Введение к работе
Актуальность тепы. В современной магнитной микроэлектронике широкое применение находят кристаллы феррит-гранатов. Это обусловлено сочетанием ряда уникальных свойств, присущих феррит-гранатам: высокой оптической прозрачностью, большими магнитооптическими эффектами, разнообразием доменных структур, параметрами которых мокно управлять в широких диапазонах температур и внешних магнитных полей.
Одним из наиболее изученных феррит-гранатов является иттрий-.-железистый гранат (ИЖГ). Наряду' с указанными выие свойствами он обладает способностью изменять при низких температурах (Т * 80 К) свои магнитные и оптические характеристики в результате освещения. Наблюдаемые в ИЖГ фотоиндуцированныв явления вызываются воздействием как поляризованного, гак и неполяркзовзнного света и проявляются до более высоких температур, чем в других известных фотомагнитных материалах.
Ярким проявлением воздействия света на кристаллы Ю5Г является фэтоиндуцировакное изменение магнитной анизотропии. Причем освещение может изменять как естественную для ИЖГ кубическую анизотропию, так и приводить к появлению фотоиндуцированной анизотропии. Монокристаллические пластины и пленки гранатов обладают комбинированной кубической и одноосной анизотропией, поэтому фотомзгнит-ннй отжиг или воздействие линейно поляризованного света приводят тому, что в образцах ИЖГ существуют по крайней мере две наведенные магнитные анизотропии. Наличие такой комбинированной наведенной анизотропии оказывает существенное влияние на формирование доменной структуры, характер ее поведения вблизи точек фазовых переходов, на процессы намагничивания и перемагничивания данных образцов. Несмотря на то, что комбинированная наведенная анизотропия часто существует в реальных образцах, теоретических исследований ее влияния на статику и динамику доменной структуры практически нет.
Воздействие света на процессы намагничивания в фотомагнитшх кристаллах исследовано в достаточно полном объеме. Существуют также экспериментальные работы, посвященные исследованию влияния света на колебательное движение доменных границ. Однако, теоретического описания фотоиндуцированного изменения динаміяси доменной
граниш к настоящему моменту нет.
Фотозакрепление доменних границ тесно связаны с взаимодействием ДТ с неоднородностями магнитной анизотропии. Одни»! из направлений теоретического исследования влияния дефектов на ДТ является моделирование пространственной .зависимости константы магнитной анизотропии. До настоящего времени не исследовано влияние неодно-родностей магнитной анизотропии разного типа и симметрии на структуру и закрепление доменных границ.
Итак, несмотря на интенсивное развитие физики фотомагнетизма, в настоящее время существует ряд вопросов, особенно в теоретическом плане, исследование не в достаточной мере. Более того, важность теоретических исследований по данным проблемам обусловлена еще тем, что такие ситуации (комбинированная наведенная анизотропия в кубическом магнетике, взаимодействие ДТ с неоднородностью магнитной анизотропии и др.) не являются особенностью только фотомагнетиков, но встречаются и в других магнитоупорядоченных соединениях. Закономерности же физических свойств, присущих доменным структурам этих материалов, носят общий характер.
Целью настоящей работы является теоретическое исследование воздействия света на статику и динамику доменной структуры в монокристаллических пластинах и пленках иттрий-железистого граната. При этом решались следующие задачи:
-
Исследование спектра однородных состояний вектсра намагниченности в кубическом магнетике с комбинированной наведенной анизотропией.
-
Исследование 180 блоховских доменных границ в пластинах (111), (110), (100) кубических кристаллов с комбинированной наведенной анизотропией.
-
Исследование воздействия поляризованного и неполяризованно-го света на трансляционное движение доменной структуры в градиентном магнитном поле.
і. Изучение влияния плоских неоднорудностей магнитной анизотропии, а также наведенной магнитной анизотропии, на структуру и закрепление 1S00 блоховских доменных границ.
Научная новизна работы и результаты, выносимые на защиту.
