Cтраница 2
Явная связь обнаруженного поглощения в длинноволновом инфракрасном диапазоне с магнитным упорядочением кристалла позволяет предположить, что оно обусловлено возбуждением спиновых волн. То обстоятельство, что частоты максимумов рассматриваемого поглощения существенно превышают частоты антиферромагнитного резонанса, свидетельствует о значительной энергии возбужденных спиновых волн, близкой к максимально возможному значению энергии в спин-волновом спектре. Но в таком случае и квазиимпульс возбуждаемой спиновой волны должен быть большим, близким к значению его на границе зоны Бриллюэна: fcs max тг / а, где а - период магнитной структуры кристалла. Однако хотя длина волны инфракрасного излучения короче, чем длины волн излучения, возбуждающего антиферромагнитный резонанс, она, безусловно, остается на много порядков больше периода кристаллической структуры: Афот а. Поэтому импульс фотона и в рассматриваемой области спектра очень мал, практически равен нулю. В таком случае, каким же образом при поглощении длинноволнового инфракрасного излучения возбуждаются спиновые волны с квазиимпульсом, существенно отличным от нуля. [16]
В монографии изложены теоретические и экспериментальные результаты исследований динамики доменных границ, динамической перестройки доменных структур и их влияния на различные физические явления в ферромагнетиках: существование и возбуждение спиновых волн, ядерный магнитный и гамма-резонансы, распространение и поглощение звуковых волн, электромагнитные потери, возникающие при пере-магничивании и др. Основное внимание уделяется вопросам, не нашедшим к настоящему времени достаточного отражения в монографиях и обзорах. [17]
Согласно этому предположению, двухмагнонное рассеяние, которое является одним из основных механизмов, определяющих ширину резонансной линии в слабых полях ( см. § 5.5), усиливает возбуждение спиновых волн, возникающих в результате нелинейного четырехмагнонного процесса, и поэтому число возбужденных таким образом спиновых волн уже при h fenop достигает значительной величины. [18]
Для возбуждения спиновой волны необходим квант энергии efe. При k / О возбуждение спиновой волны связано с возрастанием обменной энергии системы. [19]
Постоянное поле перпендикулярно поверхности пленки. Наличие ряда резонансных максимумов объясняется возбуждением спиновых волн. [20]
Это предположение должно очень хорошо выполняться в ферритах со структурой типа граната, так как там возбуждение спиновых волн происходит на правильных флуктуациях поля кристаллографической анизотропии от узла к узлу. В ферритах со структурой типа шпинели возбуждение спиновых волн происходит на случайных флуктуациях полей анизотропии, вызванных беспорядочным распределением магнитных ионов в октаэдрических узлах. [21]
Этот закон связан с квадратичным законом дисперсии спиновых волн. Уменьшение намагниченности с ростом температуры обусловлено возбуждением спиновых волн, число которых растет с повышением температуры. [22]
Электронное спин-решеточное взаимодействие определяет связь между тепловыми колебаниями атомов кристаллической решетки ( фононами) и магнитными моментами атомов. Спин-решеточное взаимодействие характеризуется двумя механизмами: а) возбуждением спиновых волн ( опрокидыванием отдельных спинов вследствие изменения величины обменной электростатической и дипольной энергий при тепловых колебаниях решетки), б) влиянием модуляции электрических полей в кристалле на электронные спины ( через спин-орбитальное взаимодействие), связанным с тепловыми колебаниями решетки. Механизм ( а) более существен для ферромагнетиков и антиферромагнетиков, а механизм ( б) - для парамагнитных сред с малой концентрацией парамагнитных центров. [23]
Большую роль в расширении резонансной кривой играют спиновые волны. Они отбирают энергию у однородной прецессии и тем самым увеличивают ее затухание. Так как центрами возбуждения спиновых волн являются объемные и поверхностные неоднородности, то наиболее узкую резонансную кривую имеют резонаторы с гладкой поверхностью, изготовленные из монокристаллов, имеющих минимальное количество дефектов и посторонних включений. [24]
