Ферромагнитный материал на основе ZnSiAs2 (стр. 3 из 3)

При термомагнитном отжиге помимо анизотропии, индуцированной механическими напряжениями, и анизотропии формы образца на магнитную структуру ферромагнитных композитов оказывает влияние анизотропия, наведенная внешним магнитным полем. Конкуренция всех этих факторов приводит к формированию неоднородной магнитной структуры, зависящей от концентрации магнитной фазы. Для композитов с гранулированной и лабиринтной структурой гранул внешнее магнитное поле, применяемое при термомагнитной обработке, оказывается недостаточным для формирования наведенной магнитной анизотропии и значения m^' и m^''не отличаются от таковых после обычной термической обработки.

Для составов композитов порядка Х ~ 55 ат. % металлической фазы магнитная анизотропия, наведенная магнитным полем, начинает доминировать над магнитоупругой и приводит к росту величин m^' и m^''. Следует отметить, что при формировании «сплошной» магнитной среды с включениями гранул диэлектрической фазы после термомагнитного отжига значения действительной и мнимой части комплексной магнитной проницаемости повышают свои значения по сравнению с простым термическим отжигом.

Изучено влияние внешнего постоянного магнитного поля различной ориентации на поведение m^' и m^'' аморфных композитов (Co₄₅Fe₄₅Zr₁₀)_x(SiO₂)_1-x при комнатной температуре. Показано, что при ориентации высокочастотного измерительного и постоянного магнитного поля (Н) в плоскости пленки параллельно продольной оси образца, величины m^' и m^'' уменьшаются и в поле насыщения стремятся к единице. При ориентации оси образца перпендикулярно приложенному магнитному полю Н величина комплексной магнитной проницаемости в малых полях возрастает, достигая максимума, а затем уменьшается и в поле насыщения стремится к единице. На основании полученных результатов установлено, что ось легкого намагничивания в ферромагнитных композитах (Co₄₅Fe₄₅Zr₁₀)_x(SiO₂)_1-x имеет преимущественное направление параллельно продольной оси образца.

Добавление реактивных газов в процессе получения композитов приводит к смещению порога перколяции композита в сторону увеличения концентраций металлической фазы и уменьшению значений величины комплексной магнитной проницаемости.

Уменьшение эффекта линейного ДП в малых полях B<B_S, (B_S – поле монодоменизации) связано, как показано в [1,2], с доменной структурой образца. Несмотря на то, что в пределах каждого домена вектор АФ не равен нулю, суммарный вектор в образце L

0 при В

0, и, как следствие, разность фаз 2d

0. То есть эффект линейного магнитного ДП в многодоменных образцах уменьшается при B<B_S и исчезает при B = 0.

Во втором случае, когда z-компонента магнитного поля отлична от нуля (B_z ¹ 0), значительный вклад в ДП света вносит недиагональная компонента тензора диэлектрической проницаемости e_xy. При B_z ¹ 0 компонента e_xy отлична от нуля и в системе координат Х║В║C₂, Y║L, Z║C₃ определяется выражением e_xy = a₃ВzL (a₃ – соответствующий магнитооптический коэффициент)[1-3]. В этом случае нормальные оптические моды в образце (в рассматриваемой геометрии эксперимента) имеют эллиптическую поляризацию с осями эллипсов вдоль осей Х и Y, большие полуоси которых взаимно ортогональны [1]. Здесь следует говорить о ДП эллиптически поляризованных волн и о повороте большой полуоси результирующего эллипса на выходе из образца. Согласно [1] зависимость угла поворота плоскости поляризации q от угла f в этом случае можно описать выражением:

tg2(f - q) = (a + b tg2f)/(c + d tg2f) (4)

Здесь мы не приводим громоздких выражений для величин a, b, c, d, входящих в (4), которые в общем виде получены в [1,3]. Отметим лишь, что эти величины являются сложными функциями компонент e_xx, e_yy, e_xy тензора диэлектрической проницаемости, полученных с учетом АФ вкладов и магнитного поля. (Заметим, что при e_xy = 0 выражение (4) переходит в выражение (1)). В отличие от первого случая (B_z = 0), зависимость tg[2(f-q)] от tg2f носит нелинейный характер и зависимость угла поворота q от магнитного поля определяется не только разностью фаз 2

(В_z≠0)≠2 (В_z=0), но и зависимостью e_xy(B_z), появляющейся в нашем случае вследствие неоднородности поля при большом зазоре магнита. На Рис.3 приведены зависимости tg(2q) от tg(2f) (светл. треуг.–малый зазор, B_z ≈ 0, B = 0,71T, темн. треуг.–большой зазор, B_z¹0, B=0,71T) полученные из данных, приведенных на Рис.1. Там же сплошными линиями представлены результаты описания этих зависимостей, выражениями (1) и (4) соответственно, методом наименьших квадратов при B_z = 5,5 mT. (с использованием литературных данных [1,2] и полученных выше значений магнитооптических констант). Таким образом, на основании вышеизложенного можно отметить, что полученное хорошее согласие экспериментальных и расчетных данных является, с одной стороны, еще одним подтверждением теории магнитного ДП света в АФ и, с другой стороны, указывает на возможность проявления аналогичных нелинейных зависимостей в магнитных полях при изучении различных свойств сильных магнетиков с использованием оптических методов регистрации, основанных на явлении линейного и кругового ДП.

Литература:

[1] В.А. Иванов, Т.Г. Аминов, В.М. Новоторцев, В.Т. Калинников. Известия академии наук. Серия Химическая, 11, 2255 (2004).

[2] В.М. Новоторцев, В.Т. Калинников, Л.И. Королёва. С.Ф. Маренкин. ЖНХ, 50, 4, 552 (2005).

[3] Р.В. Демин, Л.И. Королева. Актуальные проблемы физики твердого тела. ФТТ-2005, 2, 410 (2005).

[4] Sungyoul Choi, Jeongyong Choi, Soon Cheol Hong and Sunglae Cho, Yunki Kim and John B. Ketterson. Journal of the Korean Phisical Society 42, S739 (2003).

[5] Н.П. Лякишев, О.А. Банных, Л.Л. Рохлин. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под общ. ред. Н.П. Лякишева. Машиностроение, М. (1997). 1024 с.

[6] А.В. Новосёлова, В.Б. Лазарев. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Наука, М. (1979). 340 с.