Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы
1.1. Экспериментальные данные о влиянии магнитного поля на характеристики твердого тела 9
1.2. Модель Ag - механизма в химических реакциях и твердом теле 21
1.3. Спиновая релаксация 35
1.4. Влияние колебаний решетки на процессы возбуждения 38
ГЛАВА 2. Резонансные эффекты при отрыве дислокации от точечного стопора при наложений магнитного поля в немагнитных кристаллах
2.1 Гамильтониан и базисные волновые функции 44
2.2 Энергетический спектр 52
2.3 Волновые функции в магнитном поле 56
2.4 Уравнения движения дислокации в полях напряжений ..59
2.5 Резонанс при вынужденных колебаниях и параметрический резонанс 62
ГЛАВА 3. Диссипативные процессы в системе дислокация- примесь
3.1 Эффект биения волновой функции в системе содержащей два энергетических уровня 68
3.2 Осцилляции квантовой силы и волновых функций валентных электронов 70
3.3 Релаксация модуля спинав магнитном поле 75
Основные выводы по работе 87
Литература 88
- Экспериментальные данные о влиянии магнитного поля на характеристики твердого тела
- Влияние колебаний решетки на процессы возбуждения
- Резонанс при вынужденных колебаниях и параметрический резонанс
- Осцилляции квантовой силы и волновых функций валентных электронов
Введение к работе
Актуальность темы. Влияние слабых (до 1 Тл) постоянных и импульсных магнитных полей на различные механические и микропластические характеристики конденсированных сред привлекает в последнее время большое внимание исследователей. Открываются всё новые возможности по изменению и управлению химическими реакциями в растворах, свойствами аморфных тел и характеристиками диамагнитных кристаллов с помощью магнитных полей. Одновременно с этим идет поиск теоретических моделей, на основе которых можно было бы объяснить и предсказать изменения пластических свойств различных сред под действием магнитного поля. Исследования в этой области помогают понять природу конденсированного состояния вещества и, в частности, процессы, происходящие в нем на микроуровне.
Развитие представлений о магнитопластическом эффекте [1] привело к пониманию того, что важнейшими задачами являются привлечение представлений о спин-зависимых процессах в конденсированных средах и поиск структурных элементов, отвечающих за те или иные свойства материалов. Анализ существующих экспериментальных данных и теоретических представлений показывает то, что магнитопластический эффект определяется совокупностью процессов, происходящих на различных уровнях строения вещества.
Существующие теории и модели на сегодняшний день не могут объяснить весь спектр явлений и их особенностей, наблюдаемых в экспериментах. И тем более, пока нет универсальной теории, объясняющей всю многогранность и широту проявлений влияния магнитных полей на характеристики конденсированных сред.
Широко распространены представления о спин-зависимых химических реакциях радикальных пар в растворах, однако их применимость для описания процессов в кристаллических телах остается под вопросом.
Цель и задачи работы.
Целью работы является развитие и углубление представлений о физических механизмах магнитопластического эффекта в диамагнитных кристаллах.
В соответствии с поставленной целью были сформулированы основные задачи научной работы:
- критический анализ экспериментальных данных, теоретических
моделей, описывающих магнитопластический эффект и физических
явлений, важных для понимания физики процессов, происходящих в
магнитном поле;
- поиск физических механизмов, на основе которых можно описать
различные стадии магнитопластического эффекта в диамагнитных
кристаллах;
- исследование роли и вклада различных взаимодействий внутри
изучаемой системы;
- оценка характерного времени депиннинга дислокации как критерия,
определяющего меру воздействия магнитного поля на внутреннюю
структуру кристалла, и сравнение полученных оценок с известными
экспериментальными данными.
Научная новизна.
Основные результаты исследований воздействия слабых магнитных полей на процессы в ионных кристаллах получены впервые и заключаются в следующем:
- предложена модель открепления дислокации от стопора при
наложении магнитного поля, показывающая возможность такого процесса в
области малых расстояний между взаимодействующими ионами;
сформулированы представления о биении квантовой силы, действующей в системе, определена роль резонансных процессов в эффекте открепления дислокации;
сформулированы положения о способах передачи энергии возбужденных квантовых состояний решетке кристалла;
- предложен механизм открепления дислокаций от примесного атома,
заключающийся в изменении модуля спина двухэлектронной системы,
вследствие наличия релаксационных процессов квантовых колебаний
атомов.
Практическая значимость работы.
