Исследование магнитного резонанса в оксидных соединениях меди с помощью автоматизированного спектрометра с импульсным магнитным полем тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.01 ВАК РФ

На правах рукописи

Тугаринов Василий Иванович

ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО РЕЗОНАНСА В ОКСИДНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ МЕДИ С ПОМОЩЬЮ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СПЕКТРОМЕТРА С ИМПУЛЬСНЫМ МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ

01 04 01 — приборы и методы экспериментальной физики

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Красноярск — 2007

003176448

Работа выполнена в Институте физики им JI В Киренского СО РАН

Научные руководители

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор физико-математических наук Петраковский Г А

кандидат физико-математических наук Панкрац А И

доктор физико-математических наук,

профессор

Патрин Г С

кандидат физико-математических наук, доцент

Журавлев В А

Институт общей физики им А М Прохорова РАН

Защита состоится _" декабря 2007 г в мин в конференц-

зале главного корпуса ИФ СО РАН на заседании диссертационного совета Д 003 055 01 при Институте физики им JT В Киренского СО РАН по адресу 660036, г Красноярск, Академгородок, 50, стр 38

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ИФ СО РАН

Автореферат разослан .¿t ноября 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета ,

доктор физико-математических наук / Втюрин А Н

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования Метод магнитного резонанса является одним из самых мощных косвенных методов исследования магнитного состояния вещества Этот метод обладает большой чувствительностью к макроскопической магнитной структуре кристалла, что позволяет успешно применять его для изучения фазовых переходов В использованном в данной работе спектрометре большой диапазон магнитных полей реализуется с помощью импульсного метода Этот метод обладает массой достоинств, но относительно короткая длительность импульса создает сложности при регистрации спектра магнитного резонанса Нередко при использовании различных технических решений возникает задача как при ограниченном быстродействии АЦП и небольшом объеме буферной памяти получить развертку сигнала поглощения с максимальной точностью Поэтому разработка систем автоматизации измерений в импульсном магнитном поле является весьма актуальной задачей экспериментальной физики

Автоматизированный спектрометр с импульсным магнитным полем использован для изучения магнитного резонанса в оксидных соединениях меди Их широкое изучение первоначально было стимулировано открытием ВТСП Окисные соединения меди характеризуются широким разнообразием магнитных структур, которые к тому же обладают различной магнитной мерностью Интересу к соединениям меди способствует также еще одно свойство иона Си2+, который обладает спином 5 = 1/2, что позволяет изучать квантовые явления, характерные дай такой величины спина, при низких температурах

Все эти обстоятельства определили выбор объектов исследования в настоящей диссертации тетрагональный кристалл метабората меди С11В2О4 и триклинный кристалл С115В12В4О14. Исследования С11В2О4 в магнитном поле в базисной плоскости показали существование в области магнитного порядка нескольких фазовых границ I и II рода В то же время магнитная фазовая диаграмма кристалла в поле вдоль тетрагональной оси была неизвестна, и ее изучение вызывает большой интерес Что касается СигВ^В^н, то этот кристалл является новым соединением, впервые синтезированным в лаборатории резонансных свойств магнитоупорядоченных веществ (РСМУВ) Института физики СО РАН, поэтому исследование его магнитной структуры также является актуальной задачей

Цели и задачи исследования Целью работы является развитие экспериментальной методики магнитного резонанса и исследование с помощью этого метода магнитной структуры и фазовых переходов в двух кристаллах оксидных соединений меди, СиВгО* и С^В^В^и

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие кон-

кретные задачи

1 Выполнить автоматизацию измерений на спектрометре магнитного резонанса с импульсным магнитным полем,

2 Провести измерения магнитного резонанса в новом кристалле С115В12В4О14 с целью определения магнитной структуры,

3 Провести измерения магнитного резонанса в кристалле СиВг04 и изучить его магнитную фазовую диаграмму в поле, параллельном тетрагональной оси

Монокристаллы С11В2О4 и С115В12В4О14, выращены под руководством Саблиной К А в лаборатории РСМУВ ИФ СО РАН методом спонтанной кристаллизации в раствор-расплаве Научная новизна

1 Автоматизирован спектрометр магнитного резонанса с импульсным магнитным полем В процессе автоматизации создана новая методика формирования развертки магнитного поля для регистрации спектров магнитного резонанса, основанная на аппроксимации импульса тока математической моделью колебательной разрядной цепи

