Содержание к диссертации
Введение
Глава I. Низкочастотный магнитоакустический резонанс . 10
1.1. Ферромагнитный резонанс 10
1.2. Магнитоакустический резонанс 14
1.3. Влияние неоднородности внутреннего магнитного поля на MAP 29
1.3.1. Связь механических остаточных внутренних напряжений в магнетиках с внутренними магнитными полями 29
1.3.2. Влияние формы образца на внутреннее магнитное поле 31
1.3.3. Внутреннее поле и линия MAP 34
1.3.4. Восстановление внутреннего поля по форме линии MAP 40
Глава II. Экспериментальное исследование низкочастотного магнитоакустического резонанса 42.
2.1. Экспериментальная установка для исследования акустических свойств магнитных кристаллов 42
2.1.1. Описание установки 43
2.1.2. Методика измерений. 46
2.2. Линейный MAP 47
2.2.1. Железо-иттриевый гранат 47
2.2.2. Марганец-цинковая шпинель 51
2.3. Нелинейный магнитоакустический резонанс 55
2.3.1. Железо-иттриевый гранат 55
2.3.2. Влияние локального магнитного поля на MAP в ЖИГ. Искажение формы волны 66
2.3.3. Нелинейный МАР в Ми -2» шпинели 72
2.3.4. Восстановление внутреннего поля в Мп-2ю шпинели 78
Глава III. Исследование акустических свойств гематита 81
3.1. Расчет зависимости фазовой скорости упругой волны от внешнего давления и магнитного поля 83
3.2. Экспериментальное исследование влияния магнитного поля и одноосного давления на скорость акустических волн 85
3.2.1. Методика исследования малых относительных изменений скорости звука 85
3.2.2. Влияние внешних воздействий на скорость звука в гематите 88
Глава ІV. Акустические свойства некоторых редкоземельных металлов в окрестности магнитных фазовых переходов 98
4.1. Магнитные фазовые переходы в тербии 98
4.2. Экспериментальное исследование изменения скорости, затухания и эффективного нелинейного параметра в тербии 107
4.2.1. Экспериментальная установка
4.2.2. Образец
4.2.3. Методика и экспериментальные результаты
4.3. Магнитные фазовые переходы в гадолинии 120
4.4. Экспериментальные результаты измерения скорости, затухания и нелинейности Gro/ в окрестностях магнитных фазовых переходов 124
Заключение 133
Приложения 135
Литература 139
- Магнитоакустический резонанс
- Марганец-цинковая шпинель
- Экспериментальное исследование влияния магнитного поля и одноосного давления на скорость акустических волн
- Экспериментальное исследование изменения скорости, затухания и эффективного нелинейного параметра в тербии
Введение к работе
В настоящее время нелинейная акустика уже стала классическим разделом физики, которому посвящен целый ряд монографий [і-З]. Особенно интересной в смысле получения большой нелинейности и, как следствие, использования в различных устройствах новых эффектов, является акустика твердого тела. Первые работы в этой области были выполнены в начале 60-х годов )4J, однако нелинейные эффекты имели весьма малую величину даже при высокой (порядка кВт/см2) интенсивности звуковой волны. Это связано с малой величиной решеточной нелинейности, поэтому для использования в акустоэлектронных нелинейных устройствах приема и обработки сигналов данный вид нелинейности практически непригоден. Дальнейшее развитие нелинейной акустики твердого тела шло в направлении поиска новых материалов и эффектов, способных дать значительный рост акустической нелинейности. В основном поиск шел в области взаимодействия упругих волн с другими подсистемами твердого тела: в частности, весьма интересные результаты были получены при исследовании сегнетоэлект-риков и сегнетоэластиков j5J, особенно в области структурного фазового перехода [6,7J: оказалось, что в области перехода акустическая нелинейность существенно возрастает. Аналогичные результаты были получены и на пьезополупроводниках [8].