Полученные в работе результаты и разработанные модели, изложенные в оригинальных главах 2, 3 могут быть использованы для последующего развития физической теории магнитопластического эффекта, а также для интерпретации экспериментально наблюдаемых эффектов открепления и закрепления дислокаций в магнитном поле. Результаты исследования могут быть включены в курс лекций, посвященных пластическим свойствам твердого тела,
Положения, выносимые на защиту:
- квантовомеханическая модель связанного состояния, гамильтониан,
энергетический спектр. Классический подход для описания движения
атомов взаимодействующей системы. Смешивание состояний при учете
спин-орбитального взаимодействия валентных электронов системы
дислокация-стопор;
- квантовые силы, возрастающие при изменении расстояния между
уровнями вызванного наложением магнитного поля, релаксация модуля
спина, влияние на них магнитного поля. Диссипация энергии связанного
состояния;
- механизм влияние магнитного поля на скорость процессов
открепления дислокации, оценки времен депиннинга;
- резонансные эффекты в системе дислокация-стопор в магнитном
поле, резонанс при вынужденных колебаниях и параметрический резонанс,
их влияние на процессы депиннинга, оценка характерных времен
депиннинга, обусловленных резонансными явлениями;
Апробация работы,
Основные результаты докладывались и обсуждались на конференциях; The XXI International Conference on Relaxation Phenomena in Solids (Voronezh, Russia, October 5-7, 2004), The Fifth International Seminar on Ferroelastic Physics (Voronezh, Russia, September 10 - 13, 2006), X конференция студентов, аспирантов и молодых ученых по физике полупроводниковых, диэлектрических и магнитных материалов (Владивосток, 26-29.04.2006 г.), Седьмая всероссийская молодежная конференция по физике полупроводников и полупроводниковой опто- и наноэлектронике (Санкт-Петербург, 5-9 декабря 2005 г.).
Публикации.
По теме диссертации опубликовано 3 печатные статьи и 4 тезиса докладов различных конференций.
Личный вклад автора.
Автор являлся фактическим исполнителем всех поставленных задач, участвовал в обсуждении результатов и проводил подготовку научной публикации для печати.
Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка литературы. Работа изложена на 102 страницах машинописного текста, содержит 6 рисунков и библиографию из 123 наименований.
Экспериментальные данные о влиянии магнитного поля на характеристики твердого тела
Начиная с девяностых годов прошлого столетия и до настоящего времени идут активные исследования влияния постоянного магнитного поля на физические свойства диамагнитных кристаллов. Первые экспериментальные данные были получены группой профессора Алыница В.И. [1-15]. Это дало начало исследованию воздействия «слабого» магнитного поля на механические свойства диамагнитных кристаллов. Была открыта и описана возможность изменять параметры движения и закрепления краевых дислокаций в монокристаллах NaCl только однородным постоянным магнитным полем. При этом величина магнитной индукции варьировалась от 0.1 до 1.6 Тл. Влияние магнитного поля изучалось по пробегам дислокаций, определявшихся методом химического травления. В представленных работах группы этих ученых также исследовалось действие магнитного поля на другие ЩГК кристаллы Csl, InSb, LiF, а также металлы Al, Zn, Си.
Важным моментом данных исследований является то, что направление движения дислокаций не изменялось при переориентации магнитного поля на противоположное направление. Этот факт исключал версию о влиянии вихревого электрического поля иа заряженные краевые дислокации, которая была выдвинута в более ранней работе [4], где изучался эффект изменения пробегов дислокаций и микротвердости ионных кристаллов в импульсных магнитных полях.
К настоящему времени накоплен обширный экспериментальный материал, в котором отмечаются следующие особенности влияния магнитного поля на движение дислокаций: 1) было обнаружено, что пробеги дислокаций росли линейно со временем экспозиции образца t в магнитном поле и пропорционально квадрату магнитной индукции; 2) пробеги дислокаций обратно пропорциональны квадратному корню из концентрации парамагнитных центров в кристалле; 3) при инверсии знака индукции магнитного поля направление движения дислокаций не меняется; 4) выяснено, что величина пробегов слабо зависит от температуры, в отличие от обычной подвижности дислокаций при механических напряжениях; 5) длина пробега дислокаций имеет насыщение, т.е. стремится к постоянному значению в зависимости от напряженности магнитного поля и времени экспозиции в магнитном поле.
