Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Магнитные структуры, магнитная анизотропия и магни-тострикция в редкоземельных ферритах-гранатax .7
1. Магнитная структура редкоземельных ферритов-гранатов 7
2. Редкоземельные ионы в кристаллической решетке граната 13
3. Обменные взаимодействия в редкоземельных ферритах-гранатах 14
4. Магнитная кристаллографическая анизотропия редко земельных ферритов-гранатов 18
5. Магнитострикция редкоземельных ферритов-гранатов .24
ГЛАВА II. Методика и техника эксперимента 28
1. Изготовление образцов и их ориентировка 28
2. Измерение намагниченности и температуры 29
3. Измерение вращательных моментов и расчет констант магнитной анизотропии 35
4. Измерение магнитострикции 39
5. Измерение начальной магнитной восприимчивости 42
ГЛАВА III. Исследование намагниченности, магнитной анизотропии и магнитострикции неодимовых ферритов-гранатов
1. Исследование намагниченности неодим-иттриевых ферритов-гранатов 45
2. Исследование магнитной анизотропии неодим-иттриевых ферритов-гранатов 53
3. Исследование магнитострикции иттрии-неодимовых, ферритов-гранатов 64
4. Исследование намагниченности и магнитной восприимчивости ферритов-гранатов 71
ГЛАВА IV. Исследование намагниченности, магнитной анизотропии ферритов-гранатов 78
1. Исследование намагниченности иттрий-тулиевых ферритов-гранатов 78
2. Исследование магнитной аниеотропии иттрий-тулиевых ферритов-гранатов 82
3. Исследование магнитострикции иттрий-тулиевых ферритов-гранатов 89
ГЛАВА V. Низкотемпературные аномалии резонансного поля, линии резонансного поглощения и вращающих моментов редкоземельных ферритов-гранатов 95
Заключение 111
Литература 113
- Магнитная кристаллографическая анизотропия редко земельных ферритов-гранатов
- Измерение вращательных моментов и расчет констант магнитной анизотропии
- Исследование магнитной анизотропии неодим-иттриевых ферритов-гранатов
- Исследование магнитной аниеотропии иттрий-тулиевых ферритов-гранатов
Введение к работе
Редкоземельные ферриты-гранаты (РЗФГ) - это новые магнитные материалы представляющие интерес для практических применений. Благодаря малой величине и высокой подвижности цилиндрических магнитных доменов, генерируемых в этих веществах, их оптической проз-рачности они нашли применение в вычислительной технике и оптоэле-ктронике /1,2/. Феррит-гранат иттрия используется в СВЧ технике.
Исследования РЗФГ представляют такіе большой интерес для физики магнетизма. Производя изоморфные замещения ионов в структуре РЗФГ, могно варьировать их магнитные и другие физические свойства в очень широких пределах.
К настоящему времени хорошо изучены магнитные свойства многих РЗФГ как стехиометрических, так и замещенных немагнитными и магнитными элементами. При этом было установлено, что при замене одного редкоземельного(РЗ) элемента другим магнитная анизотропия, магнитострикция и другие свойства соответствующих РЗФГ очень сильно изменяются /3/. ото объясняется как различием электронной структуры РВ ионов, так и различием локальной кристаллической симметрии мест, в которых находятся эти ионы.
Следует однако отметить, что несмотря на многочисленные исследования, магнитные свойства РЗФГ еще остаются недостаточно изученными. Так, до сих пор отсутствуют надезшне данные о магнитных, магнитоанизотропных и магнитоупругих свойствах ферритов-гранатов с ионами неодима и тулия. Между тем такие данные необходимы для уточнения магнитных свойств РЗФГ.