Дальнейшие исследования привели к идее использования маг-нитоупорядоченных веществ - ферро, ферри и антиферромагнетиков, причем прогресс в этой области был столь быстрым, что теперь уже можно говорить о возникновении нового раздела акустики твердого тела - магнитоакустики. Магнитные материалы весьма интересны и перспективны в связи с наличием у них магнитоупру- - 5 -гой связи (в некоторых кристаллах весьма сильной), которая, во-первых, сама по себе нелинейна, а, во-вторых, приводит к проявлению по упругой стороне "чисто" магнитной нелинейности, весьма сильной, присущей системе спинов [9J. Весьма интересным также представляется вопрос о возможности изменения акустических свойств магнитных кристаллов путем изменения внешнего магнитного поля - это создает предпосылки для весьма удобного управления характеристиками такого типа материалов для их технического приложения. В последнее время появился ряд подобных управляемых магнитным полем приборов - например, магнитоакус-тический преобразователь спектра радиосигнала flOj, перестраиваемый в широких пределах резонатор IIII и т.д. В большинстве случаев для решения подобных задач используется высокотемпературный антиферромагнетик - гематит (ot-5^2. )» в котором получено значительное увеличение нелинейности [9J, сильное изменение скорости звука от магнитного поля fl2J и т.д. В ферритах на низких частотах (^10 -10 Гц) подобные исследования практически не проводились (в [l3J было получено изменение амплитуды второй гармоники от магнитного поля на частоте ** I ГГц). В то же время в условиях низкочастотного магнитоакустического резонанса (резонансного взаимодействия акустической волны с колебаниями намагниченности) можно было ожидать сильного изменения различных акустических свойств ферритов, в том числе и акустиче ск ой нелинейно сти.
Весьма важным также представляется вопрос о дефектоскопии магнитных кристаллов. В различных радиоэлектронных приборах и устройствах в настоящее время очень широко применяются различного типа магнитоупорядоченные вещества [l4j, в связи с чем вопрос о путях контроля их качества и повышения их надежности весьма актуален. Для дефектоскопии таких кристаллов применяются различные методы, однако область применения этих методов так или иначе ограничена. Например, просвечивание с помощью ИК позволяет определить границы доменов, однако для многих кристаллов, применяемых в радиоэлектронной промышленности, данный метод неприменим ввиду непрозрачности их в ближнем ИК диапазоне. Применение магнитоупругих методов для решения задачи нераз-рушающей дефектоскопии высокого разрешения является весьма перспективным и имеющим большое значение в связи с тем, что подобные методы позволяют получить информацию о внутреннем поле магнитных материалов, весьма важной, так как по ней можно судить о наличии каких-либо магнитозаряженных неоднородностей (доменов, дислокаций, трещин, внутренних напряжений и т.д.).
Одним из слабо исследованных до. сих пор вопросов является вопрос об изменении акустических свойств магнитных веществ в области магнитных фазовых переходов. Этот вопрос интересен по многим причинам: в области фазовых переходов можно было бы ожидать сильного изменения акустической нелинейности по аналогии с сегнетоэлектриками и сегнетоэластиками; помимо этого, изменение акустических свойств из-за преобразования магнитной структуры материала при фазовых переходах позволяет получить информацию о различных внутренних свойствах магнитных материалов.
Целью настоящей работы является: - исследование возможности получения в ферритах низкочастотного магнитоакустического резонанса (НЧ MAP); -разработка метода, позволяющего получить информацию о распределении внутреннего поля в магнитоупорядоченных материалах (то есть - магнитодефектоскопия); исследование возможности управления акустической нелинейностью (величиной магнитного поля и его неоднородностью; изменением температуры); исследование акустических свойств (скорости звука, поглощения, нелинейного акустического параметра) в области магни-тоакустического резонанса (MAP) и магнитных фазовых переходов; исследование зависимости скорости звука в гематите от внешних воздействий (давления и магнитного поля).
