой диаграммы РЗ гексаборидов RB6 (R=Pr, Nd) представляет интерес проведение исследований низкотемпературной теплоемкости. Кроме того, данные измерения необходимы для сопоставления с результатами угловых и полевых зависимостей магнитосопротивления указанных систем.
С целью изучения влияния беспорядка замещения на амплитуду эффекта колоссального магнитосопротивления (КМС), а также на параметры ферромагнитного основного состояния гексаборида европия (ЕиВ6) и твердых растворов замещения Eui.xCa413f, (х=0.()8, 0.17, 0.26) в число задач данной работы включено исследование магнитосопротивления и коэффициента Холла указанных РЗ гексаборидов. При этом особый интерес представляет сопоставление результатов, полученных для систем Еи|_хСахВб, с транспортными свойствами АФМ гексаборидов PrB6, NdB6 и GdB6.
Практическая значимость результатов работы.
Полученные в диссертационной работе результаты способствуют дальнейшему развитию представлений о природе эффектов сильных электронных корреляций, определяющих аномалии физических свойств, и особенности формирования основного магнитоупорядоченного состояния
7
соединений PrB6, NdB6, GdB6 и EuB6. Изучение эффекта KMC в модельных системах Еи|.хСахВ6 (л=0, 0.08, 0.17, 0.26) позволяет рассчитывать на последующее применение полученных знаний к описанию сложных систем, например, легированных манганитов лантана и других РЗ элементов. Результаты исследования твердых растворов замещения Eui_xCaxB6 могут быть использованы при разработке и создании новых магниторезистивных датчиков и средств магнитной записи, принцип работы которых основан на эффекте КМС.
Научная новизна работы.
1. Проведен комплексный анализ гальваномагнитных свойств (магнитосопротивление и коэффициент Холла) соединений PrB6, NdB6, GdB6 и твердых растворов замещения Eui.xCaxB6 (*=0, 0.08, 0.17, 0.26) в области температур 2-300 К в магнитных полях до 80 кЭ.
2. Выполненные измерения полевых зависимостей поперечного магнитосопротивления Ар(Н)/р соединений РгВ6 (Н||<100>, Н||<110>, Н||<111 >), NdB6 (Н||<001 >) и GdB6 (Н||< 110>) позволили установить сложный знакопеременный характер магниторезистивного эффекта в магнитоупорядоченных фазах указанных АФМ металлов. Для анализа полученных данных разработана процедура разделения вкладов в магнитосопротивление, позволяющая выделить наряду с /) отрицательным квадратичным вкладом Ар/р^В(Т)Н2 (В(Т)<0) два добавочных вклада: 2) положительный линейный Ap/fp^A(T)lI и 3) знакопеременный ферромагнитный вклад с насыщением D(T,H). В рамках модели Иосиды, применяемой для изучения вклада I), оценена величина локальной магнитной восприимчивости Xioc(T). Полученные результаты исследований магнитосопротивления в парамагнитной и магнитоупорядоченных фазах РгВб, NdB6 и GdB6 обнаруживают общий характер поведения кривых Ар(Н)/р,
связанный с определяющей ролью локальной спиновой поляризации 5с1-состояний РЗ ионов при формировании сложной магнитной структуры в этих соединениях. Показано, что понижение температуры приводит к образованию магнитных кластеров наноразмера из локализованных магнитных моментов Я3+ ионов и 5с/-ферронов в изучаемых трех валентных гексаборидах ЯВг, (Я=Рг, Ш, вб). Результаты исследования магнитосопротивления позволили восстановить магнитную Н-Т фазовую диаграмму соединений РгВ6, ШВб и СсШб.
3. По результатам исследования магнитосопротивления и низкотемпературной теплоемкости (РгВ6, ШВ6) восстановлена магнитная Н-Т фазовая диаграмма соединений РгВ6, ШВб и Ос1В6. Из анализа угловых и полевых зависимостей магнитосопротивления РгВ6, измеренных для ориентаций магнитного поля Н||<1()0>, Н||<110>, Н||<111>, обнаружена новая магнитная фаза АФМ2 в окрестности ТМу формирующаяся только для направления Н||<11()>. Полученные результаты позволяют объяснить существующее противоречие в литературных данных, описывающих магнитную Н-Т фазовую диаграмму РгВ6 для Н||< I I 0>.
4. Впервые подробно исследовано магнитосопротивление в АФМ и ПМ фазах Сс1В6. Из анализа полученных данных обнаружено влияние предыстории изменения температуры в интервале Г<4.7 К на характер гистерезисных особенностей на кривых Др(Н)/р вЬ-иС фазах Сс1В6.