Магнитная анизотропия и магнитострикция феррита-граната иттрия
с малыми содержаниями ионов J\|0L изучены в работах /4,5/ методом ферромагнитного резонанса. Установлено, что введение ионов J4U. в феррит-гранат иттрия приводит к сильному возрастанию магнитной анизотропии и магнитострикции. Из измерений намагниченности поликристаллических неодим-иттриевых ферритов-гранатов известно, что магнитный момент иона JvU в этих соединениях намного меньше момента для свободного иона JVOL /6,7/. Представляет интерес более систематическое исследование намагниченности, магнитной анизотропии и магнитострикции монокристаллических неодим-иттриевых ферритов-гранатов с большими содержаниями ионов JVOL
Среди РЗ ионов ион тулия имеет особенности в своем поведении в решетке феррита-граната. В отличие от других РБ ионов с ненулевым орбитальным моментом,магнитный момент иона 1)71 в феррите-гранате /ШзГб/>и/2 обусловлен только спиновой его составляющей /8,9/. Помимо этого, в феррите-гранате тулия при гелиевых температурах неколлинеарная магнитная структура не образуется /10/. Поэтому, можно предположить, что орбитальный момент иона 1/71 в решетке граната "заморожен" кристаллическим полем. Представляет интерес
исследовать влияние иона тулия на намагниченность, магнитную анизотропию и магнитострикцию системы ІШяуЗ-Х' ^5^ 1Z
Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения и включает 71страниц машинописного текста, 41 рисунков,8 таблиц. Список литературы насчитывает 137 наименований.
В первой главе приведен обзор литературных данных по магнитным и магнитоупругим свойствам РЗФГ. Во второй главе дано описание методик измерения намагниченности, магнитной анизотропии, магнитострикции, начальной магнитной восприимчивости и приведена оценка погрешностей измерений. В третьей главе приведены результаты
о —
экспериментальных исследований намагниченности, магнитной анизотропии и магнитострикции ферритов-гранатов
этой же главе рассмотрены результаты измерений намагниченности и магнитной восприимчивости для ферритов--гранатовЛизг6б"-ЗсЬ(1зс1)у2. Четвертая глава посвящена экспериментальному исследованию намагниченности, магнитной анизотропии и магнитострикции иттрий-тулиевых ферритов-гранатов. В пятой главе рассмотрены аномалии резонансного поля, ширины линии резонансного поглощения и вращательных моментов в зависимости от ориентации магнитного момента для феррита-граната иттрия с малыми содержаниями РЗ ионов.
На защиту выносятся результаты исследований намагниченности, магнитной анизотропии и магнитострикции неодим-иттриевнх, тулий-иттриевых и неодим-галлиевых ферритоз-гранатов и их интерпретация на основе современной теории магнетизма.
Магнитная кристаллографическая анизотропия редко земельных ферритов-гранатов
Обменное взаимодействие представляет собой особую форму кулонов скогфзаимодействия между электронами, которое стремится ориентировать спины параллельно или антипараллельно друг-другу /30 /. В Р8ФГ магнитоактивные ионы разделены располоаенными между ними немагнитными анионами кислорода. Поэтому.в них прямое обменное взаимодействие между спинами мало / 1,.26 Л Для обьяе-нения магнитных свойств РЗФГ в настоящее время принята модель косвенного обменного взаимодействия. Согласно ЭТОЙ модели обменное взаимодействие между двумя ионами в РЗФГ может осуществляться через промежуточные ионы кислорода путем перехода их в возбужденные состояния (сверхобмен). С физической точки зрения механизм косвенного обмена в РЗФГ заключается в следующем / 26 /. Электронные орбитали магнитных ионов перекрываются с орбиталями ионов кислорода. При этом изменяются волновые функции ионов и связь между лигандами и катионами приобретает частично ковалентний характер. Из нейтронографических / 40 42 /, мюссбауэровских / 43,44 / исследований и изучения ядерного магнитного резонанса / 45,46 / следует, что спиновая плотность в РЗ гранатах не локализована только на катионах, а распределена определенным образом между магнитными ионами и анионами кислорода Следовательно, ионы кислорода не являются "пассивными". Их роль сводится к "передаче" обменного взаимодействия от одного магнитного иона к другому.
