Спиновые волны в магнитном поле

Спиновые волны в магнитном поле 242 --в нормальном металле 240 [c.519]

На рис. 10.11.1 показан спектр спиновых волн в тонкой пленке пермаллоя (80% Ni, 20% Fe), полученный при приложении магнитного поля с фиксированной частотой 24,0 Ггц перпендикулярно к плоскости пленки. Толщина пленки 1480 А. [c.67]

Спиновые волны в неферромагнитных металлах. Вследствие наличия спина и магнитного момента электроны проводимости металлов, помещенных в постоянное магнитное поле, образуют ферми-систему, в которой возможны коллективные возбуждения, соответствующие переворотам спинов. [c.119]

Поступая далее аналогично случаю ферромагнетиков, можно получить по форме совпадающее с (2.9) линейное соотношение между компонентами суммарного переменного магнитного момента антиферромагнетика /и(о), й)=/К1(со, к)- -тг 1о, к) и магнитного поля А(о), к). Тензор х, (о), к) будет теперь, однако, иметь другой вид. Спектр спиновых волн в антиферромагнетиках можно определить [c.374]

В упорядоченных магнитных системах теплопроводность может осуществляться также и через спиновую систему. Изменения направлений спинов в кристалле взаимосвязаны, и возбуждения проявляются как спиновые волны, которые имеют свой собственный закон дисперсии и квантованную энергию, причем кванты этой энергии называются магнонами (см., например, книгу Киттеля [119]). Магноны могут рассеивать фононы, а также сами проводить тепло Сато [202] показал, что в простой модели магнонная теплопроводность пропорциональна Т . Минимальная энергия магнонов возрастает с увеличением магнитного поля, так что при этом возбуждается меньшее число магнонов, а магнонная теплопроводность и маг-нон-фононное рассеяние уменьшаются. [c.147]

Компоненты тензора магнитной проницаемости х, ширина линии ферромагнитного резонанса ЛЯ и спиновых волн ДЯк исследовались на частоте 3000 Мгц. Компоненты тензора измерялись в слабых полях (в интервале О—100 э) и в состоянии остаточной намагниченности. [c.186]

Эффективные возможности для исследования Р. м. в ферромагнетиках дают нелинейные высокочастотные эффекты, приводящие к параметрич. возбуждению спиновых волн нри достаточно высоком уровне мощности высокочастотного магнитного поля. Этот метод [8] позволяет определять времена жизни рае личных спиновых волн и, следовательно, анализировать роль различных механизмов релаксаций. Р. м. в парамагнетиках (электронных и ядерных) также изучают на основе исследования нелинейных эффектов, таких, нанр., как спиновое эхо. [c.414]

Более перспективным является случай, когда колеблются лишь спиновые характеристики электронной жидкости, т. е. Ьп = п а. Такие колебания называют спиновыми волнами. Здесь картина выглядит по-разному в случаях, когда приложено магнитное поле и когда его нет. [c.240]

Итак, при Zo > О в металле без магнитного поля могут распространяться волны плотности спина с линейным законом дисперсии (о = ыЛ, причем и порядка v (скорости на ферми-границе), но обязательно превышает v. Конечно, при более сложной форме функции Z (см. (13.22)) возможны, в принципе, спиновые волны с другими типами колебаний функции распределения, но к этому случаю относится все сказанное ранее о трудности наблюдения сложных типов нулевого звука. [c.241]

Возможность распространения спиновой волны приводит к появлению дополнительных пиков прозрачности, в зависимости от магнитного поля или частоты, в условиях, когда в металле устанавливается стоячая спиновая волна, т. е. /гО = пя (D—толщина пластинки). При малых п волновые векторы очень малы, так что соответствующие частоты (или поля, если задана частота) мало отличаются от частоты парамагнитного резонанса, т. е. пики спиновых волн близки к пику парамагнитного резонанса. [c.246]

Характер спиновых волн существенно зависит от направления волнового вектора по отношению к магнитному полю. В изотропном кристалле в длинноволновом приближении < 5о о) дисперсия спиновых волн с волновым вектором, параллельным направлению постоянного магнитного поля Яо, определяется выражением [48] [c.120]

