Исследование антиферромагнетика CsMnF3 методами магнитного резонанса

• Автор: Газизулин, Расул Рамилевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР
1.1. Антиферромагнетики с динамическим сдвигом частоты
1.1.1 Связанная ядерно-электронная прецессия
1.1.2 Особенности ядерно-электронного магнитного резонанса
1.2 Общие принципы бозе-эйнштейновской конденсации магнонов
1.2.1 Бозе-эйнштейновская конденсация магнонов
1.2.2 Бозе-эйнштейновская конденсация магнонов в 3Не-В
1.3 Бозе-эйнштейновская конденсация магнонов в 3Не-А
1.4 Общие свойства сверхтекучего '"Не-А и антиферромагнетиков с динамическим сдвигом частоты
ГЛАВА 2 ИССЛЕДОВАНИЯ СВЯЗАННОЙ ЯДЕРНО-ЭЛЕКТРОННОЙ ПРЕЦЕССИИ НАМАГНИЧЕННОСТИ В СэМпЕз МЕТОДОМ НЕПРЕРЫВНОЙ РАДИОЧАСТОТНОЙ НАКАЧКИ
2.1 Образцы, аппаратура, методика измерений
2.2 Сигналы ядерно-электронного магнитного резонанса в СэМпЕз
2.3 Выводы
ГЛАВА 3 ИССЛЕДОВАНИЯ СВЯЗАННОЙ ЯДЕРНО-ЭЛЕКТРОННОЙ
ПРЕЦЕССИИ НАМАГНИЧЕННОСТИ В СэМЫ^ МЕТОДАМИ ИМПУЛЬСНОЙ И КВАЗИНЕПРЕРЫВНОЙ РАДИОЧАСТОТНОЙ НАКАЧКИ
3.1 Образцы, аппаратура, методика измерений
3.2 Исследование сигнала индукции при разных условиях возбуждения
3.3 Долгоживущий сигнал индукции
3.4 Выводы
ГЛАВА 4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СИГНАЛОВ ЯДЕРНО-ЭЛЕКТРОННОГО МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В СэМиЕ^
4.1 Образцы, аппаратура, методика измерений
4.2 Экспериментальные результаты
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Публикации автора по теме диссертации
Список цитируемой литературы
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования. Изучение магнетиков с динамическим сдвигом частоты (ДСЧ) представляет общефизический интерес, поскольку сравнительно простая нелинейная система, какой является система ядерных спинов в магнетиках, может быть использована при моделировании ряда нелинейных явлений, в том числе динамического хаоса.
Система ядерных спинов в магнитоупорядоченных веществах, то есть в ферро- и антиферромагнетиках, находится в специфических условиях, отличных от условий в слабомагнитных (диа- и парамагнитных) веществах. Указанная специфика системы ядерных спинов в магнетиках состоит в том, что эти спины взаимодействуют как друг с другом, так и с внешними подсистемами, в том числе с внешним радиочастотным (РЧ) полем, через подсистему магнитоупорядоченных электронных спинов. Свойства последних тем самым и определяют целиком всю картину явлений магнитного резонанса в магнетиках [1].
Первые исследования данных систем начались в 60-х годах прошлого века, были рассчитаны спектры ядерных и электронных спиновых волн [2], которые затем были подтверждены экспериментально при исследовании антиферромагнетика KMnF3 [3]. В этих работах впервые было обращено внимание на нелинейность магнитных явлений в данных системах.
С середины 1970-х годов началось интенсивное изучение антиферромагнитных кристаллов в Институте физических проблем под руководством академика A.C. Боровика-Романова [4]. Эксперименты по ядерному магнитному резонансу (ЯМР) проводились В.А. Тулиным, Б.С. Думшем, Ю.М. Буньковым и В.В. Дмитриевым на монокристаллах МпС03 и CsMnF3. В этих антиферромагнетиках сверхтонкое поле атомов марганца приводит к сильной поляризации ядер 55Mn (I = 5/2, уп = 10,5 МГц/Тл, естественная
распространенность 100%), так что их частота прецессии становится порядка 600 МГц. Эта частота сравнима с частотой низкочастотной линии

О я дф 2я
Рисунок 9 - Схема эксперимента с двумя БЭК, соединёнными каналом. При разности фаз между ними течёт постоянный спиновый ток, при разности частот ток увеличивается, достигает критического значения и наблюдается сброс фазы. Слева внизу - перетяжка в канале, на которой наблюдался эффект Джозефсона
(справа внизу) [9].
На рисунке 9 слева внизу показана схема экспериментальных камер, в канале между которыми установлена перетяжка с диаметром прохода 0.48 мм. Длина когерентности спиновой сверхтекучести зависит от разности частот ЯМР и ларморовской частоты и может достигать 1 мм. Меняя эту разность частот, наблюдался классический эффект Джозефсона (сигнал 3 на графике справа внизу), нелинейный эффект Джозефсона (сигналы 2 и 4) и сброс фазы (сигнал 1) [54, 55].
Наблюдались также и многие другие эффекты, подтверждающие магнитную когерентность ОПД. Например, были обнаружены и исследованы голдстоуновские моды колебаний ОПД: крутильная мода [56] и поверхностная мода [57] колебаний. Был создан и исследован также квантовый вихрь спинового сверхтока [58]. Все результаты этих экспериментов демонстрируют, что ОПД является состоянием с бозе-эйнштейновской конденсацией магнонов.