Направления / Магнетизм и сильнокоррелированные системы / Кубические ферромагнетики с взаимодействием Дзялошинского-Мория | ||||||||||||||||||||||||
Кубические ферромагнетики с взаимодействием Дзялошинского-Мория | ||||||||||||||||||||||||
Systems with Dzjaloshinskii-Moriya interaction under applied field: Fe1-xCoxSi and MnSi |
||||||||||||||||||||||||
V. A. Dyadkin, S.V. Grigoriev, S.V.Maleyev, A.I.Okorokov, Yu.O.Chetverikov (PNPI, Gatchina, St.Petersburg, Russia) |
||||||||||||||||||||||||
Скачать постер: [1] Скачать публикации по теме: [1], [2], [3], [4], [5], [6], [7], [8], [9], [10], [11] | ||||||||||||||||||||||||
Fe1-xCoxSi and MnSi structure |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
1) Space group P213, a = 0.4558 nm. 2) 4 Me-atoms and 4 Si atoms 3) 4) period of the spiral 30 - 300 nm for Fe1-xCoxSi 5) |
|||||||||||||||||||||||
[1] Y. Ishikawa, K Tajima, D. Bloch and M.Roth, Soild State Commmun. 19 (1976) 525. |
||||||||||||||||||||||||
Magnetic order and resistance in Fe1-xCoxSi and MnSi |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
||||||||||||||||||||||||
NB!!! Magnetism and metallic properties are correlated at small x |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
The resistivity and magnetoresistance for crystalline Fe1-xCoxSi and polycrystalline MnSi versus temperature. N. Manyala, Y. Sidis, J. F. DiTusa, G. Aeppli, D.P. Young, Z. Fisk, Nature 404 (2000) 581 |
|||||||||||||||||||||||
Phase diagram |
||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Driving forces of cubic system with DM. |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
Free energy density 2) antisymmetric spin exchange Dzyaloshinskii-Moria (DM) due to lack of a symmetry center: 3) weak anisotropic exchange (AE) interaction fixes direction of spiral along <1,1,1> : |
|||||||||||||||||||||||
[1] I.E. Dzyaloshinskii, Sov. Phys. JETP 19 (1964) 960. |
||||||||||||||||||||||||
Driving forces of cubic system with DM |
||||||||||||||||||||||||
k-dependent part of the classical energy [P.Bak, M.H.Jensen, J.Phys. C13 (1980) L881.] |
||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Driving forces of cubic system with DM |
||||||||||||||||||||||||
Bak-Jensen model: |
||||||||||||||||||||||||
(i) ![]() |
||||||||||||||||||||||||
(ii) ![]() |
||||||||||||||||||||||||
(iii) if D0 < 0 then left-handed spiral & if D0 > 0 then right-handed spiral | ||||||||||||||||||||||||
(iv)
Direction of k is not fixed by the Dzialoshinskii interaction. It is the anisotropic exchange ![]() |
||||||||||||||||||||||||
Driving forces in magnetic system of MnSi |
||||||||||||||||||||||||
Substitute ![]() |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
||||||||||||||||||||||||
Sci2 (ai2 + bi2) is maximal and equal to 2/3 at (k || c || [111]) and If F < 0, then Ecl is minimized at (k || c || [111]); |
||||||||||||||||||||||||
Interaction of the helix with the field |
||||||||||||||||||||||||
1) A k2 = g mB HC2 critical field of the induced ferromagnetism |
||||||||||||||||||||||||
Field contribution to the GS energy | ||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Experimental geometry |
||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Experimental setup |
||||||||||||||||||||||||
The installation SANS-2 at FRG-1 in Geesthacht (Germany). |
||||||||||||||||||||||||
P0=0.95, l=0.58 nm, (lD/l=0.1) |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
||||||||||||||||||||||||
Field induced k-flop in MnSi near TC |
||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Interpretation: orientation of the helix under applied field | ||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Magnetic field evolution |
||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
(H-T) Phase diagram |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
|
|||||||||||||||||||||||
Fe1-xCoxSi : parameters of the system |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
What are parameters of the system? |
|||||||||||||||||||||||
Maps of the SANS intensities for four different samples Fe1-xCoxSi and x = 0.10 , 0.15, 0.20, and 0.50 |
||||||||||||||||||||||||
![]() ![]() ![]() ![]() |
||||||||||||||||||||||||
T = 9 K, H = 1 mT |
||||||||||||||||||||||||
Field evolution for Fe0.8Co0.2Si T = 10 K |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
The magnetization curves taken at different temperatures T = 5, 10, 20, 30 K. |
|||||||||||||||||||||||
![]() |
||||||||||||||||||||||||
Data analysis: field evolution |
||||||||||||||||||||||||
The neutron intensity along the ring at q = qC, i.e. as a function of the angle between H and q for Fe0.8Co0.2Si at T = 10 K. |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
![]() |
|||||||||||||||||||||||
The integral neutron intensity as a function of the field at T = 10 K. |
||||||||||||||||||||||||
![]() |
The center of Gaussian jC and the magnetic mosaic dM of the magnetic Bragg reflection (k || H) as a function of the magnetic field. |
|||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Parameters of the magnetic systemFe1-xCoxSi vs x |
||||||||||||||||||||||||
|
||||||||||||||||||||||||
Conclusion |
||||||||||||||||||||||||
![]() 2. The DM interaction 3. The spin wave gap |
||||||||||||||||||||||||