Диссертация состоит из 4-х глав, заключения и 4-х приложений.
В первой главе проводится теоретический анализ распространения связанных магнитоупругих волн в кубических ферромагнетиках. Получено выражение для амплитуды второй гармоники (без учета релаксации). Показано, что в условиях магнитоакустическо-го резонанса можно ожидать увеличения акустической нелинейности. Проведено исследование влияния неоднородности внутреннего магнитного поля на форму линии MAP (линейного и нелинейного). Показано, что по форме линии MAP можно восстановить распределение внутреннего поля в направлении распространения звука. Обсуждается вопрос о преимуществах в этом смысле низкочастотного MAP с о тл ( "^ 10-10 Гц) перед высокочастотным ( ** 10 Гц).
Во второй главе описана экспериментальная установка и методика исследования акустических свойств магнитных кристаллов. Представлены результаты экспериментального исследования линейного и нелинейного МАР в монокристаллах железо-иттриевого граната (ЖИГ). Отмечено возрастание акустического нелинейного па- раметра Г в 10 раз в условиях МАРа, что создает предпосылки для разработки высокоэффективных акустоэлектронных устройств для нелинейного преобразования сигналов. Представлены результа- ты исследования монокристаллов марганец-цинковой шпинели, которые показали, что в области МАРа нелинейность увеличивается на порядок и имеется возможность управления ею путем создания неоднородного магнитного поля. По спектрам МАРа получено распределение внутреннего поля в ЖИГе и шпинели, которое подтвердило возможность использования МАРа в качестве метода для дефектоскопии магнитных кристаллов. Показано, что в условиях МАР в ЖИГе из-за сильной нелинейности и, по-видимому, дисперсии происходит искажение формы распространяющейся упругой волны.
В третьей главе проведено исследование зависимости скорости звуковой волны в гематите от одноосного давления и слабого внешнего магнитного поля. Подтверждено аномально большое значение эффективного модуля третьего порядка гематита, кото-рое составило 6x10 дн/см . Показано, что при статических давлениях, больших 10 дн/см , наблюдается явление "насыщения", при котором скорость звука практически не изменяется с дальнейшим ростом давления. В области малых магнитных полей (меньших 800 Э) отмечены осцилляции скорости звука.
В четвертой главе описана экспериментальная установка, методика и результаты исследования акустических свойств редкоземельных магнетиков Тв и &с/ в области магнитных фазовых переходов. Обнаружено аномальное поведение затухания и нелинейного параметра Тв в окрестности перехода из антиферро- в ферро-фазу, заключающееся в том, что эти свойства ведут себя по-разному в зависимости от направления изменения температуры. В окрестности точки Нейля обнаружено возрастание акустической нелинейности Тв, причем абсолютная величина нелинейного параметра оказалась примерно на порядок большей, чем у большинства металлов. Показано, что приложение внешнего магнитного поля сдвигает точки фазовых переходов Тв. Представлены результаты исследования скорости, затухания и нелинейного акустического параметра М в окрестности магнитных фазовых переходов. Показано, что в окрестности точки Кюри и спин-переориентационного перехода наблюдаются максимумы затухания. Нелинейный параметр имеет небольшой максимум в точке Кюри, что качественно согласуется с выводами [l5|.
