Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
713 1
Tc, к
Рис. 29.10. Зависимость намагниченности насыщения Ms, ширины линии -700 ФМР АН (10 ГГц) при температуре 293 К и температуры Кюри Tc литиевых ферритов состава -600 Li0l5-^2ZnxFe2l5-W2O4 J ОТ X [61]
Рис. 29.13. Зависимости спонтанной удельной намагниченности от внешнего магнитного поля при оазличной температуре и от температуры as (T) в CdCr2Se4 [76]
Рис. 29.15. Температурная зависимость ширины резонансной кривой сферы нз CdCr2Se4 [76]: T=4,2 К; 1=8,9 ГГц; постоянное магнитное поле направлено по оси Г1И1
Рис. 29.11. Зависимость намагниченности насыщения, ширины линии ФМР АН (10 ГГц) при температуре 293 К и температуры Кюри Tc литиевого феррита состава Lio.s+в/г Fe2l5—зі/у2 Ti9O4 (с добавками ионов Mn и Bi) от у [61]
100
к" ^ БО
a W а:
"=3 20
Рис. 29.12. Зависимость намагниченности насыщения при комнатной температуре и температуры Кюри никелевого феррита состава NiFe^2xAl2jcO4 от * (Образцы были тщательно отожжены [61].)
Рис. 29.14. Угловые зависимости резонансного поля (а) и ширины резонансной кривой (б) сферы из CdCr2Se4 [76]:
Т=4,2 К; в —угол между линиями постоянного магнитного поля и осью [1001; і — кристалл, выращенный методом кристаллизации из квазиоднородного расплава; 2 — кристалл, выращенный методом переноса в жидкой фазе; 3 — кристалл, выращенный методом кристаллизации из квазиоднородного расплава, с молярной примесью Ag 0,08%
Ч2К -
714 Рис. 29.18. Зависимость удельного сопротивления монокристаллов Cd,_* Inx Cr2Se4 и-типа от температуры [80] при различных значениях х _-»
?> Ом-м
500 300 200 1S0 100 SO Т,К
OtjMKB-K
Рис. 29.16. Температурная зависимость удельного электросопротивления р, нормального коэффициента Холла % и коэффициента термо-ЭДС а для образца CdCr2Se4 (примесь — 1% In) [77]:
--зависимость, полученная экспериментально;
----расчет по однозонной модели
W2
ч
%s
\
\ \
1 3 5 7 э W3ZTjK'1
Рис. 29.17. Зависимость удельной проводимости монокристаллов Cdi-xAg* Cr2Se4 р-типа от температуры прн различных значениях х |7bj. Данные по электропроводности чистого кристалла (кривая X= 0) взят« из [79]
0 2 Ь Б 8 10 WO/T,K
|?
I
д VW
Л,'мкм
L-
\
г 4V
? ч—
I
IZ Tt
Л, м км
Рис. 29.19 Спектральная зависимость фарадеевского вращения в CdCr2Se4 при T=82 К, #=1,2-103 кА/м LBlj (точки — экспериментальные значения, линии — расчетные зависимости):
715 29.3. ФЕРРИТЫ СО СТРУКТУРОЙ ГРАНАТА
Кристаллографическая структура. Ферримагиитные оксиды типа граната кристаллизуются в структуре, изоморфной классичесхому минералу гранату (Ca3HAl2J(Si3)Oi2. Структура граната описывается кубической пространственной группой IaSd — О Элемент структуры показан на рис. 29.20. Кубическая элементарная ячейка граната содержит восемь формульных единиц. Шестнадцать ионов Al3+ занимают октаэдрические позиции, обозначаемые 16а, двадцать четыре иона Si4+ занимают позиции в центрах тетраэдров, обозначаемые 24d, и двадцать четыре иона Ca2+ находятся в окружении из восьми ионов кислорода, и их позиции обозначаются 24с.
Интерес к структуре граната значительно возрос после синтеза ферримагнитных гранатов типа M3FesOi2, где M — ион редкоземельного металла или иттрия.
Магнитные свойства и намагниченность насыщения. В гранатах в отличие от ферритов со структурой шпине-ля были введены в рассмотрение три магнитные подре-шетки. Наиболее сильное антиферромагнитное взаимодействие, определяющее температуру Кюри Tc, осуществляется между ионами трехвалентного железа в окта-эдрической 16а- и тетраэдрической 24іі-подрешетках. Подрешетка редкоземельных ионов 24с наиболее сильно связана отрицательным обменным взаимодействием с тетраэдрической подрешеткой (в гранатах с легкими редкоземельными ионами от Pr до Sm — октаэдриче-ской подрешеткой), причем эта связь примерно в 10 раз слабее, чем (а — d)- взаимодействие Намагниченность насыщения Ms в случае тяжелых редкоземельных гра-
натов может быть записана через намагниченности отдельных подрешеток следующим образом:
Als = M24d-Al16a-M24c. (29.11)
Ферромагнитный резонанс и анизотропия. Ферриты-гранаты имеют меньшую удельную намагниченность, чем ферриты-шпинели, и большой интерес к ним был вызван в основном их уникальными свойствами в СВЧ-диапазо-не. Минимальные значения ширины линии ферромагнитного резонанса А//— 16 А/м (0,2 Э) были получены в иттриевом феррите-гранате, свободном от примесей редкоземельных ионов.
Для теоретической интерпретации результатов по ферромагнитному резонансу и анизотропии редкоземельных ферритов-гранатов необходим одновременный учет расщепления уровней ионов под действием кристаллического поля, спин-орбитального и обменного взаимодействий, которые подчас являются величинами одного порядка. В настоящее время информация об электронных уровнях ионов редкоземельных элементов еще недостаточна для надежной теоретической интерпретации результатов.
Магнитострикция. Магнитострикция редкоземельных ферритов-гранатов линейно связана с концентрацией редкоземельных ионов и сильно возрастает при понижении температуры. Рекордные звачения Хщ=2420-IO-6 и Xioo= 1200- IO-6 в поле напряженностью H= 2000 кА/м при температуре 4,2 К были получены в тербиевом феррите-гранате, что сравнимо по порядку с магнитострик-цией редкоземельных металлов.
