Исследование магнитной структуры кубических нецентросимметричных кристаллов моногерманидов переходных металлов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Алтынбаев, Евгений Владимирович

• Алтынбаев, Евгений Владимирович
• кандидат наук
• 2017

Оглавление диссертации кандидат наук Алтынбаев, Евгений Владимирович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ МАГНЕТИКОВ СО СТРУКТУРОЙ ТИПА B20

1.1. Кристаллическая структура

1.2. Магнитная структура MnSi

1.3. Скирмионная решётка

1.4. Магнитный фазовый переход в MnSi

1.5. Динамические свойства магнитной структуры MnSi

1.6. Физические свойства моногерманидов переходных металлов

2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Синтез образцов

2.2. Метод SQUID-магнитометрии

2.3. Метод малоугловой дифракции нейтронов

2.4. Метод малоуглового рассеяния нейтронов на магнитных возбуждениях

3. СПИНОВАЯ СТРУКТУРА MnGe

3.1. Магнитная восприимчивость MnGe

3.2. Исследование MnGe методом малоугловой дифракции нейтронов

3.3. Рассеяние нейтронов на спиновых волнах в геликоидальных магнетиках

3.4 Основные выводы

4. МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА ПСЕВДОБИНАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Mn1-xFexGe

4.1. Температурная эволюция магнитной структуры соединения Mn0.75Fe0.2sGe

4.2. Эволюция магнитной структуры соединений Mn1-xFexGe с ростом x при x < 0.5

4.3. Основные выводы

5. МАГНИТНАЯ СТРУКТУРА ПСЕВДОБИНАРНОГО СОЕДИНЕНИЯ Mn1-xCoxGe

5.1. Аттестация образцов соединения Mn1-xCoxGe методом СКВИД-магнитометрии

5.2. Исследование образцов соединения Mn1-xCoxGe методом малоуглового рассеяния нейтронов

5.3. Эволюция магнитной структуры соединений Mn1-xCoxGe с ростом x при x < 0.45

5.4. Эволюция магнитной структуры соединений Mn1-xCoxGe с ростом x при x > 0.45

5.5. Основные выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование магнитной структуры кубических нецентросимметричных кристаллов моногерманидов переходных металлов»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Тип кристаллографической структуры В20 характеризуется отсутствием центра инверсии в расположении магнитных атомов, что наряду с симметричным ферромагнитным взаимодействием приводит к появлению антисимметричного обменного взаимодействия Дзялошинского-Мория (ДМ) [1, 2]. Магнитная подсистема соединений с кубической структурой типа В20 упорядочивается в геликоидальную спиновую структуру, возникающую из-за конкуренции этих двух взаимодействий. Волновой вектор этой магнитной структуры равен

к8 = В/и,

где В — постоянная Дзялошинского, а и — обменная константа.

Архетипическим представителем геликоидальных магнетиков со структурой типа В20 является бинарное соединение моносилицида марганца. Иерархия обменных взаимодействий, формирующих магнитную структуру соединения Мп81, приводит к разнообразнию магнитных явлений в системе: к сложному характеру фазового перехода из парамагнитного в упорядоченное состояние [3—9]; появлению А-фазы с гексагональной структурой скирмионной решётки [10—16]; полному нарушению киральной симметрии магнитной структуры [17—20]; близости магнитной структуры к квантовому переходу, которую можно достичь при высоком давлении или в результате замещения атомов Mn атомами Fe или Со [8, 21, 22].

Несмотря на то, что моносилициды переходных металлов с геликоидальным упорядочением магнитной структуры интенсивно исследуются, магнитные свойства другого семейства бинарных соединений со структурой типа В20 на основе германия изучены значительно меньше. Это связано с тем, что моногерманиды переходных металлов, такие как MnGe и CoGe, могут быть синтезированы только при высоких давлениях и температурах [23]. Тем не менее, известно, что магнитные свойства моногерманидов отличаются от хорошо изученного соединения MnSi. Так,

магнитная система МпОе упорядочивается в геликоидальную магнитную структуру с волновым вектором к = 2.2 ± 0.05 нм-1 при низких температурах [24, 25], что почти на порядок превышает значение волнового вектора магнитной системы МпБ1 (к = 0.36 нм-1). Соединение БеОе, в свою очередь, демонстрирует рекордно высокую температуру геликоидального магнитного упорядочения Тс = 278 К [26], в то время как для моносилицида марганца эта температура равна Тс = 29 К.

В результате исследования псевдобинарных соединений Мщ.^е^е методами малоугловой нейтронной дифракции и лоренцовской электронной микроскопии, удалось обнаружить, что, геликоидальное магнитное упорядочение свойственно для этих соединений во всем диапазоне концентраций, а также, что при определённом значении параметра хс = 0.75 происходит изменение знака связи магнитной и структурной киральности [17, 18]. Теоретические расчеты показали, что взаимодействие ДМ действительно меняет знак при критической концентрации атомов Бе, х = хс, что и приводит к изменению магнитной киральности [27—29]. Однако, расчёты, при этом, не объясняют сравнительно большую величину волнового вектора магнитной структуры соединения МпОе.

Таким образом, исследования синтезированных при высоких давлениях соединений моногерманидов переходных металлов представляют огромный интерес ввиду богатого разнообразия их магнитных свойств.

Целью работы является исследование магнитной структуры соединений на основе моногерманида марганца, допированных железом либо кобальтом, и её эволюции с температурой.

Объектами исследования были выбраны соединения МпОе, Мп1-хЕехОе с х = 0.2, 0.25, 0.3, 0.4 и 0.5 и Мп1.хСохОе с х = 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.45, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8 и 0.9 с кристаллографической структурой типа В20, синтезированные в институте физики высоких давлений имени Л. Ф. Верещагина.

В соответствии с целью данного исследования были сформулированы следующие задачи:

1. Исследовать интегральные характеристики магнитных свойств моногерманидов переходных металлов методом SQUID-магнитометрии и установить магнитную структуру соединений MпGe, Mn1-xFexGe и Mn1-xCOxGe методами малоугловой дифракции нейтронов.

2. Исследовать особенности температурного магнитного фазового перехода порядок-беспорядок в соединении MпGe.

3. Установить закономерности трансформации магнитной в соединениях Mn1-xFexGe и Mn1-xCoxGe с ростом концентрации атомов Fe или Со, х.

4. Изучить особенности температурного перехода порядок-беспорядок в соединениях Mn1-xFexGe с х < 0.5 и Mn1-xCoxGe с х < 0.9.

Научная новизна:

1. Впервые методом малоуглового рассеяния нейтронов проведено исследование температурного магнитного фазового перехода порядок-беспорядок в соединении MпGe и твердых растворах Mn1-xFexGe и Mn1-xCoxGe с х < 0.45, и предложен сценарий температурного магнитного фазового перехода в системах, основанных на соединении MпGe.

2. Предложена модель неупругого рассеяния нейтронов на спиновых возбуждениях в геликоидальных магнетиках в нулевом внешнем магнитном поле в области малых углов.

