Магнитные свойства силицида MnSi

Впервые магнитная восприимчивость моносилицида марганца определялась Фоэксом в интервале температур от 100 до 700° К. Выяснилось, что хотя повышение температуры снижает восприимчивость, однако зависимость х(Т) лишь приближенно следует закону Кюри—Вейсса (так же как и для CrSi). В начале изученного температурного интервала эффективный магнитный момент оказался равным uэфф = 2,37 uБ (160° К), а при 400° К uэфф = 3,24 uБ.

Аналогичные результаты были получены Радовским и Коршуновым на хорошо аттестованных образцах, выплавленных из дважды дистиллированного марганца и полупроводникового кремния. Зависимость х(T) между 300 и 1100°K (см. рис. 135) удалось аппроксимировать тремя линейными участками, наклон которых привел к значениям эффективных магнитных моментов: uэфф = 2,5uБ (300—520° К), uэфф = 3,3 uБ (520—820°К) и uэфф = 4,1 uБ (820—1100°K). В отличие от CrSi парамагнитная восприимчивость моносилицида марганца довольно высока (30*10в-6 эме/г при 20°С), а постоянная 0с, рассчитываемая из закона Кюри—Вейсса, получается для температур, близких к комнатным, весьма малой.

Согласно Нешпору и Самсонову, моносилицид марганца при комнатных температурах ферромагнитен..

Принципиально новые данные о магнитных свойствах моносилицида марганца были получены при расширении температурного интервала измерений. Вильямс и соавторы нашли, что MnSi магнитно упорядочен при 30° К. Их измерения показали, что при 1,4° К намагниченность линейно увеличивается с повышением напряженности поля до 496 ка/м, после чего происходит насыщение. В этом состоянии средний магнитный момент оказывается равным 0,4 uБ на атом марганца, что меньше значения 1,4 uБ, полученного авторами для образца в парамагнитном состоянии.

Шинода и Асанабе получили качественно аналогичные результаты. Они нашли, что температура ферромагнитного упорядочения равна 38° К, а магнитное насыщение при 4,2° К достигается в поле 504 ка/м. Магнитный момент, рассчитываемый из значения намагниченности насыщения, оказывается равным 0,3 uБ.

Последние исследования зависимости х(Т), выполненные Радовским и Бортником между 60 и 300° К, хорошо согласуются с результатами предшествующих работ.

Нейтронографическое исследование пространственного распределения магнитного момента в MnSi проведено Брауном, Форсайтом и Ландером. По их данным, дифракционная картина от порошкового образца не содержит упорядоченной антиферромагнитной компоненты, так что полным магнитным моментом следует считать тот, который извлекается из значения намагниченности насыщения (-0,3—0,4 uБ). Изучение рассеяния поляризованных нейтронов монокристаллом MnSi в магнитном поле при 4,2° К выявило, что распределение магнитного момента вблизи атома марганца сильно отличается от сферического. Кроме того, был обнаружен заметный поляризационный отрицательный магнитный момент на атомах кремния.

Добавим, что авторы сообщили о наблюдении трех линий ядерного магнитного резонанса в MnSi.