Необратимость и анизотропия низкотемпературной намагниченности манганитов. Спин-стекольный полиаморфизм

Анотація

Рассмотрены температурные зависимости намагниченности манганитов c различным составом и структурной морфологией, полученные в двух режимах охлаждения: в магнитном поле (FC) и вне его (ZFC), и при двух ориентациях магнитного поля: вдоль и перпендикулярно оси с. Выявлены общие зако-номерности: 1) разница между намагниченностями M_FC и M_ZFC при температуре Т = 5 К увеличивается с ростом напряженности магнитного поля, достигая максимального значения вблизи поля 2 кЭ, затем спадает в интервале 2–5 кЭ; 2) полевая зависимость температуры «расщепления» T*, ниже которой возникает различие намагниченностей M_FC и M_ZFC, в интервале напряженностей поля 0–5 кЭ удовлетворительно описывается степенной функцией с показателем 2/3, что предсказывается теорией для спинового стекла. Оба результата характерны как для монокристаллов, так и для керамик и пленок. В то же время полевые зависимости анизотропии магнитной восприимчивости отличаются для образцов с различной степенью магнитного упорядочения (Θ/T_C). Результаты согласуются с обнаруженной в настоящей работе универсальностью линии, отделяющей низкотемпературную область необратимости на Н–Т фазовой диаграмме манганитов. Отклонение от Т*–Н-линии с показателем 2/3 в сильных магнитных полях, которое обычно связывают с появлением поперечной к магнитному полю компоненты намагниченности, характерно для образцов, содержащих антиферромагнитную фазу. Интерпретация учитывает многофазность системы: сосуществование спинового стекла с ферро- и антиферромагнетизмом. Обнаруженное изменение анизотропии магнитной восприимчивости с ростом напряженности магнитного поля, особенности поведения магнитной и термомагнитной необратимости рассматриваются как проявление спин-ориентационного фазового перехода в антиферромагнитной среде. Это в свою очередь инициирует трансформацию спино-вого стекла — от изинговского к гейзенберговскому, что и приводит к изменению показателя степени на Т*–Н-диаграмме от 2/3 к 2. Обнаруженное явление универсально — наблюдается у манганитов различного состава и структурной морфологии — и представляет собой разновидность полиаморфизма: спин-стекольный полиаморфизм.