Экспериментальное и теоретическое исследование магнитных свойств монокристаллов тетрафторидов лития-редких земель LiLnF4(In=Tb, Ho, Dy, Tm)

• Автор: Романова, Ирина Владимировна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. Магнитные и спектральные свойства монокристаллов ЫЬпЕф

(обзор литературы)

1.1. Экспериментальные исследования

1.2. Модели, используемые в анализе экспериментальных

данных

Глава 2. Аппаратура и методика измерений

2.1. Метод выращивания и ориентирования образцов

2.2. Квантовый магнетометр

2.3. ЯМР-спектрометр с частотной протяжкой
2.4. Индуктивный метод для исследования
намагниченности кристаллов
Глава 3. Моделирование намагниченности и энергетического спектра
ионов Тт3+ в монокристалле 1ЛТтГ
3.1. Эффективный гамильтониан ионов Тт3+ и свободная
энергия ЫТпйТ}
3.2. Упругие постоянные, намагниченность и
вынужденная магнитострикция 1лТтГ
Глава 4. Намагниченность и локальные магнитные поля
в монокристалле 1лТЬГ
4.1. Кристаллическое поле и структура спектра
ионовТЬ3+в 1лТЬГ
4.2. Продольная намагниченность монокристалла ЬШНч
4.3. Намагниченность монокристалла ГПЪР4 в базисной плоскости
4.4. Ориентационная зависимость спектра ЯМР ядер 19Г в монокристалле 1лТЬР4 при комнатной температуре
Глава 5. Намагниченность и магнитострикция в монокристалле ЬШоГл
5.1. Кристаллическое поле в 1лНоГ
5.2. Магнитострикция в монокристалле 1лНоР
5.3. Намагниченность монокристалла 1лНоР
5.4. Кривая равновесия фаз монокристалла ТлНоР
в поперечном магнитном поле
Глава 6. Магнитные и магнитоупругие свойства монокристалла 1лГ)уР
6.1. Намагниченность монокристалла ЫВуЕч
6.2. Магнитострикция в монокристалле ЫНуР
Заключение
Список работ автора диссертации
Литература

Введение
Благодаря разнообразию магнитных свойств, двойные фториды редких земель являются объектом интенсивных исследований в течение последних трех десятилетий [1-5]. Тем не менее, изучение магнитных свойств монокристаллов двойных фторидов LiLnF4 (Ln - редкоземельный ион) остается актуальным для дальнейшего развития теории магнитоупругих эффектов в
магнитоконцентрированных веществах, содержащих редкоземельные ионы.
Кристаллы ряда тетрафторидов LiLnF4 имеют тетрагональную структуру шеелита CaW04, пространственная группа симметрии - С4],6 (14,/а), элементарная ячейка содержит два магнитоэквивалентных иона Ln3+ в узлах с точечной группой симметрии S4 [6].
Кристаллы LiYF4, имеющие такую же структуру, как и LiLnF4, активированные
34“ 34“ Л I л |
ионами Flo , Ег , Тш , Dy , являются хорошими лазерными материалами [7] и используются для преобразования частоты излучения в инфракрасной и видимой областях спектра [8]. Следует отметить, что кристаллы LiYxDyi_xF4 являются перспективными материалами для создания импульсных «голубых» и «желтых» лазеров, излучающих на длинах волн 490 и 570 нм, соответственно [9].
Также большой интерес для современных технологий представляют магнитные свойства концентрированных парамагнетиков LiLnF4. Как было показано в работе [4], кристаллы LiHoF4 и LiDyF4 можно использовать в качестве миниатюрных устройств для эффективного фарадеевского вращения плоскости поляризации излучения в видимом, ультрафиолетовом и вакуумном ультрафиолетовом диапазонах спектра (с длинами волн менее 200 нм). Кристаллы с различными редкоземельными ионами обладают качественно различными магнитными структурами при низких температурах. Кристаллы LiTbF4 и LiFIoF4 являются дипольными изинговскими ферромагнетиками, LiDyF4 — антиферромагнетик, LiTmF4 - ван-флековский парамагнетик [1]. Разбавленные кристаллы LiHoi_xYxF

Рисунок 8. Нижняя часть устройства для вращения образца. (1) - ось капсулы с образцом, (2) - образец внутри капсулы, (3) - вращающаяся шестеренка, (4) -катушка индуктивности, (5) - зубчатая планка, которая связана посредством тяги с микрометром.
Индуктивность катушки с образцом, помещенной в сверхпроводящий магнит при температуре 4.2 К, измерялась с помощью ЬСЯ-метра Е7-14 с использованием моста индуктивности, сбалансированного в нулевом магнитном поле на частоте
1 кГц. Три катушки моста находились при комнатной температуре, а четвертая -катушка индуктивности с образцом - внутри устройства вращения. Начальный фон от пустой катушки без образца был измерен независимо и был вычтен из результирующего сигнала. Образец был приклеен в капсуле, которая могла вращаться внутри сверхпроводящего магнита с точностью до 5°.
На данной установке были измерены угловые зависимости намагниченности 1лВуГ4 и 1лНоГ4 в плоскости аЬ кристаллической решетки в магнитном поле до
2 Т, приложенном перпендикулярно оси с при температуре 4.2 К индуктивным методом. Кривые намагниченности М(В) были получены из экспериментальных