3. Впервые определён тип магнитного упорядочения соединений Mn1-xCoxGe в диапазоне 0.1 < х < 0.9 при низких температурах и исследована эволюция магнитной структуры с температурой.

4. Впервые в соединениях Mn1-xFexGe и Mn1-xCoxGe обнаружен скрытый квантовый фазовый переход с ростом х из геликоидального состояния с дальним магнитным порядком во флуктуирующее геликоидальное состояние с ближним порядком.

Научная и практическая значимость. Установленные в результате выполнения данной работы закономерности вносят значительный вклад в

современные сведения о магнитных фазовых переходах в кубических геликоидальных магнетиках без центра инверсии.

Полученные экспериментальные результаты могут быть востребованы в научных лабораториях, занимающихся проблемами магнетизма и его связью с кристаллографической структурой, при описании магнитной структуры и её динамических свойств в соединениях со структурой типа В20.

Данные по изучению свойств геликоидальной магнитной структуры моногерманидов переходных металлов могут быть использованы при разработке современных устройств хранения и обработки информации, а также спинтронных устройств.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Магнитный фазовый переход порядок-беспорядок в соединении МпОе имеет сложный многоступенчатый характер. При температурах ниже Тм = 130 К наблюдается устойчивая геликоидальная магнитная структура с периодом й = 2.9 нм при температуре Т = 10 К. В диапазоне температур Т < Тм наблюдается сосуществование в магнитной системе МпОе ближнего магнитного порядка (геликоидальных флуктуаций) наряду с дальним магнитным порядком. В диапазоне температур Тм < Т < Т = 150 К геликоидальная магнитная система флуктуирует. При температурах выше Т геликоидальные флуктуации разбиваются на ферромагнитные нано-области с характерным размером порядка 1 нм, количество которых максимально при TsRF = 170 К.

2. При х = хс2 ~ 0.45 в соединениях Мп1-хБехОе и Мп1-хСохОе происходит трансформация геликоидальной магнитной системы с малым периодом магнитной спирали, 2па/й ~1, где а — параметр кристаллической решетки, к геликоидальной структуре с большим периодом магнитной спирали, 2па/й « 1. Магнитный фазовый переход порядок-беспорядок в соединениях Мп1-хБехОе и Мп1-хСохОе с х < 0.45 происходит по тому же сценарию, что и в случае соединения МпОе. При этом магнитная система соединений Мп1-хБехОе и Мп1-хСохОе при низких температурах претерпевает фазовый

переход с ростом x ^ xci ~ 0.35 и 0.25, соответственно, из геликоидального состояния с дальним магнитным порядком в геликоидальное состояние с ближним магнитным порядком.

3. Для соединений Mn1-xCoxGe, обогащенных кобальтом (0.5 < x < 0.8), определена температура фазового перехода из парамагнитного в геликоидальное состояние TC, которая уменьшается с ростом концентрации Co от 75 K при x = 0.5 до 50 K при x = 0.8. В соединениях Mn1-xCoxGe с x = 0.5 и 0.6 в диапазонах температур T < 70 K и 20 K < T < 60 K, соответственно, установлено сосуществование двух геликоидальных фаз с различными значениями периода магнитной спирали. В соединении Mno.1Co0.9Ge магнитная система упорядочена ферромагнитно при T < 42 K.

Апробация работы. Основные результаты работы были представлены на научных семинарах в ФГБУ ПИЯФ НИЦ КИ (научные семинары ОИКС), СПбГУ, а также на следующих российских и международных конференциях: Совещании «International Workshop on Single-Crystal Diffraction with Polarized Neutrons, Flipper 2013» (Гренобль, Франция, 2013); Летних школах RACIRI-2013, 2014, 2016 (Санкт-Петербург, 2013 и 2016, Стокгольм, Швеция, 2014); Совещании «Polarized Neutrons in Condensed Matter Investigations, PNCMI-2016» (Мюнхен, Германия, 2016); Совещаниях «Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and Exotic Spin Structures, DMI» 2013, 2015 (Великий Новгород, 2013, Псков, 2015); 47-й, 48-й, 49-й и 50-й школах ПИЯФ по физике конденсированного состояния, (Санкт-Петербург, 2013-2016); Совещании по использованию рассеяния нейтронов и синхротронного излучения в конденсированных средах «РНСИКС 2014», (Санкт-Петербург, 2014); Рабочих совещаниях по малоугловому рассеянию и рефлектометрии нейтронов МУРомец 2013-2016 (Санкт-Петербург, 2013-2016); Рабочих совещаниях по физике поляризованных нейтронов «Школа ФПН» 2013-2016 (Санкт-Петербург, 2013-2016).

Публикации. Основные результаты по теме диссертации опубликованы в 5 печатных изданиях [30—34], 5 из которых индексируются

международными системами цитирования Web of Science и Scopus [30—34], 2 — индексируются национальной библиографической базой данных научного цитирования РИНЦ [33, 34].

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения. Полный объём диссертации составляет 124 страницы с 41 рисунком. Список литературы содержит 112 наименований.

1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕЛИКОИДАЛЬНЫХ МАГНЕТИКОВ СО СТРУКТУРОЙ ТИПА В20

Архетипическим представителем геликоидальных магнетиков, основанных на взаимодействии Дзялошинского-Мория является моносилицид марганца, МпБ1. Интерес к этой системе обусловлен многообразием наблюдаемых физических явлений при одновременной химической чистоте этого бинарного соединения и стабильности кристаллической решётки. В данной главе будут рассмотрены физические свойства соединения моносилицида марганца и некоторых его аналогов.

1.1. Кристаллическая структура

Впервые кристаллическая структура MnSi при комнатной температуре была определена Бореном в 1933 [35]. Он обнаружил, что МдБ1 кристаллизуется в кубическую фазу с пространственной группой Р213 (тип кристаллической структуры В20) и параметром решётки а = 4.55 А. Несмотря на то, что пространственная группа типа В20 является кубической, она обладает низкой симметрией (Рис. 1.1а). Два атома различного типа находятся в четырёх а(ы,ы,ы) позициях элементарной ячейки каждый, где а — это параметр ячейки, а и — определяет смещение атома относительно узла ячейки. Величины параметров и для соединения МпБ1 равны иМ = 0.138 и = 0.845, соответственно [36].

В так называемой идеальной бинарной структуре В20 атомы должны быть расположены в позициях и^еа1 и (1 - и^еа1), где и^еа1 = 1/4г ~ 0.1545085. Величина т определяется по правилу золотого сечения и равна т = (1 + ^)/2 [37, 38]. В этом случае, ближайшими для атома соседями являются семь атомов второго типа, расположенных на одинаковом расстоянии от центрального. Эти семь атомных позиций располагаются на семи вершинах из двадцати вершин додекаэдра с пятиугольной гранью, в центре которого находится первый атом.

