Г.С. Кринчик - Физика магнитных явлений (1127398), страница 55
Текст из файла (страница 55)
5.! результаты расчетов обнаруживают неплохое согласие с эксперименточ (й — толщина пластинки). При этом следует учесть, что для гранатов данного состава не измерялись обменная константа Л и параметры затухания с помощью ферромагнитного резонанса. Таблица 5.1 Резонансные и релаксацнонные характеристики доменной границы н пластинке феррита-граната Сдо,ыус, зрэ,эбат,тОтэ ор теор, эксо 'го гр ~ гр м о Ф мм Ю Ей о л, го' эрг/см е' ы тэ'с слгн Гс иы э о„ лт/с м!с оо.
леус л:=з го ' эрг слт Ы-зо г1смт 0,56 ' 0,96 0,024' 0,14 4,52 132 1347! 1,52 105 33 9,8 46 14 20 х(оз) = 1 + талое)э (5.4.11) При релаксапионной частоте ыг амплитуда раскачки границы в переменном поле уменьшается вдвое. Упругий коэффициент сс легко определяется нз статических измерений, коэффициент трения 3!6 Подвижность доменной границы может быть аналогичным образом определена из аналогичных магнитооптических измерений зависимости х(от) в области релаксационной частоты ом 17!. Если отл«гтго, то в (5.4 4) можно пренебречь резонансным членом н получить для х(ы) релаксационный спад в виде Р— из выражения са1=а1р, а подвижность границы по определе- нию 2га ха ы, т! = — = р гт (5.4.12) На рис.
5.!б представлены экспериментальные зависимости х(от) для гольмиевого феррита-граната при различных температурах, а к млм узе'л' б г,у УО ге И ~ОО гОС МЮ !ОЙДО р,лга Рпс, 516. Кривые частотной зависимости амплитуды раскачки доменной границы в НогеОв голученные магнитооптическим методом на рис. 5.!7 вычисленные значения подвижностей доменных границ для различных ферритов-гранатов. Заметим, что релаксационные спектры для магнитной восприимчивости типа представленных на рис.
5.16 являются одной из основных характеристик радиотехнических ферритов, поскольку онн определяют рабочую частотную область данного материала. Завершая рассмотрение релаксации доменной границы, напомним, что учет коэрцитивности материала (в хороших материатах прн сравнительно больших внешних полях сю можно пренебречь) проводится путем вычитания из действующего поля эффективной 317 высоты потенциальных барьеров, критического поля Н,, или, что в данном случае то же самое, коэрцитивной силы Н„т. е. о = т! (! Н! — Н,), ! Н ! ) Н,. (5.4.13) 77, от1с г.д г 40аа + м+ ГОГзод -~+ ьс Тт Ге а 2000 УЕ'еОз * ъ 1000 ХОО 100 10 О ОО 1ОО Ю гСО гФ УОО ТУО Т 77 Рис, 5.17. Температурная зависимость подвижности доменных границ в ортофер- ритах, полученная из измерений типа представленных на рис.
5.16 В важном случае движения цилиндрического домена в неодно- родном магнитном поле уравнение (5.4.!3) преобразуется в о= — 1!/сзН! — — Н„!, )ЛН!) — ', (5.4.14) 2 м и 318 где ЛН=- и' —, о — диаметр ЦМД. дН дх Очень интересен вопрос о предельной скорости движения доменной границы. Интерес к этой проблеме возрос в последнее время из-за практической важности скорости движения доменных границ в устройствах с ЦМД. Само утверждение, что предельные режимы в скорости движения доменной границы должны существовать, т. е. что формула (3.7.18) не может остаться справедливой при сколь угодно боль- ших Н, можно сделать на основании самых общих соображений. Если вспомнить Я 3.7), что движение доменной границы можно рассматривать как прецессню спинов, находящихся внутри доменной границы, в поле Н,„= — 4и!„, можно легко получить выражение для предельной скорости движения 180'-ной доменной границы о„ря,.
Понятно, что величина Н,. не может превысить значения — 4п1., поэтому, воспользовавшись формуламп (3.7.26) и (3.7.27) н оценкой 0'=п(б, получаем окмт = — —, = — у4п),=- 46775 — 4 пу7, ~/ — . (5.4.!5) й ь . / л 0' и К Понятно, что это — завышенное значение для критическоя скорости, поскольку в рассмотренном случае движущаяся граница полностью изменяет свою блоховскую структуру. Однако, во-первых, мы увидим, что реальное расчетное значение критической скорости всего в два раза меньше полученного и, во-вторых, здесь отчетливо видно, что существование критической скорости имеет не диссипативную, а гироскопическую природу.