5. Выполнены детальные исследования коэффициента Холла РЗ гексаборидов РгВ6, ШВ6 и Сс1В6 при температурах 2-300 К в магнитном поле до 80 кЭ. Установлено, что в ПМ фазе указанных соединений коэффициент Холла практически не зависит от температуры и принимает следующие значения: Я„(РгВ6)—(4.2±0.1)*10^ см3/Кл, /^(Ыс1В6)^(4±0.1) 10"4 см3/Кл и /?/ХСс1Вб)—(4.02±0.1 )• 10~* см3/Кл, соответствующие приведенной концентрации носителей заряда п/п.,^РгВб)~ 1.05, /?//т//(М/#б)~1.09, п/пц(С<1В6)~ 1.05. Анализ изменения величины Гдг в ряду Рг - Ис1 - Сс1 в
9
рамках соотношения де Жена позволил сделать вывод о необходимости учета поляризации зонных 5d-состояний для объяснения транспортных свойств соединений РгВ6, NdB6 и GdB6.
6. Выполненные в данной работе исследования полевых и угловых зависимостей магнитосопротивлсния и температурных зависимостей коэффициента Холла NdB6 позволили наблюдать аномалию на кривых Ар(Т)/р, р((р, Т0, Н0)/р(О, Т0, Н0) и Rh(T) вблизи Т'(ШВ())~А- К в области магнитных полей Яо>10кЭ. Обнаруженная смена характера рассеяния носителей заряда при 7'(NdB6) указывает на возможное изменение в электронной и магнитной структуре в ЛФМ фазе NdBfl.
7. В результате исследования магнитосопротивления твердых растворов замещения Еи1.хСахВб (х=0, 0.08, 0.17, 0.26) получено прямое экспериментальное подтверждение концентрационного перехода металл-изолятор (ПМИ) при дгл//~0.2. Обнаружено, что рост концентрации кальция до л*=0.26 сопровождается усилением эффекта КМС до рекордных значений р(0)/р(Н)~1-№5. Анализ магнитосопротивления систем Eu!.xCaxB6 в рамках модели Иосиды позволил оценить величину локальной магнитной восприимчивости и установить кюри-всйссовский характер поведения кривой хюс(Т) в интервале температур 7’с<7’<80 К. По полученным данным восстановлена концентрационная х-Т фазовая диаграмма твердых растворов замещения EUi_xCaxB6.
8. Исследования эффекта Холла гсксаборидов ЕиВ6 и Euo.74Cao.26B6 позволили выполнить оценки величин коэффициента Холла Rh(T), холловской подвижности ри> и приведенной концентрации носителей заряда указанных соединений. Для системы Euo.74Cao.26B6 впервые обнаружена смена режимов зарядового транспорта с переходом от дырочной проводимости (R/i>0, H<Hmv) к электронной (R//<0, H>Hiny) в ин тервале температур 8-40 К. Оценки эффективной массы носителей заряда /;Г(.т=0.26)~(4.3-13)т0 (т0 -масса свободного электрона) свидетельствуют о необходимости учета спин-
!0
поляронпых эффектов при описании транспортных свойств твердых растворов замещения Еи|.хСахВб.
Совокупность перечисленных результатов выносится на защиту.
Личный вклад»
Личный вклад автора в исследование транспортных и тепловых свойств редкоземельных гсксаборидов включает в себя:
1. Модернизацию частей и блоков экспериментальной установки и усовершенствование методики измерений низкотемпературной теплоемкости. Проведение калибровочных измерений низкотемпературной теплоемкости.
2. Измерение температурных зависимостей теплоемкости соединений РгВб и ИсШб в диапазоне температур 2-10 К.
3. Анализ зависимостей СГ(Т, Н0), полученных в области температур 2-14 К, в магнитном иоле до 90 кЭ, ориентированном вдоль направлений н||< 100>, Н||<110> и Н||<111>.
4. Измерение температурных и полевых зависимостей магнитосопротивления РЗ гексаборидов РгВ6, ЫсИ36, СсИЗб и твердых растворов замещения Еи|.хСахВ6 (х=0, 0.08, 0.17, 0.26).
5. Прецизионное исследование магнитосопротивления в АФМ фазе РгВ6 для трех ориентаций магнитного ноля Н||<100>, Н||<110>, Н||<111 > в диапазоне температур 2-8 К, в магнитных полях до 90 кЭ.
