Экспериментальное исследование нелинейной динамики антиферромагнетиков

• Автор: Котюжанский, Борис Яковлевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 212 c. : ил

Введение
Глава I. Основные сведения о динамике спиновой системы легкоплоскостного антиферромагнетика. Обзор
литературы

§ 1.1. Спектр спиновых волн

§ 1.2. Параметрическое возбуждение спиновых

волн

§ 1.3. Обзор литературы

Глава II. Параметрическое возбуждение магнонов и фононов

§ 2.1. Методика экспериментального исследования

параметрического возбуждения и образцы... 32 § 2.2. Параметрическое возбуждение магнонов в

§ 2.3. Параметрическое возбуждение магнонов в
Ре В 0^
§ 2.4. Параметрическое возбуждение фононов в
Реб^
§ 2.5. Анизотропия параметрического возбуждения
магнонов в С$МпР3
§ 2.6. Результаты
Глава III. Релаксации параметрически возбужденных магнонов
и фононов
§ 3.1. Релаксация магнонов в
Реб03
§ 3.2. Релаксация фононов в
§ 3.3. Медленная релаксация магнонов и фононов
в р€б$з
§ 3.4. Влияние границ образца на релаксацию маг-

нонов. Размерный эффект
§ 3.5. Кинетика параметрического возбуждения
магнонов
§ 3.6. Результаты
Глава IV. Стационарное состояние за порогом параметрического возбуждения магнонов
§ 4.1. Изменение намагниченности при параметрическом возбуждении магнонов в § 4.2. Исследование запороговой восприимчивости при параметрическом возбуждении магнонов в
РеЬО^
§ 4.3. Излучение электромагнитных волн параметрически возбужденными в антиферромагнетике магнонами
§ 4.4. Результаты
Глава V. Проявления сильнонелинейной динамики спиновой
системы
§ 5.1. Вторичная нестабильность параметрических магнонов в Геб02
§ 5.2. Спектр излучения магнонами при большом
уровне накачки в Ге603
§ 5.3. Осцилляции запороговой восприимчивости при параметрическом возбуждении магнонов в СбМу?ъ и Ре
§ 5.4. Результаты
Рисунки
Заключение
Литература

В физике твердого тела важное место как по научному, так и по прикладному значению, принадлежит проблемам, относящимся к физике магнитных явлений. В последнее время наряду с традиционными экспериментальными методами исследования магнитных материалов такими, например, как исследования их статических, резонансных, оптических.свойств, большой интерес стал проявляться к изучению нелинейной динамики магнетиков. Под нелинейной динамикой магнетика, в широком смысле слова, понимают его поведение под действием сильного электромагнитного поля, когда существенной оказывается зависимость тензора высокочастотной магнитной восприимчивости у( (^5) от амплитуды переменного магнитного поля к . Так как все экспериментальные методы исследования вещества, основанные на изучении его взаимодействия с высокочастотным электромагнитным полем, объединяются понятием радиоспектроскопии, можно считать, что исследование нелинейной динамики магнетиков представляет собой дальнейшее развитие радиоспектроскопии магнетиков.
Интерес к проведению подобных исследований определяется, с одной стороны, обширной дополнительной информацией о фундаментальных свойствах магнитных материалов, которую, как будет показано ниже, можно получить, изучая их нелинейную динамику.
С другой стороны, круг рассматриваемых в этих исследованиях вопросов выходит за рамки физики магнитных явлений и касается физики нелинейных волновых процессов. Многие характерные свойства этих процессов могут быть описаны нелинейными дифференциальными уравнениями, тип которых не зависит от конкретной природы энгармонизма. Поэтому некоторые проблемы физики плазмы, гидродинамики и других разделов физики могут быть

Именно такие фононы наиболее сильно связаны с магнонами и искажение спектра, вызванное магнитоупругим взаимодействием у них максимально.
Эксперимент
Также, как и при параметрическом возбуждении магнонов методом параллельной накачки, рассмотренным в предыдущем параграфе, мы подавали на резонатор с образцом СВЧ импульс накачки с частотой и)р/3чт = 35,4 ГГц. Однако в описываемых экспериментах мы не ограничивались условием параллельной накачки: поля / и И были приложены в базисной плоскости, а угол У меящу ними изменялся. Эксперименты показали, что при любых значениях ^ начиная с некоторого порогового уровня СВЧ поля на образце />“ кс J в малых статических полях на огибающей СВЧ импульса, прошедшего через резонатор, появлялось характерное искажение. Вид искажения указывает на развивающееся во времени поглощение образцом СВЧ мощности, т.е. наблюдается процесс параметрического возбуждения.
На рис. 9 приведены результаты исследования зависимости порогового поля к с от направления Н в базисной плоскости
при Н - ззо э. Из вида зависимости кс №) и симметрии
кристалла следует, что величина кс определяется именно уг-

лом У между полями к и Н , а не направлением Н относительно кристаллографических осей кристалла. Из рис. 9 следует также, что наблюдаются два различных параметрических процесса, причем для возбуждения одного из них оптимальным является параллельная ( к И ) , а для другого перпендикулярная (Ьх)
ориентация полей к иг/. Эти процессы имеют различные величины к с при оптимальной для данного процесса ориентации
-в»
полей к и Н , разные времена развития нестабильности при одинаковом уровне накачки ? = к !кс и разные полевые и тем-