Существование спиновых волн (открыты Блохом в 1930 г.) в магнитоупорядоченных однодоменных кристаллах (обычно наличие доменов в таких кристаллах снимается внешним магнитным полем) обусловлено характерной для них сильной корреляцией между ориентациями спинов отдельных атомов, благодаря чему изменение ориентации спина в одной точке пространства распространяется в другие области в виде волн (рис. 14.2). С феноменологической [c.371]

Дисперсия спиновых волн в АФЛП обладает определенной анизотропией. Например, в СоСОа большую энергию при заданном [к] имеют спиновые волны, которые распространяются в направлении, перпендикулярном магнитному полю и легкой оси. Данные, приведенные на рис. 28.13 для СоСОз, получены методом одномагнонно-го мандельштам-бриллюэновского рассеяния света с использованием в качестве анализатора интерферометра Фабри — Перо. [c.650]

Теория таких спиновых волн впервые развивалась Силиным в 1958 г. [47, 48], а затем Плацманом и Вольфом [49]. Экспериментально спиновые волны впервые обнаружены Шульцем и Данифером [50] в кристаллах Ыа и К, находящихся в магнитном поле 3250 э при температуре 1,4°К. [c.120]

Остановимся теперь вкратце на распространении спиновых волн в антиферромагнетиках. Магнитная энергия антиферромагнетика может быть записана в виде, аналогичном (2.3), однако соответствующие плотности энергии будут теперь зависеть от магнитных моментов подрешеток М1 и Мц- Для некоторых антиферромагнетиков к величине Ша нужно добавить дополнительное слагаемое WQ= =(1 М1У Мч п), впервые введенное И. Е. Дзялошинским. Здесь (1 — константа того же порядка, что и р. Наличие энергии приводит к тому, что в отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты подрешеток Мх и Мг ориентированы не точно противоположно друг другу и полный момент антиферромагнетика отличен от нуля. По этой причине такие среды называют антиферромагнетиками со слабым ферромагнетизмом. Поскольку, однако, энергия Шд, так же как и Е , имеет не обменную, а релятивистскую природу, этот остаточный магнитный момент очень мал. Тем не менее в ряде случаев ( 5) его роль значительна. [c.374]

ЧАСТОТА (биений циклическая — частота негармонических колебаний, получающихся в результате наложения двух одинаково направленных гармонических колебаний с близкими частотами волны — частота гармоническая (синусоидальная), соответствующая упругой волне колебаний частиц среды вращения — величина, равная отношению числа оборотов, совершенных телом, ко времени вращения линейная— частота гармонических колебаний обращения—частота периодического движения точки по замкнутой траектории несущая — частота модулируемой волны резонансная — частота колебаний, при которой наступает явление резонанса собственная—частота гармонических колебаний системы, не подвергающейся действию внешних сил характеристическая—частота колебаний определенной группы атомов в молекулах, соответствующая определенной химической связи щжлическая — частота гармонических колебаний, умноженная на два пи циклотронная — частота обращения заряженных частиц в постоянном магнитном поле в плоскости, перпендикулярной к вектору напряженности этого поля) ЧИСЛО [Авогадро — число молекул (или атомов) в одном моле вещества (6,022136 10 моль ) волновое — отношение циклической частоты к скорости волны вращательное квантовое определяет энергию ротатора квантовое (главное—целое число, определяющее энергетические уровни водородного атома в стационарном состоянии магнитное— целое число, определяющее проекцию вектора орбитального момента импульса электрона на направление внешнего магнитного поля орбитальное — целое число, определяющее орбитальный момент импульса электрона в атоме спиновое определяет спиновой момент импульса электрона в атоме) координационное — число ближайших к данному атому соседних атомов в кристаллической решетке] [c.296]