6. Разделение вкладов в магнитосопротивление трехвалентных гексаборидов РгВб, ИсШб, С|бВ6 и твердых растворов замещения Еи,.хСахВб (*=0, 0.08, 0.17, 0.26).
7. Измерение и анализ угловых зависимостей магнитосопротивления р(ц>)/р{0) гексаборидов РгВ6, Ыс1В6 и Ос1В6 в диапазоне температур 2-16 К и магнитных полей до 80 кЭ.
11
8. Измерение и анализ температурных и полевых зависимостей коэффициента Холла РЗ гексаборидов PrB6, NdB6) GdB6 и твердых растворов замещения Euj.xCaxB6 (х=0, 0.26).
9. Разработку процедуры корректного анализа кривых рц((р) в сильном магнитном поле для систем РгВ6 и NdB6.
10. Написание статей и публикация полученных данных.
При анализе транспортных свойств исследуемых РЗ гексаборидов использовались результаты измерений удельного сопротивления и коэффициента Холла соединений LaB6, СеВ6 полученных К.В.Гоньковьтм и А.В.Богачсм в отделе низких температур и криогенной техники Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН. Измерения температурной зависимости магнитной восприимчивости в малом магнитном поле (//<1.3 кЭ) для соединений РгВ6, NdB6, GdB6 и твердых растворов замещения Eii[.xCaxB6 (*=0, 0.08, 0.17) были выполнены A.B.Кузнецовым на установке СКВИД-магнитометр в отделе низких температур и криогенной техники Института общей физики им. А.М.Прохорова РАН. Экспериментальные данные температурных и нолевых зависимостей теплоемкости РгВб в магнитном поле до 90 кЭ, ориентированном вдоль направлений Н||<100>, Н||<1 10>, Н||<111>, были получены на установке Quantum Design PPMS-9 С.Габани, К.Флахбартом, М.Райфферсом в Институте экспериментальной физики САН (г. Кошице, Словакия).
Апробация работы и публикации.
Основные результаты работы докладывались на 50, 51, 52, 53 научных конференциях МФТИ (Долгопрудный, 2007, 2008, 2009, 2010), Moscow International Symposium on Magnetism (Москва, 2008), 25-th International Conference on Low Temperature Physics (Amsterdam, 2008), The International Conferences on Magnetism (Karlsruhe, 2009) and Quantum Criticality & Novel
Phases (Dresden, 2009), 14th Czech and Slovak Conference on Magnetism-10 (CSMAG’10), 35-ом совещании по физике низких температур (Черноголовка, 2009), па школе-семинаре по проблемам физики конденсированного состояния вещества (СПФКС-10, 11, Екатеринбург), на конференциях ’’Сильно коррелированные электронные системы и квантовые критические явления” (Троицк, 2007, 2008, 2009, 2010), на конференции “Ломоносов” (МГУ, 2009, 2010), на конференции “Физика и прогресс” (Санкт-Петербург, 2008), а также на семинарах ИОФ РАМ.
По результатам диссертации опубликовано 52 печатные работы, включая 14 статей в рецензируемых журналах и 38 тезисов докладов на российских и международных конференциях.
Результаты проведенных исследований и вспомогательные главы в рамках диссертационной работы организованы следующим образом:
Первая глава посвящена обзору литературы. Приводится краткое обсуждение физических свойств объектов исследования и теоретических моделей.
Во вгорой главе описываются применяемые в работе оригинальные экспериментальные установки для измерений гальваномагнитных характеристик и низкотемпературной теплоемкости. В данной главе также представлена методика синтеза и характеризации образцов.
Третьи глава посвящена исследованию полевых зависимостей магнитосопротивления гексаборидов РгВ6 (для направлений магнитного поля Н||<100>, Н||<110>, Н||<111>), NdB6 (Н||<001>), GdB6 (Н||<110>). Подробно описана процедура разделения вкладов в магнитосопротивление. Обсуждается природа положительного линейного вклада. Приведено сравнение данных локальной магнитной восприимчивости, полученной из анализа отрицательного квадратичного вклада в рамках модели Иосиды, с результатами исследований объемной магнитной восприимчивости. На
13
основе подробного анализа магнитного вклада сделан вывод об образовании магнитных кластеров и их участии в формировании сложной магнитной структуры основного состояния РЗ гексаборидов РгВб, Ыс!В6 и СсШ6.
