Введение к работе
Актуальность темы. Исследование ферромагнитного резонанса (ФМР) представляет несомненный наушый интерес, чго в большой сгепенн связано с общими проблемами изучения движения намагниченности в магнитных средах.
Будучи ярким физическим эффектом, подтверждающим и раскрывающим многие фундаментальные понятия и представления современной физики, ферромагнитный резонанс как метод является мощным средством экспериментального изучения вещества. С помощью метода ФМР можно исследовать такие свойства, как магнитная анизотропия, намагниченность, механизмы релаксации, обменные и магии тоупрутие взаимодействия, температурные свойства и многие другие. Явление ФМР имеет и важный практический аспект. Именно на эффекте резонансного взаимодействия электромагнитного поля с веществом основано функционирование различных СВЧ-устройств, в том числе приборов на магнитостатических, обменных спиновых и магнитоупругих волнах: управляющих линий задержки, ограничителей мощности, фазовращателей и др. О важности и актуальности исследований ферромагнитного резонанса свидетельствует большое число публикаций в отечественной и зарубежной литературе. Дальнейшее изучение ФМР, в частности причин и механизмов, определяющих его основные параметры, позволит достичь более глубокого понимания этого явления, а также существенно расширить возможности соответствующего метода исследований.
Часть работ, посвященных изучению ФМР, выполнена на тонких магнитных пленках феррит-гранатов (ФГ). Монокристаллические пленки феррит-гранатов привлекли большой интерес исследователей, что связано с рядом их интересных, зачастую уникальных свойств, одним из которых является существование в этих материалах цилиндрических магнитных доменов, использующихся в качестве носителей информации в запоминающих устройствах. Другим таким'свойством является малая ширина линии ФМР пленок иттрий - железного граната, что особенно важно для СВЧ-устройств.
Несмотря на' большое число работ, посвященных изучению ферромагнитного резонанса jj пленках ФГ, ряд вопросов, касающихся как самого явления ФМР, так и свойств названных пленок, остаются невыясненными.
Полому избранная тема исследований представляется актуальной как в научночм. так и в практическом тане.
Целью работы являлось исследование влияния магнитной анизотропии на резонансное ноле, интенсивное! ь и ширину линии поглощения ферромагнитного резонанса в пленках феррит-гранатов. Для этого необходимо было решить следующие задачи:
-
Теоретически и экспериментально изучить влияние магнитной анизотропии на интенсивность и ширину линии поглощения ФМР в пленках с'од-ноосной. кубической и орторомбпческой магнитной аннзоіропиеп.
-
Исследовать влияние кубической анизотропии па угловые зависимости резонансного поля в пленках ФГ с ориентацией (111).
3. Исследовать влияние магнитоупругих взаимодействий на резонансное
' поле при различных ориентацнях оси напряжений относительно кри
сталлографических направлений в плоскости пленки ФГ.
4. Рассмотреть одновременное влияние дисперсии полей одноосной и ром
бической компонент анизотропии на ширину линии ФМР.
Кроме того, одна из задач работы состояла в исследовании влияния температуры на .характеристики пленок феррит-гранатов с магнитной точкой компенсации, а также пленок, не обладающих зарядовой компенсацией.
Научная новизна работы.
-
Показано, что при отсутствии разориентации между, векторами намагниченности М и постоянного магнитного поля Н , произведение ширины линии на полусумму (інтенсивностей линии поглощения, измеренных при двух ортогональных направлениях СВЧ-поля является величиной инвариантной относительно выбора-этих направлений и пропорциональной магнитному моменту образца.
-
Установлено, что в пленках с ориентацией (111) максимальная вариация резонансного поля на азимутальной зависимости наблюдается при
значениях полярного угла между Н и нормалью к пленке, соответствующих углу между А/ и нормалью, равному 60 . Показано, что зависимость максимальной вариации от поля кубической анизотропии является линейной, в широком диапазоне его значений, а также значений эффективного поля одноосной анизотропии.
-
Показано, чіо величина смешения резонансного поля не зависит от ориентации оси напряжений в пленке с плоскостью (І II).
-
Впервые проведен учет влияния дисперсии полей одноосной и ромбической компонент аннзоіропии на ширину линии ФМР в пленках ФГ.
-
Исследовано поведение поля анизотропии //^, интенсивности и ширины линии 2Д// вблизи точки компенсации вс в поликристаллически.х
пленках феррит-гранатов. Обнаружено резкое возрастание 2ЛН и Hj*''
при приближении к 0С как со стороны низких, так и высоких темпера
тур. . - - .
Практическая ценность работы заключается в том. что:
-
Разработан новый способ определения намагниченности насыщения по интенсивности и ширине линии поглощения в пленках с любым типом анизотропии: одноосной, кубической, орторомбической.
-
Показано, чго не прибегая к рентгеновскому методу, по форме угловой зависимости резонансного поля можно определить знак константы кубической анизотропии и основные кристаллографические оси в пленках с плоскостью (111). - - .-
-
Обоснован новый способ определения поля кубической анизотропии.
-
Предложена форма образна, позволяющая создавать однородные напряжения в пленке методом изгиба и показано, что при измерении методом ФМР констант магиитострикции в пленках с плоскостью (111) можно исключить предварительное определение кристаллографических осей.
-
Получены соотношения, позволяющие определять магнитоупругие константы и константы магиитострикции Лт и Л]П по величинам смещения резонансного поля. .
Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на'Всероссийских (Всесоюзных) школах - семинарах "Новые магнитные материалы микроэлектроники": XII - ой, Новгород (1990 г.); ХП1 - ой, Астрахань (1992 г.); XIV - ой, Москва (1994 г.) и XV - ой, Москва (1996 г.). .
Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 12 работах, список которых приведен в конце автореферата.
Автор защищает: 1. Результаты анализа и экспериментального исследования влияния магнитной анизотропии на интенсивность и ширину линии поглощения.
Разработанный на основе полученных результатов, новый меюд онрс деления намагниченности в пленках с произвольным типом анизотро пни.
-
Установленные закономерности, присущие угловым зависимостям резо нансного поля в пленках с ориентацией (111). Разработанные способь определения по угловым зависимостям Нр знака и величины поля ку бической анизотропии, а также определения кристаллографических на правлений в пленках.
-
Результаты исследований по влиянию упругих напряжении на величин; смешения резонансного поля в пленках ФГ с ориентацией (111). а такжі способ создания однородных напряжений в пленке методом изі иоа.
-
Модель, результаты расчета и экспериментального исследования влия ния дисперсии полей одноосной и ромбической компонент ашиотропш на ширину линии ФМ Р в пленках.
Обьсм и структура диссертации. Диссертация состоит из введения четырех глав, заключения и списка используемой литературы. Работа из ложена на 160 страницах, включая 36 рисунковії 3 таблицы. Список лите ратуры содержит 107 наименований.
