Электрические, магнитооптические и магнитоакустические эффекты в магнитном полупроводнике α-Fe2 O3

• Автор: Садыков, Марат Фердинантович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 106 с. : ил

Оглавление
Оглавление
Введение
Глава 1 Электронная структура и электрические свойства гематита..
1.1. Кристаллическая структура и магнетизм гематита
1.2. Электронная структура гематита
1.3.Электропроводность и магнитоэлектрические эффекты
Глава 2 Магнитооптические свойства гематита в легкоплоскостном
состоянии
2.1. Обзор теоретических и экспериментальных работ по магнитооптическому двулучепреломлению в гематите
2.2. Методика исследований и экспериментальная установка для измерения эффекта Коттона-Мутона-Фогта
2.3. Результаты экспериментальных исследований магнитооптического двулучепреломления в гематите
2.4. Интерпретация экспериментальных результатов и расчет магнитооптических констант
Глава 3 Магнитное дву лучепреломление ультразвука в гематите
3.1 Обзор теоретических и экспериментальных работ по магнитоакустическому двулучепреломлению в легкоплоскостных антиферромагнетиках
3.2 Эхоимпульсная экспериментальная установка и методика исследований
3.3. Результаты экспериментальных исследований акустического аналога эффекта Коттона-Мутона-Фогта
3.4. Анизотропия скоростей магнитоупругих мод в легкой плоскости и расчет коэффициентов анизотропии
3.5. Влияние ориентационного фазового перехода на характер
распространения ультразвука в гематите
Заключение
Приложение
Список литературы

Введение
Магнитные полупроводники (МП), т.е. вещества, сочетающие полупроводниковый тип проводимости с магнитным упорядочением, в последние годы все больше становятся объектами исследований. Это связано с тем обстоятельством, что они обладают рядом необычных физических свойств [1,2], а с другой стороны, могут и уже находят практические применения. В частности, МП необходимы для создания нового поколения систем записи информации, магнитных головок, датчиков и т.д. Причем наблюдается расширение номенклатуры интенсивно исследуемых МП. Достаточно упомянуть манганиты, имеющие общую структуру АВ03 (где А - ионы Ьа, N6, частично замещенные ионами Са, 8г, В - ионы Мп) и обладающие гигантским магнитосопротивлением [3,4].
Для МП характерна сильная взаимосвязь между электронной и магнитной подсистемами. Вследствие этого носители тока (электроны) могут влиять на магнитное упорядочение, и наоборот, магнитное упорядочение может воздействовать на движение носителей. Эта связь может быть причиной ряда необычных свойств, таких как магнитные переходы ферромагнетик - антиферромагнетик, магнитосопротивление, структурные фазовые переходы.
Электрические и магнитные свойства МП чувствительны к изменению кристаллической решетки и отклонениям стехиометрии состава. Недавно также было отмечено сильное взаимодействие электронной и магнитной подсистем с решеточной подсистемой. Наличие в составе решетки ионов с сильным эффектом Яна-Теллера (Ре , Мп , Н , Си ) приводит к локальным искажениям кристаллической решетки, имеющим кооперативный характер, понижающий первоначальную симметрию кристалла [5]. Эти локальные деформации кристаллической структуры влияют на транспортные и магнитные характеристики МП. Наиболее ярко необычные свойства МП

кварцевым резонатором. Таким образом, фотоприемник избавлялся от ошибок, связанных с дрейфом нуля операционных усилителей. Кроме того, в установке применялось синхронное детектирование. Синхронное детектирование увеличивает отношение сигнал/шум, повышая чувствительность.
Продетектированный ситная усиливался прецизионными операционными усилителями (ОУ) типа К140УД17А с регулируемым коэффициентом усиления до 106 (рис.2.5). Первый каскад имеет
фиксированный коэффициент усиления по напряжению 100, второй каскад переменный коэффициент усиления по напряжению от 10 до 10000 [64,65]. Питание охладителя по эффекту Пельтье осуществляется постоянным стабильным током 100 мА, который поддерживался с высокой точностью ОУ DA3. Регистрация сигнала с фотоприемника осуществлялась микровольтметром В 7-3 8 и синхронным детектором В9-2, на который сблока управления инфракрасным лазером подавалось опорное напряжение частотой 512 Гц. Блок управления лазером представляет собой доработанный, для повышения чувствительности всей установки, блок питания медицинского лазера АЛТП-2. Усовершенствование заключалось в поднятии частоты модуляции лазерного излучения до 512 Гц. В блоке используется цифровой синтез частот делением на два частоты тактового генератора, созданного на кварцевом резонаторе с частотой 32768 Гц.
Конструкция магнита позволяла изменять величину воздушного зазора и регулировать положение полюсных наконечников для получения более высокой однородности магнитного поля. Эксперименты проводились с двумя значениями зазора (50 и 11 мм). В первом случае магнитное поле имело неоднородность с градиентом до (3 - 4) мТл/см. Во втором случае однородность создаваемого магнитного поля была заметно лучшей (0,1-0,3) мТл/см, что контролировалось при помощи ЯМР-измерителя магнитной индукции Ш1-1. Индукция магнитного поля измерялась с точностью ±0,05%.