Магнитоакустический резонанс
При помещении магнитного диполя с моментом М в постоянное магнитное поле Н (рис. I.I), он прецессирует таким образом, что его движение подчиняется уравнению Блоха (I.I.I) где у - магнитомеханическое отношение, равное для электронного резонанса величине 2,8 МГц/Э. Прецессия происходит вокруг направления Н с частотой иЗр-уН (см., напр., [_I9, 20J). Из соотношения (I.I.I) можно заметить, что: р - М не зависит от времени (неизменность модуля намагничения показывает, что уравнение Блоха справедливо в области вращения, т.е. для не слишком больших полей); - в стационарных полях энергия диполя (М-Н) « Е не изменяется . - II В нестационарном магнитном поле может происходить обмен энергией между диполем и внешним полем. Этот обмен особенно интенсивен при частоте внешнего магнитного поля, совпадающей с частотой прецессии. Здесь мы говорили о свободных магнитных диполях. В конденсированных средах имеются следующие отличия: - магнитные диполи взаимодействуют друг с другом; - магнитные диполи взаимодействуют с кристаллической решеткой; - в силу целого ряда обстоятельств на спин действует не только внешнее поле, но и в кристаллических магнетиках дополнительные поля \l9j: обменное поле (немагнитной природы), приводящее к ферромагнетизму; поле анизотропии; поле размагничения (зависящее от формы кристалла); стрикционное поле и т.д. Нужно сказать, что "набор" этих полей зависит от типа магнитного упорядочения кристалла (ферро-, ферри-, антиферро-). В тех или иных условиях определяющим может быть то или другое из этих полей. Для ферритов и антиферромагнетиков необходимо учитывать существование двух магнитных подрешеток. В этих условиях уравнения (I.I.I) становятся в достаточной мере сложными и сильно нели-нейными, так как ориентация вектора М начинает зависеть от внешних и внутренних полей и, наоборот, внутренние поля зависят от ориентации вектора намагничения. Ферромагнитный резонанс, то есть резонансное поглощение энергии электромагнитного поля спин-системой, наступает при частоте внешнего переменного магнитного поля, совпадающей с собственной частотой спина в эффективном магнитном поле (сумме внутреннего и внешнего полей). Если это поле однородно по объему кристалла, в кристалле возникает однородная прецессия.
Ширина линии ФМР зависит, кроме того, от продольного и поперенного времен релаксации, определяемых временами спин-спиновой и спин-решеточной релаксации. Определение резонансной частоты в двухподрешеточных анизотропных магнетиках (ферритах) с учетом неэллиптической формы образца представляет собой достаточно сложную теоретическую задачу. В некоторых простейших случаях она может быть решена (см., напр., [l4, I9J) и характер зависимости частоты резонанса от внешнего магнитного поля показан на рис. 1.2. Имеются две резонансные ветви: АФМР - антиферромагнитная и ФМР - ферромагнитная. Необходимость учета в антиферромагнитном резонансе обменной энергии приводит к тому, что частоты резонанса лежат в области 10 Гц; кроме того, для антиферромагнетиков присутствие однородного обмена приводит к появлению так называемой "маг-нитоупругой щели" [20J» из-за наличия которой квазиферрорезо-нанс проявляется только для частот, больших этой щели, значение которой достигает сотен МГц. Интересной особенностью ферромагнитной ветви является то, что при некотором значении внешнего поля HQ, которое определяется эффективными внутренними полями, частота резонанса обращается в нуль (в дальнейшем будем называть ее 0 -точкой). Это, конечно, не значит, что ФМР можно наблюдать на сколь угодно низких частотах, так как для наблюдения резонанса необходимо, чтобы спин до того, как он обменяется энергией с другими спинами и с решеткой, успел совершить хотя бы одно вращение, то есть coV должно быть больше I, где 7Г -эффективное время релаксации.
Нас в основном интересуют частоты 10 -10 Гц (то есть низкочастотный MAP), поэтому мы можем отбросить антиферромагнитную ветвь колебаний и учитывать только ферромагнитную (или квазиферромагнитную, ибо это есть кривая резонанса для ферромагнетика с эквивалентной намагниченностью, равной разности.намагни-ченностей двух подрешеток ферримагнетика, интересующего нас; в дальнейшем именно для такого ферромагнетика и будет строиться теория).