ФЕРРОМАГНИТНЫЙ РЕЗОНАНС —резонансное поглощение эл.-магн. энергии ферромагнетиком, один из видов электронного магнитного резонанса в твёрдом теле. От электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) Ф. р. отличается тем, что поглощение энергии при Ф. р. на много порядков сильнее и условие резонанса (связь между резонансной частотой перем. поля и величиной пост. магн. поля) существенно зависит от формы образцов. Эти отличия вызваны тем, что Ф. р. является коллективным эффектом элементарные магн. моменты ферромагнетика сильно связаны и поглощение анергии происходит в результате взаимодействия перем. поля с суммарными магн. моментами макроскопич. объё.мов вещества. Поэтому описание Ф. р. возможно в рамках классич. макроскопич. теории. Термин Ф. р. иногда распространяют и на магн. резонанс в ферримагнетиках, поскольку теория Ф. р. применима к одному из типов колебаний намагниченности в ферримагнетиках. Однако резонанс в ферримагнетиках имеет ряд особенностей (см. Ферримагпитиый резонанс). Однородные колебания намагниченности, происходящие при Ф. р., могут рассматриваться как предельный случай элементарных возбуждений магн. системы ферромагнети-К 1—спиновых волн при волновом числе /f O. [c.306]

Представлены результаты исследования влияния малых добавок быстрорелаксирующих ионов на основные характеристики ряда литий-титан-хромовых ферритов. Приводятся данные о компонентах тензора магнитной проницаемости, измеренных в малых подмагни-чивающих полях и в состоянии остаточной намагниченности, о форме петли гистерезиса, а также о пороге нестабильности спиновых волн. Тензорные параметры и Лкр измерялись на частоте 3000 Мгц. Показана возможность синтеза однофазных ферритов-шпинелей, содержащих редкоземельные элементы. [c.231]

Заметим еще следующее. Спиновые волны можно возбудить действием на электронный спин магнитного поля падающей на металл электромагнитной юлны. Появление спиновых волн могло бы быть зарегистрировано по изменению импеданса (например, при установлении стоячей юлны в пластине). Сила, действующая на электронный спин со стороны магнитного поля, равна РауЯ рЯ/б. Согласно уравнению Максвелла Я сЕ/ 8а). Следовательно, отношение силы со стороны магнитного поля к силе со стороны электрического поля волны порядка сР/(б (ое) Й./(тб (о). Для (О/ Ю с б 10 см, и это отношение порядка 10 . Однако надо заметить, что всякая юлна формируется на длине порядка ее длины волны X. В данном случае при (0/ 10 S Я,/-- /(О 10 /10 10 см. Так как в случае аномального скин-эффекта поле затухает по закону Е fn (6/j ) (это следует из формулы (7.33)), то для 10 см 10" о. Итак, условия для наблюдения таких волн неблагоприятные. [c.241]

Спин-волновой резонанс. Однородные переменные магнитные поля в тонких ферромагнитных пленках могут возбуждать спиновые волны больщой длины волны ), если действующее на электронные спины в поверхностном слое пленки эффективное поле анизотропии иное, чем для спинов во внутренней области пленки. Действительно, спины в поверхностном слое могут быть направлены перпендикулярно к поверхности, как показано на рис. 17.19. Если переменное поле однородно, то оно может возбуждать волны так, что на толщине пленки будет укладываться нечетное число полуволн. При четном числе полуволн отсутствует результирующая энергия взаимодействия с полем. [c.619]

Условие спин-волнового резонанса (СВР) при внешнем магнитном поле, перпендикулярном к поверхности пленки, можно получить из формулы (17.48), если в ее правую часть добавить вклад в частоту, вызванный обменом. Обменный вклад можно записать в виде где О — постоянная, фигурирующая в теории спиновых волн для одномерного случая [см. (16.26)] и равная 215а . Для экспериментов по спин-волновому резонансу справедливо приближение ка <С 1. Итак, во внешнем магнитном поле Во имеем [c.619]

Рис. 50. Спиновые волны с волновым числом к в одномерной цепочке. Спины прецессируют со сдвигом фазы вокруг выделенного направления магнитного поля, а) Перспективный вид, б) вид сверху, в) соотношения между спинами трех соседних атомов. (По Морришу (98).)

