AllPhysics.ru

МАГНИТОУПРУГИЕ ВОЛНЫ, волны, возникающие в магнитоупорядоченных кристаллах — ферромагнетиках и аптиферромагнетиках — в результате магнитоупругого вз-ствия. Упругие колебания ионов в крист. решётке относительно положения равновесия в магнитоупорядоченных кристаллах сопровождаются колебаниями спинов, а следовательно, и магнитных моментов; в свою очередь, колебания спинов, распространяясь по кристаллу в виде спиновых юли, вызывают смещение ионов. Поэтому в М. в. изменение намагниченности связано с изменением деформации и механич. напряжения. Магнитоупругое вз-ствие наиболее сильно проявляется в той области частот, где длина упругой волны оказывается величиной, близкой к длине спиновой волны. Дисперсионные соотношения, характеризующие зависимость частоты волны w от величины волн. вектора k=2p/l, в простейшем случае имеют вид: для спиновой волны w_сп=g(H+ak²_сп), а для продольных и поперечных упругих волн w_уп=с_lk_уп

Рис. 1. Зависимость частоты спиновой волны 1 и упругих волн поперечной 2 и продольной 3 от волнового вектора.

Рис. 2. Дисперсионные кривые спиновой волны и поперечной упругой волны в области вз-ствия.

и w_уп =c_tk_уп, где g=e/mc₀ — магнитомеханическое отношение для эл-на, е — его заряд, m — масса, с₀ — скорость света в вакууме, Н — напряжённость пост. магн. поля, a — постоянная, связанная с обменной постоянной и с величиной угла между направлениями H и k, c_l и с_t — скорость распространения продольной и поперечной упругих волн (рис. 1). Для волн, у к-рых значения w и k лежат далеко от области пересечения дисперсионных кривых, вз-ствие пренебрежимо мало, и спиновая и упругие волны распространяются независимо друг от друга. Если же частоты спиновых и звук. волн при заданном k близки друг другу, то магнитоупругое вз-ствие приводит к тому, что в области частот w_зв »w_сп возникает связанная М. в. В области пересечения дисперсионных кривых обычно наблюдаются сильное поглощение и дисперсия звука, что обусловлено переходом энергии звук. волны в энергию М. в., а затем в энергию спиновой волны.

Условие равенства частот упругой и спиновой волн имеет вид ck₀=g(H++ak²₀), где k₀ — значение волн. вектора, соответствующее частоте w₀, при к-рой происходит пересечение дисперсионных кривых (рис. 2). При k<k₀ кривая 1 соответствует звук. волне, а кривая 2 — чисто спиновой волне. При k>>k₀ кривая 1 соответствует спиновой волне, а кривая 2— упругой. Б области пересечения кривых, т. е. при w»w₀ и k»k₀, существуют две связанные М. в. Расщепление дисперсионных кривых из-за магнитоупругой связи (величина Dw на рис. 2) обычно мало, т. е. Dw<<w₀.

Вз-ствие спиновой волны возможно как с продольной, так и с поперечными упругими волнами, поэтому на дисперсионных кривых возможно существование неск. областей возникновения М. в. Вз-ствие спиновых и упругих волн происходит на высоких ультразвук. и гиперзвук. частотах, поскольку область существования спиновых волн ограничена снизу частотами ~10⁸ Гц. Верх. граница для М. в. также определяется возможностью получения спиновых волн и составляет 5•10¹⁰ Гц.

М. в. могут использоваться для преобразования звук. волны в спиновую и обратно. Наилучшим материалом для осуществления вз-ствия упругих и спиновых волн явл. ферриты, в частности монокристаллы иттриевого феррита-граната (ИФГ), обладающие очень малыми акустич. и ферромагн. потерями. На монокристаллах ИФГ изготовляют линии задержки для СВЧ.

• Л е-К р о у Р., К о м с т о к Р., Магнитоупругие взаимодействия в ферромагнитных диэлектриках, в кн.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 3, ч. Б, М., 1968, гл. 4: Штраусс В., Магнитоупругие свойства иттриевого феррита-граната, в кн.: Физическая акустика, под ред. У. Мэзона, пер. с англ., т. 4, ч. Б, М., 1970, гл. 5; Т а к е р Дж., Р э м п т о н В., Гиперзвук в физике твердого тела, пер. с англ., М., 1975.

А. Л. Полякова.