Влияние дефектов на процессы перемагничивания кристаллов-пластин (001) с комбинированной анизотропией

• Автор: Кучеров, Владимир Евгеньевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 116 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КРИСТАЛЛОВ С КОМБИНИРОВАННОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ, СОДЕРЖАЩИХ ДЕФЕКТЫ
1.1 Основные виды взаимодействий в кристаллах с комбинированной анизотропией
1.2 Возможные магнитные неоднородности в пластине (001)
1.3 Кристаллическая структура и дефекты кристаллической решетки
ГЛАВА II. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА МАГНИТНЫЕ ФАЗОВЫЕ ДИАГРАММЫ ПЛАСТИНЫ (001) С КОМБИНИРОВАННОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ
ГЛАВА III. 0° ДОМЕННЫЕ ГРАНИЦЫ В КРИСТАЛЛАХ С КОМБИНИРОВАННОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ
3.1 Структура и область устойчивости 0°ДГ в пластине(ООІ) в нулевом поле. Случай К„>0
3.2 Структурам область устойчивости 0°ДГ в пластине (001).
Случай Ки<0. Фазовый переход
ГЛАВА IV. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА УСТОЙЧИВЫЕ СОСТОЯНИЯ 0°ДГ
4.1 Случай Н || [100]
4.2 Случай Н || [001]. “Парадокс” Брауна
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА
АВТОРСКАЯ ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
Уже более 30 лет интенсивно изучаются магнитные свойства кристаллов, сочетающих в себе два типа анизотропии различной природы: наведенной одноосной (НОА) и естественной кубической (КА). Такая ситуация возникает во многих материалах, например, в фотомагнитных полупроводниках типа СйСг28е4, при холодной прокатке или магнитном отжиге кубических магнетиков (Бе, №) и т.д., но наиболее она характерна для эпитаксиально выращенных кристаллов ферритов-гранатов. Последние обладают рядом уникальных магнитных характеристик, которые находят разнообразное применение в магнитоэлектронике. Бум, возникший в 70е—80е годы в вычислительной технике, связанной с технологией, основанной на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД), привлек значительный интерес к изучению свойств ферритов—гранатов и, в частности, к исследованию процессов их намагничивания и перемагничивания. Экспериментальные исследования показали, что наличие комбинированной анизотропии сильно сказывается на статических и динамических свойствах этих материалов, и в особенности, на формировании доменной структуры магнетика, а также на его основное состояние. Известно, что НОА может возникнуть как при эпитаксиальном выращивании кристаллов ферритов-гранатов К3Ре5Оп (здесь Д- трехвалентный редкоземельный ион), так и может быть индуцирована внешними воздействиями (например, при фотомагнитном эффекте, внешних упругих напряжениях и т.д. [1]). Исследования показывают, что наличие НОА в магнитотрехосном кристалле, индуцированной внешними напряжениями, приводит к образованию доменной структуры различной топологии [2], которая существенно отличается от таковой, имеющей место как в кубическом, так и в одноосном магнетике. Так, наряду с винтовой
доменной структурой (ДС), соответствующей непрерывному повороту намагниченности в одном из направлений, возможна ДС, в которой вектор намагниченности может совершать пространственные колебания в пределах ограниченных интервалов углов около одного или нескольких выделенных направлений (нутационные доменные границы (ДГ)). Наличие ме-тастабильных осей, лежащих в плоскости вращения вектора намагниченности способствует появлению перетяжек в ДС. Как известно [3, 4], возникновение перетяжек в структуре ДГ, которые характеризуются наличием трех точек перегиба в соответствующем распределении намагниченности в ДГ, приводит к перестройке ДС образца. Поэтому учет даже сравнительно небольших упругих напряжений может привести к существенным изменениям всей картины допустимых в магнетике ДС [5,6]. Из анализа теоретических и экспериментальных исследований видно, что при действии внешних напряжений на кубические кристаллы, в них могут возникать новые магнитные фазы и фазовые переходы между ними типа спиновой переориентации [7,8]. Это приводит к возникновению области гистерезиса как по температуре, так и по внешним напряжениям, который проявляется при переориентации ДГ относительно кристаллографических осей [9]. Таким образом, наличие выделенных направлений в кристалле играет существенную роль в образовании ДС с различной конфигурацией. Основным фактором здесь является симметрия кристалла, которая определяет ориентацию доменной стенки относительно кристаллографических осей. Особый интерес, проявляемый к кристаллам ферритов-гранатов, обусловлен также возможностью получения, за счет изоморфного замещения редкоземельных ионов, соединений с наперед заданными магнитными свойствами [10]. Таким способом было получено большинство известных кристаллов со структурой
за наличия сил связи между частицами кристалл представляет собой систему взаимно связанных вибраторов со спектром колебаний от акустических до инфракрасных частот. В кристаллах с выраженной анизотропией структуры частоты колебаний в различных направлениях различны. При нагреве кристалла происходит увеличение амплитуды колебаний атомов, которое может достигать размеров до 10% от междуатомных расстояний. Поскольку тепловые колебания атомов происходят около положений их равновесия, то атом находится тоже в положении равновесия, при температурах ниже критических (температур плавления). Поэтому такие колебания не нарушают идеальной периодичности структуры кристалла. Нарушения в распределении электронной плотности, отклонения от нормальной периодичности в распределении зарядов связывают с наличием дефектов в кристаллической структуре. Поэтому в реальных кристаллах многие свойства существенно зависят не только от типа равновесной кристаллической структуры, но и от дефектов этой структуры. Структурно чувствительными свойствами кристаллов являются ионная и полупроводниковая электропроводность, фотопроводимость, прочность и пластичность [58]. Дефекты структуры обусловлены изменением расстояний частицы до ближайших соседей, отсутствием атома в узле решетки, либо его смещением в междоузлие. Существуют также временные дефекты, связанные с местными нарушениями структуры, которые вызваны видимым, рентгеновским или у-излучениями, потоком а-частиц или нейтронов.
Различают точечные, линейные, поверхностные и объемные дефекты. Точечными дефектами являются нарушения периодичности в изолированных друг от друга точках решетки. Это вакансии, атомы в междоузлиях, атомы в узлах другой подрешетки, примесные атомы в узлах или междоузлиях. Линейные дефекты- это одномерные нарушения периодичности кристаллической структуры (дислокации), которые