Магнитные и магнитооптические свойства материалов с нарушенной пространственной и временной инверсией

• Автор: Пятаков, Александр Павлович
• Шифр специальности: 01.04.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с.

Перечень условных обозначений и сокращений

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Трансформационные свойства векторных физических величин относительно инверсии пространства и времени

2. Магнитоэлектрические среды

2.1 Магнитоэлектрический (МЭ) эффект

2.2 Сегнетомагнетики

2.3 Ферротороики

2.4 Магнитоэлектрические материалы и их свойства

2.4.1 Характерные величины МЭ эффектов

2.4.2. Магнитоэлектрические материалы в фундаментальных исследованиях

2.4.3. Практические применения магнитоэлектрических материалов

2.4.4 Сегнетомагнетик феррит висмута В1ЕеОз. Пространственно-модулированная спиновая структура
2.4.5 Магнитоэлектрические эффекты в материалах на основе феррита висмута
2.5 Магнитооптические свойства магнитоэлектриков
2.5.1 Линейные магнитооптические эффекты
2.5.2 Электромагнитоптический эффект
2.5.3 Нелинейные магнитооптические эффекты
2.5.4 Нелинейная магнитооптика магнитоэлектриков
3. Поверхности магнитных материалов и тонкие магнитные пленки
3.1 Симметрия поверхностей
3.2 Применения магнитных пленок
3.2.1 Магнитооптические устройства на тонких пленках
3.2.2 Применение магнитных пленок в СВЧ технике
3.2.3 Спинтроника
3.3 Нелинейная магнитооптика как метод исследования поверхностей и интерфейсов
3.3.1 Методы исследования магнитных поверхностей и интерфейсов
3.3.2 Генерация второй оптической гармоники на поверхностях и интерфейсах
3.3.3 Генерация второй оптической гармоники на магнитных поверхностях и интерфейсах
Выводы
Глава 2 Магнитные фазовые переходы в сегнетомагнетике В1ЕеОз
2.1. Симметрийный подход к описанию сегнетоэлектрических, магнитных и магнитоэлектрических свойств В1РеОз
2.2. Неоднородное магнитоэлектрическое взаимодействие. Инвариант Лифшица
2.3. Термодинамический потенциал. Пространственно-модулированная спиновая структура (ПМСС)
2.4. Индуцированный магнитным полем фазовый переход: ПМСС - однородное антиферромагнитное состояние
2.5. Разрушение пространственно-модулированной структуры в сильных полях с возникновением спонтанной намагниченности

2.5.1 Экспериментальная зависимость М(Н)
2.5.2. Теоретический анализ кривой намагничивания
2.6 Выводы
Глава 3 Магнитные резонансные исследования феррита висмута
3.1 Электронный антиферромагнитный резонанс
3.1.1 Измерения спектров АФР в сильных магнитных полях. Экспериментальная установка
3.1.2 Результаты измерений АФР спектров в сильных магнитных полях
3.1.3 Теоретический анализ спектров антиферромагнитного резонанса
3.1.4 Теоретический анализ магнитного фазового перехода
3.2. Спектры ядерного магнитного резонанса в феррите висмута
3.2.1 Форма линии ЯМР для пространственно-модулированной структуры
3.2.2. Зависимость резонансной частоты от ориентации спина иона и от внешнего поля у(в,Н)
3.2.3 Результаты расчетов линий ЯМР в сильных магнитных полях
3.2.4 Рекомендации к проведению ЯМР измерений в сильных магнитных полях
3.3. Выводы
Глава 4. Поверхностные нелинейные магнитооптические эффекты Керра в ферромагнетиках
4.1 Симметрия поверхности и поверхностная нелинейная поляризация
4.2 Генерация второй магнитооптической гармоники на поверхности
4.3 Нахождение второй гармоники методом последовательных приближений до первого порядка по т
4.4. Нелинейные интенсивностные магнитооптические эффекты
4.5 Расчет изображений доменных границ
4.6. Выводы
Глава 5. Поверхностные нелинейные магнитооптические эффекты в антиферромагнетиках
5.1 Симметрия кристаллов и структура тензора нелинейной электрической восприимчивости
5.2 Определение сигнала от поверхности кристалла
на второй гармонике
5.3 Поверхностные нелинейные магнитооптические эффекты в антиферромагнетиках
5.4 Выводы
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
Приложение
Приложение
Приложение

Перечень условных обозначений и сокращений
МЭ - магнитоэлектрический (эффект)
ГМС - гигантское магнетосопротивление
ПМСС - пространственно-модулированная спиновая структура МО - магнитооптический (эффект)
ВГ - вторая гармоника ГВГ - генерация второй гармоники АФР — антиферромагнитный резонанс ЯМР—ядерный магнитный резонанс ЛОВ — лампа обратной волны
I, Р, 1 - операция пространственной инверсии (г —> —г )
Я, Т, Г - операция обращения отсчета времени (?—»—*)
С - операция зарядового сопряжения (д -> - М — вектор намагниченности Ь - вектор антиферромагнетизма
N - вектор нормали к поверхности
а - константа однородного линейного магнитоэлектрического взаимодействия

3. Поверхности магнитных материалов и тонкие магнитные пленки
3.1 Симметрия поверхностей
Поверхностью в физике твердого тела называют слои вещества, локализованные вблизи поверхности конденсированной фазы, толщина которых не превосходит нескольких межатомных расстояний кристаллической решетки (1-5 А).
Таким образом, понятие поверхности в физике твердого тела отличается от значения того же термина в оптике, в которой характерным линейным размером, определяющим глубину приповерхностного слоя, является длина волны.
Атомы, расположенные вблизи поверхности, находятся в выделенном положении по отношению к таким же атомам, расположенным в объеме вещества.
Структура и свойства атомных слоев на поверхности „
Рис. 31 Нарушение инверсионной кристалла и в его объеме совершенно различны: симметрии приповерхностных
слоев: отсутствуют операции
меняются по сравнению с объемом положения атомов в симметрии переводящие г —» -г решетке, электронные состояния, зонная структура [Келдыш, 1985]. По существу, объем и поверхность — это две разные формы одного и того же вещества.
В центросимметричных материалах инверсионная симметрия приповерхностных слоев нарушается. Направления «вверх» и «вниз» более неэквивалентны: исчезают все элементы симметрии, переводящие атомы нижней полуплоскости в атомы верхней полуплоскости (рис. 31).
Инверсионная симметрия нарушается также на внутренних границах раздела конденсированных фаз, называемых в специальной литературе интерфейсами.
На магнитных поверхностях и интерфейсах происходит нарушение не только инверсионной симметрии, но и симметрии относительно обращения времени. Таким образом, магнитные пленки и многослойные магнитные материалы являются объектами с нарушенной пространственной и временной инверсией.
В данной главе будут рассмотрены методы исследования и практические приложения тонких магнитных пленок и многослойных пленок магнитных материалов. Проанализировано современное состояние проблемы исследования магнитных поверхностей и интерфейсов.