Электромагнитно-акустическое преобразование в магнитоупорядоченных твердых телах

• Автор: Ильясов, Рустам Сабитович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ижевск
• Количество страниц: 256 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА1.Теоретическое исследование волновых закономерностей ЭМАП в изотропных магнетиках при произвольном соотношении длин акустических волн и толщины скин-слоя

1.1. Исходные уравнения и постановка задачи

1.1.1. Общая система уравнений

1.1.2. Основные приближения и система линеаризованных уравнений

для слабовзаимодействующих волн

1.1.3. Квазистационарное ЭМАП

1.2. Прямое ЭМАП плоских объемных волн на границе изотропного магнетика

1.2.1. Структура и физический смысл гармоники исходного ЭМ поля

1.2.2. Силы, действующие на магнетик
1.2.3. Решение уравнения упругости
1.2.4. Анализ волновых закономерностей прямого ЭМАП
1.2.4.1. Однородное ЭМАП
1.2.4.2. Неоднородное ЭМАП. Электропроводящие магнетики
1.2.4.3. Неоднородное ЭМАП. Ферродиэлектрики
1.3 . Обратное ЭМАП плоских объемных волн на границе изотропного магнетика.
1.3.1. Решение электродинамической задачи обратного ЭМАП
1.3.2. Однородное ЭМАП - падение упругих волн по нормали
1.3.3. Неоднородное ЭМАП - падение упругих волн под углом
1.4. Обратное и двойное ЭМАП преобразователей конечных размеров
1.5. Выводы
ГЛАВА 2. Экспериментальное исследование волновых закономерностей ЭМАП
в изотропных 3(1 - магнетиках
2.1. Основные экспериментальные методики и преобразователи
2.2. Объемные волны в электропроводящих 36 - магнетиках
2.2.1. Особенности формирования полевых зависимостей эффективности ЭМАП
2.2.2. Неоднородное ЭМАП при малых углах ввода
2.2.3. Приближение монохроматического ЭМАП, влияние qy
2.3. Волновые закономерности ЭМАП объемных волн за счет механизма изотропной магнитострикции парапроцесса
2.3.1. Анализ волновых закономерностей ЭМАП механизмов изотропной и
анизотропной магнитострикции
2.3.2. ЭМАП объемных волн в железо - никелевых сплавах
2.4. ЭМАП объемных волн в ферродиэлектриках
2.4.1. Однородное ЭМАП
2.4.2. Неоднородное ЭМАП. Вклады диагональных и недиагональных компонент тензора МУ постоянных
2.4.3. Экспериментальное проявление поверхностных сил в ферритах
2.5. ЭМАП поверхностных и нормальных акустических волн в ферромагнетиках
2.5.1. Волны Рэлея в электропроводящих магнетиках
2.5.2. Поперечные нормальные волны горизонтальной поляризации в ферромагнитной пластине
2.5.3. Волны Лява в системе ферромагнитный слой-подложка
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. ЭМАП вблизи магнитных фазовых переходов в 3(1 - магнетиках
3.1. Однородное ЭМАП в окрестности точки Кюри
3.1.1. Термодинамическая модель ЭМАП вблизи Тс
3.1.1.1. Температурные зависимости в окрестности Тс
3.1.1.2. Влияние приложенных напряжений
3.1.1.3. Полевые зависимости в окрестности Тс
3.1.2. Проявление кинк - явления при ЭМАП, магнитные фазовые диаграммы
3с1 - магнетиков
3. 2. Неоднородное ЭМАП в окрестности точки Кюри
3.2.1. Температурная зависимость эффективности резонансного ЭМАП
3.2.2. Особенности формирования низкотемпературного максимума ЭМАП