2 Проведены исследования магнитного резонанса в кристалле С11В2О4 и впервые показано, что этот резонанс обусловлен слабоупорядоченной подсистемой метабората меди Впервые с помощью магнитного резонанса исследован магнитный фазовый переход в слабоферромагнитное состояние, происходящий в поле, параллельном тетрагональной оси Дано качественное объяснение механизма этого перехода

3 Впервые выполнены исследования магнитного резонанса нового оксокуп-рата С115В12В4О14 триклинной симметрии На основании резонансных и статических магнитных свойств установлено, что этот кристалл является ферримагнетиком Определены направления основных магнитных осей Показано, что большая часть экспериментальных данных хорошо описывается в рамках ромбического гамильтониана

Научная и практическая ценность

1 Проведена автоматизация спектрометра магнитного резонанса с импульсным магнитным полем Разработана методика определения мгновенного значения магнитного поля в любой точке импульса и построения полевых разверток сигнала поглощения Методика, не требующая применения быстродействующего АЦП и основанная на использовании математической модели импульса тока через соленоид, может быть применена

в любой научной или промыш пенной установке, использующей импульсные магнитные поля Кроме того, практическую ценность представляет программа управления автоматизированным спектрометром,

2 Научную ценность представляют нетривиальные экспериментальные результаты, полученные с помощью спектрометра магнитного резонанса с импульсным полем В частности, необычный результат — существование в метаборате меди С11В2О4 фазового перехода из спирального в соизмеримое состояние в магнитном поле, приложенном перпендикулярно плоскости спирали Необычным также является ромбическая симметрия угловых зависимостей резонансных полей и намагниченности в кристалле Си5В12В4014 триклинной симметрии Эти результаты являются оригинальными и стимулируют развитие новых теоретических представлений

Положения, выносимые на защиту

1 Автоматизация спектрометра магнитного резонанса с импульсным магнитным полем,

2 Методика измерения мгновенных значений импульсного магнитного поля с использованием математической модели импульса тока через соленоид,

3 Программа управления спектрометром Программа просмотра, отбора и анализа спектров,

4 Для монокристалла метабората меди показано, что наблюдаемый магнитный резонанс в магнитном поле, параллельном тетрагональной оси, обусловлен колебаниями в слабоупорядочениой подсистеме ионов меди По экспериментальным данным построена фазовая диаграмма в магнитном поле Я || с,

5 Для триклинного ферримагнетика С115В12В4О14 показано, что значительная часть экспериментальных данных может быть описала, исходя из ромбической магнитной симметрии кристалла Из анализа спектров магнитного резонанса определены направления магнитных осей кристалла и эффективные поля магнитной кристаллографической анизотропии Характер угловых зависимостей резонансного поля для исследованных плоскостей вращения объяснены особенностями расположения атомов меди в этих плоскостях

Апробация работы Результаты работы обсуждались на семинарах лаборатории резонансных свойств магнитоупорядочеппых веществ Института

физики им Л В Киренского СО РАН и докладывались на следующих конференциях международная конференция "Moscow International Symposium of Magnetism"(Москва, 2002 и 2005 гг), Всеросийская научная конференция студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-9» (Красноярск, 2003 г), международная конференция «EASTMAG» (Красноярск, 2004 г, Казань, 2007 г), 34-ое совещание по физике низких температур (Сочи, 2006 г)

Публикации Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 12 работах в том числе 6 статей в рецензируемых журналах, 4 работы в трудах международных конференций

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии в автоматизации спектрометра магнитного резонанса, исследованиях магнитного резонанса в кристаллах CU5B12B4O14 и С11В2О4, проведении анализа и интерпретации полученных результатов, включая данные полученные другими экспериментальными методами Автором самостоятельно создана программа управления спектрометром, а также программа просмотра и предварительной обработки спектров

Структура и объем работы Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и библиографии Общий объем диссертации 135 страниц, включая 35 рисунков и список литературы из 181 наименования ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулированы цель и задачи диссертационной работы, перечислены полученные в диссертации новые результаты, их практическая ценность, представлены положения, выносимые на защиту и описана структура диссертации