Известно, что для РЗ ионов с орбитальным моментом и О электронные орбитали имеют анизотропную форму / 1,30 /. Спиновые моменты РЗ ионов связаны сильным спин-орбитальным взаимодействием с "незамороженными" орбитальными моментами. Следовательно, перекрытие электронных орбиталей РЗ ионов и ионов кислорода зависит от ориентации магнитного момента РЗ иона в кристалле. Это приводит к анизотропии сверхобменных взаимодействий как между РЗ ио решетки сопровождается некоторым изменением угла связи.Помимо этого, увеличение угла связи приводит к возрастанию температуры Кюри Тл. Так как Тр в Р8ФГ характеризует энергию обменного взаимодействия между Яиц -подрешетками, то можно предположить, что увеличение угла связи приводит к усилению этого взаимодействия. Из таблицы 2 видно также, что изменение угла связи кор релирует с изменением ионного радиуса РЭ элемента, входящего в додекаэдрические места, сто связано с тем, что PS иошз различных размеров приводят к разной степени деформации додекаэдрических позиций. А деформации додекаэдрических мест в гранатах тесно связаны с деформациями октаэдрических и тетраэдрических позиций / 59 /, следовательно, и с геометрией обменных взаимодействий в Р2ФГ. Интересные исследования структуры гранатов и её связи с обменными взаимодействиями проведены в работах / 55 - 58 /.
Мы полагали до сих пор, что обменные взаимодействия между двумя катионами происходит только через один промежуточный ион кислорода. Однако, из результатов нейтронографических / 40 / , мюссбауэровских / 43 / и оптических / 60 / исследований следует, что сверхобмен между магнитными ионами в гранатах может осуществляться через несколько цепочек, включающих два и более ионов кислорода или другого диамагнитного иона. Очевидно, что энергия сверхобменного взаимодействия между катионами в этом случае должна зависеть также и от степени связи кислородных ионов между собой.
Таким образом, механизм обменных взаимодействий между локализованными спинами ионов в гранатах носит сложный характер и его нельзя считать окончательно установленным. Требуется проведение новых экспериментальных исследований обменных взаимодействий, особенно нейтронографических, мюссбауэровских и магнитных. Теоретические модели, учитывающие указанные выше особенности сверхобменных взаимодействий отсутствуют из-за сложности задачи и недостаточного количества надежных экспериментальных данных.
Явление магнитной кристаллографической анизотропии заключается в том, что в кристалле существуют направления, называемые осями легкого и трудного намагничивания./ 30,39 /. Минимум свободной энергии магнитокристаллической анизотропии достигается, когда намагнченность ориентируется вдоль оси легкого намагничивания. Для поворота вектора спонтанной намагниченности из этих направлений требуется затрата определенной работы, которая приводит к росту энергии магнитокристаллической анизотропии. Енергия магнитной кристаллографической анизотропии равна ТОЙ части энергии кристалла, которая зависит от ориентации вектора намагниченности относительно кристаллографических осей.
Феноменологически энергию магнитной анизотропии моано представить в виде разложения по направляющим косинусам вектора намагниченности относительно кристаллографических осей / 61 /. В частности, для кубического кристалла энергия магнитной анизотропии имеет вид / 62 /:
Измерение вращательных моментов и расчет констант магнитной анизотропии
Для измерения намагниченности в интервале от 77 К до температуры Кюри и в полях до 14 ко применялся вибрационный магнитометр, который позволяет с достаточно высокой точностью исследовать образцы относительно малых размеров. Блок-схема использованный установки приведена на рис.3. Колебания звуковой частоты, вырабатываемые звуковым генератором (,ГЗ), подаются на динамическую головку (і), с которой при помощи стержня у2 ) жестко связаны токовая катушка (3) и исследуемый образец (4). Токовая катушка питается от аккумуляторных батарей. (Ш), ток в цепи измеряется миллиамперметром высокого класса точности (мА). Э.д.с. , индуцированная образцом на измерительных катушках (5) и сигнал от компенсационных катушек (б) соединяются встречно. На выходе этой цепи подключен селективный усилитель v C) типа ІУ2-6 и нуль-индикатор ( ИН). Магвдтное поле до 14 ко создавалось электромагнитом типа ФЯ - 1.