Удивительным оказывается тот факт, что ни одно из известных соединений моносилицидов переходных металлов не обладает идеальной структурой типа В20. В случае моносилицидов, семь расстояний одинаковой длины, необходимые для формирования идеальной структуры, разбиваются на одно короткое, три расстояния средней длины и три длинных расстояния [39, 40]. На Рис. 1.1б эти расстояния обозначены как и

соответственно. Несмотря на то, что отклонение решётки моносилицидов переходных металлов от идеальной крайне мало, это оказывает существенное влияние на физические свойства соединений. В частности, именно отсутствие центра инверсии, вызванное изменением расстояний между ближайшими соседями, приводит к возникновению антисимметричного обменного взаимодействия Дзялошинского-Мория (ДМ) и длиннопериодной киральной магнитной структуре [3, 41—47].

Рис. 1.1 (а) Элементарная ячейки кристаллической структуры типа В20 соединения Мп81.

В элементарной ячейке находятся четыре атома Мп и четыре атома 81. (б) Координационный полиэдр атома 81. Наибольшее расстояние 81-Мп обозначено как й3.

Кроме того, связь между кристаллической структурой и магнетизмом может являться причиной для аномального поведения коэффициента температурного расширения соединения [48]. При уменьшении температуры,

коэффициент температурного расширения резко падает при температуре магнитного упорядочения [49]. Также, при высоких температурах наблюдается завышенное, по сравнению с классическим для немагнитного материала, значение коэффициента температурного расширения, что связывают со спиновыми флуктуациями [41, 50, 51].

Структурой типа В20 и аналогичной магнитной структурой обладают также и другие, родственные МпБ1, соединения: Mn1-xFexSi, в диапазоне х £ [0^ 0.16], Mn1-xCoxSi, в диапазоне х £ [0^ 0.08], Fe1-xCoxSi, в диапазоне х £ [0.05 ^ 0.80], FeGe [11—16, 26].

1.2. Магнитная структура MnSi

При температуре TC = 29.5 К магнитная система моносилицида марганца MnSi претерпевает фазовый переход в геликоидальное спиновое состояние с несоразмерным волновым вектором

k = (2n/a)(£, £, £),

где £ = 0.017. Спиновые спирали ориентируются в MnSi вдоль четырех эквивалентных направлений (1,1,1), что определяется энергией анизотропного обмена и энергией кубической анизотропии, так что в отсутствие внешнего магнитного поля в кристалле образуется четыре типа магнитных доменов [36, 52]. Величина волнового вектора не зависит от внешнего поля и очень слабо зависит от температуры, |ks| = ks = 0.36 нм-1 при T = 4 К, так что период спиновой спирали равен d = 2n/ks = 180 А. Эксперименты по малоугловому рассеянию нейтронов [52] показали, что спиральная структура, многодоменная в нулевом поле, становится однодоменной конической с приложением магнитного поля Н > НС1 ~ 80 мТл при низких температурах. Конус сужается с ростом поля и при НС2 « 600 мТл магнитная структура переходит в ферромагнитную со средним моментом 0.4 на атом Mn, где — магнетон Бора. Величина этого момента оказалась много меньше, чем эффективный момент в парамагнитной фазе, обнаруженной при температурах много выше TC. Зависимость магнитной восприимчивости, х, соединения MnSi описывается законом Кюри-Вейса при T > TC вплоть до температуры 10TC, при температурах T < TC магнитная восприимчивость MnSi во внешнем магнитном поле H < HC1 постоянна и не зависит от температуры [52]. Оценка магнитного момента на атом Mn из температурной зависимости магнитной восприимчивости соединения показала, что он должен быть равен 1.4^ [52]. Измерение зависимости намагниченности от внешнего магнитного поля показало, что вне зависимости от приложенного давления, намагниченность моносилицида марганца не достигает насыщения в полях H < 12 Тл [53]. Тем

не менее, при увеличении внешнего давления, температура магнитного фазового перехода соединения MnSi, Тс, обращается в ноль при Р = 1.46 ГПа.

В 1964 году, И. Е. Дзялошинский предложил механизм, описывающий длиннопериодные спиновые спирали, которые вызваны нестабильностью ферромагнитной структуры, обусловленные наличием дополнительного относительно малого релятивистского взаимодействия [1]. Он показал, что такая нестабильность может возникать только в нецентросимметричных кристаллах. В 1980 Бак и Йенсен разработали на основе этого механизма теорию, объясняющую магнитную структуру соединений MnSi [2].

Согласно модели Бака и Йенсена, спиновая спираль становится стабильной в результате иерархии трёх основных существующих взаимодействий. Самое сильное из них — обычное симметричное изотропное обменное взаимодействие гейзенберговского типа (8. • 8j),

которое стремится упорядочить спины ферромагнитно. Помимо ферромагнитного обмена, существует дополнительное изотропное антисимметричное взаимодействие Дзялошинского-Мория (ДМ), которое стремится ориентировать соседние спины перпендикулярно друг другу (эг х 8]). Так как взаимодействие ДМ значительно слабее ферромагнитного

обмена, оно способно развернуть спины лишь на малый угол. Третье, самое слабое, анизотропное обменное взаимодействие, либо кубическая анизотропия, фиксирует направление волнового вектора спирали ^ в пространстве.

Минимизируя свободную энергию, содержащую три этих взаимодействия, авторы [2] установили, что равновесие системы достигается, если волновой вектор спирали равен к3 = БО/А. Здесь £ — средний спин системы, О — константа взаимодействия ДМ, а А — параметр, характеризующий силу обменного взаимодействия, то есть жёсткость спиновых волн на расстояниях много меньших периода спирали (при

Q » ). Учитывая, что А » 5^, величина к3 мала, и, следовательно, период спирали й = велик.

Исследованию длиннопериодной киральной магнитной структуры соединения MnSi посвящено большое количество экспериментальных работ [36, 52, 54—62]. В работах [52, 54] описаны эксперименты по малоугловому рассеянию нейтронов в MnSi во внешнем магнитном поле. С целью подробного изучения магнитных свойств, в перечисленных ниже работах были произведены измерения намагниченности [55, 56]; электронного спинового резонанса [57]; магнетосопротивления [58]; поглощения ультразвука [59]; ядерного магнитного резонанса [60—62] и другие.

Опираясь на совокупность полученных данных, поведение MnSi в магнитном поле можно описать следующим образом: при приложении внешнего магнитного поля, спиновая структура перестраивается из плоской спирали в коническую, при этом волновой вектор спирали ^ поворачивается вдоль направления магнитного поля ^ и образец становится монодоменным. Период спирали при этом остается неизменным. Процесс поворота вектора ^ начинается с порогового значения поля Нс1, энергия взаимодействия которого с конической спиралью преобладает над энергией кубической анизотропии, фиксирующей направление спирали в пространстве вдоль выделенных кристаллографических направлений. Эффект поворота волнового вектора ^ теоретически рассматривался в работах [63—65]. В полях Н > Нс1 спиновая структура находится в конической фазе, то есть существует компонента спина, параллельная полю, а каждый единичный спин образует конус с осью, которой является вектор ^ Угол между единичным спином и волновым вектором ^ уменьшается с увеличением поля вплоть до Н = Нс2, при котором становится равным нулю. Таким образом, в полях Н > Нс2 коническая геликоидальная структура исчезает, и образец переходит в индуцированную полем ферромагнитную фазу.