В первой главе приведен краткий обзор работ по магнитному резонансу Приведены основные сведения из теории магнитного резонанса в ферро- и антиферромагнетиках, используемые при обсуждении оригинальной части В обзоре рассмотрены основные черты магнитного резонанса в различных типах магнитоупорядоченных структур классических антиферромагнетиках, одномерных магнетиках, магнетиках с несколькими подсистемами различной природы, фрустрированных системах и магнетиках с модулированными структурами В конце главы сформулированы задачи диссертации

Вторая глава посвящена автоматизации спектрометра магнитного резонанса с импульсным магнитным полем В начале главы приведены технические характеристики и описана схема спектрометра Спектрометр дает возможность проводить измерения в диапазоне частот от 25 до 140 ГГц в полях до 100 кЭ и наблюдать магнитный резонанс в различных типах магнетиков, в том числе имеющих большое начальное расщепление в спектре

На рис 1 приведена блок-схема установки Спектрометр построен по схе-

ме отражательного спектрометра прямого усиления. Весь частотный диапазон спектрометра перекрывается генераторами Ганна, стандартными генераторами СВЧ и набором ламп обратной волны. Требование необходимой широкополос-ности спектрометрической части удовлетворяются использованием закороченного волновода работающего в многомодовом режиме.

Ставились следующие задачи автоматизации:

1) разработать способ измерения магнитного поля без использования фер-рорезонансного датчика;

2) реализовать регистрацию температуры образца;

3) сохранять результаты измерения в файл с возможностью дальнейшей обработки в специализированных компьютерных программах. Файл должен содержать информацию об условиях эксперимента;

4) реализовать возможность накопления сигнала.

Автоматизация спектрометра выполнена в стандарте КАМАК с использованием стандартных модулей. Для связи ЭВМ с последовательным контроллером К16П используется интерфейсная плата на шине ISA. Нами были разработаны плата управления зарядом и разрядом конденсаторов и отдельный модуль управления запуском АЦП. Схема взаимодействия модулей и остальных узлов спектрометра приведена на рисунке (рис. 1).

Для регистрации спектра магнитного резонанса были выбраны АЦП-10/1, имеющие следующие характеристики: разрядность 10, время преобразования 1 мкс, объем буферной памяти 4096x10 слов.

Для развертки магнитного поля по измерениям 10-ти разрядного АЦП необходимо применять какой-либо алгоритм сглаживания данных. По нашему мнению, наиболее эффективным в данном случае является нелинейная аппроксимация методом наименьших квадратов (МНК). В нашем случае импульс тока в соленоиде можно достаточно хорошо описать моделью колебательного

lzxzhS} 121 1Я I® Г®Тп И п |-си[

¡1 If 1 ч si з , лТ Т ТЕ 'Ji! г [г 11 г г Г^^Р—№\

МАК ) i ...........................V.

Рис. 1. Блок-схема спектрометра антиферромагнитного резонанса. 1 - генератор СВЧ миллиметрового и сантиметрового диапазона; 2 - вентиль; 3 - аттенюатор; 4 - направленный ответвитель; 5 - детекторная секция; 6 - соленоид; 7 - образец; 8 - широкополосный усилитель; 9 - блок питания импульсного магнита; 10 - батарея конденсаторов; 11 - безиндуктивное сопротивление: 12 -цифровой вольтметр для измерения сигнала термопары; ¡3 - цифровой вольтметр для измерения напряжения заряда; 14 - плата управления зарядом/разрядом батареи конденсаторов; 15 - интерфейсная плата; 16 — ЭВМ.

контура из включенных последовательно активного сопротивления Я, индуктивности Ь и емкости С Сила тока в такой цепи, нормированная на величину начального напряжения заряда батареи конденсаторов (1^), не зависит от величины ^ и определяется выражением

Уо шЬ

где

и =

Я

V

и =

1-е/ Ш '

¿ =

тес

4Ь

(1)

(2)

о 0 50

зоо вч

^^Ч \ 215^

08-

'/ 0 005 , 0 006 , 0 007 ( 0 008 , . \

0 002 0 004

0 006 0 006 0 010 0 012 Время с

Рис 2 Записи импульса тока через соленоид дня различных напряжений \'о, нормированные па Уо, в единицах (код АЦП)/В Гладкие линии — результат аппроксимации

Для определения параметров /?, Ь, С записывались серии импульсов тока при различных значениях начального напряжения на конденсаторах

