Morin transition
简介
Morin相变是磁性材料的一种相变.在这种相变中，磁性离子的自旋重新取向，并且从高温的倾斜反铁磁有序变为低温的纯反铁磁有序.这种相变最先是在α-Fe2O3中发现的.α-Fe2O3属三方晶系，呈刚玉结构，其对称群为D63d，其Neel点为TN=963K.在263K<T<963K的温区内，铁离子的自旋基本上位于与三方轴垂直的(111)平面内，大致上反平行排列但与(111)面交成一个约为1′的很小的角度，使α-Fe2O3成为倾斜反铁磁体，从而在〈111〉方向呈现微弱的自发磁化.在T<263K的温区内，铁离子自旋沿三方轴〈111〉互相反平行排列，而使α-Fe2O3成为纯的反铁磁体.由于在Morin温度TM=263K附近自旋排列的这一变化，α-Fe2O3的磁化率在TM两侧呈现出明显的变化，正是根据这一变化，F.J.Morin在1950年发现了这一相变.在其他呈现倾斜反铁磁性的系统，比如DyFeO3中也有类似的相变发生(对DyFeO3，TM=42K).Morin相变受许多因素的影响，一种是取代元素，比如在α-Fe2O3中以少量Al3+，Ga3+，Ti4+，Sn4+取代Fe3+，可以局部地抑制Morin相变从而降低Morin相变的温度，而用Rh3+取代Fe3+则可以提高Morin相变的温度.此外，外加磁场、压力、点阵的应变及缺陷对Morin相变都有明显的影响，长期以来人们用各种各样的实验方法对Morin相变作了许多实验研究，但对其产生的机制至今尚无定论.
Morin相变前后，α-Fe2O3中铁离子自旋取向及其磁有序的变化