Одним из первых был зарегистрирован эффект, обратный эффекту Поккельса — оптическое детектирование. В 1962 г. был обнаружен эффект генерации когерентных оптических фононов в поле интенсивной световой волны [16] — эффект, приводящий в комбинации с рассеянием света на этих фононах к так называемому вынужденному комбинационному рассеянию, а в 1963 г. — и эффект генерации акустических фононов и вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна (Таунс с сотрудниками [17]). Наконец, совсем недавно былр экспериментально зарегистрировано вынужденное рассеяние в области крыла линии Релея [18]. Регистрация нелинейных оптических эффектов, связанных с членами в (5), содержащими магнитное поле, до последнего времени вызывала значительные трудности однако в июне 1965 г. появилось сообщение [19] о наблюдении одного из таких эффектов — обратного эффекта Фарадея последнее позволяет надеяться на успешное наблюдение вынужденного рассеяния на спиновых волнах. Таким образом, и в магнитооптике становится возможным наблюдение не только параметрических, но и нелинейных эффектов. [c.13]

Необходимо еще включить в уравнение (4.41) член, пропорциональный 8 8 , а в уравнение (4.42) —член, пропорциональный . Как только интенсивность волны третьей гармоники достигнет заметной величины, начнется генерация четвертой гармоники и т. д. К счастью, оказывается возможным изменить постоянную распространения ультразвуковой волны путем использования ее взаимодействия с парамагнитными ионами. Спиновые уровни последних могут быть настроены на акустическую частоту с помощью внешнего магнитного поля такая настройка приводит к появлению поглощения и аномальной дисперсии для ультразвуковых волн. Соответствующие эксперименты были выполнены Ширеном в кристалле M.gO с присадкой ионов N1 + или Ре + этим мето- [c.149]

В настоящей главе мы кратко рассмотрим некоторые особенности распространения волн в магнитоупорядоченных кристаллах. Интерес к этой проблеме связан, во-первых, с тем, что изучение магнитных и упругих колебаний атомов в таких кристаллах представляет собой физическую основу многочисленных методов возбуждения звука магнитным полем. Во-вторых, некоторые свойства различных типов волн в магнитоупорядоченных кристаллах перспективны для использования в устройствах обработки сигналов. Хотя главное внимание ниже мы уделим квазиакустическим волнам, т. е. волнам, переносящим в основном механическую энергию, будут затронуты и основы теории спиновых волн. Ознакомление с особенностями этого специфического вида волнового движения в магнитоупорядоченных кристаллах необходимо для понимания свойств акустических колебаний. [c.368]

Практически это осущёствляется следующим образом. В ферромагнитном материале с помощью СВЧ резонатора возбуждается спиновая волна, которую на гиперзвуковых частотах возбудить проще, чем звуковую. Если напряженность постоянного магнитного поля уменьшается в направлении распространения, то значение k спиновой волны будет расти и в соответствии с рис. 14.4 волна из спиновой в конце концов превратится в звуковую. Подобным же образом можно осуществить и прием гиперзвуковой волны 111, 121. [c.378]

Описанная выше сильная нелинейность упругой подсистемы имеет место в широком диапазоне частот, т. е. носит нерезонансный характер. Столь же сильное увеличение нелинейных свойств упругой подсистемы, обусловленное влиянием спиновой подсистемы, существует в кристаллах железо-иттриевого граната и марганец-цинковой шпинели в окрестности магнитоакустического резонанса [25]. На рис. 14.5 представлена наблюдавшаяся в работе [25] зависимость амплитуды первого прошедшего через кристалл импульса сдвиговой упругой волны, распространяющейся вдоль направления [ООП кристалла железо-иттриевого граната, и амплитуды второй гармоники упругой волны от слабого внешнего магнитного поля Я ". Частота волны составляла 30 МГц. Видно, что в окрестности резонанса, сильно уширенного вследствие малости Я , наблюдается увеличение как поглощения звука, так и амплитуды второй гармоники акустической волны. Оба этих эффекта обусловлены сильной связью, существующей между упругой и магнитной подсистемами вблизи резонанса (в данном случае имеется более полная аналогия с акустоэлектронными поглощением и нелинейностью). На рис. 14.6 показана зависимость эффективного нелинейного параметра Г для генерации второй гармоники от величины магнитного поля, рассчитанная по экспериментальным зависимостям рис. 14.5 с учетом затухания основной волны. Видно, что в окрестности резонанса значение Г возрастает на 2—3 порядка по сравнению с величиной нелинейного параметра вдали от резонанса Гр. Качественно похожие результаты наблюдались и для марга-нец-цинковой шпинели. [c.381]