Оценки показывают, что силовое давление МП на дислокационную линию по любому возможному механизму на несколько порядков величины меньше уровня внутренних напряжений, и тем более стартовых напряжений дислокаций. В [15] измерениями большого числа пробегов (N 103) в достаточно удаленных друг от друга ( 1мм) областях кристалла было установлено равенство количества сдвинувшихся дислокаций и их средних пробегов в четырех эквивалентных кристаллографических направлениях (для ГЦК структуры) и их независимость от направления вектора МП при условии сохранения его ортогональности к дислокационной линии. Данные исследования доказывают, что движущей силой для транспорта дислокаций является случайная мозаика полей внутренних напряжений, а МП лишь «понижает» высоту барьеров, преодолеваемых дислокациями.
Параллельно группе профессора Альшица проводится множество экспериментов на щелочно-галоидных кристаллах (LiF, КО, NaCl), металлах, кремнии, кристаллах фуллерита Си и полимерах [16-78]. При этом измерялись как пробеги дислокаций методами химического травления, так и дипольный электрический момент, микротвердость в условиях макродеформирования, исследуется природа точечных стопоров и их конгломератов.
Важным вопросом при исследовании влияния магнитного поля на движение дислокаций является природа и особенности строения дефектов, которые могут являться стопорами для дислокаций. Особое значение данная проблема приобретает в свете того, что существует тип МПЭ, когда предварительная магнитная обработка преобразует состояние примесных комплексов не в процессе взаимодействия дислокаций с ними, а еще до введения свежих дислокаций [21-23]. При этом магнитное поле увеличивает вероятность их «прохождения» через стопоры уже после выключения ПОЛЯ. Такие эффекты наблюдались в увеличении подвижности дислокаций в ЩГК кристаллах NaCl [2,4].
Цикл исследовательских работ [30,32,43-46,48,60-70] посвящен описанию экспериментального исследования природы и свойств комплексов парамагнитных точечных дефектов, по мнению авторов, определяющих особенности влияния магнитного поля на подвижность дислокаций.
В статье [30] авторы предполагают, что одной из причин магнитопластического эффекта в ионных кристаллах является изменение в МП кинетики агрегирования и атомарных конфигураций промежуточных неравновесных комплексов парамагнитных точечных дефектов, которые служат стопорами для дислокаций. Для того, чтобы приблизиться к пониманию микроскопических механизмов влияния МТ на структуру комплексов и расшифровке их атомарного строения, важно знать, что происходит с большинством примесных точечных дефектов в моменты времени, когда появляется магнитопластический эффект, как изменяются их магнитные свойства во времени после закаливания. Обнаружено, что магнитопластический эффект возникает только на такой стадии релаксации возбужденной подсистемы точечных дефектов, когда из отдельных диполей уже образовались некоторые комплексы, которые иод действием термических флуктуации диссоциируют или перестраивают внутреннюю атомарную конфигурацию. Поскольку устойчивость комплексов зависит не только от упругого потенциала, но и от характера обменного взаимодействия и взаимной ориентации спинов внутри комплексов, управляя этой ориентацией с помощью МП, авторы видят возможность изменить соотношение концентраций тех или иных конфигураций комплексов.
Влияние колебаний решетки на процессы возбуждения
Интересное с практической точки зрения является работа [91], где впервые исследовано влияние слабых (до 0.5 Т) ИМП на величину твердости образцов модифицированной древесины. Основным результатом представленных экспериментальных данных является существенное необратимое увеличение торцевой твердости Нк (достигающее 50%) образцов, подвергнутых ИМП-воздействию. По всей видимости, воздействие ИМП вызывает изменение спинового состояния электронов (переходы типа синглет-триплет.) разорванных связей, стимулируя возникновение сшивок между соседними макромолекулами целлюлозы, и, как следствие, заметное уменьшение подвижности молекулярных цепей именно в торцевом направлении. Возможно также, что воздействие ИМП способствует восстановлению сетки лигнин-углеводных связей, деструктурируемых при пластификации и прессовании образцов древесины, что также может способствовать увеличению твердости Hk.
В цикле работ [92-94] рассматривается возможность модификации свойств целлюлозы с помощью магнитного поля. Экспериментально исследуются механизмы повышения прочности материалов содержащих целлюлозу.
Исследование, дающее представление о влиянии кратковременного воздействия слабого импульсного магнитного поля на фото люминесцентные свойства монокристаллов хлорида серебра, дано в работе [89]. Исследуется влияние (ИМП) на спектры фотолюминесценции монокристаллов AgCl.
