Метамагнетик

Метамагне́тик

Вещество, обладающее в слабых магнитных полях свойствами Антиферромагнетиков, а в полях напряжённостью выше 5—10 кэ — свойствами ферромагнетиков (См. Ферромагнетики). Типичными М. являются слоистые соединения типа FeCl₂, в которых слои ионов железа, обладающих магнитным моментом, отделены друг от друга двумя слоями немагнитных ионов хлора. Слои магнитных ионов представляют собой двумерные ферромагнетики, внутри этих слоев между ионами имеется сильное ферромагнитное обменное взаимодействие (см. Ферромагнетизм). Между собой соседние слои магнитных ионов связаны антиферромагнитно (см. Антиферромагнетизм). В результате в системе магнитных моментов устанавливается упорядоченное состояние в виде слоистой магнитной структуры из чередующихся по направлению намагниченности ферромагнитных слоев. Нейтронографические исследования (см. Нейтронография) подтвердили существование такой магнитной структуры в FeCl₂, FeBr₂, FeCO₃ и др. М. Вследствие относительно слабой антиферромагнитной связи между слоями и не очень большой магнитной анизотропии (См. Магнитная анизотропия) самих слоев, внешние магнитные поля напряжённостью выше 5—10 кэ могут превратить слоистый М. в однородный намагниченный ферромагнетик (рис.). Фазовый переход 1-го рода, при котором векторы намагниченности всех слоев М. устанавливаются параллельно приложенному магнитному полю, называются метамагнитным.

Часто термин «М.» распространяют на все антиферромагнетики, в которых эффективное магнитное поле анизотропии H_A (ответственное за ориентацию магнитных моментов относительно кристаллографических осей) больше (или равно) H_E — эффективного поля антиферромагнитного обменного взаимодействия (См. Обменное взаимодействие).

Лит.: Ландау Л. Д., Возможное объяснение зависимости восприимчивости от поля при низких температурах. Собр. трудов, т. 1, М., 1969; Боровик-Романов А. С., Антиферромагнетизм, в сборнике: Антиферромагнетизм и ферриты, М., 1962 (Итоги науки. Физико-математические науки, т. 4); Вонсовский С. В., Магнетизм, М., 1971, с. 760.

А. С. Боровик-Романов.

Кривая намагничивания FeBr₂ в метамагнитном состоянии (J — намагниченность образца, Н — напряжённость внешнего магнитного поля). В поле Н ~ 40 кэ (при 4,2 К) в FeBr₂ происходит фазовый переход 1-го рода в ферромагнитное состояние.