ФЕРРОМАГНИТНЫЙ ПОРЯДОК В СПЛАВАХ КРЕМНИЙ-МАРГАНЕЦ С ФАЗОВОЙ СЕГРЕГАЦИЕЙ
Меньшов В.Н., Тугушев В.В.

Поступила в редакцию: 30 Ноября 2010

DJVU (240.5K)

PDF (407.8K)

Предложена феноменологическая модель высокотемпературного ферромагнетизма в сплавах Si:Mn. Принятa во внимание фазовая сегрегация этих сплавов, при которой внутри обедненной марганцем матрицы почти чистого кремния образуются обогащенные марганцем частицы вторичной фазы (преципитата MnSi_2-z с -0.30). Преципитат MnSi_2-z рассматривается как силицид MnSi_1.7, содержащий некоторое количество магнитных дефектов, происхождение которых связано с наличием слабогибридизованных 3d-орбиталей марганца. Силицид MnSi_1.7 является слабым зонным ферромагнетиком, в котором сильные флуктуации спиновой плотности (парамагноны) имеют место при температуре, значительно превышающей его собственную температуру Кюри. Показано, что благодаря термическим возбуждениям спиновой плотности существует ферромагнитное обменное взаимодействие между магнитными моментами дефектов в преципитате и ферромагнитный порядок может возникнуть при температуре, значительно превышающей собственную температуру Кюри силицида. В рамках предложенной схемы описаны пространственные структуры и характеристики такого порядка в случаях как однородного объемного преципитата, так и частиц преципитата различной геометрии и размеров. С учетом наличия неоднородностей в распределении магнитных дефектов в преципитате проанализирован ближний магнитный порядок в окрестности объемного фазового перехода. Экспериментальные данные по магнитным свойствам сплавов Si:Mn интерпретируются в рамках полученных теоретических результатов.