Изменение интенсивности люминесценции основной полосы в результате воздействия ИМП происходит без изменения положения ее максимума, что свидетельствует о том, что природа центров люминесценции не меняется, а меняется только их концентрация. Движение вакансий хлора может сопровождаться занятием части из них атомами серебра с образованием антиструктурных дефектов (атомы Ag в узлах С1) и вакансий серебра Ag+y . Повышение концентрации последних дефектов и объясняет повышение интенсивности основной полосы люминесценции после воздействия ИМП.
Значение данной работы в том, что в ней воздействие ИМП на дефектную подсистему немагнитного кристалла наблюдалось не косвенным образом, по изменению какого-либо макроскопического свойства, а непосредственно по изменению концентрации дефектов с известной микроскопической структурой.
Представления о возможных механизмах влияния магнитного поля на химические реакции начали развиваться гораздо раньше, чем возникли представления о МПЭ. Однако из химии оказалось возможно привлечь многие принципиальные моменты, важные для понимания сути процессов происходящих в твердом теле. Для теоретического описания механизмов МПЭ чаще всего используются представления о межуровневых синглет-триплетных переходах в электронной подсистеме взаимодействующих частиц, индуцируемых магнитным полем [85]. Авторы работ [85] рассмотрели два механизма S переходов: за счет разницы зеемановских частот радикалов пары (так называемый Ag-механизм) и за счет изотпопного сверхтонкого взаимодействия неспаренных электронов РП с магнитными ядрами (так называемый СТВ-механизм) [I]. Именно эти механизмы оказались наиболее существенными в рекомбинации свободных радикалов. В органических свободных радикалах анизотропная и изотропная части СТВ нередко одного порядка. Быстрое вращение радикалов с характеристическим временем -10" -10" с усредняет до нуля анизотропное СТВ. В результате вклад релаксационного механизма за его счет в интеркомбинационные переходы оказывается менее эффективным, чем вклад изотропного взаимодействия (СТВ-механизм), на которое вращение радикалов никак не влияет. Вращение радикалов усредняет до нуля и анизотропную часть зеемановского взаимодействия неспаренных электронов с внешним магнитным полем. Поэтому парамагнитная релаксация, связанная со случайной модуляцией анизотропии g-тензора вращением радикалов также менее эффективно осуществляет интеркомбинационное смешивание термов РП, чем разница изотропных, не зависящих от вращения радикалов, g-факторов партнеров пары (Ag-механизм).
В рамках Ag-механизма синглетное состояние РП смешивается только с одним из триплетных состояний, TQ. ЕСЛИ частоты ларморовской прецессии спиновых моментов радикалов пары отличаются, то в ходе прецессии периодически будут происходить переходы между двумя конфигурациями векторов. Очевидно, что разность ларморовских частот радикалов пары действительно индуцирует So-переходы. Таким образом, So-переходы осуществляются с частотой, равной разности частот ларморовской прецессии STo -Ц-(У2) = (?І -g2) r o sAg/ B " -8o, где OJU 0)2] и gu g2\ - ларморовские частоты и g - факторы радикалов пары. Принимая для оценок, что время жизни РП в «клетке» составляет 10"9 с. Эффективное интеркомбинационное смешивание термов РП за счет Ag-MexaHH3Ma происходит при coST 109 рад/с. Если рекомбинирует пара радикалов с Ag 0.001, то значение coST 109 рад/с достигается в полях с напряженностью BQ-І ТЛ.
Резонанс при вынужденных колебаниях и параметрический резонанс
В присутствие МП, благодаря действию Ag-механизма смешивания, запрет снимается, и изменивший свою мультиплетность комплекс переходит в триплетное Т 0-состояние. Предполагается, что состояния S и Т о являются достаточно короткоживущими, для того чтобы сохранилась спиновая поляризация, возникающая при растяжении химической связи между диполями. После магнитостимулированного перехода комплекса в устойчивое антисвязывающее состояние То, характеризующееся новым расстоянием между парамагнитными ионами Rr, энергия связи диполей с комплексом оказывается меньше, чем в S состоянии. Это и вызывает дальнейшее (более легкое, чем в отсутствие МП), преобразование атомарной структуры комплекса и его превращение в более выгодные (по энергии) конфигурации.