На основании этих экспериментов была построена фазовая диаграмма магнитное поле-температура (Н-Т) (Рис. 1.2). На фазовой диаграмме

показаны характерные для данного соединения поля и температуры: первое критическое поле ИС1 ~ 80 мТл, второе критическое поле ИС2 ~ 600 мТл при Т = 4 К, а температура фазового перехода ТС ~ 29 К [52, 54].

Интересной особенностью на представленной на Рис. 1.2 фазовой диаграмме является так называемая А-фаза. В этой области, при температурах, близких к температуре фазового перехода, и некотором интервале полей И/и < И < И/п, происходит поворот волнового вектора спиновой спирали из положения параллельного полю в положение перпендикулярное внешнему магнитному полю [10—16].

Следует отметить, что такой тип фазовой диаграммы характерен для всех известных геликоидальных магнетиков с кристаллографической структурой типа В20: Мп1-хБех81, Мп1-хСох81, Бе1-хСох81, БеОе [11—16, 26].

Рис. 1.2. Фазовая диаграмма магнитное поле — температура (^Т) магнитной структуры соединения Ып81.

1.3. Скирмионная решётка

Для соединения MnSi установлено [10], что А-фаза (или ^флоп переход) — это поворот вектора распространения спиновой спирали ^ из положения параллельного полю в перпендикулярное положение в некоторой области (Н-Т) фазовой диаграммы, в интервале полей Нгщ < Н < Н^2 вблизи температуры магнитного фазового перехода Тс (Рис. 1.2). Это явление было названо ^флопом, поскольку в дифракционном эксперименте ^флоп выглядит как 90° скачок спирального волнового вектора от к5||Н в к5^Н. При дальнейшем увеличении магнитного поля Н > Н^ А-фаза исчезает, а спиновая спираль с к5||Н возникает вновь и существует вплоть до критического поля Нс2. Было показано, что А-фаза присутствует во всех родственных MnSi системах, например, в соединениях Fe1-xCoxSi [11, 12], Mn1-xFexSi [13] и Mn1-xCoxSi [16]. В рамках теории среднего поля Гинзбурга-Ландау в области (Н-Т) фазовой диаграммы, соответствующей А-фазе, однодоменная магнитная структура с тремя различными векторами распространения магнитной спирали к5, расположенными в плоскости перпендикулярной внешнему магнитному полю под углом 120 друг относительно друга, стабилизируется благодаря температурным флуктуациям вблизи Тс [14]. Это состояние магнитной структуры названо скирмионной решёткой.

Вопрос стабильности скирмионной решётки интенсивно обсуждается ввиду исследований с тонкими плёнками кубических геликоидальных магнетиков со структурой типа В20 [66—68]. С помощью экспериментов, выполненных методом Лоренцовской электронной микроскопии, показано, что устойчивость скирмионной решётки прямо связана с толщиной плёнки. Чем тоньше плёнка, тем более стабильной оказывается скирмионная решётка, и тем шире диапазоны полей и температур (Н-Т) фазовой диаграммы, при которых наблюдается А-фаза. Теоретические расчёты подтвердили, что для стабилизации скирмионной решётки необходима либо

моноаксиальная анизотропия, либо интерфейс или поверхность, позволяющие ограничить систему двумя измерениями [69—71].

Несмотря на то, что в последнее время делаются колоссальные усилия для исследования и объяснения А-фазы, остаётся неясным, как наличие критических геликоидальных флуктуаций вблизи ТС приводит к тому, что скирмионная решётка в объёмном материале оказывается энергетически более выгодной по сравнению с конической геликоидальной фазой.

1.4. Магнитный фазовый переход в Мп81

Иерархическая структура обменных взаимодействий, формирующих геликоидальную магнитную структуру приводит к сложному фазовому переходу из парамагнитного в упорядоченное состояние. Для описания этого фазового перехода были разработаны различные подходы [3—9].

Один из подходов заключается в исследовании температурной эволюции спиральных флуктуаций при переходе в геликоидальное состояние [3, 7—9]. Взаимодействие спинов в этой системе характеризуется двумя пространственными масштабами — периодом спирали й и длиной корреляции критических флуктуаций £. Основная концепция предложена в работе [3] и далее разработана в работах [7—9]. Удобнее начать рассмотрение с высоких температур, где % « ((. Высокотемпературный режим может быть описан флуктуациями ферромагнитного типа, где взаимодействием ДМ можно пренебречь. Когда величина £ становится сравнимой с периодом спирали й, ДМ-взаимодействие становится значимым, а полноразмерные спиральные флуктуации реализуются, когда длина корреляции становится больше, чем й. Переход от ферромагнитного к геликоидальному режиму флуктуаций наблюдается при температуре Том = 31.5 К, когда %«(( или обратная корреляционная длина геликоидальных флуктуаций Дальнейшее уменьшение температуры

приводит к увеличению количества геликоидальных флуктуаций, и, как следствие, приводит к режиму, при котором геликоидальные флуктуации начинают взаимодействовать друг с другом при Т = 29.8 К. Стабильная спираль окончательно формируется в магнитной системе при температуре Тс = 29 К. Если учесть анизотропное взаимодействие, то переход должен быть второго рода.

Этот подход получил дальнейшее развитие в работе [9]. Было высказано предположение, что взаимодействие между флуктуациями изменяет тип фазового перехода и он становится фазовым переходом первого рода. Режим

взаимодействующих флуктуаций появляется в области температур Тс < Т < Т*, что не позволяет длине корреляции иметь особенность при Тс. Обе температурные точки, разделяющие различные режимы флуктуаций (при Твм и при Т*) и сам фазовый переход (при Тс) хорошо наблюдаемы на температурной зависимости магнитной восприимчивости в малых полях порядка 10 мТл [8, 9]. Первая производная магнитной восприимчивости по температуре dх1 (Т) имеет максимальное и минимальное значения при температурах Том = 31.5 К и Тс = 29 К, соответственно. Вторая производная восприимчивости имеет минимум при температуре Т* = 29.8 К, которое соответствует переходу в режим взаимодействующих флуктуаций. В экспериментах по рассеянию поляризованных нейтронов эта температурная точка определена как температура, при которой геликоидальные флуктуации становятся 100%-киральными. Экспериментально температурный магнитный фазовый переход был определен как фазовый переход первого рода в очень узком температурном диапазоне, Тс ± 0.1 К [41, 50]. С другой стороны, известно также, что особенность, связанная с фазовым переходом первого рода при Т = Тс, является лишь малой частью критического поведения при температурах выше температуры Тс, определяемого «плечом» на температурных зависимостях теплоемкости, коэффициента температурного расширения, скорости звука в материале, поглощения звука образцом и производной сопротивления по температуре. Таким образом, магнитный переход моносилицида марганца может быть охарактеризован как слабый фазовый переход первого рода, близкий ко второму.

