Вопрос 33

1 по 24 слайд 12 лекции (тут не все) )

> 50 K:
a = 8.399 Å
Магнитные

ионы V3+ расположены во фрустрированной В -подрешетке;
Трехкратно вырожденные t2g орбитали случайно заняты двумя d-электронами ванадия

Тетрагональная фаза T < 50 K:
atet = 5.948 Å, ctet = 8.375 Å
dxy предпочтительна и занята одним электроном на каждом ионе ванадия;
Второй электрон находится в антиферро-орбитальном состоянии: вдоль оси с чередуются ab-плоскости, в которых заняты dyz или dzx

При структурном фазовом переходе устанавливается орбитальное упорядочение и возникает искажение Ян-Теллера. Орбитальный порядок уменьшает фрустрацию обменного взаимодействия и индуцирует антиферромагнитные корреляции в одномерных цепочках в плоскости ab (J ~ 200 K, J3/J ~ 0.02).

цепочки спинов
Тетрагональная фаза:
одномерные антиферромагнитные спиновые цепочки
dxy dyz dzx
b
a
J
J3

фазового перехода

при структурном фазовом переходе и -типа аномалию при температуре Нееля;

Теплоемкость ванадиевых шпинелей описывается фононами поведение с температурами Дебая D = 357 K для ZnV2O4 и D = 276 K для CdV2O4;

Фазовый переход второго рода в MgTi2O4 сопровождается широким максимумом в теплоемкости;

Теплоемкость титановой шпинели не описывается только фононами, оценка температуры Дебая D ~ 500 K;

Теплоемкость титановой шпинели в спин-синглетном состоянии существенно меньше, чем теплоемкость ванадиевых шпинелей, что говорит о существенном вкладе магнитной подсистемы в теплоемкость в ZnV2O4 и CdV2O4.

Сравнение теплоемкостей

наиболее энергетически выгодное, максимально упорядоченное ОСНОВНОЕ СОСТОЯНИЕ. Пути достижения основного

состояния кардинально отличаются в разных соединениях, в зависимости от того, что является движущей силой формирования порядка.
Зарядовое упорядочение Орбитальное упорядочение
Магнитное упорядочение
Три подсистемы в веществе должны перейти в это состояние согласованно. Во многих случаях подсистемы оказываются сильно связанными между собой, и наиболее ярко эта взаимосвязь проявляется вблизи фазовых переходов.

ионы Mg2+
B- позиции занимают магнитные ионы

Ti3+ (3d1) , S – 1/2
Фазовый переход второго рода при TS ~ 260 K:
Структурный фазовый переход (из кубической в тетрагональную структуру);
Падение магнитной восприимчивости;
Переход металл-изолятор.

сопротивлении при 260 К
При низких температурах – изолятор,
выше перехода –

металл.

5 10 15

7

6

5

4

позволяет считать непроводящее состояние
(T < 260 K) спиновым синглетом.