Низкотемпературная теплоёмкость интеркалированных
соединений в системе CrxTiSe2.
Н.С. Чушева1), В.Г. Плещёв2), Н.В. Баранов2)
1)Уральский государственный университет,620083, Екатеринбург, пр. Ленина,51
2)Институт физики металлов,620219, Екатеринбург, ул.С.Ковалевской,18
При изучении физических свойств низкоразмерных соединений заметное место принадлежит интеркалированным соединениям на основе дихалькогенидов титана. Исходные матрицы для интеркалирования TiS2, TiSe2, TiTe2 имеют слоистую атомную структуру, образуя структурные блоки TiX2, слабо связанные между собой силами Ван-дер-Ваальса. Межслоевое расстояние между этими блоками увеличивается при переходе от TiS2 к TiTe2, изменяя тем самым степень двухмерности кристаллической решётки и анизотропию физических свойств. Внедрённые атомы могут образовывать упорядоченные цепочки и слои между этими блоками в зависимости от их концентрации. Особый интерес представляют такие соединения, в которых в качестве атомов интеркалянта служат переходные элементы.
    Наличие магнитных моментов  в 3d - элементах позволяет получать слоистые магнетики с магнитными слоями атомного масштаба, причём тип магнитной структуры напрямую зависит от сорта внедряемых атомов и их концентрации. Образуется материал, в котором моноатомные магнитные слои разделены немагнитной прослойкой. 
При исследовании магнитных свойств образцов диселенида титана, интеркалированного хромом CrxTiSe2, на температурных зависимостях восприимчивости для составов х=0,25; 0,33; 0,5 были обнаружены острые максимумы при температурах соответственно 8, 10 и 38 К. Наиболее ярко такой максимум проявляется для состава  с х=0.5, обнаруживающего на полевых зависимостях  намагниченности при Т=2 К эффект спиновой переориентации [1]. Эти данные позволили авторам  рассматривать максимум   как  признак магнитного фазового перехода от антиферромагнитного состояния к парамагнитному.  Магнитные свойства  рассматривались как результат ферромагнитного взаимодействия между атомами хрома внутри слоя  и антиферромагнитного – между слоями  со значительным преобладанием первого.
Однако нейтронографические исследования данного соединения не обнаруживают магнитных рефлексов, подтверждающих магнитоупорядоченное состояние при Т=4.2 К. 
Кроме того, это подтверждается тем, что на температурной зависимости теплоёмкости не наблюдается никаких аномалий (см рис.1), свидетельствующих о протекании фазового перехода второго рода. Рассматривая в первом приближении лишь электронный и фононный вклады в теплоемкость, нами были определены соответствующие коэффициенты. Было обнаружено, что значения электронных коэффициентов для исходного TiSe2 и Cr0.5TiSe2, различаются между собой на два порядка, что может быть связано с появлением при внедрении 
атомов хрома дополнительного магнитного вклада в теплоёмкость.

Рисунок 1: Температурные зависимости теплоёмкости соединений CrxTiSe2 для различных составов х = 0; 0,25; 0,33; 0,5 в отсутствие внешнего магнитного поля. На вставке вверху – Зависимость характеристической температуры Дебая D от значений х. На вставке внизу – Зависимость параметра с элементарной решётки от содержания хрома в соединении.
       При анализе экспериментальных данных нами был выделен дополнительный вклад в теплоёмкость, который интерпретируется как магнитный потому, что он имеет размытый максимум в той же области температур (порядка 30 – 40 К), в которой наблюдается острый пик на температурной зависимости восприимчивости [2].

Рисунок 2: Температурная зависимость восприимчивости соединения Cr0,5ТiSe2 для двух магнитных полей, различных по частоте, но с одинаковой амплитудой поля Н = 4 Э. а) – Реальная часть восприимчивости; b) – Мнимая часть восприимчивости.
Наличие магнитного вклада в теплоёмкость и тот факт, что в соединении Cr0,5TiSe2 обнаружено наличие частотной зависимости восприимчивости с сильной дисперсией в температурной области фазового перехода (см рис.2), могут свидетельствовать о формировании в соединении Cr0,5TiSe2 при низких температурах кластерного спин – стекольного состояния.
Список литературы.
1.	V.G. Pleschov, N.V. Baranov, A.N. Titov. “Magnetic properties of Cr-intercalated TiSe2”. Journal of Alloys and Compounds, 320, 13-17(2001). 
2.	Гинзбург С.Л. “Необратимые явления в спиновых стеклах”. М. Наука. (1989).