Сигнал, наведенный образцом в измерительных катушках пропорци онален магнитному моменту образца. Для измерения магнитного момен та исследуемого образца необходимо сигнал в измерительных катушках скомпенсировать сигналом от компенсационных катушек, меняя ток че рез токовую катушку. Намагниченность образца вычисляется по следу ющей формуле: где Uj , Й- - диаметры калибровочного и исследуемого образцов; к - намагниченность насыщения калибровочного образца ток компенсации для калибровочного и исследуемого образцов. Измерительные катушки состоят из четырех секций, соединенных таким образом, что сигналы, индуцированные образцом в разных секциях складываются, а шумы из-за нестабильности магнитного поля вычитаются / 102 /. Данная система позволяет получать большое пространство /примерно 5x10x10 мм/, в пределах которого.чувствительность установки практически не меняется от положения образца.
Азотная температура достигается помещением образца в сосуд Дьюара с жидким азотом. Промежуточные температуры от 77 до 300 К получаются путем обдувания образца парами авота. Дополнительные погрешности, связанные со сдвигом фаз между сигналами от измерительных и компенсационных катушек в данной схеме малы из-ва незначительной массы образца и жесткости стержня и не выходят за пределы систематических ошибок измерений.
Для проведения измерений при гелиевых температурах была сконструирована измерительная головка с гелиевым криостатом( рис.4, криостат не указан.). Основной частью вибрационной головки является магнит ( 1 ) с магнитопроводом (2) от динамических громкоговорителей. На катушку (3), соединенную со стержнем (4) и расположенную в заворе черев разъем (5) от звукового генератора подается синусоидальное напряжение. Стержень.(4) укрепляется на гибких демпферах (6) из тонкого текстолита. Головка герметично закрывается колпаком (7) на вакуумной резине (8). На конце стержня имеется компенсационная катушка (9), во внутрь которой вворачивается держатель (10) с образцом (11), Боковые колебания образца устраняются при помощи нейлоновой шайбы (13). Индуцированная э.д.с. в измерительных катушках (12), соединенных последовательно, поступает на вход селективного усилителя и нуль-индикатора. Расчетная формула для намагниченности аналогична формуле (7).
Основным недостатком приведенной системы являются ошибки,связанные с вибрацией измерительных катушек и изменение параметров компенсационной и измерительной катушек с температурой. Вклад в погрешность от вибрации измерительных катушек возрастает с увеличением рабочей частоты магнитометра, амплитуды колебаний образца и напряженности внешнего магнитного поля. Для сведения указанных ошибок к минимуму нами выбрана рабочая частота (f 40 Гц и амплитуда колебаний не более 0,5 мм. Преимуществами данной системы являются возможность исследования магнитных СВОЙСТВ образцов, имеющих малый магнитный момент (из-за близкого расположения измерительных катушек к образцу) и полное отсутствие сдвига фаз между колебаниями образца и компенсационной катушки.
Промежуточные температуры от 4,2 К до 77 К получались с помощью нагревателя, бифилярно намотанного на стержне (4). Вся система может быть вакуумирована или заполнена теплообменным гелием. Кожух ( 14) изготовлен из нержавеющей стали, колпак - из латуни. Кри-остат и измерительная система могут быть герметизированы при помощи шлифа.
Исследование магнитной анизотропии неодим-иттриевых ферритов-гранатов
Наилучшее согласие экспериментальных значений намагниченности Оэкс , полученных нами при 4,2 К, с расчетными достигается, если предположить, что в ферритах-гранатахЩх з-:)сгВДіі2в области гелиевых температур образуется неколлинеарная магнитная структура. При этом, магнитные моменты ионов fjd направлены вдоль осей типа [llO], а магнитные моменты ионов г в в нулевом поле ориентированы вдоль осей типа.
