Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Эффекты кристаллического поля в редкоземельных окисных магнетиках Колмакова, Наталья Павловна

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Колмакова, Наталья Павловна. Эффекты кристаллического поля в редкоземельных окисных магнетиках : автореферат дис. ... доктора физико-математических наук : 01.04.11.- Москва, 1991.- 33 с.: ил.

Введение к работе

Актуальность проблемы. Охкснно соединения на основа редкоземельных (РЗі элементов характеризуются болілим разнообразием уникальных маппітішх, маппітоупругих, нагісітооптпчоскпх, резонансных, штических и других 1311460101:1 свойств. Это обстоятельство обуславливав? их использование в соврз?:9шіоЛ паукэ п техвико в качества рабочих материалов в лазерной и вучнслнтольноЯ технике, прикладной магнитооптике, в различных устройствах микроэлектроника, нэг-зитоакустика п т.д.

Исследование РЗ соединенна позволяет, что представляется пск-точителыю важным, репать проблем, пм-эщие фундаментальное значение для физики твердого тела. Такта сі обпзіми проблема;.^, кмэицими іепосрвдственное относошю к дагшой работе, являются проблеми їняснєния механизмов формирования магаїтоупругих и мапштооптичо-:кпх свойстз кристаллов, ориентационшх п структурных фазоенх подходов, природы вясокоте'яівратурнсЯ сверхпроведоюстп.

Свойства РЗ соединений очень сальпо изменяются при переходе

т одного РЗ иона к другому. Поэтоху вакное значение имеет евдэло-

ие вклада РЗ подсистемы, который определяется индивидуальпымл

войствага РЗ иена в данном соединении п который определяет зако-

эмерностн излгэнения фтаяческих свойств по ряду РЗ попов. РЗ пепи

іфисталлической репеті» обладав? восьма слогзей электронной

груктурой, строгий шяфоскопячеекпл рзечо? которой з пастопзэв

эемя практлчоекп невозможен. Поэтому при теоретическом рассмотре-

пі часто используются' "полуфэнеменолоппоекпв" подхода (см. на-

)имер, монографію (1J), основанные на г&'Дільтонианах, которые не

ічнеляютея из первых принципов, а конструируются исходя из обяпх

(Ойств симметрии окружения иопов. Однако, к настоящему времени

коплен большой объем спектроскопической информация, которая по-

оляет количественно решать задачи о влияния РЗ поноз на ор?.гиро-

ни9 свойств РЗ соединений, конечно, при условия использования

екватных методов расчета. Важно, что данный подход позволяет

бежать появления дополнительных феноменологических параметров,

рорые неизбежно сопутствуют, например, методу спин-гамильтопиа-

, и рассчитывать в единой схеме свойства весьма пирокого класса

дашений ют гранатов до ВТСП с РЗ ионами».

-*-

Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы являлось теоретическое исследование магнитных, упругих, магнитоупругих и магнитооптических свойств РЗ окисных соединений в рамках единого подхода. Изучались следующие РЗ соединения: галлаты-, алюминаты- и ферриты-гранаты, r3u5o12 їм = са, лі, Fe>, РЗ фосфаты со структурой циркона, ВРОд, РЗ ортоалюминаты , ортоферриты и ортохромиты, Ю1о3, ы « А1, Fe, Сг, высокотемпературные сверхпроводішки 1-2-3

Яша, RBajCu^O^.

Дня этого были разработаны: і) высокоэффективная оптимизационная процедура для случая многих переменных при наличии ограничений в виде равенств и неравенств; 2) программы расчета электронной структуры РЗ ионов с учетом J- и ls- смешивания; 3) nporpsfMi численного счета мультипольних моментов РЗ ионов, деформационной и магнитной восприимчивостей, интенсивностей r-f переходов, намагниченности и т. д. для разных направлений и величин магнитного поля в широком интервале температур.

Весь комплекс выполненных в работе исследований был направлен на решение следующих конкретных задач.-

исследование магнитных фазовых диаграмм и доменных структур в областях метастабильности сильвоанизотропных магнетиков;

выяснение природы и закономерностей магнитоупругого взаимодействия в РЗ окисных соединениях (гранатах, фосфатах и ВТСП 1-2-31, особенностей упругих и структурных характеристик этих соединений:

определение кристаллического поля низкосимметричного окружения РЗ иона;

количественный анализ магнитооптических свойств РЗ кристаллов (магнитное линейное двупреломление, магнитный линейный дихроизм, аффект Зеемана).

Научная новизна и защищаемые результаты. Оригинальное направление исследований, выполненных в диссертационной работе, заключается в проведении количественного анализа магнитооптических, магнитоупругих, упругих и магнитных свойств РЗ соединений, обусловленных РЗ ионами, в рамках единого подхода, основанного на использовании имеющейся спектроскопической информации. В качестве объектов теоретического исследования были выбраны РЗ окисные соединения со структурами: граната, циркона и искаженного перовскита.