Уокер 18) первый поставил вопрос о существовании критической скорости движения плоской бесконечноп границы и получил для нее формулу (5.4.!6) (5.4.17) и для критической скорости в режиме установившегося движения с учетом не только вертикальных, но и горизонтальных блохов- ских линий (в том числе и процессов их генерации, движения и аннигиляции в границе) оа =- 7,1УА1'И)/К (5.4.18) Причины, приводящие к появлению вертикальных блоховских линий в доменных границах, рассмотрены в 3 3.5 и 3.6.
Возможность появления в границе также и горизонтальных блоковских линий можно пояснить на примере 180'-ной доменной границы, 319 Тот факт, что численный коэффициент в (5.4.!6) всего в два раза меньше по сравнению с (5А.!5), можно истолковать таким образом, что граница при скорости отт еще сохраняет свою структуру, но составляющая намагниченности на ось х уже достигла величины, сравнимой по порядку, с 1,.
Для тонких пленок и пластинок толщиной И расчеты о„ря, с учетом структуры границы и влияния поверхности проводили Шлеманн н Слончевский, и в результате Слончевским [9! получены .формулы для пикового значения критической скорости ор — — 24 "~А(И'к К расположенной в тонкой пластинке в плоскости хг (ось х направлена вдоль границы). Ось легкой анизотропии параллельна оси а, поэтому вектор намагниченности в соседних доменах направлен вдоль =а. При такой геометрии в центральном сечении рассматриваемой 180'-ной границы вектор 1, должен был быть направлен вдоль оси х. Однако магнитные полюса соседних доменов стремятся повернуть вектор 1, доменной границы вблизи поверхности в плоскости ху.
Понятно, что это может привести к образованпю в границе переходного участка типа блоховской линии, но уже ье вертикальной, а горизонтальной. Л генерация, движение и ашшгнляция таких горизонтальных блоховских линии в движущейся доменной границе, как показали расчеты Слончевского, оказывают существенное влияние на величину критической скорости ее движения. В таолице 5.1 приведены расчетные значения хъ, п„и ом а также экспериментальное значение п~„„полученное в работе [61. Видно удовлетворительное согласие теории с экспериментом. Вместе с тем следует отметить, что экспериментальные наблюдения критических режимов движения доменных границ еще только начались и здесь много неясного. Например, в работе 110! сообщается, что в монокристаллах иттриевого ортоферрита достигнуты режимы движения границ со скоростями, значительно превышающими предельную уокеровскую скорость (5.4.!6).
Расчет по (5.4.16) дает для иттриевого ортоферрита значение и„-=3200 м/с. В то же время при Н=200 Э получено экспериментальное значение ц= =8300 ы(с. Наблюдался только небольшой излом линейной зависимости о(Н) при в=3400 м/с ГНГ 70 Э), который можно интерпретировать как проявление уокеровского механизма. Заметим также, что для слабых ферромагнетиков необходим учетполяДзялошинского и по причине малости Г, уже недостаточно рассматривать прецессию спинов только в размагничиваюшем поле границы 4п7„, а необходимо учитывать и непосредственно прецесспю "нинов во внешнем магнитном поле Н (для иттриевого ортоферрнта 4п7, !00 Гс). В заключение этого параграфа кратко рассмотрим вопрос об особенностях ядерного магнитного резонанса (ЯМР) в ферромагнетнках.
На первый взгляд не видно никакой связи между движением доменных границ в переменных магнитных полях н резонансной прецессией ядерного спина. Однако именно в ферромагнетиках такая связь существует, Дело в том, что для ядер, находящихся внутри движушихся доменных границ ферромагнетика, интенсивность ЯМР увеличивается примерно в 10э — 1О' раз, н поэтому в основном наблюдаемый сигнал ЯМР обусловлен как раз этими ядрами.
Поясним это на простой модели. Пусть образец состоит из малых сферических частиц радиуса г, каждая из которых является двухдоменной, и !80'-ная доменная граница разделяет частицу на две полусферы. При наложении переменного радиочастотного 320 поля Н граница будет колебаться с амплитудой 2х. Если х<6, где 6 — ширина границы, то угол, на который поворачивается спин, находящийся в перемагничивающемся объеме, в среднем равен (5.4.19) Из-за колебания спина на угол 0 возникает поперечная переменная, слагающая поля на ядре Н,, которая при малых 0 равна Н1- = Н„0. (5.4.20) Переменные поля Н и Н~ имеют одинаковую частоту, и их роль в ЯМР будет определяться отношением их амплитуд. Отношение т(в = Н;,7~Н назовем коэффициентом усиления ЯМР по полю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
