Магнитные свойства иона Ce³⁺ в железосодержащем оксипниктиде CeFeAsO

Abstract

Исследованы магнитные свойства иона Се³⁺ несверхпроводящего оксипниктида CeFeAsO в двух кристаллографических фазах. Методом модифицированной теории кристаллического поля рассчитаны энергетические уровни иона Се³⁺ и значения g-фактора, температурные зависимости компонент магнитной восприимчивости и константы анизотропии четвертого порядка. Показано, что и в тетрагональной, и в орторомбической фазах «легким» направлением для магнитного момента иона Се³⁺ является ось [110]. Сравнение рассчитанных температурных зависимостей компонент восприимчивости с соответствующими экспериментальными показало, что при температурах ниже 100 К необходимо учитывать внутренние поля, создаваемые магнитной подсистемой ионов железа.Досліджено магнітні властивості іону Се³⁺ ненадпровідного оксипниктіду CeFeAsO в двох кристалографічних фазах. За методом модифікованої теорії кристалічного поля розраховано енергетичні рівні іону Се³⁺ та значення g-фактору, температурні залежності компонент магнітної сприйнятливості й константи анізотропії четвертого порядку. Показано, що в тетрагональній та орторомбічній фазах «легким» напрямком для магнітного моменту іону Се³⁺ є вісь [110]. Порівняння розрахованих температурних залежностей компонент сприйнятливості з відповідними експериментальними показало, що за температур нижче 100 К необхідно враховувати внутрішні поля, що виникають завдяки магнітній підсистемі іонів заліза.Magnetic properties of a Се³⁺ ion in two crystallographic phases of a nonsuperconducting oxipnictide CeFeAsO are studied. Се³⁺-ion energy levels, g-factor values, temperature dependencies of magnetic susceptibility components and the forth-order anisotropy constant have been calculated within a modified crystal field approach. It is shown that in tetragonal and orthorhombic phases the easy direction of the Се³⁺ ion magnetic moment is the [110] axis. Comparison of calculated temperature dependencies of susceptibility components to the corresponding experimental ones showed that at temperatures below 100 K it is necessary to take into account internal fields produced by the magnetic subsystem of iron ions.