Магнитоакустический резонанс

Количественная теория магнитоакустических резонансов [c.216]

Как уже указывалось в 8.5, экстремум Т1т соответствует, в частности, опорной точке. При этом, однако, для наблюдения резонансов нужно соблюдение некоторых неравенств. Согласно рис. 12.5, для того чтобы опорная точка участвовала в магнитоакустическом резонансе, нужно, чтобы контур kv = 0 проходил около нее, а для этого к должно быть почти перпендикулярно Н. [c.218]

Магнитный пробой 172 Магнитоакустический резонанс 211, 216 Магнитосопротивление поликристаллов 88 Магноны 496 [c.519]

Магнитоакустический резонанс. Описанный в предыдущем разделе геометрический резонанс наблюдается при распространении звуковых волн перпендикулярно магнитному полю. В этом случае отсутствует дрейфовое движение электронов в направлении распространения волны. Если волновой вектор звуковой волны не перпендикулярен магнитному полю, то в поглощении звука возникает явление, получившее название магнитоакустического резонанса. С целью качественного объяснения этого явления рассмотрим вначале случай замкнутых траекторий. Пусть волновой вектор электрона образует угол 9 с магнитным полем В, вдоль которого направлена ось г координатной системы. [c.212]

Такой магнитоакустический резонанс во многом аналогичен механизму циклотронного резонанса в металлах, но связан не с временной, а с пространственной периодичностью поля волны в металле. Можно сказать, что резонанс (33.41) представляет циклотронный резонанс на частоте, сдвинутой за счет эффекта Доплера. В самом деле, условие резонанса (33.41) можно записать в форме [c.213]

Магнитоакустический резонанс возможен только тогда, когда Средняя за период 2л/йд проекция скорости электрона < > на волновой вектор д отлична от нуля и длина свободного пробега электрона значительно превышает среднее смещение 2л (рг) 0.в электрона. [c.213]

Условие магнитоакустического резонанса в случае открытых орбит состоит в том, что на отрезке [c.214]

Замечательной особенностью магнитоакустического резонанса на открытых орбитах является то, что условие резонанса (33.44) выполняется одновременно для всех открытых орбит. Это связано с тем, что среднее за период Т смещение электронов в направлении оси у определяется только периодом обратной решетки. Следовательно, усреднение по различным открытым электронным орбитам не-размывает резонанс. Поэтому затухание звуковых волн, распространяющихся перпендикулярно магнитному полю и оси открытой поверхности Ферми, в условиях резонанса (33.44) будет особенно сильным. [c.214]

Впервые магнитоакустический резонанс на открытых орбитах был обнаружен на олове и теоретически объяснен в работе [111]. Его количественная теория была развита в работе Канера и сотрудников [ПО]. Согласно этой теории коэффициент поглощения звука описывается формулой вида [c.214]

Магнитоакустический резонанс на открытых орбитах был также обнаружен во многих других металлах (кадмий, цинк, медь, серебро, свинец, таллий, магний, рений). Он в настоящее время широко используется как метод прямого изучения открытых поверхностей Ферми, скоростей электронов, их эффективных масс и длин пробегов. [c.215]

Амплитуда магнитоакустического резонанса сильно анизотропна относительно малых отклонений вектора д из плоскости, перпендикулярной магнитному полю В. В металлах с замкнутыми поверхностями Ферми магнитоакустический резонанс отсутствует для направлений вектора д, ортогональных магнитному полю q v) = Ь). При д j B вклад в поглощение от открытых орбит резко падает по мере отклонения магнитного поля В от направления, нормального к оси открытости . Если угол отклонения б ( т) , то осциллирующая часть поглощения в ( ут0) раз меньше, чем при 6 = 0. Резонансные осцилляции исчезают при таком значении угла б, когда линия qv = Q перемещается на замкнутые орбиты в й-пространстве, [c.215]

В случае замкнутых траекторий период резонансных осцилляций зависит от кг и усреднение по к , приводит к размытию И понижению высоты резонансных кривых. Таким образом, узкие линии поглощения и резкая угловая зависимость магнитоакустического резонанса могут наблюдаться только в металлах с открытой поверхностью Ферми. [c.215]

