Магнитоупругость и доменная структура в антиферромагнитных кристаллах дигалидов группы железа

Анотація

Исследуется формирование антиферромагнитных магнитоупругих доменов в легкоплоскостных антиферромагнетиках дигалидов группы железа, в которых бесконечнократное вырождение пространственной ориентации вектора антиферромагнетизма в базисной плоскости снимается за счет спонтанной магнитострикции. Домены в рассматриваемых кристаллах отличаются друг от друга не только направлениями вектора антиферромагнетизма L, а и связанными с ним направлениями главных осей спонтанной магнитострикционной деформации. При этом система антиферромагнитных доменов оказывается тождественной системе упругих доменов. Показано, что процессы намагничивания и вынужденной стрикции в магнитном поле в многодоменном антиферромагнитном состоянии взаимосогласованы. Приведены и проанализированы данные полевых зависимостей вынужденной магнитострикции в многодоменном состоянии легкоплоскостных антиферромагнетиков СoCl₂ и NiCl₂. Показано, что хотя магнитострикция в циклах введение-выведение магнитного поля включает как обратимый, так и необратимый вклады, обратимая составляющая стрикции является основной. Показано, что именно магнитоупруго-стриктирующие домены отвечают за обратимость (равновесность) многодоменного состояния. Проведено описание полевых зависимостей магнитострикции однородного и многодоменного состояний, а также поведения намагничивания кристаллов. Для описания перестройки многодоменного состояния использовано приближение о непрерывном распределении доменов по ориентациям их L вектора в легкой плоскости кристалла в отсутствие внешнего магнитного поля. Показано, что согласование упругих полей системы доменов и упругих полей дефектов способно обеспечить образование обратимого многодоменного состояния, то есть сделать это состояние энергетически выгодным. Результаты рассмотрения удовлетворительно согласуются с экспериментальными данными.