Метод времени пролета и нейтронные исследования конденсированных сред с использованием импульсного магнитного поля тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат физико-математических наук Нитц, Владимир Вольдемарович

• Нитц, Владимир Вольдемарович
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Нитц, Владимир Вольдемарович

Глава 1. Введение.

Заключение диссертации по теме «Физика конденсированного состояния», Нитц, Владимир Вольдемарович

1. Проведены первые эксперименты, показавшие возможности метода времени

пролета в определении структуры кристаллических веществ на импульсном

источнике нейтронов. 2. Исходя из известных значений констант взаимодействия, выполнены рассчеты

фазовой диаграммы гематита ниже точки Морина в координатах (HyHzT), (HxHzT) и

(НхНуТ) и качественно построена фазовая диаграмма вблизи и выше точки Морина. Обнаружены многие особенности диаграммы, которые не были известны ранее. На диаграмме (НуН{Г) есть значительная по плошади поверхпость фазового

перехода второго рода, которая расположепа вплоть до Ну = 0. Под этой

поверхностью при относительно малых значениях Ну есть полоска фазового

перехода первого рода, ограниченная линией критических точек перехода первого

рода. С увеличением температуры, начиная с Г = 231.5 К, Ну = 1.46 кОе, Н^ =

41.369 кОе, 9 =—,ф = я , поверхности фазовых переходов первого и второго рода

пересекаются и образуется липия квазитройных точек. В так называемой

"суперкритической точке", при Т = 242.25 К, Ну =11.28 кОе, Щ = 31.65 кОе,

0 = —,ф = я , сходятся линия трикритических точек, липия критических точек

фазового перехода первого рода и линия квазитройных точек. При дальнейшем

повышении температуры вплоть до температуры, близкой к Тм, остается только

переход первого рода. Заметим, что наличие "суперкритической точки" является

специфической особенностью гематита, не имеющей пока аналогов в каких-либо

других фазовых переходах. Выше Тм, а именно около Г = 370 К, на температурной оси происходит переход

первого рода, соответствующий изменению направления вектора

антиферромагнетизма в базисной плоскости. Соответственно, прилегающая к Г =

370 К область фазовой диаграммы (НуН{Г) представляет собой поверхность

перехода первого рода. Выше точки Тм и немного ниже ее имеем новерхность

фазового перехода второго рода, которая при "стыковке" с высокотемпературной

поверхностью перехода первого рода дает линию трикритических точек. При

нересечении этой же поверхности перехода второго рода с поверхпостью перехода первого рода, пришедшей из пизкотемпературной области, и с поверхностью

перехода первого рода, продолженпой из точки Морипа, образуется линия

квазитройных точек. 3. Исходя из симметрийных соображений, проанализированы возможные фазовые

переходы в магнитном поле для веществ с ромбоэдрической структурой {СГ2О3,

ТггОз, УгОз, C0F3, FeC03, CrF3, FeB03, FeF3, МпСОз, СоСОз, ШСОз). Некоторые из

фазовых переходов еще пе наблюдались в экспериментах. 4. Выполнены первые в мире измерения магнитной структуры дифракцией

нейтронов с использованием импульсного магнитного поля. На реакторе ИБР

проведепы исследования мопокристалла a-Fe2O3 при температуре 80 К ъ поле до

120 кЭ (к тому времени были известны нейтронные исследования в постоянном

поле только до 45 кЭ). В этих измерениях подтвердился характер изменения

магнитной структуры в магнитном поле, нерпендикулярном ромбоэдрической оси

кристалла, который предсказывался теоретически. Определен знак константы

"смешанной" анизотропии d. 5. В этих измерениях был обнаружен пик "аномального" рассеяния нейтронов в

гематите в поле около 50 кЭ. Найдено объяснение "аномалии". "Аномальное"

рассеяние явилось:

a) Обнаружением эффекта увеличения интенсивности дифракционного рассеяния

нейтронов на кристаллах при магнитных фазовых переходах первого рода. b) Первым наблюдением так называемого "междоменного фазового нерехода