Скорость релаксации и время жизни критических флуктуаций исследовались также методами спин-эхо спектроскопии нейтронов [7] и трехосной нейтронной спектроскопии [72] при Т = 29 К, 31 К и 32 К. Было показано, что при больших значениях переданного импульса, ц » влиянием взаимодействия Дзялошинского-Мория на свойства критических флуктуаций можно пренебречь и скорость релаксации магнитных

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Алтынбаев, Евгений Владимирович, 2017 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Дзялошинский И. Е., Теория геликоидальных структур в антиферромагнетиках // Журнал Экспериментальной и теоретической физики. 1964. Т. 46. С. 1420 Moriya T., Anisotropic superexchange interaction and weak ferromagnetism. // Phys. Rev. 120, 91 (1960).

2. P. Bak, M. H. Jensen, Theory of helical magnetic structures and phase transitions in MnSi and FeGe // 1980 J.Phys. C13 L881.

3. S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, A. I. Okorokov, Yu. O. Chetverikov, R. Georgii, P. Boni, D. Lamago, H. Eckerlebe, and K. Pranzas, Critical fluctuations in MnSi near A polarized neutron scattering study // Phys. Rev. B 72, 134420 (2005).

4. U. K. Rossler, A. N. Bogdanov, and C. Pfleiderer, Spontaneous skyrmion ground states in magnetic metals // Nature 442 Nr. 7104, S. 797—801 (2006).

5. C. Pappas, E. Lelievre-Berna, P. Falus, P. M. Bentley, E. Moskvin, S. Grigoriev, P. Fouquet, and B. Farago, Chiral Paramagnetic Skyrmion-like Phase in MnSi // Phys. Rev. Lett. 102, 197202 (2009)

6. C. Pappas, E. Lelievre-Berna, P. Bentley, P. Falus, P. Fouquet, and B. Farago, Magnetic fluctuations and correlations in MnSi: Evidence for a chiral skyrmion spin liquid phase // Phys. Rev. B 83, 224405 (2011).

7. S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, E. V. Moskvin, V. A. Dyadkin, P. Fouquet and H. Eckerlebe, Crossover behavior of critical helix fluctuations in MnSi // Phys. Rev. B 81, 144413 (2010).

8. Sergey V. Grigoriev, Evgeny V. Moskvin, Vadim A. Dyadkin, Daniel Lamago, Thomas Wolf, Helmut Eckerlebe, and Sergey V. Maleyev, Chiral criticality in the doped helimagnets Mn^yFeySi // Phys. Rev. B, 83, 224411 (2011).

9. M. Janoschek, M. Garst, A. Bauer, P. Krautscheid, R. Georgii, P. Boni, C. Pfleiderer, Fluctuation-induced first-order phase transition in Dzyaloshinskii-Moriya helimagnets // Phys. Rev. B 87, 134407 (2013).

10. Grigoriev S. V., Maleyev S. V., Okorokov A. I. et al. Magnetic structure of MnSi under an applied field probed by polarized small-angle neutron scattering // Phys. Rev. B 74, 214414 (2006).

11. Grigoriev S. V., Dyadkin V. A., Menzel D. et al. Magnetic structure of Fe1-xCoxSi in a magnetic field studied via small-angle polarized neutron diffraction // Phys. Rev. B 76, 224424, (2007).

12. Grigoriev S. V., Maleyev S. V., Dyadkin V. A. et al. Principal interactions in the magnetic system Fe1-xCoxSi: Magnetic structure and critical temperature by neutron diffraction and SQUID measurements // Phys. Rev. B 76, 092407 (2007).

13. Grigoriev S. V., Dyadkin V. A., Moskvin E. V. et al. Helical spin structure of Mn1-yFeySi under a magnetic field: Small angle neutron diffraction study // Phys. Rev. B. 79, 144417 (2009).

14. Muhlbauer S., Binz B., Jonietz F. et al. Skyrmion Lattice in a Chiral Magnet // Science 323, Pp. 915—919 (2009).

15. Rossler U. K., Bogdanov A. N., Pfleiderer C. Spontaneous skyrmion ground states in magnetic metals // Nature 442, Pp. 797—801 (2006).

16. Pfleiderer C., Adams T., Bauer A. et al. Skyrmion lattices in metallic and semiconducting B20 transition metal compounds // J.Phys.:Condens.Matter, Vol. 22, P. 164207 (2010).

17. S. V. Maleyev. Spin chirality and polarized neutrons // Physica B 345, 119 (2004).

18. S. V. Grigoriev, N. Potapova, S.-A. Siegfried, V. A. Dyadkin, E. V. Moskvin, V. Dmitriev, D. Menzel, C. D. Dewhurst, D. Chernyshov, R. A. Sadykov, L. N. Fomicheva, A. V. Tsvyashchenko, Chiral Properties of Structure and Magnetism in Mn1-xFexGe Compounds: When the Left and the Right are Fighting, Who Wins? // Phys. Rev. Lett. 110, 207201 (2013).

19. S. V. Grigoriev, S.-A. Siegfried, E. V. Altynbayev, N. M. Potapova, V. Dyadkin, E. V. Moskvin, D. Menzel, A. Heinemann, S. N. Axenov, L. N. Fomicheva, and A. V. Tsvyashchenko. Flip of spin helix chirality and ferromagnetic state in Fe1-xCoxGe compounds // Phys. Rev. B 90, 174414 (2014).

20. S.-A. Siegfried, E. V. Altynbaev, N. M. Chubova, V. Dyadkin, D. Chernyshov, E. V. Moskvin, D. Menzel, A. Heinemann, A. Schreyer, and S. V. Grigoriev. Controlling the Dzyaloshinskii-Moriya interaction to alter the chiral link between structure and magnetism for Fe^CoxSi // Phys. Rev. B 91, 184406 (2015).

21. K. Koyama, T. Goto, T. Kanomata, and R. Note. Observation of an itinerant metamagnetic transition in MnSi under high pressure // Phys. Rev. B 62, 986 (2000).

22. A. Bauer, A. Neubauer, C. Franz, W. Münzer, M. Garst and C. Pfleiderer. Quantum phase transitions in single-crystal Mn1-xFexSi and Mn1-xCoxSi: Crystal growth, magnetization, ac susceptibility, and specific heat // Phys. Rev. B 82, 064404 (2010).

23. A. Tsvyashchenko. High pressure synthesis of RE6Cu23 compounds (RE = Tb, Dy, Yb, Lu) // Journal of the Less Common Metals 99, 2, L9 (1984).

24. N. Kanazawa, Y. Onose, T. Arima, D. Okuyama, K. Ohoyama, S. Wakimoto, K. Kakurai, S. Ishiwata, and Y. Tokura. Large Topological Hall Effect in a Short-Period Helimagnet MnGe //Phys. Rev. Lett. 106, 156603 (2011).

25. O. L. Makarova, A. V. Tsvyashchenko, G. Andre, F. Porcher, L. N. Fomicheva, N. Rey, and I. Mirebeau. Neutron diffraction study of the chiral magnet MnGe // Phys. Rev. B 85, 205205 (2012).

26. Lebech B., Bernhard J., Freltoft T. Magnetic structures of cubic FeGe studied by small-angle neutron scattering // Journal of Physics: Condensed Matter. 1989. Vol. 1, no. 35. Pp. 6105—6122.

27. T. Koretsune, N. Nagaosa and R. Arita. Control of Dzyaloshinskii-Moriya interaction in Mni-xFexGe: a first-principles study. // Sci. Rep. 5, 13302 (2015).

