Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 | 3 |

Последняя скорость совпадает со скоростью, при которой наблюдается полочка на зависимости (H) (рис. 6) в этом ортоферрите.

На рис. 4, a представлена микрофотография устойчивой двойной ДС, в которой ДГ движется со скоростью, равной скорости продольного звука l = 6.7 103 m/s.

ДГ имеет достаточно четкие передний и задний фронты.

Перед ДГ на границе с катушкой образуется новая Рис. 5. Зависимость периода неодномерных образований от магнитная фаза овальной формы с периодом около величины магнитного поля в TmFeO3.

7 Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. 868 А.П. Кузьменко, В.К. Булгаков Зависимости (H) для РЗО имеют явно выраженный нелинейный характер, состоят из интервалов H, скорость движения ДГ при переходе между которыми изменяется скачкообразно (рис. 3). Движение ДГ при скорости, совпадающей с фазовой скоростью возбуждаемых квазичастиц, сопровождается их черенковским излучением, что проявляется в возникновении Hi на зависимости (H). Образование первых двух полочек на (H) обусловливается магнитоупоругими взаимодействиями с поперечными (t) и продольными (l) звуковыми волнами [2,3] 1/ Ht,l t2l 1 - t2l/C2 /3M0t,lt,l, (1) =,, где t,l и t,l Ч акустическое затухание и константы Рис. 6. Полевая зависимость скорости движения ДГ. На магнитоупругого взаимодействия, a Ч толщина ставставке Ч качественная иллюстрация эволюции неодномерных образований на ДГ в TmFeO3 при 168 K. тической ДГ. Интервалы Ht и Hl в РЗО заметно превышают их величины в YFeO3 [2,4]. При одинаковой температуре (77 K) и толщине исследуемых пластинок (около 10-4 m) HtEuFeO / HtYFeO = 100 Oe/35 Oe. Столь 3 1.22 10-4 m. Оценка скорости развития этого обрасущественное различие величин Ht,l для РЗОи YFeO3, зования с диффузными очертаниями за время между согласно (1), вероятнее всего, вызывается увеличением импульсами подсветки составляет 9103 m/s. Кроме того, констант магнитоупругого взаимодействия t,l [2].

на микрофотографии видны полосы с размытыми граниВсе исследованные монокристаллы РЗО имеют хацами и быстро убывающей интенсивностью. Период их рактерные концентрационные полосы роста, создающие равен 40 m. Два образования такого же типа наблюдапериодический рельеф из магнитных неоднородностей.

ются и на микрофотографии рис. 4, c, когда скорость ДГ Особенности H на зависимости (H) при сверхзвукосоставляет 16103 m/s. Наряду с полосами указанного вывых скоростях ДГ в РЗО аналогичны наблюдавшимся ше периода появляются полосы с периодом 20 m. При в YFeO3 [4]. В результате в РЗО также возникает реих наложении образуется типичная интерференционная зонансное торможение ДГ на параметрически возбуждакартина. Место их возникновения зависит от скорости емых, винтеровских (пристеночных) магнонах. Коэффидвижения ДГ и располагается на нормали к касательной циент усиления таких колебаний в широких пределах изв точке искривления ДГ в момент преодоления ею менения интенсивности ростовых неоднородностей оказвукового барьера.

зывается большим единицы. Образование новых полочек на зависимости (H) в образцах РЗО с искусственно нанесенными магнитными неоднородностями подтвер2. Обсуждение результатов ждает применимость предлагаемой модели торможения ДГ и позволяет говорить о возможности управления Исследованные образцы РЗО имеют разные трехвастационарными сверхзвуковыми скоростями движения лентные ионы R3+: крамерсовы (с нечетным числом ДГ путем варьирования искусственно создаваемых магэлектронов и полуцелым спином) Ч Dy3+; некрамернитных неоднородностей.