3.2.3. Влияние внутренних напряжений на температурный максимум анизотропной магнитострикции
3.2.4. ЭМАП волн Рэлея в инварных сплавах
3.3 ЭМАП в кобальте в окрестности спин-переориентационного фазового
перехода
3.3.1. Общие сведения о спиновой переориентации в одноосном магнетике
3.3.2. Поликристаллический кобальт
3.3.3. Монокристалл кобальта
3.4. ЭМАП при спиновой переориентации в монокристалле кремнистого железа
3.5. Выводы
Глава 4. ЭМАП объемных волн вблизи магнитных фазовых переходов в 4f -магнетиках
4.1. ЭМАП объемных волн в монокристаллах гадолиния
4.1.1. Эксперимент
4.1.2. Теория
4.1.2.1. Возбуждение продольного ультразвука в области температур
Т >ТС в тангенциальной геометрии
4.1.2.2. Возбуждение ультразвука в ферромагнитной области
в однодоменном магнетике
4.1.3. Обсуждение результатов
4.1.4. Фазовые Н — Т диаграммы
4.2. ЭМАП в тербии
4.3. ЭМАП в диспрозии
4.4. Выводы
Глава 5. ЭМАП в многоподрешеточных магнетиках
5.1. ЭМАП в ферритах - шпинелях
5.2. ЭМАП объемных волн в интерметаллидах RFe
5.3. Упругие и магнитоупругие свойства ErFe2 в окрестности точки компенсации
5.4. Особенности проявления парапроцесса в ферримагнетиках
5.5. ЭМАП в DyCo5 вблизи спин - переориентационного перехода
5.6. Выводы
Глава 6. Нелинейное ЭМАП в ферромагнетиках
6.1. Генерация высших гармоник ультразвука при однородном ЭМАП
6.2 Генерация высших гармоник поверхностных акустических волн
6.3. Генерация высших гармоник ультразвука вблизи точки Кюри
6.4. Генерация ультразвука на комбинационных частотах в монокристалле кремнистого железа
6.5. Нелинейное ЭМАП в области спиновой переориентации в одноосных магнетиках
6.5.1. Поликристаллический кобальт
6.5.2. Монокристалл гадолиния
6.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ЬГ(г,Яу)=ЬГ(г)о(яу);
ЬГ(2.ЧУ)=—;ЬГ(г>з(я ); (1.18)
Че ЬГ(2)=і1оєхр(-іЧе2).
где, я| =(£. -Яу, =со/с, с - скорость света в вакууме, ІІ^ = )0 Єхр(іяЕго).
Решение уравнений Максвелла для магнетика с учетом граничных условий дает аналогичные соотношения для компонент гармоник ЭМ поля в среде:
Ьу(^у)=1і;(г)-С^у)
Ьг(2>Чу)=-І3/2^^Ьо(2)-0(чу)
ЧэМ-г
Ь;(г)=[2Ь:/(і-і3/20і)]ехр(-і-Чз
Чэ =Чо + ^Чу -ІЧш. (1 ■19)
Чт =йоДу£о«°2 =Ру£Чс. Чо =РоРуюа.
Здесь:= ру/р2- коэффициент магнитной анизотропии, наведенной поляризующим полем, 0j = Ц рРу / -обобщенный электродинамический параметр. Параметры Kj и 0j зависят от ориентации поляризующего поля: в поле Н = Н0 У- ку=р11/р1,
0У =ЧеИ||/Чз.вполє Н = Н0г - к2 =рх/р,| кг=рх/рп и02=яЕрх/дэ.
Очевидно, что при рассматриваемом подходе в рамках линейной задачи гармоники поля одной физической природы в той или среде не взаимодействуют друг с другом. На границе раздела сред гармоники исходного поля независимо друг от друга преобразуются в гармоники другого физического поля с сохранением проекцией волновых векторов на эту границу -Цу [106], но с различными проекциями на ось г, отображающими особенности
распространения собственных колебаний в соответствующих подсистемах (см. (1.18, 1.19)). По этой причине поле упругих смещений в магнетике, а также вторичное ЭМ поле в вакууме после двойного ЭМАП в результате суммирования вкладов всех гармоник имеет вид, подобный выражению (1.17):