Однако недостатком этой модели является то, что она применима лишь для описания спиновой динамики в таких комплексах, которые состоят из частиц со спином 1/2. Но уже из спектров ЭПР, детектируемых по изменению пластичности кристаллов NaCl: Ей [65] и NaCl: Са [1], видно, что спины кластеров в реальных экспериментах больше. Это представляет собой значительную трудность даже для современных квантово-мехаиических подходов, разработанных в спиновой химии. Кроме того, количество парамагнитных частиц в комплексах, скорее всего превышает 2, поскольку стадия возникновения магаиточувствительных дефектов обнаруживается в экспериментах значительно позже, чем начинают образовываться димеры. Следовательно, адекватное рассмотрение МПЭ потребует изучения трех-частичных и более сложных реакций вместо использования хорошо разработанной теории парных спин-зависимых взаимодействий частиц. Для проверки изложенных в [36,67] представлений о процессах разрушения химических связей в магнитном поле, была проведена экспериментальная работа [53]. Исследуется, в частности, влияние магнитного поля на превращения в тримерах примесно-вакансионных диполей. Изменение структуры примесных комплексов может влиять на пластичность кристаллов. Магнитное поле может влиять на спин-зависимые стадии перехода комплексов в более устойчивые конфигурации с изменением расстояния между примесными ионами. Предполагается, что в магнитном поле ускоряется переход комплекса дефектов из конфигурации, в которой расстояние между примесными ионами минимальное и, следовательно, велик вклад во взаимодействие обменных сил, в конфигурацию, в которой расстояние между примесями увеличено по сравнению с исходным. Таким образом, принимается, что в исходной конфигурации существует ковалентная связь между некими примесными ионами, находящимися в парамагнитном состоянии, т. е. обладающими неспаренными электронами. Преобразование комплекса дефектов, как отмечается в работах [36], является термоактивационным процессом. Можно полагать, что он протекает в поле механических сил [67]. При достаточно больших тернофлуктуационных удлинениях ковалентных межионных связей в магнитном поле происходят синглет-триплетные (S) переходы, сопровождающиеся увеличением межионных расстояний. Разрыхленные в результате разрывов ковалентных связей комплексы претерпевают затем достаточно быструю дальнейшую реконструкцию за счет облегченного движения диполей.
Авторы провели экспериментальную работу по проверке реалистичности основного предположения об ускорении под действием магнитного поля термофлуктуационного разрыва напряженных коваяентых химических связей. Объектами для изучения процесса разрыва иежатонных химических связей в механически нагруженных материалах выбраны одноосно- ориентированные высокопрочные полимерные волокна, при растяжении которых накапливаются высокие концентрации довольно стабильных (долгоживущих) свободных макрорадикалов, надежно регистрируемых методом ЭПР.
В качестве объектов исследования использовались моноволокна поликапролактама (nylon-б) диаметром 0.8 мм. Регистрация спектров ЭПР производилась после приложения к волокну механической нагрузки. Нагрузка понижает энергию активации разрыва связей, ускоряет термофлуктуационный разрыв связей. Сравнивались концентрации свободных макрорадикалов (концентрации разорванных связей), образовавшихся в волокне при воздействии постоянного магнитного поля с индукцией В=0.6 Тл и без воздействия поля. Концентрация радикалов равнялась примерно 1017 см"3. Поскольку в центре спектра присутствует синглет небольшой интенсивности, принадлежащий свободным радикалам, более стабильным, чем радикалы типа І, в качестве меры концентрации радикалов в образце была выбрана амплитуда высокопольной линии сверхтонкой структуры спектра. Уменьшение концентрации свободных радикалов со временем обусловлено их рекомбинацией.
Было отмечено, что количество радикалов, образовавшихся под нагрузкой в участке образца, находившемся в магнитном поле, равно количеству радикалов, возникших в том участке образца, который не испытывал воздействия поля. Следовательно, магнитное поле не оказывает влияния на процесс разрыва ковалентных связей.
Авторы в ходе исследования приходят к выводу, о недостаточной обоснованности предложенной в работах [36,67] схемы преобразования комплексов дефектов. Также отмечается еще одно обстоятельство, касающееся основного предположения авторов этих работ о смешивании в магнитном поле спиновых состояний при флуктуационном возбуждении связей. Для реализации переходов между спиновыми состояниями пары парамагнитных частиц необходимо, чтобы обменная энергия (спиновый вклад в энергию взаимодействия частиц) была сопоставима с энергией переходов, стимулированных магнитным полем, т.е. разница в энергиях синглетного и триплетного состояний должна составлять примерно 10 _,эВ. Это возможно только при очень больших удлинениях связи.
Осцилляции квантовой силы и волновых функций валентных электронов
Обнаружено, что для долгоживущих Ш, когда можно пренебречь константами рекомбинации и диссоциации по сравнению с временем спин-решеточной релаксации, спектры квантовых биений видны отчетливо на протяжении всего времени наблюдения.