I. Теоретически исследованы спин-переориентиащюнные фазовые переходы в кубических кристаллах с комбинированной наведенной анизотропией. Комбинированная наведенная анизотропия представляла
собой сочетание двух одноосных анизотропии с осями симметрии вдоль направлений типа [1111, [1001, 11101. Получены ориектоцион-ные фазовые диаграммы для каждого конкретного вида комбинированой наведенной анизотропии. Показано, что в отличие от кубического магнетика, в котором существуют лишь симметричные фази, а все перехода являются СПФП первого рода, в кристалле с КНА возникают угловые ориентащюнные фази, а переходи могут быть как первого, так и второго рода.
-
Исследованы устойчивые состояния 1.80 блоховсксй ЯГ в пластинах (100), (110), (111) кубических кристаллов с КНА. Показано, что области устойчивых состояний ЯГ с разлічной ориентацией плоскости граыгцы когут перекриваться, что приводит на практике к гистерезиснш явлениям при переориентации доменной границы относительно кристаллографических направлений.
-
Теоретически изучено влияние поляризованного и неполяризо-ванного света на трансляционное движение доменной структуры в градиентном магнитном поле в пластине (111) ОТ. В приближении уравнений Слонзуски получено выражение, описывающее зависимость скорости трансляционного движения доменной границы от константы фотошдацированной анизотропии и поля стабилизации ДГ. Показано, что воздействие неполяризованного света приводит к возникновении: поля стабилизации ДТ, а воздействие поляризованного - к наведених одноосной анизотропии. Получена зависимость скорости трансляционного движения ДТ от интенсивностей поляризованного и неполяризованного света.
4. Исследовано влияние планаршх неоднородностей магнитно)
анизотропии на структуру и закрепление доменной границы в куби
чвском кристалле. Рассмотрены планарные неоднородности кубическо
одноосной и наведенной анизотропии. Показано, что при выделени
неоднородностью анизотропии промежуточного направления вектор
намагниченности в доменной границе возникает "перетяжка". Выделе
ние направления М, совпадающего с направлением намагниченности
доменах, -приводит к сужению ДТ. ІШМА, увеличивающая энергии am
зотропии кристалла, может стабилизировать положение ДТ, если ei
деляет промежуточное направление И, и ее ширина не превышает ра:
меров границы. Исследована зависимость энергии ДТ от ширины ПЖ
Показано, что в случав незаморохенности магнитной анизотроп
возможно взаимообусловленное изменение структуры ДТ и ширины ПН
5. Изучено влияние наведенной магнитной анизотропии на структуру 180 доменных границ в кубических магнетиках. Получены зависимости энергии стабилизации' ДТ от смещения границы. Продемонстрировали изменения структуры доменной границы при ее смещении из положения стабилизации. Исследованы магнитные неоднородности, возникающие на месте стабилизации ДГ.
Практическая ценность. Подученные результаты расширяют представления о воздействии оптического излучения на доменную структуру монокристаллических пластин и пленок ИЖГ, позволяют понять механизм влияния слоиюй магнитной анизотропии на формирование доменной структуры в этих образцах, и, следовательно, на их физические свойства. Кроме того, представленные результаты могут быть использованы для оптимизации экспериментальных исследований доменных структур.
Апробация работа. Основные результаты диссертации докладывались на Всесоюзних конференциях по физике магнитных явлений (Калинин (1988 г.)), на Всесоюзных школах-семинарах "Новые магнитные материалы для микроэлектроники'' (Новгород (1990 г.), "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниками" (Саратов (1988 г.), на семинаре по функциональной магнитоэлектронике (Красноярск (1988 г.)), на Всесоюзном научно-техническом объединенном семинаре "1Щ/ВБЛ в системах обработки и хранения информации. Доменные и магнитооптические устройства" (Москва (1989 г.), Москва (1991 г.)), на международных конференциях "Ternary and Multinary Compounds" (Кишинев (1990 г.)), "International Sbnposlum On Magneto-optics" (Карьков (1991 r.)> и опубликованы в 18 печатных работах.
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения, а также списка основных цитируемых литературных источников. Работа содержит 150 страниц машинописного текста, включая 43 рисунка и 117 наименований цитируемой литературы.
