Физика Низких Температур: Том 47, Выпуск 10 (Октябрь 2021), c. 938-941    ( к оглавлению , назад )

Effect of hydrostatic pressure on the magnetic susceptibility of MnF2 single crystal

A. S. Panfilov and G. E. Grechnev

B.Verkin Institute for Low Temperature Physics and Engineering of the National Academy of Sciences of UkraineKharkiv 61103, Ukraine
E-mail: panfilov@ilt.kharkov.ua

Received June 2, 2021, published online August 26, 2021

Abstract

For the classical antiferromagnet MnF2 with TN ≃ 67 K, the pressure dependence of static magnetic susceptibility χ at T > TN was studied for the first time. The measurements of χ(P) were carried out at fixed temperatures 78, 140, and 300 K using a pendulum-type magnetometer and helium gas pressure P up to 2 kbar. The experimental data on the pressure derivative of magnetic susceptibility, d lnχ/dP, were analyzed within the Curie–Weiss law for χ(T) behavior, yielding estimate of the pressure derivative of paramagnetic Curie temperature dΘ/dP = – (0.31 ± 0.05) K/kbar and value (1/Θ)dΘ/dP = (3.5 ± 0.5) Mbar–1. The obtained experimental result is explained by the volume dependence of superexchange interaction between the magnetic moments of Mn2+ ions.

Анотація

Для класичного антиферомагнетика MnF2 з TN ≃ 67 К вперше досліджено залежність від тиску статичної магнітної сприйнятливості χ при T > TN. Вимірювання χ(P) проведено при фіксованих температурах 78, 140 та 300 К за допомогою маятникового магнітометра під тиском газу гелію P до 2 кбар. Експериментальні дані про похідну магнітної сприйнятливості по тиску, d lnχ/dP, проаналізовано за законом Кюрі–Вейсса для опису поведінки χ(T). Оцінено похідну по тиску для парамагнітної температури Кюрі, dΘ/dP = – (0,31 ± ± 0,05) K/кбар та величини (1/Θ)dΘ/dP = (3,5 ± 0,5) Мбар–1. Отриманий експериментальний результат пояснюється об’ємною залежністю суперобмінної взаємодії між магнітними моментами іонів Mn2+.

Key words: MnF2, magnetic susceptibility, superexchange, pressure effect.