KSZTAŁT FALI GĘSTOŚCI SPINOWEJ W ZWIĄZKACH

KSZTAŁT FALI GĘSTOŚCI SPINOWEJ W ZWIĄZKACH MACIERZYSTYCH
NADPRZEWODNIKÓW NA BAZIE ŻELAZA Z RODZINY „122”:
AFe2As2 (A=Ca, Ba, Eu)
A. Błachowski1, K. Ruebenbauer1, J. Żukrowski2, K. Rogacki3, Z. Bukowski3,4,
J. Karpinski4
1
Zakład Spektroskopii Mössbauerowskiej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Pedagogiczny, ul. Podchorążych 2,
30-084 Kraków, Polska
2
Katedra Fizyki Ciała Stałego, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Akademia Górniczo-Hutnicza,
Al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Polska
3
Instytut Niskich Temperatur i Badań Strukturalnych, PAN, ul. Okólna 2, 50-422 Wrocław, Polska
4
Laboratory for Solid State Physics, ETH Zurich, CH-8093 Zurich, Switzerland
Autor do korespondencji: [email protected]
Związki macierzyste nadprzewodników na bazie żelaza z rodziny „122” o składzie
AFe2As2 (A=Ca, Ba, Eu) zostały zbadane metodą spektroskopii mössbauerowskiej linii
14,41-keV w 57Fe w funkcji temperatury 4.2 K - 300 K. Stwierdzono, że magnetyzm żelaza
pojawia się jako fala gęstości spinowej [1]. Długość fali gęstości spinowej jest
niewspółmierna ze stałą sieci. Fala ta ma niekonwencjonalny charakter, gdyż jej kształt
wzdłuż kierunku propagacji jest daleki od kształtu sinusoidalnego. Porządek magnetyczny
pojawia się jako wąskie namagnesowane naprzemiennie warstwy równoległe do płaszczyzny
b-c rombowej komórki chemicznej z momentami magnetycznymi równoległymi lub antyrównoległymi do osi a. Namagnesowanie w obszarach zajmowanych przez atomy A
pozostaje znikome. Generalnie porządek ma charakter anty-ferromagnetyczny. Obniżanie
temperatury poszerza „podstawy” warstw prowadząc do niemal trójkątnego kształtu fali
gęstości spinowej. Dalsze obniżanie temperatury przekształca falę w niemal prostokątną.
Maksymalne namagnesowanie zmienia się tylko nieznacznie ze spadkiem temperatury.
Pierwiastek kwadratowy ze średniego kwadratowego magnetycznego pola nadsubtelnego na
żelazie zachowuje się w funkcji temperatury zgodnie z klasą uniwersalności (1, 2), gdzie
wymiar przestrzeni spinowej wynosi jeden (model Isinga), a konfiguracyjnej dwa. Świadczy
to o silnym sprzężeniu magnetycznym w warstwach a-b, a bardzo słabym pomiędzy nimi.
Powyżej temperatury przejścia do stanu niemagnetycznego obserwuje się wyraźny „ogon”
pochodzący od niespójnych fal gęstości spinowej. Anty-ferromagnetyczne porządkowanie się
Eu2+ poniżej 19 K (momenty równoległe lub anty-równoległe do osi a) ma znikomy wpływ
na pola nadsubtelne na żelazie i falę gęstości spinowej.
Rys.1 Przykładowe widma i wynikające z nich kształty fali gęstości spinowej.
[1]
A. Błachowski, K. Ruebenbauer, J. Żukrowski, K. Rogacki, Z. Bukowski, J. Karpinski,
Phys. Rev. B 83 (2011) 134410.