Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 |

E 0 они могут иметь место при gi > gf и в сущеВ пренебрежении спин-орбитальным взаимодействием ственно более сильных полях. Далее исключим из расволновые функции начального |Mii и конечного |Mif смотрения такие переходы, ограничившись простейшим состояний факторизуются, т. е. могут быть представлены случаем gi = gf g, когда E = BgH - Eb не зависит в виде произведения орбитальной и спиновой функций с от квантовых чисел, относящихся к начальному и коопределенными проекциями спина i, f и орбитального нечному состояниям. Пороговое значение H0 напряженуглового момента Mi, Mf в начальном и конечном состо- ности магнитного поля, начиная с которого переходы в яниях соответственно. Кроме того, конечное состояние сплошном спектре оказываются возможными, имеет вид характеризуется значением энергии E, принадлежащей H0 = Eb/Bg. (7) сплошному спектру. Начальное и конечное состояния с определенными значениями сохраняющихся при пере- Матричный элемент (5) может быть записан как ходе полного углового момента J и его проекций M(i) J f |V |i = BH+CJ A, (8) и M( f ) можно представить в виде линейных комбинаций J где H+ = Hx + iHy ; безразмерные множители CJ при функций с определенными проекциями орбитального J = 1, 2 определяются правилами отбора по угловому момента и спина моменту и коэффициентами векторного сложения в линейных комбинациях (3), C1 = 10/9, C2 = 55/54, JM(i) = |Mii Mii |JM(i), J J а фактор A есть интеграл перекрытия радиальных волMi i новых функций Rb(r) и Rk(r), принадлежащих дис кретному магнонному уровню и сплошному спектру JM( f ) = |Mf f Mf f |JM( f ), (3) J J соответственно. Выберем эти функции для орбитального M f f углового момента L = 1 в простейшем виде где M |JMJ Ч коэффициенты векторного сложе25/2 4i Rb(r) = re-r, Rk(r) = j1(kr), (9) ния [14], а функции |M кроме угловых и спиновых 3 V переменных зависят также от радиальной переменной.

Вероятность перехода в единицу времени с любого где V Ч нормировочный объем, -1 Ч масштаб локализации магнона с энергией связи Eb, оцениваемый как из зеемановских уровней начального состояния в любое 2 = 2mEb/, j1(kr) Ч сферическая функция Бесселя, конечное состояние можно записать как [14] k2 = 2mE / ; m имеет смысл эффективной массы магнона. Параметр m может быть вычислен и оценен w = nJ f |V |i N(E ), (4) только в рамках микроскопической теории, учитываюi, f щей взаимодействия в электронной подсистеме кристалгде ла, в которой масса свободного электрона m является f |V |i JM( f )|V |JM(i), (5) J J единственной величиной соответствующей размерности.

Поэтому для грубых оценок можно положить m m.

сумма по i, f означает суммирование по полному углоТаким образом, интеграл перекрытия имеет вид вому моменту и его проекциям в начальном и конечном состояниях; nJ Ч среднее число заполнения начального 64i 7/2k A = (10) состояния с полным угловым моментом J; N(E) Ч 3.

3V 2 + kплотность магнонных состояний в сплошном спектре, аргумент плотности состояний определяется из условия Учитывая, что E + Eb = BgH, а также оценивая плотравенства энергий начального и конечного состояний в ность состояний как магнитном поле H V 2m 3/N(E ) = E, (11) E = B giM(i) - gf M( f ) H - Eb. (6) (2)2 J J после усреднения по ориентациям магнитного поля 6. Примем для простоты, что начальные состояимеем окончательно ния с различными J = 0, 1, 2 заселены равновероятно, 211 5 23Eb (h - 1)3/т. е. положим nJ = 1/3. Учтем также, что при J = w =, (12) 36g2 hмагнитное поле не расщепляет уровни, так что в сумме по J в (4) необходимо принимать во внимание только где h = H/H0 Ч приведенная напряженность магнитнослагаемые с J = 1, 2. Из условия E 0 следует, что го поля.

Физика твердого тела, 2006, том 48, вып. Магнонный механизм реакций дефектов в твердых телах в магнитопластическом эффекте и ранее связывалось со сверхтонким взаимодействием между электронными спинами и ядерным спином, играющим роль третьего тела, обеспечивающего сохранение полного спина [8].

Магнонный механизм не нуждается в учете ядерных спинов для объяснения наличия порога в полевых зависимостях реакций дефектов.

Немонотонные полевые зависимости наблюдались в свежезакаленных кристаллах NaCl [15], LiF [16] и кристаллах триглицинсульфата [17]. Магнонный механизм позволяет понять немонотонный характер полевых зависимостей ряда эффектов, наблюдаемых в слабых Рис. 3. Нормированная вероятность распада DC в завипостоянных полях, в частности селективный характер симости от приведенной напряженности магнитного поля воздействия постоянного магнитного поля на дефектные h = H/H0.

