Экспериментальное определение магнитополевой зависимости низкотемпературного спонтанного намагничения электронной системы гибридизированных состояний примесей кобальта низкой концентрации (≤ 0,035 ат.%) в кристалле селенида ртути

Abstract

Представлены результаты исследований магнитополевых зависимостей удельной намагниченности M(H) монокристалла селенида ртути с низкой концентрацией примесей кобальта (0,01–0,035) aт.%. при температуре 5 К. В итоге детального прецизионного анализа полученных экспериментальных данных впервые выделены вклады спонтанного магнетизма электронной системы гибридизированных состояний донорных примесных атомов кобальта, имеющие вид кривых намагничивания с насыщением. Определенные магнитные параметры, характеризующие спонтанный спиновый магнетизм изучаемой системы, согласуются с результатами, полученными ранее при наблюдении аномалий эффекта Холла и температурных зависимостей магнитной восприимчивости, связанных с проявлением той же системы. Таким образом, в достаточно полном объеме разработано решение проблемы обоснования и описания спонтанной спиновой поляризации электронных систем примесей переходных элементов в пределе малой их концентрации.

Представлено результати досліджень магнітопольових залежностей питомої намагніченості M(H) монокристала селеніду ртуті з низькою концентрацією домішок кобальту (0,01–0,035) aт.% при температурі 5 К. У результаті детального прецизійного аналізу отриманих експериментальних даних уперше виділено внески спонтанного магнетизму електронної системи гібридизованих станів донорних домішкових атомів кобальту, що мають вигляд кривих намагнічування з насиченням. Визначені магнітні параметри, що характеризують спонтанний спіновий магнетизм системи, яка вивчається, узгоджуються з результатами, отриманими раніше при спостереженні аномалій ефекту Холлу та температурних залежностей магнітної сприйнятливості, пов'язаних з проявом тієї ж системи. Таким чином, в досить повному об'ємі розроблено вирішення проблеми обгрунтування та опису спонтанної спінової поляризації електронних систем домішок перехідних елементів при їх малій концентрації.

The results of investigations of the magnetic field dependences of the specific magnetization M(H) of a mercury selenide single crystal with a low cobalt impurity concentration (0.01–0.035) at.% at a temperature of 5 K. As a result of a detailed precision analysis of the obtained experimental data the contributions of the spontaneous magnetism of the electron system of hybridized states of donor impurity cobalt atoms for the first time have the form of magnetization curves with saturation. Certain magnetic parameters characterizing the spontaneous spin magnetism of the system under study agree with the results obtained earlier in observing the anomalies of the Hall effect and the temperature dependences of the magnetic susceptibility associated with the manifestation of the same system. Thus, a solution of the problem of justifying and describing the spontaneous spin polarization of electronic systems of impurities of transition elements at their low concentration has been developed in sufficient detail.