Магнитная анизотропия антиферромагнитного фторида марганца в основном и фотовозбужденном состояниях

• Автор: Канер, Наталия Эммануиловна
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Харьков
• Количество страниц: 150 c. : ил

ГЛАВА I. СТРУКТУНШЕ, МАГНИТНЫЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ФТОРИДА МАРГАНЦА (ОБЗОР)

§ I. Кристаллическая и магнитная симметрия

антиферромагнитного МпР2

§ 2. Магнитный гамильтониан. Эффективные магнитные поля

§ 3. Магнитные свойства и особенности спин-флоп

перехода в МпГ2

§ 4. Экситонные и экситон-магнонные состояния

антиферромагнитного МпР2

§ 5. Влияние внешнего магнитного поля на магнитные экситоны

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ТЕХНИКА И МЕТОДИКА

§ I. Общая характеристика эксперимента
§ 2. Оптический криостат и температурные
измерения
§ 3. Техника магнитооптических исследований
§ 4. Методика регистрации спектров поглощения
§ 5. Импульсные соленоиды. Установка для прецизионной ориентации образцов в магнитном поле
ГЛАВА 3. ЭФФЕКТЫ 0ДН0И0НН0Й МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ В ВОЗБУЖДЕННОМ СОСТОЯНИИ § I. Неколлинеарноеть магнитных моментов ионов
в возбужденном и основном состояниях
§ 2. Оптические переходы в антиферромагнетиках
в насыщенном парамагнитном состоянии

§ 3. Результаты экспериментального исследования расщепления экситонных линий при отклонении
магнитного поля от тетрагональной оси
§ 4. Качественное обсуждение результатов измерений
§ 5. Теоретический анализ расщепления экситонной
линии
§ б. Сравнение экспериментальных результатов
с расчетом
ГЛАВА 4. СПИН-ФЛОП ПЕРЕХОД В MnFJ В НАКЛОННОМ МАГНИТНОМ ПОЛЕ: ТРИКРИТИЧЕСКАЯ ТОЧКА НА Н - 4^ ДИАГРАММЕ § I. Роль магнитной анизотропии в базисной
плоскости
§ 2. Экспериментальные результаты и их обсуждение
§ 3. Определение константы анизотропии четвертого
порядка
§ 4. Влияние магнитострикции на анизотропию четвертого порядка в базисной плоскости
§ 5. Анализ динамики вектора антиферромагнетизма в базисной плоскости при отклонении магнитного
поля от тетрагональной оси
§ 6. Диаграмма фазовых переходов в координатах напряженность поля - угол отклонения.
Трикритическая точка
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Среди магнитоупоредоченных твердых тел особое место занимают антиферромагнитные диэлектрические кристаллы. Их отличительной особенностью является наличие незаполненных Зо( -или 4 j - слоев в электронных оболочках ионов. За антиферро-магнитное упорядочение ответственно обменное взаимодействие между ближайшими соседними магнитными ионами, которое характеризуется отрицательным обменным интегралом. Поэтому антиферромагнетики состоят, по крайней мере, из двух подрешеток, в которых магнитные моменты (спины) ориентированы антипараллельно друг другу. Кристаллы антиферромагнетиков в основном состоянии (т.е. при абсолютном нуле температуры), как правило, относятся к ионным кристаллам, причем анионами являются атомы элементов переходных групп.
Магнитная структура и магнитная симметрия антиферромагнетиков, народу с электростатической обменной связью, в существенной мере определяется релятивистскими магнитными взаимодействиями, которые приводят к магнитной анизотропии. Эта анизотропия фиксирует направления магнитных моментов подрешеток, т.е. фактически определяет оси квантования самопроизвольной намагниченности. Изучение структуры и симметрии антиферромагнетиков при различных температурах и во внешнем магнитном поле представляет собой одну из важнейших задач физики магнито-упорадоченных диэлектриков.
Многообразие и конкуренция магнитных взаимодействий в кристаллах различной симметрии при изменении внешних условий, например, температуры и магнитного поля, приводит к перестройке магнитной структуры, которая может проявляться как фазовый переход. Такие фазовые переходы обычно называются

равно
дЕ = /{ГЕ^І* <$Ег 1 = 2/вНт0(^-^0) • (1.20)
Поскольку у ионов N/1 ^ -факторы большинства состояний равны двойке, то расщепление экситон-магнонных полос не наблюдается.
Рис. І.ІІ демонстрирует расщепление ряда экситонных линий и отсутствие расщепления для экситон-магнонных полос в спектре . Наряду с описанными эффектами для экситонных и экситон-магнонных переходов во внешнем магнитном поле, отметим необычное поведение полосы , испытывающей
скачкообразное изменение спектрального положения при достижении критического поля спин-флопа Н с . Экспериментально указанный эффект впервые наблюдался в работах [56,58,54] . Оказалось, что все электродипольные полосы I) - группы при достижении критического значения напряженности магнитного поля Нс- 9,5 Д, , необходимого для опрокидывания магнитных подрешеток, резко смещаются по частоте. Наблюдаемое явление было объяснено "пороговым"Зееман-эффектом, связанным с сильной анизотропией ^ -факторов в состоянии
На рис. І.І2 показано поведение первых шести линий группы Л (переход £А^-АТ2^(АЩ в зависимости от напряженности внешнего магнитного поля. Скачок частоты экситон-магнонных В -полос при н=н с резко анизотропен (как и само явление опрокидывания магнитных подрешеток) и наблюдается наиболее четко при Н=НС . На рис. І.ІЗ показаны результаты измерения анизотропии сдвига для одной из В -полос спектра. Максимальные изменения частот В -полос достигаются в