Введение к работе
Актуальность темы. Интенсивное экспериментальное и теоретическое изучение параметрического возсЗуждения спиновых волн в магнитодиэлектриках в последние десятилетия было вызвано в первую очередь широким применением ферритов в СВЧ- устройствах. Дело в том, что спиновые волны являются элементарными возбуждениями магнетика и определяют многие его важные свойства, а параметрическое возбуждение - мощный, а в ряде случаев единственный инструмент изучения различных характеристик спиновых волн.
С другой стороны спиновые волны отличает легкость возбуа-дения до существенно нелинейного уровня, разнообразие нелинейных эффектов, чистота и относительная простота экспериментов, что допускает детальное экспериментальное исследование. Возмоз-ность прямого сравнения экспериментальных и теоретических результатов позволяет изучать на примере спиновых волн многие общие свойства параметрической турбулентности, что делает спиновые волны интересным объектом для фундаментальных исследований.
Построенная в начале семидесятых годов нелинейная теория параметрического возбуждения спиновых волн позволила далеко продвинуться в понимании физики нелинейных волновых процессов. В рамках этой теории и ее обобщений удалось объяснить многие экспериментальные результаты, такие как: коллективные колебания и автоколебания намагниченности, кинетическую неустойчивость, поэтапное возбуждение спиновых волн и многие другие. Тем не менее, часть наблюдавшихся в эксперименте явлений оставалась не-объясненной, в частности, аномально большая ширина пакета параметрических спиновых волн, которая приводила к дополнительному затуханию параметрических магнонов: Кроме того, пакет оказался не только уширен, но еще и смещен в ^-пространстве относительно резонанса. Объяснению этого, а также ряда других явлений и пос-
вящена настоящая диссертация.
Целью работы было исследование влияния дрейфа собственной частоты спиновых волн на их параметрическое возбуждение,- детальное изучение последовательности параметрических неустойчи-востей спиновых волн в ферритах с ростом мощности возбуждения; получение самосогласованной зависимости намагниченности гейзенберговского ферромагнетика от температуры в первом порядке теории возмущений.
Научная новизна. В работе впервые построена теория параметрического возбуждения спиновых волн в условиях дрейфа их собственной частоты. Показано, что накопление неравновесных спиновых волн в ферритах из за релаксации параметрических маг-нонов приводит к постоянному нелинейному сдвигу частоты. Найдена зависимость пороговой мощности параметрического возбуждения от скорости дрейфа. Предсказано, что при отрицательном дрейфе в зависимости числа параметрических спиновых- волн от мощности возбуждения имеет место гистерезис. Получено новое решение для функции распределения параметрических спиновых волн в феррите. Функциональными методами получена свободная от расходимостей зависимость намагниченности гейзенберговского ферромагнетика от температуры.
Научная и практическая ценность. Построенная в работе теория параметрического возбуждения спиновых волн в условиях дрейфа магнитного поля позволила предсказать экспериментально наблюдаемые несимметричность зависимости числа параметрических волн от скорости дрейфа, явление гистерезиса в зависимости числа параметрических магнонов от мощности возбуждения при отрицательном дрейфе, а также объяснить наблюдаемую в ряде экспериментов аномально большую ширину пакета параметрических спиновых волн. Полученные результаты позволяют количественно объяснить наблюдаемые в экспериментах по параметрическому возбуждению спиновых волн в ферритах значения пороговых мощностей вторичных параметрических неустойчивостей.
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на Всесоюзных конференциях по физике магнитных явлений (Донецк 1965, Калинин 1988), на Всесоюзном семинаре по спиновым волнам
(Ленинград 1964, 1986, 1988, 1990), Всесоюзной школе - семинаре по теории твердого тела "Коуровка" (Свердловск 1990).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в работах [1 - 7].
Автор выносит на защиту.
-
Механизм установления квазистационарных распределений параметрически возбужденных спиновых волн при изменении их частоты с постоянной скоростью.
-
Явление гистерезиса в зависимости числа параметрических спиновых волн от мощности возбуждения.
-
Механизм возникновения с ростом мощности возбуждения пакета параметрических спиновых волн с конечной шириной.
-
Полученную функциональными методами в первом порядке теории возмущений самосогласованную зависимость намагниченности гейзенберговского ферромагнетика от температуры.
Структура работы. Диссертация состоит из Введения, трех глав со сквозной нумерацией параграфов и Заключения, содержит 11 рисунков и список цитированной литературы из 57 наименований. Всего 123 страницы.
