Обменные взаимодействия кристалла yfe 3(bo 3) 4 в модели косвенной связи

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Технические науки

На рис. 1 показаны спектры поглощения и МКД коллоидного раствора феригидрита, записанные при комнатной температуре. Спектр поглощения представляет собой довольно гладкую кривую с особенностью в районе 480 нм. В то же время в спектре МКД наблюдается сложная структура, характерная для суперпозиции сигналов от нескольких переходов. На длине волны особенности в спектре поглощения МКД изменяет знак. 8-образная кривая МКД обычно свидетельствует о диамагнитной природе эффекта.

Однако амплитуды МКД противоположного знака не равны друг другу, что должно быть связано со вкладом парамагнитного эффекта. Кроме того оба максимума и положительный и отрицательный состоят, по крайней мере, из двух вкладов. Поскольку единственным ионом с не скомпенсированным магнитным моментом является ион железа, все наблюдаемые особенности можно связать с электронными переходами внутри d - состояний этих ионов или/и с

переносом заряда между ионами железа и окружающих его лигандов.

На рис. 2 показан спектр поглощения с переходами. Переходы сопоставимы с переходами бората железа, которые описаны в статье [2].

Библиографический список

1. Марковин П. А. [и др.]. Оптическое исследование электронной структуры и магнитного упорядочения в слабом ферромагнетике FeBO3 // Письма в ЖЭТФ. 2007. Вып. 11 (86). С. 822-827.

2. Ладыгина В. П. Получение, структура и магнитные свойства железосодержащих наночастиц, синтезируемых бактериями: автореф. дис. канд. физ.-мат. наук: 01.04.07, 03.01.02. Красноярск: Междунар. науч. центр исследований экстремальных состояний организма при Президиуме КНЦ СО РАН, 2011.

© Березицкая Д. П., Хилажева Е. Д., 2012

УДК 538.9

Н. П. Елисеева Научный руководитель - С. Н. Софронова Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск

ОБМЕННЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ КРИСТАЛЛА YFeз(BOз)4 В МОДЕЛИ КОСВЕННОЙ СВЯЗИ

В рамках модели косвенных обменных взаимодействиях Андерсона-Завадского были определены интегралы косвенных обменных взаимодействий для кристалла УБе3(Б03)4. Параметры данной модели были рассчитаны по экспериментальным данным. Полученные данные в дальнейшем будут использованы для оценки обменных взаимодействий редкоземельного иона с железной подсистемой и установления механизмов влияния редкоземельной подсистемы на физические свойства кристаллов ReFe3(BO3)4.

Исследуемые в данной работе соединения - редкоземельные ферробораты принадлежат к большому классу редкоземельных боратов с общей формулой ЯеРе3(Б03)4 (Яе = У или редкоземельный элемент). Они были впервые получены в Институте физики имени Л. В. Киренского СО РАН достаточно недавно. Различные комбинации редкоземельных ионов приводят к большому разнообразию физических свойств, которые вместе с их отличными физическими характеристиками и химической стабильностью, делают эти соединения особенно интересными с прикладной и фундаментальной точек зрения [4]. В данном исследовании в рамках модели Андерсона-Завадского [3] мы определили косвенные обменные взаимодействия в кристалле УБе3(Б03)4, результаты данного расчета помогут в дальнейшем определить обменные взаимодействия редкоземельного иона с ионами железа и механизмы влияния редкоземельной подсистемы на свойства кристалла.

УБе3(Б03)4 имеет группу R32 при высоких температурах и Р3121 при низких температурах [5]. На

рис. 1 представлена структура кристалла в низкотемпературной фазе и на рис. 2 выделены различные типы косвенных обменных взаимодействий.

Интегралы косвенного обменного взаимодействия J¡ в соответствии в методикой расчета подробно изложенной в [3] может быть записан как

J = "16b2 'g2 '(2Uf. + 2Ub )• Cos2 (128°) ,

J2 =(-5 bc - c2 - b2 j- 2 ( + UFe)x x(sin (103°) + Sin (l04°)),

J3 = -b2 • g2 • (2UFe + 2Ub ) • Cos2 (130°) , J4 = -b2 • g2 • (2UFe + 2UB) • Cos(l30°) • Cos(l29°).