Четвертая глава посвящена исследованию магнитной Н-Т фазовой диаграммы по данным угловых зависимостей магнитосопротивления р(<р)/р(0) соединений РгВб, Ыс!В6 и Сс1В6. Приведены температурные зависимости низкотемпературной теплоемкости в отсутствии магнитного поля (для РгВб и Ыс1Вб) и в магнитном поле до 90 кЭ (для РгВ6), ориентированном вдоль направлений Н||<100>, Н||< 110> и И||<111>. По данным исследований транспортных и тепловых (для РгВб) характеристик восстановлены магнитные Н-Т фазовые диаграммы изучаемых соединений. Подробно обсуждается их анизотропия. Для гексаборида празеодима разобраны противоречия предыдущих исследований.
В пятой главе исследуется коэффициент Холла РгВб, МВ6, всШб в сильных и малых магнитных полях. Для РгВб и ЖВ6 представлена процедура анализа кривых рц((р) в сильном магнитном поле. Полученные зависимости Ян(Т) систем РгВ6, N636 и всШб сопоставлены с литературными данными. В случае Мс1Вб отдельно разбираются противоречивые данные предыдущих исследований эффекта Холла. Из анализа полученных результатов в рамках формулы дс Жена делается вывод об определяющей роли косвенного обменного РККИ-взаимодействия в формировании магнитоупорядоченной фазы РгВб, Хс1В6 и о необходимости учета дополнительного механизма при формировании АФМ фазы в Ос1Вб. Отдельно обсуждается природа второй гармоники в холловском сопротивлении для систем РгВ6 и Ы(1В6.
Шестая глава посвящена исследованию транспортных свойств систем с колоссальным магнитосопротивлением на основе твердых растворов замещения Еи1.хСахВ6 (*=0, 0.08, 0.17, 0.26). По аналогии с гексаборидами РгВб, №В6 и всШб выполнена процедура разделения вкладов и получены температурные зависимости локальной магнитной восприимчивости. В
14
рамках модели двойного обмена обсуждается концентрационная х-Т фазовая диаграмма твердых растворов замещения Еи|_хСахВ6, восстановленная по результатам измерений транспортных свойств. Для составов Еи|.хСахВ6 (*=0,
0.26) представлены исследования эффекта Холла и выполнена оценка приведенной концентрации и холловской подвижности. В системе Еи0.74Сао.2бВб обнаружена смена режима транспорта в магнитном поле с переходом от дырочного к электронному типу проводимости.
В заключительной части диссертации сформулированы основные выводы по результатам работы, представлены благодарности, приведены списки трудов автора по теме диссертации и цитируемой литературы.
15
Глава 1. Литературный обзор.
§1.1 Краткое описание РЗ гексаборидов.
В последнее время внимание исследователей привлекают редкоземельные бориды: дибориды (КВ2), тетрабориды (ЯВд), гексабориды (КВ6) и додскабориды (КВ12) [1-4]. Среди соединений данного класса выделяются гексабориды, вызывающие значительный интерес в качестве перспективных объектов для практического применения. В настоящее время данные соединения оказываются широко востребованными при создании эффективных катодных эмиттеров электронов большой мощности, в изготовлении электронных микроскопов, оже-спектрометров и микроанализаторов, а также в качестве перспективных термоэлектриков и поглощающих материалов [5-10]. Величина работы выхода систем ЯВ6 и некоторые параметры РЗ ионов представлены в габ.1.
Вместе с тем, наблюдается интерес и к фундаментальному исследованию РЗ гексаборидов, связанный с возникновением целого ряда аномалий физических характеристик и многообразием видов основного состояния в ряду РВ6. В частности, из гексаборидов первой половины РЗ ряда диамагнитный ЬаВ6 испытывает переход в сверхпроводящее состояние при 0.45 К [15], а соединение с тяжелыми фермиоиами СеВ6 принято считать классическим примером концентрированной кон до-системы, в которой с понижением температуры происходит переход в фазу II с так называемым аптиферроквадрумольным (АФК) упорядочением (7^3.3 К) и, далее, ниже температуры Нееля 7^2.3 К, достигается сложное амтиферромагнитное модулированное основное состояние [16-19]. Однако, по результатам прецизионных исследований транспортных, магнитных и тепловых характеристик, выполненным в работе [20], было выдвинуто предположение, что вместо АФК состояния в системе СеВб в температурном интервале Тн<Т<Т() реализуется фаза волны спиновой плотности (ВСП).
16
Более подробное обсуждение природы фазы II в СеВ^ будет представлено в §3.5.7.