28. J. Gayles, F. Freimuth, T. Schena, G. Lani, P. Mavropoulos, R. Duine, S. Blugel, J. Sinova and Y. Mokrousov. Dzyaloshinskii-Moriya Interaction and Hall Effects in the Skyrmion Phase of Mn1-xFexGe // Phys. Rev. Lett. 115, 036602 (2015).

29. Toru Kikuchi, Takashi Koretsune, Ryotaro Arita, and Gen Tatara. Dzyaloshinskii-Moriya Interaction as a Consequence of a Doppler Shift due to Spin-Orbit-Induced Intrinsic Spin Current // Phys. Rev. Lett. 116, 247201 (2016).

30. E. Altynbaev, S.-A. Siegfried, E. Moskvin, D. Menzel, C. Dewhurst, A. Heinemann, A. Feoktystov, L. Fomicheva, A. Tsvyashchenko, and S. Grigoriev. Hidden quantum phase transition in Mn1-xFexGe evidenced by small-angle neutron scattering. // Phys. Rev. B 94, 174403 (2016).

31. G. A. Valkovskiy, E. V. Altynbaev, M. D. Kuchugura, E. G. Yashina, A. S. Sukhanov, V. A. Dyadkin, A. V. Tsvyashchenko, V. A. Sidorov, L. N. Fomicheva, E. Bykova, S. V. Ovsyannikov, D. Yu. Chernyshov, and S. V. Grigoriev. Thermal Expansion of Monogermanides of 3d-Metals // J. Phys.: Condens. Matter 28, 375401 (2016).

32. E. Altynbaev, S.-A. Siegfried, V. Dyadkin, E. Moskvin, D. Menzel, A. Heinemann, C. Dewhurst, L. Fomicheva, A. Tsvyashchenko, and S. Grigoriev. Intrinsic instability of the helix spin structure in MnGe and order-disorder phase transition. // Physical Review B vol. 90 pp. 174420 (2014).

33. Алтынбаев Е.В., Суханов А.С., Siegfried S.A., Дядькин В.А., Москвин Е.В., Menzel D., Heinemann A., Фомичева Л.Н., Цвященко А.В., Григорьев С.В. Влияние допирования на температурную эволюцию геликоидальной спиновой структуры в MnGe // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, vol. 10, N. 8, pp. 5-11 (2016).

34

35

36

37

38

39

40

41

42

43

44

45

46

47

C. В. Григорьев, Е. В. Алтынбаев, Х. Эккерлебе, А. И. Окороков, Изучение спиновой динамики в ферромагнетике Fe65Ni35 методом малоуглового рассеяния поляризованных нейтронов. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, vol. 1, N. 10, pp. 71-78 (2014).

Boren B. Röntgenuntersuchung der Legierungen von Silicium mit Chrom, Mangan, Kobalt und Nickel // Arkiv for kemi, mineralogi och geologi. Vol. 11. Pp. 1—6 (1933). Ishikawa Y., Shirane G., Tarvin J. A., Kohgi M. Magnetic excitations in the weak itinerant ferromagnet MnSi // Phys. Rev. B, Vol. 16, no. 11. Pp. 4956—4970 (1977). Vocadlo L, Price G D and Wood I G. Crystal structure, compressibility and possible phase transitions in e-FeSi studied by first-principles pseudopotential calculations // Acta Crystallogr. B 55, 484 (1999).

Dmitrienko V E. Quasicrystals and their approximants: dodecahedral local ordering versus canonical-cell description // Acta Crystallogr. A 50, 515 (1994). Van der Marel D, Damascelli A, Schulte K and Menovsky A. Spin, charge, and bonding in transition metal mono-silicides // Physica B 244, 138 (1998).

Wilhelm H, Schmidt M, Cardoso-Gil R, Burkhardt U, Hanfland M, Schwarz U and Akselrud L. Structural investigations of e-FeGe at high pressure and low temperature // Sci. Technol. Adv. Mater. 8, 416 (2007).

S. M. Stishov, A. E. Petrova, S. Khasanov, G. K. Panova, A. A. Shikov, J. C. Lashley,

D. Wu, and T. A. Lograsso, Magnetic phase transition in the itinerant helimagnet MnSi: Thermodynamic and transport properties // Phys. Rev. B 76, 052405 (2007).

Nagaosa N and Tokura Y. Topological properties and dynamics of magnetic skyrmions // Nat. Nanotechol. 8, 899 (2013).

Kanazawa N, Shibata K and Tokura Y. Variation of spin-orbit coupling and related properties in skyrmionic system Mn1-xFexGe // New J. Phys. 18, 045006 (2016). Tanigaki T, Shibata K, Kanazawa N, Yu X Z, Onose Y, Park H S, Shindo D and Tokura Y. Real-Space Observation of Short-Period Cubic Lattice of Skyrmions in MnGe // Nano Lett. 15 5438 (2015).

Pfleiderer C and Rosch A. Condensed-matter physics: Single skyrmions spotted // Nature 465, 880 (2010).

E. Moskvin, S. Grigoriev, V. Dyadkin, H. Eckerlebe, M. Baenitz, M. Schmidt, and H. Wilhelm, Complex Chiral Modulations in FeGe Close to Magnetic Ordering // Phys. Rev. Lett. 110, 077207, (2013).

S. V. Grigoriev, D. Chernyshov, V. A. Dyadkin, V. Dmitriev, E. V. Moskvin, D. Lamago, Th. Wolf, D. Menzel, J. Schoenes, S. V. Maleyev, and H. Eckerlebe. Interplay

between crystalline chirality and magnetic structure in Mni_xFexSi // Phys. Rev. B 81, 012408 (2010).

48. Fawcett E, Maita J P and Wernick J H. Magnetoelastic and thermal properties of MnSi // Int. J. Magn. 1, 29 (1970).

49. Matsunaga M, Ishikawa Y and Nakajima T. Magneto-Volume Effect in the Weak Itinerant Ferromagnet MnSi // J. Phys. Soc. Japan 51, 1153 (1982).

50. S. M. Stishov, A. E. Petrova, S. Khasanov, G. K. Panova, A. A. Shikov, J. C. Lashley, D. Wu, and T. A. Lograsso, Heat capacity and thermal expansion of the itinerant helimagnet MnSi // J. Phys. Condens. Matter 20, 235222 (2008).

51. Sergei M. Stishov, Alla E. Petrova, Anatoly A. Shikov, Thomas A. Lograsso, Eyvaz I. Isaev, Börje Johansson, and Luke L. Daemen. Lost Heat Capacity and Entropy in the Helical Magnet MnSi // Phys. Rev. Lett. 105, 236403 (2010).

52. Ishikawa Y., Tajima K., Bloch D., Roth M. Helical spin structure in manganese silicide MnSi // Solid State Communications. 1976. Vol. 19, no. 6. Pp. 525—528.

53. K. Koyama, T. Goto, T. Kanomata, and R. Note. Observation of an itinerant metamagnetic transition in MnSi under high pressure // Phys. Rev. B 62, 986 (2000).