Марганец-цинковая шпинель
Градуировка приемного тракта осуществлялась с помощью дополнительного генератора Г2 с калиброванным аттенюатором, подключенного непосредственно на вход приемного тракта (использовался генератор Г4-44). В пределах ошибок измерения амплитудная характеристика тракта (от усилителей до самописца) оказалась линейной.
При измерении относительного изменения скорости звука применялся метод слежения за определенной фазой импульса, многократно отраженного от граней образца; компенсация изменения скорости производилась изменением времени задержки запуска развертки осциллографа И.
Все экспериментальные данные обрабатывались на ЭВМ I5BCM-5 по программам, позволяющим методом наименьших квадратов определить коэффициент затухания, вычислить упругий нелинейный параметр и относительное изменение скорости ультразвука. Для вычисления внутреннего поля обработка результатов проводилась на ЭВМ БЭСМ-6.
Для наблюдения линейного MAP использовался лишь канал первой гармоники. На рис. 2.2 представлены результаты измерения [32J скорости ультразвука в сфере ЖИГ (диаметром - I см). Традиционным методом наблюдения MAP является измерение затухания упругой волны в зависимости от внешнего поля. Это линейный МАР в нашем случае наблюдался по уменьшению амплитуды первого прошедшего импульса основной частоты или импульсов более высоких порядков отражения - при этом, естественно, чувствительность увеличивалась.
На рис. 2.3 приведены результаты измерения MAP [33J по первому прошедшему импульсу в цилиндрическом кристалле ЖИГ диаметром 7 мм, длиной 15 мм на сдвиговой волне частоты 30 МГц, распространяющейся вдоль оси [001] при различных углах ориентации оси кристалла относительно направления внешнего магнитного поля. Время прохождения всего диапазона изменения полей на разных спектрах разное (от 15 до 60 мин). При & - 0 линия очень широка и не помещалась в области максимально достижимых полей ( 800 Э). По мере увеличения & вступление линии смещалось в область более высоких полей, линия сужалась и при 5 = 30 полностью укладывалась в рабочем диапазоне полей. При 6 в 60 линия выражена очень слабо, а при & = 90 вообще не наблюдалась. AW(H0) является несимметрия относительно поля, при котором наблюдается максимум поглощения, а также наличие осцилляционной структуры линии. Эти особенности вызваны неоднородностью внутренних полей. Общий вид линии качественно схож с показанным на рис. 1.8, что свидетельствует о доминировании вклада неоднородных полей размагничивания во внутреннее поле. Из рис. 2.4 видно, что по мере увеличения частоты прослеживается более тонкая структура линии MAP. Это объясняется следующим: в высококачественных кристаллах ЖИГа, к которым принадлежал и наш образец, ширина линии ФМР составляет 0,5-1 Э. Оценивая отсюда время релаксации f , можно показать, что соответственно для частот, используемых в нашем случае, значения « "с будут составлять 5 и 20. Отсюда видно, что уже на частоте 30 МГц линейный MAP можно наблюдать вполне уверенно.
По кривой, соответствующей углу & я 0 рис. 2.3 была проведена процедура восстановления внутреннего поля - использовалась формула (1.3.22). На рис. 2.5 приведено рассчитанное распределение внутреннего поля по оси кристалла ЖИГ (кривая I). На кривой 2 показано теоретически вычисленное распределение Н (z) по формуле (1.3.4). Наблюдается хорошее согласие теоретической и экспериментальной кривых во всем кристалле, за исключением его центральной части. Несоответствие может объясняться тем, что, как будет показано далее, кристалл является многодоменным; в области слабых магнитных полей возможен МАР в переходных областях между доменами (доменных стенках), характеризующихся малыми внутренними полями, что "размывает" вступление резонансной линии.