совы Ч Eu3+, Tm3+ и Lu3+. B EuFeO3 и LuFeO3 полное Рост подвижности ДГ в EuFeO3 (рис. 1) вплоть до квантовое число J равно нулю, т. е. магнитный момент ионов R3+ отсутствует и нет температурных спин- температуры 4.2 K свидетельствует о низкой коэрцитивности образца, значение которой, определенное из переориентационных переходов. Редкоземельный ион зависимости (H) (рис. 3), составляет несколько Ое.

Dy3+ является изинговским, магнитный момент в этом случае направлен вдоль определенной оси кристалла Наибольшая подвижность ДГ во всех исследованных независимо от ориентации магнитного поля. В DyFeO3 нами ортоферритах была на порядок ниже , полупри температуре ниже 40 K происходит фазовый переход ченной из релаксационных зависимостей смещений ДГ первого рода (переход Морина), когда слабый ферро- в высокочастотном магнитном поле [6], когда коэрцимагнетизм исчезает и возникает антиферромагнитное тивность образцов РЗО была менее 1 Oe, а величиупорядочение (Gy ). B TmFeO3 в температурном ин- на нарастала в интервале исследуемых температур тервале 86Ц92 K наблюдается спин-переориентационный (до 77 K). Среди исследованных образцов наибольшая переход (в области которого вектор слабого ферромаг- ДГ в YFeO3 Ч 20 103 cm/(s Oe) при 100 K, т. е.

нетизма изменяет направление ориентации от оси [001] имеет тот же порядок, что и в [6]. Величина наибольк оси [100]) в виде двух фазовых переходов второго рода шей в EuFeO3 (рис. 1) оказывается на порядок ниже.

Gx Fz Gz Fx [1]. Подвижность ДГ неелевского типа определяется как Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. Особенности сверхзвуковой нелинейной динамики доменных границ в редкоземельных... 1/N -1 A/ K + 2M2 [2,6]. Различие зависи- Это соответствует переходу i i+1 между полочками ( Hi Hi+1), причем разность соответствующих знамостей (T ) для YFeO3 и РЗО, возможно, объясняется более сильной зависимостью K от температуры по срав- чений H составляет около 1 Oe, и носит нестационарный нению с (константа феноменологического затухания характер (область между Hi и Hi+1 на рис. 6). При Гильберта) и остальными величинами (A и M) в случае таком сценарии, следуя [7], в динамическом поведении RFeO3. На изменения величины K помимо этого накла- ДГ можно выделить два масштаба времени. Релаксация дывается дополнительная динамическая перенормировка ДГ к состоянию с локальным минимумом энергии констант анизотропии при t,l [2Ц5]. Именно в этих после снятия импульсного магнитного воздействия Ч условиях в EuFeO3 при 4.2 K и в TmFeO3 при 168 K быстрый процесс, время которого определяется релаксанаблюдается нестационарная перестройка ДС (рис. 4, b).

цией в магнитной подсистеме (10-9 s), а туннелирование В ортоферритах LuFeO3 при T = 300 K (рис. 2, a, b), ДГ сквозь потенциальный барьер, образуемый упругой TmFeO3 при T = 168 K (рис. 4, c) и YFeO3 при динамической деформацией, Ч медленный процесс. ВреT = 460 K (рис. 2, c) при сверхзвуковых скоростях двимя перехода ДГ через барьер на два порядка больше.

жения ДГ, кратных t и l, наблюдаются неодномерные Наблюдаемые явления перестройки ДС при сверхзвукообразования, которые ранее регистрировались только вом движении ДГ в слабом ферромагнетике в условиях в YFeO3 в условиях с максимальной подвижностью [2].

упругой нелинейной накачки и сильной диссипации Минимальный период неодномерных образований на относятся к процессам самоорганизации. Неодномерные сверхзвуковой ДГ для TmFeO3 (40 m) оказался значиобразования на ДГ играют роль дополнительного канала тельно меньше, чем в YFeO3, что может быть обусловрассеяния энергии [7]. При приближении скрости ДГ в i лено только влиянием радкоземельных ионов R3+. Все интеграл (2) расходится, а отношение A/ 0, т. е.

это указывает на существенное влияние на процесс их двумерное решение переходит в одномерное. Скорость формирования температурного и динамического изменедвижения ДГ в этот момент изменяется скачком, а ний K, а также редкоземельноего упорядочения.