Дисперсионные кривые для всех типов волн, распространяющихся вдоль оси анизотропии ферромагнетика в магнитостатическом приближении изображены на рис. 14.4. Видно, что в данном случае имеется четыре дисперсионные ветви, что и следовало ожидать в соответствии с общими представлениями о связанных волнах. Ветвь I отвечает невзаимодействующей со спиновой системой продольной звуковой волне, а ветвь 3 — поперечной магнитоупругой волне с правой круговой поляризацией, слабо взаимодействующей со спиновой волной. Кривые 2 и 4 при к>кд отвечают взаимодействующим поперечной магнитоупругой волне с левой круговой поляризацией и спиновой волне. При как ситуация меняется на обратную — ветвь 2 соответствует спиновой волне, а ветвь 4 — звуковой. Волны 2 и часто называют связанными магнитоупругими волнами. Подчеркнем еще раз, что каждая из распространяющихся волн характеризуется при этом как упругими смещениями, так и магнитными моментами, причем, как следует из (3.2), доля магнитной части в упругой волне и доля механической части в спиновой особенно значительны (одного порядка) при со , (й)-- сО( (й), т. е. в области магнитоакустического резонанса. Таким образом, возбуждение звука с помощью магнитных колебаний и, наоборот, спиновых волн посредством механических колебаний наиболее эффективно при со (й) со, (й). Частот магнитоакустического резонанса, очевидно, две. Одна из них, низшая, практически совпадает с со(0) и для типичных параметров, используемых в эксперименте, составляет - 10 ГГц. Вторая частота лежит в области частот, близких к предельным частотам колебаний кристаллической решетки. Таким образом, явление магнитоакустического резонанса может быть использовано для генерации гиперзвука. [c.377]

Магнитоакустический резонанс 377 Механизм Ахиезера 257 [c.400]

Соответствующая дисперсионная кривая мало отличается от прямой линии с угловым коэффициентом Ст и лишь только для относительно малых волновых чисел (длинные волны). Наконец в случае магнитоупругих мод с левой поляризацией, описываемых уравнением (6.7.19) с верхними знаками, имеет место эффект магнитоакустического резонанса-, здесь следует рассмотреть несколько случаев. [c.385]

В окрестности точки магнитоакустического резонанса два приближенных корня уравнения (6.7.19) имеют вид [c.386]

Таким образом, в условиях магнитоакустического резонанса взаимодействующие волновые ветви имеют равные скорости [c.393]

В последние несколько лет для определения поверхности Ферми стали использоваться магнитоакустические явления, в частности геометрический резонанс ), Такие измерения особенно полезны потому, что они дают значение к/ для данного направления в к-пространстве, тогда как другими методами этот параметр непосредственно определить нельзя. Вместе с эффектом де Гааза — ван Альфена эти эффекты могут быть использованы для построения поверхности Ферми. Магнитоакустические методы используют тот факт, что при возмущении решетки звуковой волной происходит деформация зоны Бриллюэна, а также поверхности Ферми. Поэтому изменяется также и распределение заполненных электронных состояний. Однако, когда решетка возвраш,ается обратно в невозмущенное состояние, электроны могут прийти в равновесие с этим состоянием только в результате столкновений. Если время релаксации велико (длина свободного пробега I сравнима с длиной звуковой волны), то электроны не успевают прийти в равновесие раньше, чем произойдет следующее смещение решетки в данной точке. Таким образом, электроны смещаются относительно ионов решетки, нарушается зарядовая нейтральность и возникают градиенты электрического поля. [c.115]

ЭФФЕКТ ДЕ ГААЗА — ВАН АЛЬФЕНА ОСЦИЛЛЯТОРНЫЕ ГАЛЬВАНОМАГНИТНЫЕ ЭФФЕКТЫ УРОВНИ ЛАНДАУ ДЛЯ СВОБОДНОГО ЭЛЕКТРОНА УРОВНИ ЛАНДАУ ДЛЯ БЛОХОВСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ ФИЗИЧЕСКАЯ ПРИРОДА ОСЦИЛЛЯТОРНЫХ ЯВЛЕНИЙ ВЛИЯНИЕ СПИНА ЭЛЕКТРОНА МАГНИТОАКУСТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ЗАТУХАНИЕ УЛЬТРАЗВУКА АНОМАЛЬНЫЙ СКИН-ЭФФЕКТ ЦИКЛОТРОННЫЙ РЕЗОНАНС РАЗМЕРНЫЕ ЭФФЕКТЫ [c.264]