где b и c, g - параметры электронного переноса, представляющие собой квадраты коэффициентов перемешивания лиганд-катион. U (Fe3+) = 8,04 eV, U (B3+) = 4,8 eV - энергия возбуждения катион-лиганд [1]. Коэффициенты b и c мы находили, используя экспериментальную оценку интеграла косвенного обмена J2 и -6K из кривых магнитной восприимчивости [6], считая, как и в работе [2], b = 2c. В результате мы получили значения коэффициентов b = 1,73, c = 0,87. Коэффициент g мы находили из температуры Нееля,

Секция ««ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ТЕХНОЛОГИИ»

считая, что в кристалле УБе3(В03)4 три магнитных

подрешетки железа, по методу, описанному в работе [2]. Обменные взаимодействия между подрешетками показаны в таблице.

Межподрешеточные обменные взаимодействия для трехподрешеточного антиферромагнетика

Рис. 1. Элементарная ячейка низкотемпературной фазы YFe3(BO3)4

j] J2 J3 Ji

Рис. 2. Цепочки для переноса электронов

В результате подгонки мы получили, что параметр g = 0,3 для TN = 38K . Следовательно, косвенные обменные взаимодействия J1 и -0,22K ,

J3 и J4 и-0,15К , а суммарное обменное взаимодействие для ионов железа, принадлежащих различным подрешеткам через цепочки Fe-O-B-O-Fe составляет 3J1 + J4 + J3 и -1K , что совпадает с оценками -1,5К, полученными в работе [6].

Таким образом, в рамках модели косвенных обменных взаимодействиях Андерсона-Завадского были определены интегралы косвенных обменных взаимодействий. Параметры в данной модели подгонялись по экспериментальным данным. Полученные данные в дальнейшем будут использованы для оценки обменных взаимодействий редкоземельного иона с железной подсистемой и установления механизмов влияния редкоземельной подсистемы на физические свойства кристаллов ReFe3(BO3)4.

Библиографические ссылки

1. Bayukov O. A., Savitskii A. F. Phys. stat. sol. (b) 155, 249. (1989).

2. Bayukov O. A., A.F. Savitskii, Fiz. Tverd. Tela 36, 1923 (1994).

3. Anderson P. W., Phys. Rev. 115, 2 (1959).

4. Eremin M. V, Fiz. Tverd. Tela 24, 423 (1982).

5. Ritter C., Vorotynov A., Phys. Condens. Matter 20 (2008) 365209 (9pp).

6. Popov a M. N., Chukalina E. P. Physical Review B 75, 224435 (2007).

© Елисеева Н. П., 2012

Fe1 Fe2 Fe3

Fe! 2 Jj 3Jj+J2+J3+ j4 3Jj+J2+J3+ J4

Fe2 3Jj+J2+J3+ J4 2 Jj 3Jj+J2+J3+ J4

Fe3 3Jj+J2+J3+ J4 3Jj+J2+J3+ J4 2 Jj

УДК 669.713.7

М. Ю. Есин1, В. А. Тимофеев 2 Научный руководитель - А. И. Никифоров 1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Красноярск 2Институт физики полупроводников имени академика А. В. Ржанова СО РАН, Новосибирск

ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ОСАЖДЕНИЯ НА МОРФОЛОГИЮ ПЛЕНОК ГЕРМАНИЯ

НА ПОВЕРХНОСТИ Si

Данная работа посвящена исследованию морфологии поверхности пленки Ge c hut и dome островками на поверхности кремниевой подложки с помощью сканирующего туннельного микроскопа.

Одним из активно развивающихся направлений современной полупроводниковой физики является направление, связанное с получением и исследованием полупроводниковых самоформирующихся нано-объектов, таких как квантовые точки, нити и др. [1]. Наибольший интерес вызывает получение и изучение массива квантовых точек, так как их использование приводит к повышению эффективности работы приборов и устройств.

На сегодняшний день наиболее перспективными материалами являются структуры с самоформирующимися квантовыми точками на основе соединений Ge/Si. Германий - единственный химический эле-

мент, который позволяет получать гетероструктуры в широком диапазоне состава и толщин слоев [1]. Наиболее ярким примером использования квантовых точек на основе Ge/Si является полевой транзистор, ИК фотодетектор [2].

Данная работа посвящена изучению гетероэпитак-сии с самоорганизованными квантовыми точками Ge на поверхности Si(100) методом молекулярно-лучевой эпитаксии (МЛЭ).

Эксперимент проводился в сверхвысоком вакууме при давлении 10-7 Па. Источниками напыления служили электронно-лучевые испарители (ЭЛИ). Для контролирования роста слоев применялась дифракция