ФЕРРИМАГНEТИК

ФЕРРИМАГНEТИК

- вещество, в к-ром при темп-ре ниже Кюри точки Т _c существует ферримагн. упорядочение магнитных моментов ионов (см. Ферримагнетизм). В Ф., как и в антиферромагнетиках, обменное взаимодействие вызывает антипараллельную ориентацию магн. моментов, принадлежащих к разным магнитным подрешёткам. Однако, в отличие от антиферромагнетиков, вследствие различия между кол-вом ионов в подрешётках и [или] различия моментов этих ионов возникает сравнительно большой спонтанный магн. момент M_s.

Магн. состояние Ф. характеризуется сложными фазовыми диаграммами (см. Магнитный фазовый переход). В нек-рых Ф. наблюдаются целые каскады фазовых переходов порядок - порядок между разл. коллинеарными структурами. Так, EuSe (со структурой типа NaCl) при 4,6 К переходит в сложное антиферромагн. состояние, магн. структура к-рого может быть разбита на 4 магн. подрешётки; при 2,8 К происходит фазовый переход в ферримагн. состояние с ненасыщенным моментом, и, наконец, при 1,8 К происходит ещё один переход в антиферромагн. двухподрешё-точное состояние. Предполагается, что ферримагн. состояние в данном соединении двухфазное: одна фаза антиферромагн. двухподрешёточная, а другая - намагниченная трёхподрешёточная. Соотношение между этими фазами по числу ионов 5:13, поэтому эфф. магн. момент М _эфф на ион

В более общем смысле под Ф. иногда понимают маг-нетики с более чем одной магн. подрешёткой и с отличным от нуля суммарным магн. моментом. К таким структурам можно отнести неколлинеарные антиферромагн. структуры нерелятивистского происхождения (GdMg, PrAg, HoP, NiS₂), ферромагн. спирали (FeCr₂O₄, MnCr₂O₄, Но, Еr, сплавы Еr-Тb, Еr - Но, Тb - Тm) и т. д. Так, в частности, в Но при 130 К происходит переход в структуру типа простая спираль, а при 19 К - фазовый переход в структуру типа ферромагн. спираль (см. Магнитная атомная структура)

Значит. часть Ф.-это диэлектрические или полупроводниковые ионные кристаллы, содержащие магн. ионы разл. элементов или одного элемента, но находящиеся в разных кристаллографич. позициях (в неэквивалентных узлах кристаллич. решётки). Основой их кристаллич. структур является решётка анионов (О ^2-, S^2-, F^-), соответствующая достаточно плотной (но не всегда плотнейшей) их упаковке. Катионы в нек-рых случаях, если их размеры достаточно велики (напр., Ва ²⁺ ), замещают анионы, однако несколько искажают их решётку.

Места в кристалле, где располагаются катионы (катион-ные позиции), отличаются числом ближайших соседей-анионов. Если этих соседей четыре и они образуют более или менее правильный тетраэдр, позиции называются тет-раэдрическими, при наличии шести ближайших соседей - октаэдрическими, восьми соседей - додекаэдрическими.

Как правило, структуры Ф. характеризуются наличием двух или более разл. катионных позиций. Эти позиции могут быть заняты как ионами переходных и редкоземельных элементов, так и диамагн. ионами, не обладающими магн. моментами. При этом одинаковые ионы могут находиться в разных позициях, и наоборот, по одинаковым позициям могут быть распределены (хаотично или упорядочение) разл. ионы. Наиб. хорошо изучены и нашли широкое применение в технике ферриты - оксидные Ф. с кубич. структурой типа шпинели и граната и нек-рыми гексагональными структурами. Известны ферримагн. кристаллы, в к-рых анионами являются сера, фтор и др.; так, RbNiF₃ -гексагональный Ф., в к-ром из шести магн. под-решёток намагниченность четырёх направлена в одну сторону, а двух других - в противоположную (подобные фториды прозрачны в видимой области спектра).

К Ф. принадлежит также ряд сплавов и интерметаллич. соединений. Большинство из них-вещества, содержащие атомы редкоземельных (R) и переходных (М) металлов. Их магн. структура характеризуется наличием двух подре-шёток - R и М соответственно. Интерметаллич. соединения типа RFe₂ обладают рекордной магнитострикцией(10^-3 в магн. полях 10-15 кГс) и могут быть использованы в качестве пьезоэлектрич. преобразователей. Др. тип редкоземельных интерметаллидов имеет состав RM₅. Эти соединения имеют большую энергию магнитной анизотропии и значит. коэрцитивную силу, из них изготавливают магниты постоянные с рекордной величиной энергетического произведения (BH) _макс~10⁷ Гс ^. Э. Известны также соединения типа R₂M₁₇ и др. Помимо кристаллич. Ф. существуют также и аморфные Ф. Наиб. известные представители данного класса - аморфные сплавы редкоземельных и переходных металлов в широком диапазоне составов, находящие широкое применение в качестве реверсивных записывающих сред в запоминающих устройствах с термомагн. записью и магнитооптич. считыванием.

Лит.: Таблицы физических величин. Справочник, под ред. И. К. Кикоина, М., 1976; см. также лит. при ст. Ферримагнетизм и Ферриты. Г. В. Сайко, А. К. Звездин.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.