кристаллы [17]. Из сопоставления полевых зависимостей скоростей распада DC в постоянном и импульсном магнитных полях становится понятной более высокая ве7. Зависимость вероятности распада DC от напряженроятность обнаружения магнитоиндуцированных эффекности магнитного поля w(H), рассчитанная по формутов в импульсных полях. В соответствии с магнонным ле (12), приведена на рис. 3. Полученная зависимость механизмом постоянное магнитное поле эффективно (безразмерная функция f (n) =(h - 1)3/2/h4) представвоздействует на данный тип DC в ограниченном интерваляет собой кривую, характеризующуюся пороговым поле напряженностей, а при импульсном воздействии пролем h = 1 и максимумом при hm = 8/5. Немонотонный исходит ДсканированиеУ, при котором магнитное поле характер зависимости (12) от величины магнитного последовательно принимает все значения, при которых поля определяется плотностью магнонных состояний возможен распад DC.

сплошного спектра (11) и матричными элементами возмущения (10), приводящими к росту w(H) в интервале от h = 1 до 8/5 и монотонному убыванию Список литературы при h > 8/5. Характерный линейный размер области, в которой возникают размерно-квантованные магнонные [1] В.И. Альшиц, Е.В. Даринская, М.В. Колдаева, Е.А. Петрвозбуждения, может быть оценен [13] исходя из тожик. Кристаллография 48, 5, 826 (2003).

го, что дальнодействующее поле упругой деформации, [2] А.А. Урусовская, В.И. Альшиц, А.Е. Смирнов, Н.Н. Беккасоздаваемой дефектом и приводящей к спонтанным уер. Кристаллография 48, 5, 855 (2003).

токам или их флуктуациям, обрезается сверху сред- [3] Р.Б. Моргунов. УФН 174, 2, 131 (2004).

ним расстоянием между дефектами. Оценка значения [4] Ю.И. Головин. ФТТ 46, 5, 769 (2004).

вероятности распада (12) при h = 8/5 приводит к зна- [5] В.И. Альшиц, Е.В. Даринская, Т.М. Перекалина, А.А. Урусовская. ФТТ 29, 2, 467 (1987).

чениям wm 1012-1014 s-1, что по порядку величины [6] В.И. Альшиц, Е.В. Даринская, Е.А. Петржик. ФТТ 33, 10, совпадает со скоростью тепловых процессов, связанных 3001 (1991).

с поглощением и возбуждением фононов. Однако, как [7] М.И. Молоцкий. ФТТ 33, 10, 3112 (1991).

уже отмечалось, фононный механизм возбуждения в [8] M. Molotskii, V. Fleurov. Phys. Rev. Lett. 78, 14, 2779 (1997).

рассматриваемых здесь магнитостимулированных реак[9] M. Molotskii. Mater. Sci. Eng. A 287, 248 (2000).

циях дефектов запрещен правилами отбора по угловому [10] Я.Б. Зельдович, А.Л. Бучаченко, Е.Л. Франкевич. УФН 155, моменту. Степенная зависимость восходящего участка 1, 3 (1988).

кривой w(H) (H - H0)3/2 оказывается более слабой [11] A.L. Buchachenko. Pure Appl. Chem. 72, 12, 2243 (2000).

по сравнению с зависимостью w(H) (H - H0)2, пред[12] В.А. Закревский, В.А. Пахотин, А.В. Шульдинер. ФТТ 44, сказанной для магнитопластического эффекта в [6,7].

11, 1990 (2002).

Прямое количественное сопоставление полученной [13] V.I. Belyavsky, M.N. Levin. Phys. Rev. B 70, 10, 104 зависимости скорости распада DC с экспериментальны(2004).

ми данными затруднено тем, что эффекты, наблюдаемые [14] Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц. Квантовая механика. Нереляв результате воздействия магнитных полей, определяюттивистская теория. Физматлит, М. (2001).

ся не только распадом DC, но и последующими стадиями [15] Ю.И. Головин, Р.Б. Моргунов, Д.В. Лопатин, А.А. Баскадолговременных многоэтапных изменений структуры и ков. Кристаллография 43, 6, 1115 (1998).

свойств кристаллов [13]. Однако отличительные особен- [16] Н.А. Тяпунина, В.Л. Красников, Э.П. Белозерова. ФТТ 41, ности полевой зависимости вероятности распада DC, 6, 1036 (1999).

[17] М.Н. Левин, В.В. Постников, М.Ю. Палагин. ФТТ 45, 9, рассчитанной в рамках магнонного механизма, а именно 1680 (2003).

наличие порогового эффекта и немонотонный характер с хорошо выраженным максимумом, проявлялись в ряде экспериментов по магнитному воздействию на различные кристаллы. Наличие полевого порога наблюдалось Физика твердого тела, 2006, том 48, вып. Pages:     | 1 | 2 |    Книги по разным темам