Фотоиндуцированные изменения магнитострикции в иттрий-железистых гранатах

• Автор: Воробьева, Наталья Викторовна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Место защиты: Б. м.
• Количество страниц: 106 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Структура кристалла
1.2. Магнитострикция в кристаллах кубической симметрии
1.3. Фотоиндуцированные явления в кристаллах УзБезО^ . .
ГЛАВА 2. ОБРАЗЦЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Тензометрический метод
2.2. Фотолитография
2.3. Экспериментальная установка и подготовка образца
2.4. Проведение измерений и погрешности
ГЛАВА 3. ФОТОИНДУЦИРОВАННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ МАГНИТОСТРИКЦИИ В ИЖГ(Ва) И ИЖГ(РЬ)
3.1. Фотоиндуцированные изменения магнитострикции в ИЖГ(Ва)
и ИЖГ(РЬ)
3.1.1. Температурная зависимость фотоиндуцированных изменений магнитострикции
3.1.2. Спектральная чувствительность эффекта в ИЖГ(Ва)
3.3. Расчет зависимостей магнитострикционных деформаций от
направления намагниченности в ИЖГ(Ва) и ИЖГ(РЬ)
Выводы
ГЛАВА 4. ФОТОИНДУЦИРОВАННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ МАГНИТОСТРИКЦИИ В МОНОКРИСТАЛЛАХ ИЖГ(Ы)
4.1. Фотоиндуцированные изменения магнитострикции в ИЖПДі)
4.3. Спектральная зависимость изменения магнитострикции в ИЖЦБі)
4.2. Расчет угловых зависимостей в ИЖЦБі)
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Благодаря стремительному развитию магнитной микроэлектроники большое практическое применение находят кристаллы ферритов-гранатов Это обусловлено сочетанием ряда уникальных свойств, присущих этим кристаллам: высокой оптической прозрачностью, большими
магнитооптическими эффектами, разнообразием доменных структур, параметрами которых можно управлять в широких диапазонах температур и внешних магнитных полей [1-3]. Подобные свойства, а особенно возможность направленно их изменять, позволяют эффективно использовать ферриты-гранаты в устройствах микроэлектроники, таких как: управляемые транспаранты, магнитооптические модуляторы,
запоминающие устройства.
Одним из наиболее распространенных ферритов-гранатов является итгрий-железистый гранат (ИЖГ) - УзР^О^. Этот кристалл по магнитной структуре относится к ферримагнетикам, имеющим две разнонаправленные магнитные подрешетки ионов Бе3+. Он широко применяется в радиотехнике; в настоящее время ведутся работы по созданию элементов памяти на основе структур, изоморфных ИЖГ [4,5].
Иттрий-железистый гранат является кристаллом кубической симметрии. Легкие оси - направления преимущественной ориентации доменов -расположены по <111>. Это пространственные диагонали куба. Однако, условия роста кристаллов приводят к нарушению регулярной структуры образцов вследствие внедрения примесей. Именно отступление от идеальной структуры, наличие малых немагнитных примесей (например, Б1 или Ва) и приводит к появлению “лишних“ или “недостаточных“ электронов, а значит, ионов Бе2+ или Ре4+ в кристаллографических позициях ионов Бе3+.

Это обуславливает для легированного У3Ре50|2 способность при низких температурах изменять свои магнитные и оптические характеристики в результате освещения. В идеальном кристалле этого не может быть. Разные условия выращивания монокристаллов ведут к появлению примесных дефектов разного типа, а, следовательно, к различным фотомагнитным проявлениям. Например, в образце может отсутствовать перестроение доменной структуры под действием света, но иметь место изменения магнитной проницаемости и кубической анизотропии. Может быть и обратное: фотоиндуцированное перестроение доменой структуры без заметных изменений констант анизотропии. Поэтому выяснение зависимости фотомагнитных свойств УзРе5012 от типа легирования представляет большой интерес как с научной, так и с практической точек зрения.
Кроме ИЖГ существуют и другие кристаллы с фотоиндуцированными магнитными эффектами, такие как РеВ03> Сс1Сг28е4. Однако именно в ИЖГ наблюдаемые фотоиндуцированные явления отличаются самым большим разнообразием Кроме того, фотоиндуцированные эффекты в ИЖГ проявляются до более высоких температур, чем в других известных фотомагнитных материалах.
Одним из наиболее ярких проявлений воздействия света на кристаллы ИЖГ является фотоиндуцированное изменение магнитной анизотропии [6,7]. Освещение может изменять как естественную для ИЖГ кубическую анизотропию [8,9], так и приводить к появлению фотоиндуцированной одноосной анизотропии [10,11]. Проявление фотоиндуцированных изменений существенно различно и зависит от типа легирования
Важная характеристика магнетика, тесно связанная с анизотропией -это магнитострикция. Изменение формы и размеров кристалла при намагничивании не только часто практически применяется, но и позволяет судить о характере происходящих в нем физических процессов

ГЛАВА
ФОТОИНДУЦИРОВАННОЕ ИЗМЕНЕНИЕ МАГНИТОСТРИКЦИИ В ИЖГ-.Ва и ИЖГ:РЬ
3.1. Фотоиндуцированное изменение магнитострикции в ИЖГГВа) и
ИЖПРЫ.
С помощью пленочного тензодатчика измерялась магнитострикция монокристаллических образцов в зависимости от величины или направления магнитного поля Н. Сравнивались зависимости до и после освещений. Модель, учитывающая одноосные напряжения по осям типа <111> позволяет рассчитать константы магнитострикции как по [001], так и по [111].
В исследованных образцах, выращенных из растворителя РЬО - РЬБг, величина наблюдаемой положительной магнитострикционной деформации в направлении [111] при поперечном в плоскости (110) намагничивании после воздействия света возрастает. Также положительное изменение магнитострикции под действием света для этого направления измерения наблюдается при перпендикулярной плоскости диска ориентации магнитного поля в процессе освещения.
После первоначального воздействия света, при достаточно низкой температуре происходит уменьшение величины отрицательной продольной магнитострикционной деформации в направлении [111] (рис.
З.1., кривые 1 и 2). Наиболее сильное уменьшение продольной

магнитострикции для этого образца происходит после воздействия поляризованного света с Е параллельно датчику, по [111] (рис. З.1., кривая 4). После воздействия света с Е параллельно другой легкой оси в плоскости (110) величина продольной магнитострикции возрастает.
Аналогично действию поляризованного света проявляется действие неполяризованного света на намагниченный в соответствующем направлении до насыщения образец. Зависимости 3 и 4 на рис. 3.1. можно многократно обратимо получать, изменяя соответственно направление