В расчетах предполагалось, что магнитные моменты ионов МІ жестко связаны с кристаллической решеткой. Для проверки это го предположения были проведены измерения намагниченности некото рых ферритов-гранатов системыJl/Ux- S-Xi U в импульсных магнит ных полях до 250 кЭ. Результаты измерений показали, что действи тельно, магнитные моменты ионовJM нельзя заметным образом вы вести из направлений легкого намагничивания с помощью полей поряд ка 10 8. Экспериментальные значения намагниченности Оэкс. ферритов-гранатовЛй Уз-ХГ65 /2» полученные в сильных полях и в полях 14 кЗ хорошо согласуются в пределах погрешностей измерений. Большая магнитная анизотропия ионов в соединениях Шъ Ga50/2 наблюдалась ранее Неквасилом и др. при исследовании намагниченности в сильных магнитных полях /111,112/. Известно, что предельно большая магнитная анизотропия некра-мерсовских Р8 ионов в гранатах (изинговское упорядочение) наблюдается, когда эти ионы имеют нижний изолированный квазидублет/113/.
Систему нижних близко расположенных уровней іквазидуплет) имеют в ферритах-гранатах ионы ПО и \Ь /1,37/. Они в ферритах-гранатах проявляют большую магнитную анизотропию. Поэтому, магнитные свойства гольмиевых и тербиевых ферритов-гранатов мокно объяснить на основе изинговского упорядочения ионов пО и IV /114,115/. Ион является крамерсовским. Основное состояние lg/a
кристаллическим полем ромбической симметрии расщепляется на 5 дублетов. Первый возбужденный дублет в гранатах отстоит от основного уровня примерно на 100 см /32-36/. Расщепление основного дублета J\JCL обменным полем г В - подрешетки, согласно оценкам ав-торов работы /117/, составляет величину порядка 10-90 см" . Таким образом, величины расщепления уровней в обменном и кристаллическом полях сравнимы. Поэтому уровни JVU в ферритах-гранатах при определенной ориентации намагниченности могут сильно сближаться или пересекаться. Пересечение уровней приводит к их выроздению, следовательно, к резкому возрастанию энергии магнитной анизотропии /39/.
Известно, что одноионный вклад в первом приблиіении в магнит- ную анизотропию крамерсовских Р8 ионов с изолированным основным состоянием отсутствует /39/. Отличный от нуля одноионный вклад для этих ионов появляется во втором приближении, если учесть влияние возбужденных уровней. Для украмерсовских РЗ ионов с изолированным основным состоянием магнитная анизотропия обусловлена анизотропным обменным взаимодействием PS - Г в . Следовательно, большая магнитная анизотропия ферритов-гранатов J\OLJC з-Х б 2 словлена, в основном, сильным анизотропным обменом мевду ионами
При температурах Т, отличных от абсолютного нуля, кроме основного уровня будут заселены такге и возбужденные уровни иона JvlOl , т.к. в структуре ферритов-гранатов нижние энергетические уровни расположены очень близко друг к другу. Поэтому, при Т 0 К ионы J\(ц. должны вносить ОТЛИЧНЫЙ от нуля ОДНОИОННЫЙ вклад в магнитную анизотропию ферритов-гранатов J\IU;T_J3-2. $им
В таблице 5 приведены значения спонтанной намагниченности для ферритов-гранатов JVuxV -xr U , расчитанные с учетом об-равования не кол лине арной магнитной структуры ( \JQ ). Видно, что согласие полученных нами при температуре 4,2 К эксперименталь-ных значений намагниченности U$Kt с расчетными UQ удовлетворительное .