Все эти явления получили название магнитоакустических резонансов Канер, Песчанский, Привороцкий, 1961) [103]. [c.212]

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]

В гл. 5 рассматривались эффекты магнитоупругости в твердых деформируемых проводниках, не имеющих магнитного упорядочения (например, в парамагнетиках). В данной главе мы рассмотрим магнитные материалы, когда упорядоченное расположение магнитных спинов, как правило, ферромагнитного типа (см. 1.6), приводит к существенному изменению их магнитоупругих свойств. Как уже отмечалось в 1.7, наиболее важный эффект —это эффект фонон-магнонного взаимодействия и тесно с ним связанный эффект магнитоакустического резонанса. На микроскопическом уровне это явление является следствием того факта, что как фононы, так и магноны подчиняются статистике Бозе — Эйнштейна квантовой физики. Однако в этой главе мы постараемся избежать рассмотрения столь детальной картины, так что нам по необходимости придется иметь дело с эвристической моделью взаимодействий. Изложение этой модели составит 6.2 здесь в континуальное описание войдут новые выражения, описывающие гиромагнитный эффект, и будет дано феноменологическое представление обменных сил Гейзенберга через градиенты намагниченности (см. уравнение (1.6.15)), введенные в механике континуума вместе с выражениями для требуемых магнитомеханических взаимодействий. [c.333]

Формулировка в 6.6 системы уравнений, линеаризованных относительно типичной однодоменной ферромагнитной фазы, вводит читателя в круг исследований взаимосвязанных магнитоупругих волн в непроводящих ферромагнетиках. Эффекты магнитоакустического резонанса, магнитоакустический эффект Фарадея и явление затухания магнитоупругих волн в упругих ферромагнетиках рассматриваются в 6.7—6.9 соответственно. Эти эффекты исследуются аналитически, в качестве иллюстраций приведены также графики, полученные численно. Они привлекают особенно большое внимание с точки зрения приложений в технике к таковым относятся сверхзвуковые генераторы, высокочастотные магнитострикционные преобразователи, усиление волн при помощи нелинейных взаимодействий, разработка волновых фильтров и линий задержки, анализ и синтез внутреннего магнитного поля и т. д. Еще более удивительно и загадочно поведение соответствующих поверхностных магнитоакустических волн, демонстрирующих отсутствие взаимности при распространении вдоль двух противоположных направлений ( 6.10 и 6.11), а также возможность представления движущихся ферромагнитных стенок в многодоменном упругом кристалле магнитоакустическими солитонными волнами ( 6.12 и 6.13). [c.334]

Частота магнитоакустического резонанса со имеет порядок 10 ° с- для типичных упругих ферромагнетиков, таких, как иттрий-железный гранат, а величина к очень хорошо попадает в первую зону Бриллюэна динамики решеток ), которая допускает континуальное рассмотрение. 06-Рис. 6.7.1. Качественный график дисперси- ласть перекрытия ОКОЛО онного уравнения для магнитоупругих волн лежит в ВЫСОКО- [c.386]

Рис., 6.7.2. Магнитоакустический резонанс в кобальте, (а) График безразмерного вещественного дисперсионного уравнения для магнонов с учетом взаимодействия и поперечных фононов (зависимость ш от k) (Ь) график вещественного дисперсионного уравнения (зависимость R = от а>) (с) магнитоакустический эффект Фарадея (зависимость Ф от ш) (d) эффект обмена релаксацией между модами (зависимость от к) [Maugin, Pouget, 1981].

При произвольном направлении волнового распространения в некоторых сильно анизотропных материалах спиновые волны могут взаимодействовать с другими упругими модами. Соответствующая очень большая дисперсия в области перекрытия была экспериментально обнаружена Померанцем [Pomerantz, 1961]. Влияние вязкопластичности на магнитоакустический резонанс исследовалось в работе [Fomethe, Maugin, 1982]. [c.389]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...