Із застосуванням континуального наближення досліджено розповсюдження звуку в просторово-неоднорідній періодичній структурі з характерним розміром неоднорідності, близьким до довжини звукової хвилі. Показано, що наявність макроскопічної надструктури призводить до виникнення щілин у спектрі звукових коливань, зумовлених "бреггівським" розсіянням на межах "зони Бріллюена", а також до спотворення власних збуджень у системі у порівнянні з випадком однорідного середовища. Отримані результати застосовано для інтерпретації температурної залежності швидкості звуку в мартенситній фазі в області перетворення, а також особливостей згасання ультразвуку, спостережених у кристалах хрому та SbSI в області фазового перетворення.

Індекс рубрикатора НБУВ: В377.35

Рубрики:

Антиферомагнетизм твердих тіл

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Показано, что магнитоупругое взаимодействие может играть существенную роль в формировании равновесной доменной структуры в антиферромагнетиках, имеющих два и более эквивалентных легких направления оси магнитной анизотропии. В рамках феноменологической модели с использованием методов нелинейной теории упругости продемонстрировано, что поверхность кристалла может служить и служит источником фиктивных "упругих зарядов" несовместимости, следствие которых аналогично следствию существования магнитостатических зарядов, возникающих на поверхности ферромагнитных кристаллов и приводящих к образованию доменов. При этом поверхность кристалла рассматривается как особая фаза со своими магнитными, упругими и магнитоупругими свойствами. Поле "упругих зарядов" является дальнодействующим и, соответственно, дает пропорциональный объему, а не площади поверхности образца вклад в энергию "раздвойникования", которая играет основную роль в формировании равновесной доменной структуры. Возникновение последней есть нe что иное, как восстановление исходной глобальной симметрии кристалла в тех случаях, когда фазовое превращение, идущее с ее спонтанным нарушением, описывается параметром порядка, который сопряжен со сдвиговой деформацией. Условия отсутствия "упругих зарядов" внутри образца накладывают определенные ограничения на морфологию магнитоупругой доменной структуры в антиферромагнетиках. Обсуждено влияние дисклинаций, возникающих в месте стыка трех и более доменов, на характер равновесного состояния кристалла.

Построена феноменологическая модель по типу теории фазовых переходов Ландау и проанализированы условия существования фаз и фазовых переходов между различными магнитокристаллическими структурами твердого кислорода в широких диапазонах давления, температуры и внешнего магнитного поля.

The origin of equilibrium domain structure in the bulk antiferromagnets with strong magnetoelastic coupling is analyzed. The developed model is based on the assumption that the description of macroscopic elastic stresses and strains that accompany the thermoelastic phase transition can be adequate only with the due account of microscopic tensor order parameter, namely, the microstress tensor. We assume that the microstress tensors arise locally at each crystallographic site along with the magnetic order parameter due to magnetoelastic coupling. Formally, these tensors are equivalent to the elastic dipoles and, like the magnetic dipoles in ferromagnets, produce long-range elastic fields whose contribution to the thermodynamic potential may be reduced by the formation of an equilibrium domain structure. In analogy with ferromagnets, the energy contribution which arises from the interaction between the elastic dipoles favors reduction of macroscopic deformation of the sample and may be called "destressing" energy. The due account of the "destressing" energy makes it possible to describe properly the formation of the domain structure in antiferromagnets and its dependence on the external field and the shape of the sample.

Развита феноменологическая модель для описания влияния спин-поляризованного тока на свойства антиферромагнитного металла. Показано, что вызванный спин-поляризованным током спиновый крутильный момент зависит от вектора антиферромагнетизма и, следовательно, играет важную роль в магнитной динамике. Анализ полученных динамических уравнений указывает на возможность существования разнообразных эффектов, аналогичных тем, которые наблюдаются в ферромагнетиках, например, потеря устойчивости определенных направлений, прецессия антиферромагнитного момента вокруг "трудного" направления. В отличие от ферромагнетиков, спин-поляризованный ток в антиферомагнитных металлах влияет на спектр спиновых волн, он может вызвать параметрический резонанс и привести к спин-флоп переходу. Полученные результаты используются для интерпретации недавно наблюдавшегося эффекта гигантского магнитосопротивления антиферромагнитной природы.