первого рода" при совместном действии внешнего давления и магнитного поля. Результаты этих измерений послужили началом нейтронных исследований по

кинетике магнитных фазовых превращений, индуцированных импульсным полем. 6. На реакторе ИБР-30 проведен цикл измерений по дифракции на зародышах

(микродоменах) фазового состояния, индуцированного импульсным магнитным

полем в кристалле гематита. Проанализирована модель перестройки доменной

структуры при фазовом переходе в магнитном поле, перпендикулярном

ромбоэдрической оси. Получено качественное соответствие экспериментальных

данных с этой моделью. Такая информация о кинетике фазовой перестройки могла

быть получена только с помощью рассеяния нейтронов с использованием

импульсного поля. 7. Созданы два спектрометра для исследований с импульсным полем на

импульсных реакторах: 1) дифрактометр на ИБРе, 2) СНИМ-1 на ИБР-30.Разработан и использован метод дифракционных измерений с импульсами ноля,

длительность которых сравнима или меньше, чем длительность дифракционных

НИКОВ. Применение этого метода позволило, по крайней мере, в 5 раз увеличить

частоту имнульсов магнитного поля и, соответственно, ускорить получение

спектрометрической информации. Кроме того, это привело к существенному

повышению точности нрн определении нолевой зависимости дифракционного

рассеяния. Разработаны и нрименены ряд других методов исследования конденсированных

сред на импульсных и стационарных источниках нейтронов с использованием

импульсного магнитного ноля (8 новых методик, 5 изобретений). Диссертация является основой нового научного направления - нейтронные

исследования в физике конденсированных сред с использованием импульсного

магнитного поля.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Нитц, Владимир Вольдемарович, 2006 год

1. В.В.Нитц, З.Г.Папулова, И.Сосновска, Е.Сосновски, Исследование структур методом дифракции нейтронов на импульсном быстром реакторе (ИБР), Сообщение ОИЯИ, Р-1440, Дубна, 1963;ФТТ, т.6, N5,1370,1964.

2. В.В.Нитц, И.Сосновска, Е.Сосновски, "О спектрометре времени пролета для нейтроноструктурных исследований на ИБРе", Сообщение ОИЯИ, 1614, Дубна, 1964.

3. В.В.Нитц, И.Сосновска, Е.Сосновски, Ф.Л.Шапиро, "Исследование кристаллической структуры веществ дифракцией нейтронов", Сообщение ОИЯИ, 2081, Дубна, 1965.

4. B.Buras and J.Leciejewicz, Nukleonika, v.8,75,1963.

5. B.Buras and J.Leciejewicz, Phys. stat. solidi, v.4, 349,1964.

6. B.Buras, Nukleonika, v.8,259,1963.

7. D.Cox, G.Shirane, B.Frazer, J.Appl.Phys., v.37,1126,1956.

8. П.С.Анцупов, Р.А.Восканян, Р.З.Левитин, С.Низиол, В.В.Нитц, Р.П.Озеров, Пак Гван О, С.Шафран, "Нейтронографическое исследование гематита в магнитном поле до 120 кЭ на ИБР€\ Сообщение ОИЯИ, Р14-4548, Дубна, 1969; ФТТ, т.13, с.56,1971

9. R.Z.Levitin, V.V.Nietz, S.Niziol, R.P.Ozerov, "Neutron-diffraction study of the magnetic structure of hematite in a magnetic field up to 120 kOe" Solid State Comm. v.7, p. 1665, 1969.

10. J.Kaczer, "Magnetismus", p.48, Leipzig, 1967.

11. Р.А.Восканян, Р.З.Левитин, В.А.Щуров, ЖЭТФ, т.54, 790, 1968.

12. V.V.Nietz, "Interdomain phase transition in hematite single crystal", Solid State Communications, v.30, 71,1979.

13. Е.А.Туров и В.Г.Шавров, ФТТ, т.7,217,1965.

14. Р.З.Левитин, А.С.Пахомов и В.А.Щуров, ЖЭТФ, т.56,1242, 1969.