54. Ishikawa Y., Arai M., Magnetic Phase Diagram of MnSi near Critical Temperature Studied by Neutron Small Angle Scattering // Journal of the Physical Society of Japan. 1984. Vol. 53, no. 8. Pp. 2726—2733.

55. Gregory C., Lambrick D., Bernhoeft N., Magnetisation study of the magnetic phase diagram in MnSi // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 1992. Vol. 104—107, no. Part 1. Pp. 689—690.

56. Koyama K., Goto T., Kanomata T., Note R. Observation of an itinerant metamagnetic transition in MnSi under high pressure // Physical Review B. 2000. Vol. 62, no. 2. Pp. 986—991.

57. Date M., Okuda K., Kadowaki K. Electron Spin Resonance in the Itinerant-Electron Helical Magnet MnSi // Journal of the Physical Society of Japan. 1977. Vol. 42, no. 5. Pp. 1555—1561.

58. Manyala N., Sidis Y., DiTusa J. F. et al. Magnetoresistance from quantum interference effects in ferromagnets // Nature. 2000. Vol. 404, no. 6778. Pp. 581—584.

59. Kusaka S., Yamamoto K., Komatsubara T., Ishikawa Y. Ultrasonic study of magnetic phase diagram of MnSi // Solid State Communications. 1976. Vol. 20, no. 9. Pp. 925— 927.

60. Kawakami M., Hihara T. Nuclear Magnetic Resonance Study of MnSi // Journal of the Physical Society of Japan. 1968. Vol. 25, no. 6. Pp. 1733—1733.

61. Motoya K., Yasuoka H., Nakamura Y. et al. 55Mn and 29Si NMR in the Helically Ordered State of MnSi // Journal of the Physical Society of Japan. 1978. Vol. 44, no. 3. Pp. 833—841.

62. Yasuoka H., Jaccarino V., Sherwood R. C., Wernick J. H. NMR and Susceptibility Studies of MnSi above Tc // Journal of the Physical Society of Japan. 1978. Vol. 44, no. 3. Pp. 842—849.

63. Plumer M. L. Wavevector and spin-flop transitions in cubic FeGe // Journal of Physics: Condensed Matter. 1990. Vol. 2, no. 36. Pp. 7503—7510.

64. Plumer M. L., Walker M. B., Wavevector and spin reorientation in MnSi // Journal of Physics C: Solid State Physics. 1981. Vol. 14, no. 31. Pp. 4689—4699.

65. Walker M. B. Phason instabilities and successive wave-vector reorientation phase transitions in MnSi // Phys. Rev. B. 1989._Nov. Vol. 40, no. 13. Pp. 9315—9317.

66. X. Z. Yu, Y. Onose, N. Kanazawa, J. H. Park, J. H. Han, Y. Matsui, N. Nagaosa, Y. Tokura. Real-space observation of a two-dimensional skyrmion crystal // Nature 465, 901-904 (2010).

67. X. Z. Yu, N. Kanazawa, Y. Onose, K. Kimoto, W. Z. Zhang, S. Ishiwata, Y. Matsui, Y. Tokura. Near room-temperature formation of a skyrmion crystal in thin-films of the helimagnet FeGe // Nature Materials 10, 106-109 (2011).

68. A. Tonomura, X. Yu, K. Yanagisawa, T. Matsuda, Y. Onose, N. Kanazawa, H. S. Park, and Y. Tokura. Real-space observation of skyrmion lattice in helimagnet MnSi thin samples // Nano Lett. 12, 1673-1677 (2012).

69. F. N. Rybakov, A. B. Borisov, A. N. Bogdanov. Three-dimensional skyrmion states in thin films of cubic helimagnets // Physical Review B 87, 094424 (2013).

70. M. N. Wilson, A. B. Butenko, A. N. Bogdanov, and T. L. Monchesky. Chiral skyrmions in cubic helimagnet films: The role of uniaxial anisotropy // Phys. Rev. B 89, 094411 (2014).

71. S. A. Meynell, M. N. Wilson, J. C. Loudon, A. Spitzig, F. N. Rybakov, M. B. Johnson, T. L. Monchesky. Hall effect and transmission electron microscopy of epitaxial MnSi thin films // Physical Review B 90, 224419 (2014).

72. Y. Ishikawa, Y. Noda, Y. J. Uemura, C. F. Majkrzak, and G. Shirane. Paramagnetic spin fluctuations in the weak itinerant-electron ferromagnet MnSi // Phys. Rev. B 31, 5884 (1985).

73. O. W. Dietrich, J. Als-Nielsen, and L. Passell, Neutron scattering from the Heisenberg ferromagnets EuO and EuS. III. Spin dynamics of EuO // Phys. Rev. B 14, 4923 (1976).

74

75

76

77

78

79

80

81

82

83

84

85

86

87

Maleyev S. V. Cubic magnets with Dzyaloshinskii-Moriya interaction at low temperature // Phys. Rev. B 73, no. 17, P. 174402 (2006).

Belitz D., Kirkpatrick T. R., Rosch A. Theory of helimagnons in itinerant quantum systems // Phys. Rev. B 73, no. 5, P. 054431 (2006).

Mitsuo Kataoka. Spin Waves in Systems with Long Period Helical Spin Density Waves Due to the Antisymmetric and Symmetric Exchange Interactions // J. Phys. Soc. Jpn., Vol. 56, no.10, pp. 3635-3647 (1987).

M. Kugler, G. Brandl, J. Waizner, M. Janoschek, R. Georgii, A. Bauer, K. Seemann, A. Rosch, C. Pfleiderer, P. Boni, and M. Garst. Band Structure of Helimagnons in MnSi Resolved by Inelastic Neutron Scattering. // Phys. Rev. Lett. 115, 097203 (2015). M. Janoschek, F. Bernlochner, S. Dunsiger, C. Pfleiderer, P. Boni, B. Roessli, P. Link, and A. Rosch, Helimagnon bands as universal excitations of chiral magnets // Phys. Rev. B 81, 214436, (2010).

S. V. Maleyev. Polarised neutrons and axial-vector interactions in magnetic materials // Physica B 297, 67 (2001).

S. V. Maleyev. Polarized neutron scattering in magnets // Phys. Usp. 45, 569 (2002). S. V. Maleyev. Spin chirality and polarized neutrons // Physica B 345, 119 (2004). S. V. Grigoriev, A. S. Sukhanov, E. V. Altynbaev, S.-A. Siegfried, A. Heinemann, P. Kizhe, and S. V. Maleyev. Spin waves in full-polarized state of Dzyaloshinskii-Moriya helimagnets: Small-angle neutron scattering study // Phys. Rev. B 92, 220415(R) (2015). F. Semadeni, P. Boni, Y. Endoh, B. Roessli, and G. Shirane. Direct observation of spinflip excitations in MnSi // Physica B 267-268, 248 (1999).