Таким образом, экспериментальные значения намагниченности 6жі ферритов-гранатов Мйхзз-хУ &50 JZ могут быть объяснены в предположении, что в этих соединениях при гелиевых температурах образуется неколлинеарная магнитная структура. При этом ионы имеют очень большую магнитную анизотропию, их магнитные моменты направлены вдоль осей типа [lio] и не могут быть выведены ив этих направлений с помощью полей порядка 1Сг 8. Магнитные моменты ионов Г6 в нулевом поле ориентированы по осям типа [ill]. Из результатов неитронографичэских исследований феррита-гра ната Jv(j[jsa5 BQU/ следует, что при температурах выше 77 К неколли неарная магнитная структура в этом феррите-гранате не образуется /116/. Однако, нейтронографические данные о магнитной структуре ферритов-гранатов f2 в области гелиевых температур отсутствуют. Поэтому, можно предположить, что образование некол-линеарной магнитной структуры в этих ферритах-гранатах происходит при температурах ниже 77 К. Возникновение неколлинеарной магнитной структуры в области гелиевых температур имеет место и в других РЭФГ, в которых РЗ ионы имеют ненулевой орбитальный момент /10,17 - 19,21/. В заключении отметим, что полученные нами экспериментальные значения бэкс неодим-иттриевых ферритов-гранатов при температуре 4,2 К несколько превышают данные работ /6,7/, которые получены из измерений намагниченности на поликристаллических образцах. По нашему мнению, это обусловлено ненасыщаемостью намагниченности поликристаллических ферритов-гранатов Ла Уз-ХГ и » из-за большой магнитной анизотропии ионов J\Ju . Значения намагниченности насыщения, полученные также в результате измерений на поликристаллических образцах ферритов-гранатов JVuxV -xrB U в работе /108/ практически не отличаются от наших данных в области температур 100 - 200 К, а при комнатных температурах несколько превышают наши данные. Мы полагаем, что эти расхождения связаны с влиянием посторонних магнитных примесей, присутствующих в паликрис-таллических образцах, на значение намагниченности насыщения.
Исследование магнитной аниеотропии иттрий-тулиевых ферритов-гранатов
Для феррита-граната иттрия с малыми содержаниями наблюдается аномалия Нре8 при ориентации П по оси [по]. Она может быть обусловлена магнитными моментами п0 » направленными по осям типа [lid] и [і00]. На основе результатов работы /114/ следует, что аномалия Нре8 обусловлена магнитными момента-0 , направленными по осям типа [lOO].
Аналогичным образом MOSHO объяснить аномальные зависимости HpQ8 от ориентации п и для других РЗФГ. Отметим, что особенно ревкие аномалии Нш имеет феррит-гранат иттрия, вамещеншй ионами тербия, сто согласуется с тем, что ионы /о в ферритах-гранатах )63 3-2:1 5 /2 можно рассматривать как ивинговские /115/.
Расхождение полученных нами ревультатов с нейтронографически-ми данными может быть обусловлено влиянием концентрации PS ионов и внешнего магнитного поля, т.к. резонансные исследования проведены с ферритом-гранатом иттрия, вамещенным малыми концентрациями РЗ ионов, а нейтронографические данные получены для чистых Р8ФГ при отсутствии магнитного поля. Необходимо также принимать во внимание и то, что мы полагали РЗ ионы ивинговскими, и "отставание" магнитного момента Пре от направления внешнего поля незначительным. Хотя, предположение об ивинговском упорядочении РЗ ионов имеет равную степень приближения в зависимости от структуры нижних энергетических уровней /113/, а угол между П/г и п зависит от энергии анивотропии РЗ и \% -подрешеток, обменного взаимодействия между моментами Мре , I 1 и от величины внешнего магнитного поля в экспериментах по ферромагнитному ревонансу. Ширина линии резонансного поглощения А п определяется неоднородное тями обменного поля РЗ подрешетки Н-ОБМ и эффективного поля кристаллографической анизотропии 1Й , действующих на магнитный момент /7/ . Существование неколлинеарной магнитной структуры создает дополнительную неоднородность /І0БМ При выполнении условия аномалии резонансного поля (nFe-L /1R ) вращательный момент сбяеЯ = U э следовательно, влияние РЗ ионов той подрешетки, которой обусловлена аномалия Н„е8 , на моменты Пге "выключается", сто приводит к резкому уменьшению Лп . Исследования авторов работы /131/ утверждают, что Ал дей-ствительно проходит через узкий минимум в точке С7ре » гДе наблюдается аномалия резонансного поля.
