Влияние оптически возбужденных состояний ионов гольмия на магнитный резонанс в иттриевом феррите-гранате

• Автор: Патрин, Геннадий Семенович
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 106 c. : ил

ГЛАВА I. ЭПР - СПЕКТРОСКОПИЯ ОПТИЧЕСКИ ВОЗБУЖДЁННЫХ СОСТОЯНИЙ АКТИВИРОВАННЫХ ИОННЫХ КРИСТАЛЛОВ ( ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ )

1.1 Метод двойного радио- оптического резонанса

1.1.1 Прямое СВЧ поглощение

1.1.2 Оптическое детектирование магнитного резонанса

1.1.2.1 Магнитный резонанс регистрируемый по поглощению

1.1.2.2 Магнитный резонанс регистрируемый по излучению

1.1.2.3 Эффект обменного ||Йзаимодействия основное-возбуждённое

состояние в паре.Р - центров

1.2 ЭПР возбуждённых состояний ионов переходных металлов

1.1.1 Ионы 3с1 - металлов

1.2.2 Редкоземельные ионы

1.3 Влияние сильного лазерного излучения на магнитные
свойства в ЕиСгО^
1.4 Выводы и постановка задачи
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ПРИГОТОВЛЕНИЕ
ОБРАЗЦОВ, АНАЛИЗ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ КРИО-СИСТЕМЫ
2.1 Оптическая часть
2.2 Спектрометр электронного магнитного резонанса
2.3 Приготовление образцов
2.4 Анализ теплового состояния криосистемы
2.4.1 Расчёт
2.4.2 Эксперимент
2.4.3 Результаты и обсуждение
2.5 Основные результаты

ПЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОПТИЧЕСКИ ВОЗБУЖДЕННЫХ СОСТОЯНИЙ ИОНОВ ГОЛЬМИЯ НА МАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС В ИТТРИЕВОМ ФЕРРИТЕ-ГРАНАТЕ
3.1 Магнитные, резонансные и оптические свойства кристалла ї3Ре5оІ2 : Но3+
3.2 Энергетическая структура ионов гольмия в структуре
граната
3.3 Влияние импульсного лазерного излучения на магнитный
резонанс
3.4 Влияние непрерывного лазерного излучения на магнитный резонанс
3.4.1 Эксперимент
3.4.2 Расчёт параметров магнитного резонанса в кристалле иттрий-гольмиевого феррита-граната и их изменения
при оптическом возбуждении ионов гольмия
3.4.3 Результаты и обсуждение
3.5 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы. Значительные успехи достигнутые в области квантовой электроники поддерживают непрекращающийся интерес к поиску новых материалов, пригодных для использования, а также стимулируют работы на поиск эффектов, перспективных для устройств. На современном этапе развития физики появился интерес к изучению физических систем, находящихся в неравновесных состояниях. В этой связи особое место занимает изучение взаимодействия твёрдых тел с полем электромагнитного излучения, а именно: I) изменение характеристик излучения после взаимодействия с веществом и 2) изменение состояния и параметров вещества в результате воздействия излучения.
Оптический диапазон излучения отличается тем, что в этот диапазон попадают разности энергий, соответствующих различным орбитальным состояниям атомов и ионов. В то же время, магнитные свойства материалов зависят от того, в каком электронном состоянии находятся комплексы или центры, ответственные за магнитные свойства.
Возможность управлять магнитными характеристиками кристал-лав путём воздействия оптического излучения давно привлекает исследователей к этой интересной проблеме. Однако из-за аппаратурных трудностей и нетривиальноети выбора подходящего объекта исследования, проблема ещё не вышла за чисто академические рамки.
В настоящей работе речь пойдёт о влиянии оптически возбуждённых состояний на магнитные свойства в системе локализованных моментов. При этом не будут затрагиваться вопросы, связанные с фотомагнетизмом магнитных полупроводников [75] , а также эффекты, типа фотомагнитного отжига [76] , поскольку в последнем случае суть дела не во влиянии оптически возбуждённых состояний, а в пеИспользуя данные работ [48,51], составим следующую таблицу.
Таблица
Мощность источника тепла при различных температурах.
т, к 5 10 20 40 60
К 2,47 1,10 0,51 0,21 0,16 0,134
Так как размер образца в нашем случае был много меньше размеров рабочей камеры ( с! = 28 мм ), то для оценки влияния излучения на нагрев мы взяли значение приведённой температуры Т
На Рис.10 приведены результаты расчёта и экспериментальные значении разности температур АТ - Т00 - Т г в зависимости от исходной температуры Тг в полости. Показания Тос снимались, когда температура освещённого образца выходила на стационарный уровень и далее не менялась. Время установления равновесия состав» ляло 1+2 минуты и зависело от потока гелия.
Видно, что экспериментальные точки хорошо ложатся на расчётную кривую. Некоторое расхождение может быть объяснено частичным загрязнением поверхности образца, что неизбежно приводит к увеличению поглощения излучения, а также тем, что для поддержания температуры в области 4,2 + 6 К, из-за особенности криостата, необходимо продувать гелий с большей скоростью, чем это требуется для поддержания температуры в области выше 10 К. А это вызывает более интенсивный отвод тепла.
Зависимость нагрева от мощности, как и следовало ожидать,