Обобщением результатов полученных в работах [111,112] является статья [113]. Показано, что импульсное включение негейзенберговских форм обмена может создать оптимальные условия для перехода радикальной пары из синглетного состояния в триплетные, что, в свою очередь, может вести к стабилизации поляризаций радикальной пары. Эти формы могут быть получены при учете взаимодействия спинов с колебаниями. Высказано предположение о возможности импульсного индуцирования этих форм обмена яри накачке подходящих колебательных мод. Используются представления об векторном обменном взаимодействии, которое может быть получено во втором порядке теории возмущения при смешивании внутриионного спин-орбитального и межионного обменного взаимодействия для ионных димерных кластеров. Для анализа используется обобщенный спин-гамильтониан, с добавками описывающими каналы рекомбинации и диссоциации. феменологических вещественных параметров, зависящих от времени. Для РП с одним магнитным ядром (7=1/2) появляется дополнительный член - тензорные феменологические параметры.
Полный спиновый Гамильтониан является неэрмитовым и может быть записан в виде: где Hs и Hd- соответственно параметры, определяющие скорости рекомбинации и диссоциации РП, a Ps - оператор проектирования на синглетное состояние. Рассматривается влияние на спиновую динамику отдельных частей обобщенного гамильтониана - анизотропное гейзенберговское взаимодействие, симметричную и антисимметричную части. Авторов особо интересуют случаи, когда феменологичесіше параметры включаются и выключаются импульсным образом.
Было смоделировано явление стабилизации радикальных пар, происходящее под влиянием нескольких форм негейзенберговского взаимодействия. Отмечен значительный эффект стабилизации и при внешних полях порядка гейзенберговского обмена.
Далее авторы рассматривают интересную задачу о двух невзаимодействующих спинах в постоянном магнитном поле, взаимодействующих с квантовым осциллятором частоты со, на которые действуют локальные поля линейно зависящие от амплитуды колебаний осциллятора. Гамильтониан системы b+ ,b - осциляториые операторы рождения и уничтожения; А{ и А2 -константы взаимодействия осциллятора и спина. Преобразования канонического вида: U = expS, где 5 = ( у)_1(б+ -йдА +A2S2), приводят к гамильтониану
Взаимодействие свободных спинов с осциллятором индуцирует изинговское взаимодействие между спинам. В случае большой ангармоничности возможна накачка такого взаимодействия. Это показывает, что взаимодействие спина с колебаниями приводит к некоторому эффективному спиновому гамильтониану, который включает как гейзенберговские, так и негейзенберговские формы обмена.
Дальнейшим развитием идей изложенных в более ранних работах служит исследование [114], посвященное изучению взаимодействия колебаний атомов, входящих в состав радикальных пар, со спинами радикальных пар. Такое взаимодействие может приводить к спиновой конверсии, изменению вероятности рекомбинации радикальных пар. Для учета эффекта, полагают, что такие колебания атомов вызывают изменение величины обменного интеграла. Рассматривается влияние колебательной модуляции спин-спинового взаимодействия на спиновую динамику радикальных пар. Авторы утверждают необходимость учета негейзенберговских форм обменного взаимодействия [114-118]. Показано, что даже в простейшем случае, при линейном взаимодействии с одним осциллятором, влияние модуляции существенно. Кроме того, может оказаться важным учет ангармонических поправок. Гамильтониан рассматриваемой системы преобразуется к форме, позволяющей исследовать вклад в спиновую динамику радикальной пары как от обменного взаимодействия самого общего вида, так и от колебательной модуляции этого взаимодействия, осуществляемой с помощью одного осциллятора.
Для определения вероятности рекомбинации, населенности спиновых состояний вводятся матрица плотности, удовлетворяющая уравнению Лиувиля.
Результаты показывают, что влияние такой модуляции на спиновую динамику может быть заметным. И возрастает при учете взаимодействия со многими ангармоническими осцилляторами. Интересным является вопрос о влиянии учета колебаний не только на величину обменного взаимодействия, но например на спин-орбитальное взаимодействие.
В заключение главы можно сделать вывод о том, что, несмотря на большой объем накопленных экспериментальных данных о влиянии «слабых» магнитных полей на физические свойства различных немагнитных материалов, остается множество необъясненных теоретическими моделями особенностей.
Похожие диссертации на Влияние магнитного поля на подвижность дислокаций в ионных кристаллах