При сопоставлении импульсов, записанных для разных значений было обнаружено, что с увеличением начального напряжения заряда конденсаторной батареи происходит смещение максимума нормированного на напряжение Уо импульса тока 1{£) по времени и увеличение его амплитуды (рис 2) По нашему мнению этот эффект связан, с различными факторами, например, увеличением емкости конденсаторов с ростом Уо, деформацией соленоида в момент импульса, а также разогревом измерительного шунта Точный учет этих факторов приводит к значительному усложнению модели и увеличению числа ее параметров, и что самое важное, это не дает заметного улучшения качества интерполяции

Оказалось, что вполне удовлетворительные результаты можно получить с помощью поправок к параметрам Я и Ь, линейно зависящими от начального напряжения заряда конденсаторной батареи У0, а также добавлением нормирующего коэффициента а перед правой частью выражения (1), также линейно зависящего от Уо Емкость конденсаторной батареи при этом можно считать постоянной Полученная формула хорошо описывает ток в цепи соленоида для напряжений заряда до 1000 В со средней погрешностью аппроксимации менее 0,2 % для полей, меньших 0,8 амплитуды импульса, и менее 0,32 % для верхней части импульса, которая обычно не используется для наблюдения магнитного резонанса

Программное обеспечение для работы со спектрометром было разработано на языке «Object Pascal» в среде разработки «Delphi» с использованием методики объектно-ориентированного программирования

Программа управления спектрометром «AFMR32» обладает следующими основными возможностями обеспечивает регистрацию спектров магнитного резонанса одновременно с регистрацией условий эксперимента, калибровка термопары по фиксированным реперным точкам, автоматическое сохранение спектров магнитного резонанса, реализована возможность автоматической записи температурной зависимости резонансных спектров

Кроме программы управления спектрометром, создана вспомогательная программа «SpectrumView» позволяющая производить отбор, первичный анализ и обработку спектров Ее основные возможности просмотр спектров, сравнение спектров между собой, построение в полуавтоматическом режиме различных зависимостей магнитного резонанса, аппроксимация формы линии кривыми Гаусса или Лоренца, удаление шумов методом Фурье-анализа спектра

Калибровка спектрометра производилась по ФМР в сферическом образце железо-иттриевого граната, ориентированного вдоль легкого направления При калибровке средний разброс значений резонансного поля ФМР относительно теоретической зависимости составил 0,15 %

На рис 3 приведены спектры магнитного резонанса, получепные в кристалле CU5B12B4O14, и демонстрирующие возможности установки по разрешению узких линий Как видно из рисунка, если общая ширина линии более 50 Э, то точек достаточно для того, чтобы выделить основную линию магнитного резонанса и сопутствующие ей магнитостатические пики существенно меньшей амплитуды

Третья глава посвящена исследованиям магнитного резонанса в кристалле CUB2O4 (метабората меди) в поле, параллельном тетрагональной оси С11В2О4 — тетрагональный кристалл, пространственная группа lA2d с парамет-

о о

рами решетки а = 11,528 А, с = 5,607 А [1, 2] Двенадцать ионов меди занимают две неэквивалентные позиции Четыре иона Си(А) находятся в квадратном кислородном окружении и образуют трехмерную магнитную подсистему, обла-

Рис 3 Спектр магнитного резонанса в Cu5Bi2B40i4 на v = 42,21 ГГц, Т = 4,2 К На вставке v = 26,69 ГГц, Т = 4,2 К

дающую магнитным порядком ниже температуры Нееля Тдг = 20 К («сильная» подсистема А) Остальные восемь ионов Си(В) занимают позиции в сильно искаженных кислородных октаэдрах и относятся к слабоупорядоченной подсистеме В, которая является квазиодномерной в магнитном отношении и при температурах вплоть до 2 К поляризована за счет обменного взаимодействия с ионами сильной подсистемы Нейтронные исследования показали [1, 3, 2], что при Т < Т1!рт1 = 9,5 К магнитное состояние кристалла является несоизмеримым и представляет собой спираль, в которой магнитные моменты вращаются в базисной плоскости, а волновой вектор модуляции структуры к направлен вдоль тетрагональной оси С уменьшением температуры от Т„роги волновой вектор плавно увеличивается и достигает величины к~(0, 0, 0,15) при Т = 1,8 К Магнитная фазовая диаграмма метабората меди в магнитном поле, перпендикулярном тетрагональной оси, приведена в работе [4] Целью настоящей работы является изучение магнитного резонанса и фазовой диаграммы метабората меди в магнитном поле, приложенном вдоль тетрагональной оси кристалла (продольном поле)

