Магнитные свойства синглетного антиферромагнетика KTb(WO₄)₂

Abstract

Рентгеновские исследования магнетика KTb(WO₄)₂ показали, что данное соединение относится к моноклинному классу С₂/с с цепочечной структурой. Экспериментально исследованы восприимчивость и намагниченность монокристалла KTb(WO₄)₂ в области температур 0,4–100 К и магнитных полей до 2 Тл. Угловая зависимость восприимчивости показывает, что в данном соединении при низких температурах реализуется чисто изинговская анизотропия — существует только одна компонента момента вдоль оси b. Температурная зависимость восприимчивости имеет максимум при Т - 1,2 К, а зависимость М(Н), полученная при 0,5 К, характеризуется существенной нелинейностью в малых полях, характерной для упорядоченного состояния. Анализ экспериментальных данных в приближении среднего поля позволяет считать данное соединение синглетным изинговским антиферромагнетиком с ТN ≈ 0,7 К, определенной из данных по восприимчивости. При предельно низких температурах, по оценкам данной работы, реализуется коллинеарная антиферромагнитная структура с эквивалентными подрешетками. Высокотемпературное поведения восприимчивости свидетельствует о наличии возбужденного квазидублета в окрестности 35 К.

ентгенівські дослідження магнетика KTb(WO₄)₂ показали, що дана сполука відноситься до моноклінного класу С₂/с з ланцюжковою структурою. Експериментально досліджено сприйнятливість та намагніченість монокристалу KTb(WO₄)₂ в області температур 0,4–100 К та магнітних полів до 2 Тл. Кутова залежність сприйнятливості показує, що в даній сполуці при низьких температурах реалізується чисто ізінгівська анізотропія — існує тільки одна компонента моменту вздовж вісі b. Температурна залежність сприйнятливості має максимум при Т - 1,2 К, а залежність М(Н), яку отримано при 0,5 К, характеризується суттєвою нелінійністю в малих полях, яка характерна для упорядкованого стану. Аналіз експериментальних даних в наближенні середнього поля дозволяє вважати дану сполуку сінглетним ізінгівським антиферомагнетиком з ТN ≈ 0,7 К, встановленою із даних по сприйнятливості. При гранично низьких температурах, по оцінкам даної роботі, реалізується колінеарна антиферомагнітна структура з еквівалентними підгратками. Високотемпературна поведінка сприйнятливості свідчить про наявність збудженого квазідублету поблизу 35 К.

The x-ray investigation of the KTb(WO₄)₂ shows that this compound belongs to monoclinic class С₂/с with a chain structure. Susceptibility and magnetization of the KTb(WO₄)₂ single crystal was investigated in the temperature range 0.4–100 K at magnetic fields up to 2 T. The angular dependencs of susceptibility show that in this compound at low temperatures a pure Ising type anisotropy is realized — there is only one component of the moment along the b axis. The temperature dependence of susceptibility has a maximum at Т - 1,2 К, and the М(Н) dependence at 0,5 К features an essential nonlinearity typical of the ordered state. Analysis of the experimental data in the mean field approximation suggests that this compound is a singlet Ising antiferromagnet with ТN ≈ 0,7 К, found experimentally. According to the estimated data in the low-temperature limit a collinear magnetic structure with equivalent sublattices is realized. The high-temperature behavior of susceptibility testifies that there occurs an exited state in the vicinity of 35 K.