Следующие за СеВ6 гексабориды празеодима (РгВ6) и неодима (ШВ6) также являются антиферромагнитными металлами, в которых магнитные свойства считаются обусловленными локализованными магнитными моментами РЗ ионов, взаимодействующими между собой через электроны проводимости (РККИ-механизм) [13]. Соединение с переменной валентностью БтВб представляет собой узкозонный полупроводник с энергетической щелью в спектре электронных состояний £Л~19 мэВ [21, 22], а соединение с колоссальным магнитосопротивлением, гексаборид европия (ЕиВг,), принято считать полуметаллом, в котором при низких температурах наблюдаются последовательные переходы полуметалл-металл и парамагнетик-ферромагнетик [23, 24].
Для магнитных гексаборидов второй половины РЗ ряда установлен антиферромагнитный тип упорядочения при 7’л-{Сс1Вб)~15 К, Гл>(ТЬВб)~19.5К, 7'л(ОуВ6)-26 К и ГдКНоВгО^З.б К. При этом в Ос1В6 обнаружена Ь-фаза, природа которой до сих пор является предметом дискуссий [14, 25]. Гексаборид тербия (ТЬВ6) характеризуется сложной магнитной фазовой диаграммой, содержащей большое количество метамагнитных переходов в интервале 7<7}у(ТЬВ6) [26]. В соединениях ОуВ6 и НоВ6 обнаружен промежуточный структурный переход при 7’(Г)уВг,)~30 К [27-29] и 7>;(НоВб)-6.1 К [30-31], предшествующий АФМ упорядочению. Наконец, замыкающий ряд РЗ гексаборидов диамагнитный УЬВ6 представляет собой типичный узкозонный полупроводник [32].
В данной работе исследуются гексабориды начала и середины РЗ ряда: трехвалеитные РгВ6, ШВ6, Сс1Вб и двухвалентные твердые растворы замещения Еи1.хСахВ6 (л-0, 0.08, 0.17, 0.26). Структура литературного обзора построена таким образом: в следующем параграфе будут описаны
особенности кристаллического строения и фононного спектра систем КВ6,
>< СГ го О' о О- го с» го с го О' 00 3 53 С4 2: о- 53 о 53 ■1 5) С4 о о 53 СГ' г р 53 С4 1 Гексабориды
Ох се оГ с/э ю -р ел се_ сГ уз ю -Р -^1 ел °о 04 С/3 N 4е ел О- с 04 сл м 4^ ч"г ел 04 УЗ к -р '-ц и ел °С 04 УЗ к -и ел се 04 ч» ел С-_ 04 УЗ КЗ Электронная конфигурация РЗ атома
1237.91 ю ы ы ю ю рч со и> »о ел *ю со го о 40 *—■ ю о У •о ю о 4Є 40 00 ю о из *о -о Молярная масса, г/моль
4.138 4Є >—• 4^ 00 ЄЛ ю ел 4Є ІО 04 4* ей из 4Є о ел 04 г Постоянная решетки а, А
о к— 04 о ЧО- о У— из ел Ионный радиус РЗ элемента, А
о ю ГО о ІО 00 04 о ю ■о о оо о ОС ел •о о Фактор Ланде (°)
о У* ЄЛ 4Є 04 00 -р. о ос р •о 40 о Фактор де Жена (в)
о -и ч£ 4и ;0 О -Р к- ел ел ей 04 ОС из 04 (О го ел 04 о Эффективный магнитный момент РЗ иона (теор.), Цв
о 00 го о 40 ОС ел -Р ы 04. го из ел 04 ІО 1/1 ЇЗ 2 р 2 Эффективный магнитный момент РЗ иона (эксп.), цв
из ы ю '•о ОС -и и> ел 1 4е Оч из ‘-о из из >—* из ей ел из из о ю оо 40 Эффективная работа выхода при 1700К, эВ
:г
р.
со
з
•#
го
с
О
о*
0
1
Н
Р
04
ІЯ
3
С
Р
Є
2
из
3
Л
О.
о
я
3
<т>
о
3
с
3<
2
3
р
Р
“О
03
2
сс
3
53
из
3
о
3
03
3
РС
ГО
О
ГО
II
Г
р
п
п>
«#
53
затем будут подробно представлены физические спойства изучаемых гексаборидов. В заключительной части обзора обсуждаются результаты предыдущих исследований магнитосопротивления, эффекта Холла и поверхности Ферми (ПФ) указанных систем ЬШ6.
- Київ+380960830922