При исследовании температурных зависимостей резонансного поля и ширины линии магнитного резонанса при Я || с в диапазоне частот от 25 до 80 ГГц обнаружены резкие аномалии (рис 4(а)) Уширение линии (рис 4(а), б) в области аномалии уменьшалось с ростом частоты и, соответственно, резонансного поля

Интенсивность резонансной линии при этом также испытывает аномалию (рис 4(Ь)), величина которой уменьшается с ростом частоты Ни ширина линии, ни ее интенсивность не испытывают никаких особенностей в районе температуры Нееля

Частотно-полевая зависимость магнитного резонанса для Я || с (рис 4(с)) при температуре 4,2 К практически линейна и характеризуется энергетической щелью ис « 1,5 ГГц В тоже время, после перехода в соизмеримое состояние частотно-полевая зависимость имеет вид, характерный для «спин-флоп» моды АФМР

Для доказательства того, что наблюдаемые аномалии связаны с переходом из несоизмеримого в соизмеримое состояние, были измерены зависимости продольной и поперечной намагниченности от магнитного поля вдоль тетрагональной оси

Полевые зависимости продольной намагниченности (рис 4(<1)) метабората меди, измеренные вдоль тетрагональной оси, подтверждают предположение о различной степени магнитного порядка в подсистемах А и В Эти зависимости нелинейны, особенно при низких температурах Насыщение происходит на уровне, соответствующем намагниченности слабой подсистемы 27,07 ети/§,

5

51

б 5

ЬУ __

ггц

37 08 ГГц ГГц ГГц

(а) Температурные зависимости резонансного (Ь) Интенсивность линии магнитного резонанса поля и ширины линии для Я || с на частоте 41,4 ГГц, II ;| с

(с) Частотно-полевая зависимость магнитного (с1) Полевые зависимости параллельной и пер-резонанса при температурах 4,2 и 9,7 К, Й || с пендикулярной намагниченности, Г < Тгр0П1

Рис 4 Экспериментальные данные магнитного резонанса и статических магнитных измерений в СиВ204

следовательно, именно эта подсистема насыщается в относительно небольших полях

Очевидно, что скачок поперечной намагниченности в базисной плоскости при Т < ТвраП1 = 9,5 К (рис 4(сЗ), а) на величину 0,6 ети/^ вызван фазовым переходом в индуцированное слабофсрромагнитное состояние В области скачка поперечной намагниченности при прямом и обратном проходе по магнитному полю наблюдается гистерезис, следовательно, что Т < Т5рта фазовый переход по полю вдоль тетрагональной оси, как и при перпендикулярной ориентации поля [5], является переходом первого рода

Несмотря на то, что подсистема В является слабоупорядоченной, она играет важную роль в образовании модулированного состояния, образуя вместе с подсистемой А спиральную магнитную структуру При насыщении подсистемы В вдоль тетрагональной оси, ее магнитные моменты подворачиваются к направлению магнитного поля, при этом поперечные компоненты моментов с приближением к критическому значению поля уменьшаются и в точке фазового перехода скачком обращаются в нуль Таким образом, спиральное состояние существует до тех пор, пока сохраняются поперечные компоненты намагниченности подсистемы В Границы между состояниями при Т < Тероп( определялись также по скачкам магнитострикции, а выше Т$р01а — по аномалиям поперечной намагниченности и резонансного поглощения, измеренного в 3-см диапазоне Фазовая диаграмма метабората меди в магнитном поле вдоль тетрагональной оси приведена на рис 5

Анализ резонансных свойств метабората меди наводит на мысль, что резонансное поглощение в этом кристалле при ориентации магнитного поля вдоль тетрагональной оси связано именно со слабой подсистемой ионов меди В пользу такого объяснения говорят следующие аргументы

• Температурная зависимость интенсивности резонанса хорошо описывается законом Кюри-Вейсса с в = 2 К, что характерно для магнитных систем при температурах выше температуры магнитного упорядочения

• Резонансные параметры не испытывают аномалий при температуре упорядочения сильной подсистемы Тдг = 20 К