Приведенные результаты могут быть использованы, вообще говоря, для исследования зависимости потерь от длины волны спиновых волн, так как параметр релаксации спиновых волн ДЯЛ входит в формулу для порогового поля. Подробное рассмотрение этого вопроса выходит за пределы данной статьи. Однако следует подчеркнуть, что возбуждение очень коротких спиновых волн возможно, по-видимому, лишь с помощью рассмотренных здесь нестабильностей. [25]
В этом разделе мы кратко рассмотрим большую область исследования прозрачных магнитоупорядоченных кристаллов, связанную с процессами фотон-магнонного взаимодействия, иначе говоря, с процессами возбуждения спиновых волн светом. [26]
Для объяснения ширины резонансной кривой в монокристаллах Клогстон и др. [4] применили представление, аналогичное использованному в работах [1-3] для поликристаллических материалов. Различие состоит в том, что в монокристаллах возбуждаются спиновые волны с большими k, для которых обменное взаимодействие существенно. Возбуждение происходит либо на случайных флуктуациях полей анизотропии в монокристаллах со структурой типа шпинели, либо на упорядоченных флуктуациях полей анизотропии в монокристаллах со структурой типа граната. Возбуждения спиновых волн со средними значениями волнового вектора k в монокристаллах почти не происходит, так как в них отсутствуют флуктуации соответствующих размеров. [27]
Представление о том, что спиновые волны оказывают влияние на резонансные явления, не ново. Однородная прецессия не связана с другими типами движения в том случае, если ограничиться включением в гамильтониан только зеемановских и обменных членов. При учете энергии дипольного взаимодействия однородная прецессия будет единственным возможным типом колебаний только в первом приближении; во втором и высших приближениях с однородной прецессией будут связаны более сложные движения. В некотором приближении эти сложные движения имеют характер плоских волн. Если главным механизмом возбуждения спиновых волн является тепловое возбуждение, то высшие типы прецессии учитываются в уравнении движения, описывающем однородную прецессию, через посредство диссипативных членов. Величина диссипативных членов зависит от амплитуды спиновых волн и, следовательно, от температуры. Кесуйа [13], Кеффер [14] и Ван-Флек [3] выполнили расчеты ширины резонансной кривой, основанные на учете таких зависящих от температуры диссипативных членов, причем Ван-Флек не пользовался представлением о спиновых волнах. [28]
В экспериментах по ферромагнитному резонансу при увеличении амплитуды высокочастотного магнитного поля h, возбуждающего однородную прецессию, наблюдается уменьшение сигнала резонанса и уширение резонансной линии, причем эти эффекты возникают при относительно малых, сточки зрения обычных представлений о насыщении резонанса, амплитудах высокочастотного поля. Кроме того, в образце наблюдаются дополнительное поглощение энергии электромагнитного поля при статических магнитных полях, меньших по величине, чем резонансное значение поля. Эти особенности были объяснены Судом [8] как результат нестабильности некоторых спиновых волн с д 0, которые оказываются связанными с однородной прецессией намагниченности. Энергия однородной прецессии передается таким спиновым волнам, и если приток энергии превысит энергию, которую спиновые волны теряют за счет процессов их собственной релаксации, то амплитуда этих спиновых волн начнет экспоненциально нарастать. Такой нелинейный механизм возбуждения спиновых волн электромагнитным полем, так же как и другие механизмы нелинейных явлений, которые рассматриваются ниже, является параметрическим. [29]
В ферромагнитном ограничителе для средних уровней мощности был использован магний-марганцевый феррит R-1. Ограничитель был предназначен для трехсантиметрового диапазона и работал в узкой полосе частот вблизи 9360 мггц. По-видимому, поглощение было связано с возбуждением длинных спиновых волн. [30]