Темпеpатуpная зависимость высокополевой намагниченности pазбавленных шпинелей с кластеpными магнитными стpуктуpами

Анотація

В интервале температур 4,2-380 К в полях до 25 кЭ проведено исследование изотерм s_T(H) и высокополевых политерм намагниченности s_H(T) поликристаллических образцов разбавленной спин-стекольной системы Li_0,5Fe_2,5-xGa_xO₄ с концентрациями немагнитных ионов Ga³⁺ x= 1,4 и 1,6, близкими к мультикритической точке x-T-диаграммы (x₀= 1,5), в окрестностях которой все типы магнитных состояний имеют пространственно неоднородные структуры кластерного типа. Установлено, что в парамагнитной области температур (T > T_f = 18 К, x=1,6 и T > T_C =160 К, x=1,4) при H³10 кЭ зависимости s_H(T) следуют закону Блоха T^3/2, что объясняется возбуждением спиновых волн в пределах отдельных невзаимодействующих кластеров. Закон T^3/2 нарушается при T&ltT_f для x=1,6, но выполняется при T&ltT_C для x= 1,4. Отчетливое проявление фазового перехода в точке Кюри в виде излома на линейной зависимости s_H(T^3/2) свидетельствует о кооперативном характере спин-волновых возбуждений: их спектр при T£T_C формируется всем кристаллом в целом - кластерами и матрицей, благодаря которой между кластерами устанавливается дальнодействующая обменная связь. При низких температурах отклонение от закона T^3/2 наблюдается при T~50 К, где ранее нами в образце с x=1,4 был обнаружен фазовый переход первого рода.