WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Физика твердого тела, 1997, том 39, № 6 Фотоиндуцированное изменение динамического магнитоупругого взаимодействия в иттриевом феррите-гранате © Р.А. Дорошенко, С.В. Серегин Институт физики молекул и кристаллов Российской академии наук, 450065 Уфа, Россия (Поступила в Редакцию 3 февраля 1997 г.) Исследовано воздействие света на эффективность возбуждения и резонансную частоту основной моды контурных упругих колебаний круглой пластины феррита-граната. Обнаружено уменьшение безразмерного параметра динамической магнитоупругой связи. Показано, что под влиянием освещения происходит изменения эффективного поля магнитострикции и магнитной анизотропии.

Фотоиндуцированное изменение амплитуды сигналов сами магнита сосуд Дьюара с жидким азотом. Засветпоглощения при возбуждении нормальных мод упру- ка осуществлялась в течение 20 min лампой накаливагих колебаний является, по-видимому, общим свойством ния КГМ9-70 через стенки ампулы в магнитном поле, материалов, магнитная проницаемость которых зависит ориентированном вдоль направления [110] в плоскости от света. При выборе образцов для исследований мы образца. Переменное магнитное поле ориентировалось наблюдали его в монокристаллах и пленках иттриевого в плоскости образца перпендикулярно постоянному. Заферрита-граната на частотах от 0.5 до 100 MHz в зависи- висимости для засвеченного состояния снимались после мости от размеров образца и моды колебаний. Как само выключения света. Для исключения гистерезиса все заявление резонансного поглощения энергии переменного висимости получены при уменьшении величины постомагнитного поля при возбуждении упругих колебаний за янного магнитного поля от его максимального значения.

счет магнитоупругой связи, так и его изменения зависят Фотоиндуцированное изменение амплитуды сигнала от магнитных и магнитоупругих параметров материала, поглощения при ориентации магнитного поля вдоль структуры возбуждаемых колебаний и условий возбужде- оси [110] приведено на рис. 1. Освещение образца ния. Поэтому исследование упругих свойств магнитных приводит к уменьшению амплутуды поглощения и сдвигу материалов важно для понимания состояния магнитной максимума кривой зависимости A(H) в сторону больших системы и его изменений в результате внешних воздей- полей. Величина изменения амплитуды максимальна в ствий. Однако до настоящего времени была определена полях, меньших поля насыщения. Аналогичные изменезависимость частоты контурной моды упругих колебаний ния наблюдаются и при ориентации магнитного поля только от величины одноосной магнитной анизотропии, вдоль оси трудного намагничивания, но сдвиг максимума наведенной фотомагнитным отжигом в борате железа [1]. примерно в 2 раза больше.

В настоящей работе исследовались монокристаллы Изменение частоты контурной моды колебаний при Y3Fe5O12 с фотоиндуцированными изменениями магнит- воздействии света приведено на рис. 2 для той же, что и ной анизотропии и магнитострикции [2], выращенные в на рис. 1, ориентации магнитного поля. Как и для амусловиях спонтанной кристаллизациии из растворителя плитуды поглощения, фотоиндуцированные изменения BaO–B2O3 без специальных легирующих добавок. Свой- максимальны в магнитных полях, меньших поля насыства охлажденных в темноте образцов данных монокри- щения. Абсциссы особых точек кривых f (H) совпадают сталлов до и после освещения являются стабильными с абсциссами максимумов кривых A(H). Аномальная во времени при температуре 78 K, что упрощает их зависимость f (H) (df /dH < 0) существует также и сравнение для этих двух состояний. Изучалось влияние при ориентации магнитного поля вдоль оси [100]. При освещения на контурную моду колебаний образцов в отклонении от этих направлений интервал полей ее сувиде круглой пластины. Упругие смещения данной моды ществования уменьшается, и при H [111] наблюдается параллельны плоским поверхностям образца, совпада- только увеличение частоты с ростом поля.

ющим с плоскостями {110} кристалла. Использовалась Указанные условия совпадают с условиями наблюстационарная методика, аналогичная применяемой для дения ФМР и магнитостатических мод колебаний в изучения ядерного магнитного резонанса в магнитоупо- образцах с доменной структурой [3,4]. Как и в однородно рядоченных веществах. Слабо закрепленный в ампуле намагниченном состоянии, существование связанных с образец помещался в катушку колебательного контура упругими модами магнитостатических мод колебаний автогенератора, служащего как для возбуждения, так и приводит к динамической перенормировке модулей упрудля регистрации магнитоупругого резонанса. Произво- гости. В данном случае ее величина превышает изменедилась запись первой производной сигналов поглощения ние модулей упругости вследствие E- и G-эффектов, при модуляции частоты и частотной развертке. Частота и аномальный характер f (H) вызван соответствующей моды определялась по показаниям частотомера в мо- полевой зависимостью частоты магнитостатической момент прохождения максимума поглощения. Катушка с ды. Излом на графике зависимости f (H), связанный образцом погружалась в расположенный между полю- с переходом образца из однородно намагниченного со1082 Р.А. Дорошенко, С.В. Серегин Рис. 1. Зависимость амплитуды сигнала поглощения от Рис. 2. Зависимость частоты контурной моды от величины величины постоянного поляризующего поля для образца охла- магнитного поля до (1) и после освещения (2). Сплошные жденного в темноте (1) и после его засветки (2). Диаметр кривые — аппроксимация выражением (1).