Экспериментальное исследование влияния магнитного поля и одноосного давления на скорость акустических волн
В настоящее время существует значительное число методов измерения скорости звука и ее изменения [52,53]. Наиболее распространенным из них являются: импульсно -фазовый метод; метод сравнения фаз сигнала, прошедшего образец, и опорного, прошедшего по линии сравнения; резонансные методы и др. Весьма чувствительным является метод автоциркуляции импульса [53 ] (синх-рокольцо), в котором акустический импульс, прошедший образец, служит запускающим для генератора, формирующего следующий импульс, поступающий на образец. В большинстве своем эти методы требуют применения достаточно сложной и громоздкой аппаратуры, длительной настройки и т.п. Для исследования изменения скорости звука в гематите нами применялся метод 154,55J, несколько напоминающий синхрокольцо, однако, в отличие от него, использовался непрерывный режим излучения волн. Идея метода заключается в том, что исследуемый образец с наклеенными на его поверхности пьезопреобразователями включается в цепь обратной связи полосового усилителя (см. рис. 3.3). При определенных амплитудных и фазовых соотношениях между сигналами на входе и выходе усилителя может реализоваться режим автогенерации. Для возбуждения необходимо, чтобы коэффициент усиления усилителя превышал суммарные потери на двойное электромеханическое преобразование и диссипативные потери в образце. "Набег" фазы в образце для достижения положительной обратной связи должен быть равным или 2Я и , где п =0, I, 2, ... (в случае неинвертирующего усилителя) или (в случае инвертирующего усилителя). Этот набег фазы зависит от акустической длины образца N-L/X , где Ь - эффективная длина образца, Х ІГ/ Ь - длина волны на частоте J- , ЯГ - скорость звука и, следовательно, для достижения определенной фазы на входе усилителя /v-const", и f - частота автогенератора будет определяться соотношением (f=A/v/lj. При изменении скорости звука на АТГ частота генерации изменится на
Образец представлял из себя монокристалл размерами 13x6,5х х0,8 мм3, его кристаллографическая ориентация приведена на рис. 3.4. Поперечная упругая волна с поляризацией вдоль оси X распространялась вдоль оси 2 кристалла. На рис. 3.5-3.9 представлены зависимости частоты генерации от внешнего магнитного поля Ш0II X) при различных статических деформациях по оси 2 56J. На графиках четко прослеживаются осцилляции, причем общая картина сохраняется примерно одной и той же, независимо от приложенного давления. Можно предположить, что осцилляции являются следствием наличия в гематите доменной структуры. Существование доменной структуры в антиферромагнетиках не является энергетически выгодным, тем не менее, состояние кристалла, разбитого на домены, может быть достаточно устойчивым.
В антиферромагнетиках типа "легкая плоскость" возможно существование доменных границ 5 -типа (рис. ЗЛО). В связи с тем, что доменная структура в антиферромагнетиках не является термодинамически равновесной, размеры доменов оказываются, как правило, значительно большими, чем в ферромагнитных материалах, а сама доменная структура значительно более подвижной JJC4J.
Были проведены дополнительные измерения с использованием импульсной методики. На рис. 3.11(a) приведен характерный вид серии прошедших импульсов; четко видно раздвоение первого прошедшего импульса (импульсы I и 2). При приложении магнитного поля (Н_л) импульс 2 сильно меняет свою скорость, приближаясь к импульсу I (рис. 3.11(6)). Данное явление можно объяснить как отклонением поляризации сдвиговой волны от направления оси X кристалла, так и наличием доменной структуры. В этом случае возможно такое направление суммарного магнитного момента в определенных доменах, что звуковая волна с данной поляризацией оказывается невзаимодействующей с магнитной подсистемой (см. п. 3.1); в некоторых же доменах - взаимодействующей. В связи с этим, последовательно проходя через систему доменов, упругий импульс распадается на два квазиимпульса. При приложении внешнего поля домены начинают подворачиваться по его направлению, относительное число тех, в которых упругая волна взаимодействует с магнитной подсистемой, увеличивается, и импульс 2 возрастает.