период овальных образований возрастает, согласно (2), Скачкообразное изменение периодов неодномернодо бесконечности, т. е. ДГ становится плоской.

стей по мере роста продвигающего магнитного поля Каждой скорости ДГ из указанного ряда значений, (рис. 5 и 6) наиболее последовательно удается объяснить включая t и l, соответствует некоторый локальный на основе теоретических выводов, вытекающих из вероминимум энергии ДГ. Переходы ДГ между ними имеют ятностного подхода к описанию нелинейной и неодноаналогию с туннелированием [7]. Качественная картина, мерной динамики ДГ в ортоферритах. Воспользовавшись поясняющая суть наблюдаемых процессов, представлена соотношениями, определяющими периодичность и на вставке к рис. 6. Сверхзвуковая ДГ стремится переамплитуду неодномерностей A [7] строить свою структуру таким образом, чтобы вклю 1/чались все новые дополнительные каналы диссипации = 1-(/C)2 C2/ поступающей в систему энергии. Подобная перестройка /диссипативных структур на ДГ препятствует нарастанию негэнтропии в открытой системе, к которой может быть (H - H( cos ))-1 cos d, (2) отнесена движущаяся ДГ [3,8]. Энергия ДГ (при нарас-/тании продвигающего магнитного поля в интервале H A = 2 - C2 ()-1 ln |1 - /(H)|, (3) при звуковых и указанных выше сверхзвуковых скоростях) принимает наибольшее значение в конце полочки.

можно проследить тенденции их изменений. Здесь Ч Это подтверждается и ранее наблюдаемым увеличением время жизни магнитных колебаний, Ч угол между интенсивности рассеяния света на динамических дефорнормалью к плоскости ДГ и направлением скорости мациях ДГ при переходе между t и l в YFeO3 к концу ее движения. Полученная в соответствии с (2) и (3) Ht [9].

качественная результирующая зависимость (H) и A(H) В ортоферритах помимо переходов, связанных с темпредставлена на рис. 6. Период неодномерностей и их пературой, существуют также спин-переориентационные амплитуда линейно убывают с ростом продвигающего фазовые переходы, возникающие под действием внешних магнитного поля, что соответствует экспериментально магнитных полей или упругих напряжений [1,2]. В иснaблюдаемым динамическим изменениям неодномерных следуемых RFeO3 в основной магнитной фазе (Gx Fz ) образований на ДГ.

возможно существование ДГ двух типов: с поворотом Изменения размеров неодномерностей на ДГ наблюдается при скачках скорости ДГ. Например, для TmFeO3 и без поворота вектора слабого магнетизма [10]. Если знак эффективной константы плоскостной анизотропии эти размеры изменяются при переходе к скоростям Kab > 0, то поворот вектора антиферромагнетизма проi = (8, 11.9, 16) 103 m/s (рис. 6). Ускорение ДГ до исходит в плоскости (010), а при Kcb < 0 Ч в плоскоскаждой из скоростей i обязательно сопровождается ее переходом через звуковой барьер. ДГ при этом попадает ти (001). В последнем случае слабый ферромагнитный в область отрицательной дифференциальной подвижно- момент обращается в нуль, т. е. имеет место фазовый сти, когда ее движение становится неустойчивым [3]. переход первого рода типа Морина (Gx Fz Gy ) внутри Физика твердого тела, 2002, том 44, вып. 870 А.П. Кузьменко, В.К. Булгаков стенки, который предваряет антиферромагнитное упоря- движения ДГ. Эти данные указывают на возможность обдочение во всем домене. Для изменения знака константы разования новой магнитной фазы, в которой, вероятнее плоскостной анизотропии при движении ДГ в полях, всего, имеет место антиферромагнитное упорядочение.