диска 2.57 mm, толщина 0.55mm.

стояния в состояние с доменной структурой, позволяет рошо аппроксимируются зависимостью (1), если в выраопределить величину поля насыщения H. При ори- жении (2) внутренее магнитное поле Hi0 отличается от ентации магнитного поля вдоль оси [110] H = 368 значения, определяемого действием внешнего H и раздля темнового и 374 Oe для засвеченного состояний, а магничивающего NM0 полей (N — размагничивающий при H, направленном вдоль трудной оси, соответственно фактор вдоль H, M0 — намагниченность насыщения), H = 506 и 518 Oe. Определенная из разности полей на некоторую величину H, зависящую от освещения насыщения при намагничивании по трудному и проме- Hi0 = H - NM0 +H.

При аппроксимации экспериментальных точек зависижуточному направлениям величина поля анизотропии составляет 138 Oe для охлажденного в темноте и 144 Oe мостью (1) определялись значения поля магнитострикдля освещенного образца. Полученное фотоиндуциро- ции Hms, поля H и частоты f0 и использовались ванное изменение поля анизотропии находится в согла- определенные выше значения полей насыщения и анизотропии. Получены следующие значения параметров:

сии с результатами измерений, проведенных методом для темнового состояния Hms = 0.76 Oe и H = 79 Oe, вращательного магнитометра [5].

Для объяснения механизма фотоиндуцированных из- после освещения Hms = 0.92 Oe и =164 Oe.

При H 100 / = Hi0 + 2Ha параметры имеют менений магнитоупругого взаимодействия рассмотрим полевую зависимость частоты f (H) при H > Hs. Со- значения для темнового состояния Hms = 0.57 Oe и H = 150 Oe, после освещения Hms = 0.65 Oe и гласно [6], она определяется выражением H = 230 Oe.

2 f (H) = f0 (1 -)1/2, (1) Таким образом, уменьшение динамического магнитоупругого взаимодействия вызвано увеличением поля.

где f (H) и f0 — частота упругих колебаний в поле H и Величина H и ее изменения примерно на два порядка при магнитном поле, стремящемся к бесконечности, — превышают величину и изменение эффективного поля безразмерный параметр магнитоупругой связи, равный магнитострикции Hms, определяющего магнитоупругую отношению величины магнитоупругой щели к частоте щель спиновых колебаний. Фотоиндуцированное измеспиновых колебаний в поле H или отношению соответнение H имеет близкие значения как при H (110) ствующих эффективных полей Heff = / ( — частота, (85 Oe), так и при H 100 (80 Oe). Природа его, —магнетомеханическое отношение).

вероятно, как и в случае фотоиндуцированного изотропПри H 110 наиболее сильно связанными с упруного сдвига частоты ФМР [8], связана с увеличением гими колебаниями являются распространяющиеся вдоль локальных одноосных компонент анизотропии.

магнитного поля спиновые волны. Их частота определяДля рассматриваемой моды максимальная эффективется выражением [7] ность возбуждения наблюдается в магнитном поле, соответствующем наибольшему сближению частот упругих (/)2 =(Hi0 +Ha)(Hi0 - 2Ha), (2) и спиновых колебаний. Величина параметра магнитогде Hi0 — внутреннее магнитное поле, Ha — поле упругой связи в этой точке ограничена значением поля магнитной анизотропии. Экспериментальные данные хо- H. Увеличение магнитного поля при H > Hs или Физика твердого тела, 1997, том 39, № Фотоиндуцированное изменение динамического магнитоупругого взаимодействия... его уменьшение при H < Hs приводит к увеличению частоты магнитной моды колебаний и уменьшению эффективности возбуждения. В доменной области связь спиновых волн с колебаниями границ доменов приводит к расталкиванию частот колебаний. Фотоиндуцированное увеличение жесткости доменных границ приводит к дополнительному увеличению частоты спиновых колебаний, и изменения динамического магнитоупругого взаимодействия больше, чем в состоянии без доменной структуры.

Работа частично поддержана грантом ISF J49100 и Российским фондом фундаментальных исследований (грант 94-02-04737).

Список литературы [1] M.H. Seavey. Solid State Commun. 12, 49 (1973).

[2] Р.А. Дорошенко. Тр. ИОФАН 44, 105 (1992).

[3] В.И. Дудкин, А.И. Пильщиков. В сб.: Магнитные и кристаллографические исследования ферритов / Под ред. К.П. Белова и Ю.Д. Третьякова. Изд-во МГУ, М. (1971).

[4] А.И. Пильщиков, С.А. Киров. В сб.: Физика и химия магнитных полупроводников и диэлектриков / Под ред.

К.П. Белова и Ю.Д. Третьякова. Изд-во МГУ, М. (1978).

[5] Р.А. Дорошенко, М.С. Сетченков, И.В. Владимиров, В.А. Тимофеева. ФТТ 34, 2, 377 (1992).

[6] Е.А. Туров, В.Г. Шавров. УФН 140, 429 (1983).

[7] А.Г. Гуревич. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. Наука, М. (1973).

[8] O. Hiroyuki, U. Kenichi. Jap. J. Appl. Phys. 19, 2513 (1980).

Физика твердого тела, 1997, том 39, №




© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.