О сильной корреляции между направлениями атомных спинов в магнитоупорядоченных кристаллах. Причину такого поведе ния легко увидеть на примере следующего простого процесса. Рассмотрим ферромагнетик, находящийся в основном состоянии при 0 = 0°К. Тогда все атомные магнитные моменты направлены в одну сторону и энергия ферромагнетика минимизирована (рис. 1.7.1 (а)). Теперь отклоним магнитный момент одного атома и отпустим. Момент начнет прецессировать вокруг локального эффективного поля (рис. 1.7.1 (Ь)). Но из-за наличия обменных взаимодействий между соседними спинами изменение направления момента не останется локализованным в исходном атоме оно начнет распространяться сквозь кристалл в форме волнового движения (рис. 1.7.1 (с)), называемого спиновой волной. Имеются как продольные, так и поперечные спиновые волны (рис. 1.7.2). Видно, что спиновые волны могут рассматриваться как колебания плотности магнитного момента, распространяющиеся сквозь магнитно упорядоченный кристалл. [c.50]

Магнитострикция и пьезомагнетизм — магнитные аналоги электрострикции и пьезоэлектричества. Первый эффект соответствует появлению деформации, не зависящей от знака приложенного магнитного поля (следовательно, это — квадратичный эффект по полю), второй — появлению в некоторых нецентросимметричных кристаллах намагниченности при их деформации.. Естественный пьезомагнетизм редко наблюдается для него необходимо редко встречающееся сочетание подходящих кристаллографической и магнитной симметрий. Магнитострикция, которую имеют многие ферромагнетики (например, никель, иттрий-железные гранаты), находит применение в магнитострикционных преобразователях. Магнитострикция является причиной многих интересных взаимодействий одним из них является влияние-внутренних деформаций вследствие структурных дефектов на кривую намагничивания ферромагнетика. Другое важное явление в магнитоупорядоченных кристаллах (ферромагнетиках,, ферримагнетиках), которое будет далее рассматриваться в гл. 6,. состоит в появлении связи между колебаниями в поле деформации кристалла и в спиновой системе. Этот эффект взаимодействия между упругими и спиновыми волнами называется магнон-фононным взаимодействием, так как на языке физики твердого тела фононы — это воображаемые частицы, связанные с акустическими или упругими волнами соотношением де Бройля волновой механики. Возможность такого взаимодействия следует из того, что, как показывается в квантовой статистической физике, как фононы, так и магноны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна. Вероятность встретить такое взаимодействие-увеличилась после открытия в 1956 г. нового типа ферромагнитных материалов — редкоземельных железных гранатов, среди. которых иттрий-железный гранат — наиболее хорошо известный представитель. [c.55]

В упругих антиферромагнетиках большое число ветвей, появляющихся из-за наличия нескольких магнитных подрешеток, сильно усложняет картину затухания. В точке резонанса затухание волн в основном происходит из-за спиновой релаксации. Коэффициенты затухания, обусловленного тепло- и электропроводностью, рассчитаны Пелетминским (1959). Полная континуальная формулировка для случая малых фоновых полей дана в работе [Maugin, 1984]. В частности, в ней показано, как наличие электропроводности изменяет величину затухания [c.394]

V = е1тсо — гиромагнитное отношение для электрона, е и т — его заряд и масса, — скорость света в вакууме, Н — напряжённость постоянного магнитного поля, а — постоянная, связанная с обменной постоянной и с величиной угла между направлениями Н ж к, С1 ж — скорость распространения продольной и поперечной упругих волн соответственно. Для волн, у к-рых значения со и /с лежат далеко от области пересечения дисперсионных кривых, взаимодействие пренебрежимо мало и спиновые и упругие волны распространяются независимо друг от друга. Если же частоты спиновых и звуковых волн при заданном к близки друг другу, то магнитоупругое взаимодействие приводит к тому, что в области [c.204]

Смотреть страницы где упоминается термин Спиновые волны в магнитном поле : [c.650] [c.604] [c.388] [c.544] [c.345] [c.16] [c.322] [c.332] [c.638] [c.601] [c.253] [c.49] [c.310] [c.310] [c.50] [c.400] [c.413] [c.31] [c.205] [c.205]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...