МАГНЕТИЗМ И ЭВОЛЮЦИЯ МАГНИТНОЙ ФАЗОВОЙ ДИАГРАММЫ ГЕЛИКОИДАЛЬНОГО МАГНЕТИКА MnSi ДОПИРОВАННОГО Rh Текст научной статьи по специальности «Физика»

МАГНЕТИЗМ И ЭВОЛЮЦИЯ МАГНИТНОЙ ФАЗОВОЙ ДИАГРАММЫ ГЕЛИКОИДАЛЬНОГО МАГНЕТИКА Мп81 ДОПИРОВАННОГО ЯИ

Краснорусский В. Н.1, Боков А. В.1, Сканченко Д. О.1'2, Алтынбаев А. В.1'2'3, Алферьев И.3, Саламатин Д. А.1, Волкова З. Н.1'4, Геращенко А. П.1'4, Семено А. В.1'5, Сидоров В. А.1, Бражкин В. В.1, Цвященко А. В.1

1Институт Физики Высоких Давлений РАН, Россия, krasnorussky@mail.ru 2Петербургский Институт Ядерной Физики НИЦ «Курчатовский интститут»,

Гатчина, Россия

3Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург, Россия 4Институт Физики Металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург, Россия 5Институт Общей Физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия

В работе систематически исследованы магнитные свойства поликристаллических образцов твердых растворов замещения Mni-xRhxSi (х < 0.05), синтезированных при высоком давлении и температуре в камере типа «тороид» в ИФВД РАН. Кристаллическая структура полученных образцов - кубическая B20 (пространственная группа P2i3) без центра инверсии, как и у материнского MnSi. В таких структурах реализуется взаимодействие Дзялошинского-Мории (ДМ), которое приводит к образованию монокиральной геликоидальной магнитной структуры при температурах Т < Тс. Таким монокиральным соединениям свойственно образование необычного упорядочения - А-фазы (топологически стабильной спин-вихревой структуры с волновым вектором k -1 H, скирмионной решетки) вблизи Тс. В данной работе представлены результаты измерения намагниченности, полученные при 2 < Т< 300 K в полях H < 90 кЭ, спектры ЯМР 29Si и 55Mn (Т = 4.2 K, H = 0) и малоуглового рассеяния нейтронов (МУРН) (для х = 0.02).

На основе особенностей полевых зависимостей производной dM/dH была восстановлена фазовая диаграмма следующих составов х = 0.0125, 0.02, 0.025, 0.05. Для состава х = 0.02 фазовая диаграмма, полученная из dM/dH, была сопоставлена с результатами МУРН, определены параметры ДМ взаимодействия и спиновой жесткости. Значения указанных параметров согласуются с соответствующими параметрами при замещении Mn на Co или на Ir1. При этом наблюдается существенное увеличение области стабильности А-фазы для всех исследуемых составов, а также ее отрыв от фазовой границы начиная с х = 0.0125.

Помимо этого, было обнаружено, что замещение Mn ионами Rh с 4d незаполненной зоной, в отличие от допирования 3d и/или 5d металлами, приводит к образованию дополнительной магнитной фазы, характеризующейся высокотемпературным обменом c Т~ 200 K для составов начиная с х > 0.025. Данная высокотемпературная фаза характеризуется наличием высокочастотного ЯМР сигнала на ядрах 55Mn с частотами ~ 180 и 310 МГц, что соответствует магнитному моменту ~ 1.3 и 2.2 цв / Mn. Отметим, что этот высокочастотный сигнал является дополнительным к основному низкочастотному, характерному для геликоидальной структуры и наблюдавшемуся прежде2 на чистом MnSi. Для состава х = 0.0125 он виден при ~ 50 МГц, что соответствует ~ 0.31 цв / Mn.

Работа выполнена при поддержке проекта РНФ 22-12-00008.

Литература

1. Dhital C., DeBeer-Schmitt L., Zhang Q., et al. // Phys.Rev.B. - 2017. - V. 96. - P. 214425.

2. Motoya K., Yasuoka H., Nakamura Y., Wernick J.H. // Sol.St.Comm. - 1976. - V.19.- P.529.