Taku J. Sato, Daisuke Okuyama, Tao Hong, Akiko Kikkawa, Yasujiro Taguchi, Taka-hisa Arima, and Yoshinori Tokura. Magnon dispersion shift in the induced ferromagnetic phase of noncentrosymmetric MnSi // Phys. Rev. B 94, 144420 (2016). N. Kanazawa, J.-H. Kim, D. S. Inosov, J. S. White, N. Egetenmeyer, J. L. Gavilano, S. Ishiwata, Y. Onose, T. Arima, B. Keymer, Y. Tokura, Possible skyrmion-lattice ground state in the B20 chiral-lattice magnet MnGe as seen via small-angle neutron scattering // Phys. Rev. B 86, 134425 (2012).

M. Deutsch, O. L. Makarova, T. C. Hansen, M. T. Fernandez-Diaz, V. A. Sidorov, A. V. Tsvyashchenko, L. N. Fomicheva, F. Porcher, S. Petit, K. Koepernik, U. K. RoBler, and I. Mirebeau. Two-step pressure-induced collapse of magnetic order in the MnGe chiral magnet // Phys. Rev. B 89, 180407(R) (2014).

G A Valkovskiy, E G Yashina, V A Dyadkin, A V Tsvyashchenko, L N Fomicheva, M Bykov, E Bykova, L Dubrovinsky, D Yu Chernyshov and S V Grigoriev. High-

pressure single-crystal synchrotron diffraction study of MnGe and related compounds // J. Phys.: Condens. Matter 29 085401 (2017).

88. U. K. RoBler. Ab initio study on magnetism and pressure-induced transitions in cubic MnGe // J. Phys.: Conf. Ser. 391, 012104 (2012).

89. N. Martin, M. Deutsch, F. Bert, D. Andreica, A. Amato, P. Bonfa, R. De Renzi, U. K. RoBler, P. Bonville, L. N. Fomicheva, A. V. Tsvyashchenko, and I. Mirebeau. Magnetic ground state and spin fluctuations in MnGe chiral magnet as studied by muon spin rotation // Phys. Rev. B 93, 174405 (2016).

90. J. F. DiTusa, S. B. Zhang, K. Yamaura, Y. Xiong, J. C. Prestigiacomo, B. W. Fulfer, P. W. Adams, M. I. Brickson, D. A. Browne, C. Capan, Z. Fisk, and Julia Y. Chan. Magnetic, thermodynamic, and electrical transport properties of the noncentrosymmetric B20 germanides MnGe and CoGe // Phys. Rev. B 90, 144404 (2014).

91. M. Deutsch, P. Bonville, A. V. Tsvyashchenko, L. N. Fomicheva, F. Porcher, F. Damay, S. Petit, and I. Mirebeau. Stress-induced magnetic textures and fluctuating chiral phase in MnGe chiral magnet // Phys. Rev. B 90, 144401 (2014).

92. A. Tsvyashchenko, V. A. Sidorov, L. N. Fomicheva, V. N. Krasnorussky, R. A. Sadykov, J. D. Thompson, K. Gofryk, F. Ronning, and V. Y. Ivanov. High Pressure Synthesis and Magnetic Properties of Cubic B20 MnGe and CoGe // Solid State Phenom. 190, 225 (2012).

93. V. A. Chizhikov, V. E. Dmitrienko, Multi-shell contribution to the Dzyaloshinskii-Moriya spiralling in MnSi-type crystals // Phys. Rev. B 88, 214402 (2013).

94. P.W. Bridgman, Explorations toward the Limit of Utilizable Pressures // J. Appl. Phys., 12, 461-469 (1941);

95. H.T. Hall, Ultra-High-Pressure, High-Temperature Apparatus: the 'Belt" // Rev. Sci. Instr., 31, 125-131, (1960).

96. M. Kumasawa, Multiple-anvil sliding system—a new mechanism of producing very high pressure in a large volume // High Temp. - High Pressures, 3, 243-260 (1971).

97. Д.С. Циклис. Техника физико-химических исследований при высоких и сверхвысоких давлениях // М., Химия, стр. 63-82 (1976).

98. L.G. Khvostantsev, L.F. Vereshchagin, A.P. Novikov. Device of toroid type for high pressure generation // High Temp. - High Pressures, 9, 637-639 (1977).

99. H. Takizawa, T. Sato, T. Endo and M. Shimada. High-pressure synthesis and electrical and magnetic properties of MnGe and CoGe with the cubic B20 structure // Journal of Solid State Chemistry 73, 40 (1988).

100. Koehler W. C. Neutron diffraction by helical spin structures // Acta Crystallographica,

Vol. 14, 5, Pp. 535—536 (1961).

101. Yu. A. Izyumov, S.V. Maleev, Scattering of Polarized Neutrons by Ferromagnets and Antiferromagnets // JETP, 14, 5, 1168 (1962).

102. S. V. Grigoriev, S. V. Maleyev, A. I. Okorokov, Yu. O. Chetverikov, and H. Eckerlebe. Field-induced reorientation of the spin helix in MnSi near TC. // Phys. Rev. B 73, 224440 (2006).

103. André Heinemann, Sebastian Muhlbauer. SANS-1: Small angle neutron scattering // Journal of large-scale research facilities, 1, A10 (2015).

104. Blume M. Polarization Effects in the Magnetic Elastic Scattering of Slow Neutrons // Physical Review. Vol. 130, no. 5. Pp. 1670—1676 (1963).

105. Окороков А.И., Рунов В.В., Топерверг Б.П. и др. Исследование спиновых волн в аморфных магнетиках с помощью рассеяния поляризованных нейтронов // Письма в ЖЭТФ 43, 390—392 (1986).

106. Deriglazov V., Okorokov A., Runov V., Toperverg B., Kampmann R., Eckerlebe H., Schmidt W., Lobner W. Study of spin waves in amorphous ferromagnet Fe50Ni22Cr10P18 by small angle polarized neutron scattering. // Physika B, Vol. 181-182, Pp.262 (1992).

107. V. Dyadkin, S. Grigoriev, S. V. Ovsyannikov, E. Bykova, L. Dubrovinsky, A. Tsvyashchenko, L. N. Fomicheva, and D. Chernyshov. Crystal structure and thermal expansion of Mm-xFexGe // Acta Cryst. B 70, 676 (2014).

108. A. Z. Patashinski and V. L. Pokrovski. Fluctuation Theory of Phase Transitions. // Pergamon Press, Oxford (1979).

109. V. V. Glushkov, I. I. Lobanova, V. Yu. Ivanov, V. V. Voronov, V. A. Dyadkin, N. M. Chubova, S. V. Grigoriev, and S. V. Demishev. Scrutinizing Hall Effect in Mn1-xFexSi: Fermi Surface Evolution and Hidden Quantum Criticality. // Phys. Rev. Lett. 115, 256601 (2015).

110. Гинзбург В. Л., Ландау Л. Д. К теории сверхпроводимости. // ЖЭТФ 20, 1064 (1950).

111. Anthony Arrott and John E. Noakes. Approximate Equation of State For Nickel Near its Critical Temperature // Phys. Rev. Lett. 19, 786 (1967).

112. S. V. Grigoriev, A. S. Sukhanov, and S. V. Maleyev. From spiral to ferromagnetic structure in B20 compounds: Role of cubic anisotropy // Phys. Rev. B 91, 224429 (2015).