Конкретная научная новизна определяется следующими основными

результатами, выносимыми на защиту :

1. Развитие теории магнитооптических явлений в РЗ соедине
ниях.

-Количественный анализ магнитооптических явлений: магнитного линейного двупреломления і МЛДп > и магнитного линейного дихроизма іМЛД> в РЗ гранатах.

Объяснение закономерности изменения МЛДп по ряду тяжелых РЗ ионов ОТ ТЬ ДО Yb.

Предсказание возможности реализации нового фазового перехода между антиферромагнитными фазами, обусловленными "induced atag-gered field- взаимодействием в Dy3A-5o12, и его проявления в МЛДп.

- Теория МЛД в области г-г переходов в ферритах-гранатах.
Получение информации о нецентросимметричном кристаллическом поле
для иона Yb3* в Yb3Fa5o,2.

2. Развитие теории магнитоупругих явлений: магнитострикции,
аномалий постоянных решетки, аномалий упругих модулей в РЗ окисних
соединениях с низкой симметрией окружения РЗ иона (тетрагональной,
орторомОической и моноклинной).

Объяснение закономерностей магнитоупругого взаимодействия в РЗ парамагнитных гранатах и фосфатах, вклэтавдее в себя определение магнитоупругих коэффициентов.

Выявление природы магнитострикции в ВТСП 1-2-3 с РЗ ионами Dy, Но, Er, Тт и объяснение полевых, температурных и ориентацион-ных зависимостей магнитострикции.

Установление неустойчивости решетки DyBa2Cu3o6ta в тетрагональной и орторомОической фазах относительно моноклинных искажений

Х2.

3.Создание высокоэффективной оптимизационной процедуры для случая многих переменных при наличии ограничений б виде равенств и неравенств, позволившей, в частности, определить кристаллические поля низкой симметрии, действующие па ионы ть, Dy и Ти в ортоаяю-минатах и ортоферритах, из спектроскопических и магнитных данных, а также разработать соленоиды оригинзлышх конструкций.

4.Построение магнитных фазовых диаграмм, расчет доменных структур в областях метастабильности л аномалий физических характеристик при ориентационных фаговых переходах первого я второго рода.

Научио - практическая значимость результатов. Полученные результаты позволяют в едином подходе описать большую совокупность особенностей поведения магшшшх, упругих, мапттоупругих и магнитооптических свойств РЗ соедішешіЯ їв частности, ВТСП 1-2-3). В рамках развитых в диссертации представлений объяснены многие экспериментальные результати, ряд эффектов предсказан и впоследствии экспериментально обнаружен. Практическая ценность полученных результатов обусловлена бозмохность» эффективного управления физическими свойствами РЗ соединешШ с помощью внесшего магнитного поля, температуры и разнообразных замещении в РЗ подсистеме, что особенно важно для реиения проблемы создания магнитных материалов с заданными свойствами.

Те-ор-тические результати диссертации использовались для объяснения нмеицихся экспериментальных дашшх и послужили стимулом для новых исследований в Московском государственном университете. Институте оСцой физики Alt СССР, Физико - техническом институте низких температур АН УССР, Институте металлофизики АН УССР, Институте физики металлов УО All СССР, Уральском иолитехішческом институте, Московском авиационном институте, Институте высоких энергий и ряде других организации.

Апробация работы. Основино результаты исследовании, представление в дассертацші, докладывались и обсуїдались на следующее конференциях, совещаниях к семинарах:

Всесоюзные конференции по физике магаитпых явлений (Донецк, 1977; Туда, 1983; Донецк, І985; Калинин, 1888; Ташкент, 1991)

Мех:дукародпая конференция по магнетизму ICU 88 і Париж,1988)

- Советско-польский се;-пшар по исследованию г-электронных
систем (Вильнюс, 1933)

Международная конференция по материалам и механизмам сверхпроводимости высокотемпературных сверхпроводников (Стэнфорд, 1989; Каназава, 1991)

Всесоюзная конференция по высокотемпературной сверхпроводимости (Киев, 1989)

-Республиканский научный семинар "Физика ферритов и родственных им соединений" (Донецк. 1987, 1989)

- Всесоюзный симпозиум "Магнетизм редкоземельных соединений"
(Москва, 1989)

-Всесо-озное совещашіе -Оптические свойства магнитных диэлектриков- (Киев, 1989)

- Сессия научного совета ЛИ СССР по проблеме "Ь'агнэтизм"
(Алушта, 1991)

- Мездународпая конференция по шсокотешерзтурной сверхпро
водимости (Москва, 1991)

- Международный симпозиум по магнитооптике (Харьков, 1991»
Публикации. По теме диссертацші опубликовано 60 печатных

работ, список основных публикаций (44) приводен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех частей ! содержащих соответственно четыре, одну и четыре главы), заключения, списка цитируемой'литературы и двух прилохе-киа. В девяти главах трех частей диссертации изложены оригинальные результаты. В начале каздой из глав обосновывается актуальность задачи и формулируется ее постановка, в заклхлешга главы приводятся основные результаты и вывода.