Таким образом, ив приведенных выше рассуждений можно сделать следующие вывод: Аномалии резонансного поля, ширины линии резонансного поглощения и вращательных моментов РЗФГ при низких температурах могут быть объяснены на основе изинговского упорядочения магнитных моментов РЗ ионов.
Экспериментально определены значения констант магнитной анизотропии Kj, Kg и магнит о стрикции Ау , Люо для ферритов гранатов систем лцдО з- ВДг и М&ь-Х Ы /2 Установлено, что фзр риты-гранаты ЛидУз-Х 5 2 имеют большие значения констант магнит ной анизотропии Kj, превышающие значения Kj для всех других РЗФГ (при 77 К константа Ку отнесенная на один ион JKu примерно в пять раз больше, чем К-г в тербиевом феррите-гранате и четыре раза превышает значение Ку для самариевого, диспрозиевого и гольмиево го ферритов-гранатов). Сделано заключение, что большие величины Kj связаны с "незамороженным" состоянием орбитального моментами.. Установлено, что константы магнитной анизотропии Кг ферритов-гранатов іЇЇІ І -Х 5 і2 дримерно на порядок меньше, чем К-г для ферритов-гранатов неодима, самария, тербия, диспрозия, гольмия и эрбия. Относительно небольшие значения Kj для тулий-дттриевых ферритов-гранатов объяснены полным "замораживанием" орбитального момен ф 3 + та ІІЇІ кристаллическим полем. Получены экспериментальные значения спонтанной намагниченности ферритов-гранатов Ла з-д: -5 12 и Л/#3 fy-oS&OPIz- Сделано предположение, что в этих ферритах при гелиевых температурах обра зуется неколлинеарная магнитная структура, ионы (тй , в основном, занимают тетраэдрические позиции. Экспериментальные значения спон танной намагниченности ферритов-гранатов / объяснены тем, что орбитальный моментли в решетке этих соединений "неза морожен" кристаллическим полем. Экспериментально определены значения спонтанной намагниченности ферритов-гранатов системы Шо з-Хі б Я. Показано, что для этих соединений точка магнитной компенсации го температуре и составу отсутствует вплоть до 4,2 К. Установлено, что магнитный момент иона 1/7? в этих соединениях обусловлен только спиновой составляющей из-за полного "замораживания" орбитального момента кристаллическим полем. Показано, что магнитоупругий вклад в магнитную анизотропию ферритов-гранатов Лоі 3-Х %(і/2 и Шяуз-дс/%У/2 мал (меньше 1%\ Низкотемпературные аномалии резонансного поля, ширины линии резонансного поглощения и вращательных моментов в зависимости от ориентации магнитного поля для ферритов-гранатов иттрия, замещенных малыми концентрациями РЗ ионов объяснены в предположении сильноанизотропного упорядочения РЗ ионов.
В заключение автор выражает искреннюю благодарность научным руководителям доктору физико-математических наук, профессору К.П.Белову и кандидату физико-математических наук Н.В.Волковой за постоянную помощь а интерес к работе. .Автор также признателен старшему научному сотруднику, кандидату химических наук Б.В.Шллю за любезно предоставленные кристаллы и другим сотрудникам, способствовавшим выполнению настоящей работы.
Похожие диссертации на Магнитная анизотропия магнитострикция и магнитная структура неодимовых и тулиевых ферритов- гранатов