далеких от поля опрокидывания магнитных подрешеток Образование перед ДГ при сверхзвуковых скоростях (H HSF), но с уже измененной температурой эффек- движения (рис. 4, a, c), в разных положениях, вдоль нормалей к неодномерным образованиям на ней новых магтивной константой плоскостной анизотропии [1] может нитных фаз с диффузными границами и полос, повторяоказаться достаточной ее динамическая перенормировка ющих их форму, с убывающей интенсивностью и разныпри переходе ДГ через звуковой барьер. В результате ми периодами может быть вызвано действием флуктуаизменения знака плоскостной анизотропии (Kab Kcb) ционного механизма преодоления ДГ звукового барьера.

в TmFeO3 при T = 168 K возможны обращение в нуль При этом всякий очередной переход ДГ через звуковой слабого ферромагнитного момента в центре ДГ и разбарьер должен сопровождаться формированием ударной ворот вектора антиферромагнитного момента в трудной волны [5]. Представленные микрофотографии получены плоскости (001).

в режиме реального времени. Это указывает на одновреДинамика блоховской (ДГ [010]) и неелевской менность формообразования регистрируемых изменений (ДГ [100]) границ при околозвуковых скоростях двимагнитооптического контраста и движений ДГ. Времена жения существенно различаются [3,4,7]. Для блоховской жизни магнитных и упругих возбуждений ( 10-9 s) ДГ наблюдалось образование на зависимости (H) пои скорости движения не позволяли дать приемлемое лочки Hl, тогда как Ht = 0. В этом же образце объяснение их возникновения. В то же время характер для неелевской ДГ возникают Ht и Hl, т. е. величина и особенности наблюдаемых изменений магнитооптизвукового барьера при l больше, чем при t [3]. Впольческого контраста, их взаимосвязь с переходом ДГ зу этого вывода свидетельствует и представленная на через звуковой барьер не исключают ударно-волнового рис. 4, b микрофотография с усложненной ДС, а также механизма образования. Ранее при исследовании вынуеще более значительная перестройка ДС, наблюдаемaя жденных колебаний ДГ в полосовой ДС в YFeO3 в этих при скрости l. Кроме того, магнитооптический конусловиях наблюдалось даже механическое разрушение траст динамических ДС (рис. 4, b) позволяет прослеобразцов [2], что прямо указывает на большую энергию дить распределение намагниченности в них. Область генерируемых ударных волн. В аналогичной ситуации с промежуточным контрастом, пройденная новой магпри накачке ультразвуком в тонкой пластинке слабонитной фазой (между ДС при скростях ДГ 0.9 103 и ферромагнитного FeBO3 наблюдались магнитоупругие 2.7103 m/s), должна иметь участок антиферромагнитной волны [13], приводящие к модуляции интенсивности маг(АФМ) фазы (Gy ), в которой слабый ферромагнетизм нитооптического контраста с диффузными границами.

(СФМ) отсутствует. Ранее такого типа изменение магниВозбуждение ударных волн, очевидно, имеет место при тооптического контраста в DyFeO3 вблизи TM наблюдавсех сверхзвуковых скоростях движения ДГ, однако при лось для статического распределения намагниченности этом меняются в зависимости от скорости профиль и в метастабильных фазах (СФМ+ЦAФМЦСФМ-) [11].

распределение деформации в ней. Недавно появилось Помимо обычного движения ДГ в [2] был предсообщение о регистрации (с временным разрешением ложен солитонный механизм, который объясняет воз4 10-10 s) ударных волн, скорость распространения коможность имитации сверхпредельной скорости (движеторых в 4 раза превосходит скорости звуковых волн [14] ние ДГ со скоростью 40 103 m/s). Солитон зарождается в конденсированных средах. Применительно к нашей флуктуационно на переднем фронте ДГ под действием ситуации ударная волна, опережая ДГ, возможно, приударной волны. Лишенный топологического заряда, как водит к модуляции интенсивности прошедшего сквозь показано в [2], в магнитном поле он будет разрастаться образец света, что и наблюдается на микрофотографиях и деформироваться в разных направлениях. При распро(рис. 4, a, c).

странении вдоль направления движения ДГ (рис. 4, b;

Pages:     | 1 | 2 | 3 |    Книги по разным темам