Спинтроника антиферромагнетиков - новая и быстро развивающаяся область физики магнетизма. Несмотря на отсутствие макроскопической намагниченности, антиферромагнетики, как и ферромагнитные материалы, испытывают воздействие спин-поляризованного тока, и, как и в ферромагнетиках, в основе этого явления лежит спин-зависимое взаимодействие между локализованными и свободными электронами. Однако в силу особенностей антиферромагнитных материалов - сложной магнитной структуры, существенной роли обменных взаимодействий, отсутствия макроскопической намагниченности - изучение возможных спинтронных эффектов требует новых как теоретических, так и экспериментальных подходов. Цель обзора - систематизация и описание последних достижений в этой области. После изложения основных особенностей структуры и поведения антиферромагнетиков рассмотрены различные микроскопические и феноменологические модели для описания индуцируемых током явлений в гетероструктурах, содержащих ферро- и антиферромагнитные слои. Обсуждены вопросы, связанные с влиянием антиферромагнитного упорядочения на электрический ток и обусловленные этой возможностью вопросы создания полностью антиферромагнитных спиновых вентилей. Кроме того, кратко рассмотрены имеющиеся экспериментальные результаты и сделана попытка их интерпретации.

Антиферромагнитные (АФМ) материалы находят применение в устройствах спинтроники в роли "подмагничивающих" прослоек для ферромагнетиков, в том числе в элементах магнитной памяти. Рассмотрена наночастица, которая представляет собой многослойную структуру - синтетический мультиферроик, содержащий пьезоэлектрический и АФМ-слои, в качестве потенциального носителя информации. Хранение информации соответствует определённой ориентации АФМ-вектора в наночастице. Проанализированы возможные способы переключения состояния такой частицы с помощью магнитного поля и предложен метод упрощения процесса переориентации АФМ-вектора, используя для управления состоянием образца не только магнитное, но также и электрическое поле.

Отмечено, что процессы перемагничивания в многослойных пленках, состоящих из материалов с различными магнитными свойствами, связаны с образованием в них сложной доменной структуры. Предложен формализм для описания неоднородных магнитных состояний в таких системах. Показано, что возникающие на межслоевых границах доменные стенки или вихри (обменные пружины) могут создавать дальнодействующие поля, аналогичные полям размагничивания, что, в свою очередь, должно приводить к формированию равновесной доменной структуры. В применении к двухслойным пленкам, состоящим из ферро- и антиферромагнитного слоев, предложенная модель позволяет объяснить такие экспериментально наблюдаемые особенности, как асимметрия петли перемагничивания и возникновение доменной структуры при наклонной ориентации внешнего поля по отношению к легкой оси ферромагнетика.

Методами вычислительной физики реализован алгоритм исследования некорректной проблемы редукции шума, связанного с потерями, темными отсчетами и фоновым излучением, в статистике фотоотсчетов квантового света. Регуляризирующий оператор в уравнении первого рода позволяет напрямую восстановить функцию распределения числа фотонов из статистики фотоотсчетов при известных параметрах шума, что подтверждено вычислительными экспериментами.

Отмечено, что антиферромагнетики (АФМ) с нулевой или малой макроскопической намагниченностью являются перспективными материалами спинтроники. На основании обобщенных уравнений Ландау - Лифшица исследована магнитная динамика трехподрешеточного АФМ в присутствии спин-поляризованного тока и, в частности, изучены процессы переключения между различными равновесными состояниями. Найдены условия эффективного переключения импульсными и постоянными токами, а также внешним магнитным полем. Рассмотрены особенности стационарных динамических состояний, обусловленных током. Полученные результаты можно использовать при разработке быстродействующих элементов памяти на основе АФМ материалов.