Введение к работе
Актуальность темы. В современной магнитной микроэлектронике находят широкое применение кристаллы ферритов-гранатов, обладающие уникальными свойствами: рекордно узкая полуширина линии ферромагнитного резонанса, высокая' оптическая прозрачность, большие магнитооптические эффекты, многообразие доменных структур и доменных границ. Поэтому актуальным является исследование распределения вектора намагниченности в этих кристаллах. Наиболее перспективным методом изучения распределения намагниченности является метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР). Ядерные-спины в магнетиках взаимодействуют как друг с другом, так и с внешним радиочастотным (РЧ) полем, только через подсистему магнитоупорядоченных электронов. Свойства последних определяют целиком всю картину явлений ЯМР в магнетиках. Преимуществом метода ЯМР является возможность наблюдать спектры от ядер, локализованных в доменной границ" (ДГ). Особенности ЯМР в магнетиках определяются огромными значениями локальных полей на ядрах магнитных атомов (ионов), создаваемых сверхтонким взаимодействием с "собственной" электронной оболочкой и дипольными полями, обусловленными диполь-дипольными взаимодействиями ядерного магнитного момента с полными моментами окружаюших магнитных ионов. Значения локальных нолей на ядрах достигают значений 105-106 э. Анизотропия локального поля на ядре Fe+3 приводит к зависимости частоты ЯМР от положения ядерного спина в доменной границе. Другой интересной особенностью ЯМР является значительное усиление интенсивности сигналов от ядер доменной границы.
В настоящее время ЯМР ДГ наиболее подробно рассмотрен для случаев, допускающих аналитическое представление магнитной структуры ДГ (180 ДГ в одноосных ферромагнетиках и ортоферритах). Для широкого класса многоосных магнетиков экспериментально наблюдаемая форма пинии ЯМР
4 поглощения ДГ не получила еще однозначного объяснения. В частности, спектр ЯМР ДГ иттрисвого феррита-граната объясняется поглощением в 109 , 180 ДГ или суммой поглощения в различных доменных границах. Не исследованы особенности ЯМР 'спектров ДГ в ферритах-гранатах с комбинированной и неоднородной магнитной анизотропией, вызывающих большой интерес исследователей. Поэтому насущным является исследование форм линий поглощения ЯМР магнитных неоднородностей в ферритах-гранатах с учетом комбинированной и неоднородной магнитной анизотропии.
Цель диссертационной работы заключалась в теоретическом исследовании форм линий поглощения ЯМР ДГ в неограниченном кристалле и пластинах феррита-граната, а также в магнетиках с пространственно неоднородными параметрами магнитной анизотропии. При этом решались следующие задачи:
1. Исследование форм линий поглощения ЯМР всех типов блоховских
ДГ с возможными ориентациями плоскости границ в кристаллах ферритов-
гранатов.
-
Исследование форм линий поглощения ЯМР блоховских ДГ в пластинах (001), (011) и (111) ферритов-гранатов.
-
Исследование влияния процессов стабилизации на формы линий поглощения ЯМР 180 ДГ, а также магнитных неоднородностей типа 0 ДГ, возникающих на месте стабилизации 180 ДГ в кубических кристаллах со структурой граната.
Научная новизна работы и результаты, выносимые на защиту. 1. Расчет формы линий поглощения ЯМР блоховских ДГ в неограниченном кристалле феррита-граната. Показано, что отдельные подрешетки могут вносить вклад в сигналы ЯМР от различных участков или по всей ширине доменной границы. Частоты максимумов поглощения ЯМР ДГ определяются ориентацией границы относительно направлений в кристалле и типом границы. Форма линии поглощения ЯМР ДГ а- и d- ионов отличны.
-
Особенности сигналов ЯМР ДГ а- и d- ионов в пластинах феррита-граиача. Показано, что наведенная анизотропия изменяет соотношение амплитуд максимумов поглощения ЯМР ДГ. Изменение частот максимумов поглощения в форме линии ЯМР ДГ" а- и d- ионов происходит при изменении ориентации плоскости границы относительно кристаллографических осей. В области СПФП происходит резкое изменение амплитуд максимумов поглощения ЯМР ДГ. В пластине (011) обнаружено, что для не- 180й ДГ в угловых фазах возможно формирование максимума в форме линии ЯМР поглощения d- подрешеток полностью за счет неоднородности коэффициента усиления.
-
Анализ влияния наведенной анизотропии на устойчивые состояния всех возможных типов блоховских доменных границ в пластине (011). Показано, что переходы между различными типами доменных границ в зависимости от параметров наведенной анизотропии могут осуществляться как я результате фазозых переходов первого, так и второго рода.
-
Анализ влияния процессов стабилизации на форму линии поглощения ЯМР 180 блоховской доменной границы, Абсолютная интенсивность ЯМР поглощения уменьшается с увеличением констант наведенной анизотропии и возрастает с увеличением амплитуды продольного РЧ поля. Изменения параметров наведенной анизотропии и величины напряженности РЧ поля приводят к относительному изменению соотношений амплитуд максимумов поглощения ЯМР ДГ а- и d- ионов без изменения значений частот .
-
Расчет формы линии поглощения ЯМР 0 доменкой границы, возникающей на месте стабилизации 180 доменной границы. Показано, что возрастание компонент наведенной анизотропии / и g<66 приводит к увеличению
абсолютного поглощения ЯМР ДГ на всех частотах и уширению полосы поглощения а- и d- ионов. Увеличение параметра g в области g>66 или напряженности внешнего РЧ поля напротив, приводит к уменьшению абсолютной интенсивности поглощения ЯМР магнитных неоднородиостей.
Научная и практическая ценность. Полученные результаты расширяют представления о возможных формах линии поглощения ЯМ? блоховских ДГ в магнетиках и могут быть использованы при интерпретации экспериментальных данных в ферритах-гранатах. Показано, что при определенных условиях максимум поглощения ЯМР ДГ формируется за счет неоднородности коэффициента усиления. Представленные результаты могут быть использованы при проведении экспериментальных исследований доменных структур.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на семинарах по магнитоэлектронике (Симферополь, 1991г), на XIII Всесоюзной школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Астрахань, 1992 г.), на XIV школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, 1994г.), на 1-й Объединенной конференции по магнитоэлектронике (Москва, 1995г.), на XV Всероссийской школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, 1996 г.), на Всероссийской научной конференции "Физика конденсированного состояния" (Стерлитамак, 1997 г.), на XVI' международной школе-семинаре "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, 1998 г.) и опубликованы в 16 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, а также списка основных цитируемых литературных источников. Работа содержит 115 страниц машинописного текста, включая 29 рисунков и 125 наименований цитируемой литературы.
