Оптические свойства магнитных систем с неколлинеарным распределением намагниченности

• Автор: Караштин, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 114 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Высокочастотная проводимость систем с неколлинеарным распределением намагниченности
1.1 Метод расчета высокочастотной проводимости
1.2 Высокочастотная проводимость среды с геликоидальным распределением намагниченности
1.3 Высокочастотная проводимость искусственной многослойной магнитной структуры
1.4 Выводы
Глава 2. Оптическая активность в средах с некомпланарным распределением намагниченности
2.1 Феноменологическое описание пространственной дисперсии диэлектрической проницаемости в средах с некомпланарным распределением намагниченности
2.2 Квантово-механический микроскопический расчет диэлектрической проницаемости. Среда с геликоидальной магнитной структурой
2.3 Выводы
Глава 3. Невзаимное рассеяние света ферромагнитными частицами с вихревым распределением намагниченности
3.1 Феноменологическая теория для рассеяния неполяризованного излучения
системой, обладающей магнитным тороидным моментом

3.2 Наблюдение невзаимного рассеяния света двумерной решеткой магнитных вихрей
3.3 Рассеяние света сферической частицей, обладающей вихревым магнитным моментом
3.3.1 Постановка задачи и основные приближения
3.3.2 Борновское приближение
3.3.3 Теория возмущений
3.4 Выводы
Заключение
Приложение А. Усреднение интенсивности рассеянного излучения по поляризации падающей волны
Приложение В. Вычисление электрических моментов шара с потенциалом, представленным в виде разложения по сферическим функциям
Список рисунков
Литература
Список публикаций автора по теме диссертации

Введение
Актуальность темы
Исследование транспортных и оптических свойств систем, имеющих магнитную структуру, является в настоящее время одним из активно развивающихся направлений физики твердого тела. Эта активность обусловлена перспективностью использования магнитных систем для создания новых приборов электроники, имеющих более высокое быстродействие, повышенную надежность (радиационная стойкость, износостойкость при многократной перезаписи) или обладающих меньшим энергопотреблением. Возможность создания новых приборов основана на связи орбитальных и спиновых степеней свободы носителей тока, ответственных за транспортные и оптические свойства в магнитных материалах. Такая связь может осуществляться посредством двух механизмов: обменного и спин-орбитального взаимодействия. Спин-орбитальное взаимодействие является релятивистским эффектом и довольно хорошо изучено [1]. Благодаря этому взаимодействию возникают, в частности, эффекты Фарадея и Керра [2]. Природа обменного взаимодействия — кулоновское взаимодействие. Поэтому оно доминирует над спин-орбитальным в большинстве магнитных материалов. В частности, именно обменное взаимодействие приводит к возникновению ферромагнитного состояния. Эффект гигантского магнитосопротивления и магниторефрактивный эффект, наблюдаемые в многослойных ферромагнитных структурах [3-7], также возникают благодаря обменному взаимодействию. Как правило, эффекты, связанные с обменным и спин-орбитальным взаимодействием, изучаются в случае однородной или коллинеарной неоднородной магнитной структуры.
В настоящее время известно большое количество примеров естественных и искусственных структур, в которых может наблюдаться неоднородное и, в частности, некол-

со,эВ
Рисунок 1.2. Проводимость гольмия в зависимости от частоты при температуре 5К.
Электрическое поле волны поляризовано вдоль оси геликоида. Сплошная линия — эксперимент [55], штриховая — результат расчета.
Используя данные работ [55, 56], можно оценить уширение пика высокочастотной проводимости Д и константу обменного взаимодействия 7. Они составляют Д ~ 0.45,7, 7 ~ 0.185эВ.
Пик проводимости наиболее ярко выражен при низких температурах, что связано с уменьшением вклада в проводимость, вызванного другими переходами. Этим обусловлен выбор температуры Т = ЪК для проведения расчетов. На рисунке 1.2 представлена зависимость действительной части проводимости от частоты, полученная в эксперименте [55] и теоретически с феноменологическим учетом наличия вклада в проводимость, связанного с другими переходами. Экспериментальное и теоретическое значения величины пика близки. Однако предложенное теоретическое описание не учитывает зонную структуру гольмия и наличие в нем сильного спин-орбитального взаимодействия, которые должны существенно сказаться на рассматриваемом эффекте. Поэтому проведенный здесь расчет не может служить количественной оценкой эффекта, а лишь показывает, что