Экспериментальное исследование изменения скорости, затухания и эффективного нелинейного параметра в тербии
Криостат представлял из себя азотный дьюар І, в который помещался электромагнит - соленоид. Внутри магнита располагался азотный дьюар 2, в котором находилась вставка с образцом в рабочей камере. Во внутренний дьюар 2 заливался жидкий азот.
Конструкция рабочей камеры вставки подробно описана в 1 70: она представляла из себя отрезок тонкостенной трубы из нержавеющей стали; с одной стороны она была запаяна, с другой - через систему флянцевых соединений и уплотняющих прокладок для создания герметичности в нее помещалась вставка - тонкостенная трубка с проложенными в ней высокочастотными кабелями, термопарой и подводящими проводами; к ее нижней части прикреплялся держатель образца (рис. 4.6). Он представлял из себя столик с двумя каретками (I и 2), одна из которых была неподвижной, а вторая могла перемещаться и закрепляться на нужном расстоянии; в каретках были закреплены электроды, поджимающие пьезопреобразователи (3) к образцу (0). Конструкция держателя позволяла расположить пьезопреобразователи строго соосно и тем самым избежать перекоса рабочих поверхностей.
С целью снижения теплообмена из рабочего объема производилась откачка воздуха. Давление воздуха в рабочем объеме, контролируемое с помощью ртутного манометра, достигало 5 мм. рт. ст. Регулировка температуры образца производилась нихромовым нагре вателем (4) мощностью около 10 ватт, намотанным поверх держателя образца. Питание нагревателя осуществлялось стабилизированным источником питания П 136. Скорость изменения температуры вблизи точек перехода имела значение 0,015 К/мин. Такое медленное изменение температуры диктовалось рядом причин: во-первых, для надежного отслеживания резкого изменения наблюдаемых величин в окрестности фазового перехода и, во-вторых, для избежания градиента температуры в образце, могущего привести к нежелательным эффектам. Температура образца контролировалась с помощью медь-константановой термопары, один конец которой помещался в смесь воды со льдом (температура О С), а другой наклеивался на поверхность образца - осуществлялся точечный контакт.
Термо-э.д.с. термопары измерялась с помощью потенциометра постоянного тока Р363, а затем ее значения переводились в значения температуры на ЭВМ I5BCM-5 по программе, позволяющей учесть таблично заданные пары значений термо-э.д.с. - температура и осуществляющей линейную интерполяцию в промежутках между этими таблично заданными значениями.
Для исследования зависимости акустических свойств редкоземельных металлов от магнитного поля использовался электромагнит, представляющий из себя соленоид, содержащий 2700 витков медного провода, намотанные на дюралюминиевый каркас (внутренний диаметр 74 мм, внешний - 107 мм, длина - 160 мм). Току в I А через магнит соответствовало поле 200 Э. Во избежание перегрева при достаточно длительных экспериментах и с целью уменьшения активного сопротивления, соленоид помещался в дьюар I и заливался жидким азотом.
Образец тербия представлял из себя монокристалл, выращенный методом бестиглевой зонной плавки. Исходная чистота материала Тв - не менее 99,2 масс. %, сумма газовых примесей - не более 0,2 %, присутствие железа - 0,05-0,1 %. Для улучшения структуры образец подвергался длительному отжигу (около 15 часов) при температуре п 1000 С.
Из целой отливки (диаметром 9 мм и длиной около 22 мм) после предварительного кристаллографического ориентирования (методом эпиграмм) электроискровым способом вырезался образец размером 4,5x5x6,1 мм3, ориентированный вдоль гексагональной оси "С" с точностью не хуже - 1,5. Для проверки правильности резки и контроля отсутствия зерен разной ориентировки были сделаны дополнительные контрольные эпиграммы, снятые с обеих торцевых граней. В пределах ошибки ориентирования они совпали, что подтверждает моноблочность кристалла. После электроискрового резания образец шлифовался до параллельности торцевых граней не хуже 20 секунд.