• Частотно-полевая зависимость резонанса в соизмеримом состоянии имеет

4 5 8 7 в 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Т К

Рис 5 Фазовая диаграмма Состояния 1 — несоизмеримая спиральная структура, 2 — соизмеримое состояние со слабым ферромагнетизмом, с! — фаза с большим периодом модуляции (предположительно)

нелинейный вид, характерный для спин-флоп моды антиферромагнетиков с ЛО анизотропии и параметрами На = 1,26 кЭ и Не = 8,67 кЭ Такое поведение согласуется с нейтронными данными [2], в соответствии с которыми в соизмеримом состоянии магнитные моменты В-подсистемы ориентированы преимущественно вдоль тетрагональной оси, а моменты А-подсистемы лежат в базисной плоскости

• Частотно-полевая зависимость резонанса в спиральном состоянии почти линейна и близка к зависимости и — 7Я, а энергетическая щель близка к нулю По-видимому, малые значения щели, наблюдаемые в спектре магнитного резонанса для соизмеримого и несоизмеримого состояний, обусловлены малостью обменного поля, действующего на ионы меди подсистемы В со стороны сильной подсистемы, а собственное обменное поле слабой подсистемы еще меньше

Следует сказать, что в СиВ204 в несоизмеримом состоянии не наблюдаются особенности, характерные для резонанса в спиральных структурах К числу таких особенностей относятся постепенное исчезновение резонансного поглощения, соответствующего акустической ветви соизмеримой фазы, по мере удаления от фазовой границы вглубь несоизмеримого состояния, а также гистерезисная зависимость резонансного поля и формы линии от направления развертки поля В метаборате меди в спиральном состоянии магнитный резонанс наблюдается при уменьшении частоты до 3,5 ГГц (фазовой границе при Т = 4,2 К соответствует частота 37 ГГц) и при температурах до 1,3 К, при этом интенсивность резонансного поглощения с понижением температуры растет А форма резонансной линии и ее положение не зависят от направления развертки поля Кроме того, теоретические и экспериментальные работы по магнитному резонансу в спиральных магнетиках [6, 7, 8] говорят об очень слабой зависимости резонансной частоты от магнитного поля, а в метаборате меди в спиральном состоянии наблюдается зависимость, близкая кы = 7Я и характерная скорее для легкоплоскостного антиферромагнетика

Таким образом, магнитный резонанс, наблюдаемый в метаборате меди в интервале частот 3,5 - 80 ГГц, связан со слабоупорядоченной подсистемой ионов меди, которая в несоизмеримом состоянии ведет себя, как антиферромагнетик с ЛП или ЛО анизотропии, соответственно, в несоизмеримом и соизмеримом состояниях

В четвертой главе приводятся результаты исследования методом магнитного резонанса магнитной структуры кристалла 0115131264014 Установлено, что данный кристалл обладает триклинной симметрией с пространственной

_ о о

группой Р1 Параметры элементарной ячейки а — 10,132 А, Ь — 9,385 А,

с = 3,458 А, а — 105,443°, /3 = 97,405°, 7 = 107,784°, I = 1 Элементарная ячейка содержит одну формульную единицу Ионы меди занимают четыре неэквивалентные положения, все ионы имеют кислородное окружение в виде искаженного и сильно вытянутого октаэдра, при этом базис октаэдра не является правильным квадратом, степень его искажения различна для разных неэквивалентных позиций

Образец с рентгенографически идентифицированными гранями имел вид пластинки, вытянутой в одном направлении (вставка на рнс 6) Ось с кристалла направлена вдоль длинного ребра пластинки, кристаллографические индексы самой большой грани и вытянутой боковой грани — (010) и (100), соответственно Наиболее характерные взаимно перпендикулярные ориентации обозначены нами М1—МЗ Ориентации М1 и МЗ лежат в кристаллографической плоскости (010) так, что направление М1 совпадает с осью с, направление М2 перпендикулярно этой плоскости

На основании анализа кристаллической структуры и обменных взаимодействий в С115В12В4О14 нами предложена магнитная структура этого кристалла, состоящая из двух ферромагнитных подрешеток, связанных антиферромагнитным обменным взаимодействием

На рис 6 приведены частотно-полевые зависимости магнитного резонанса, измеренные при температуре 4,2 К для направлений М1 -МЗ Из характера частотно-полевых зависимостей можно сделать вывод о том, что трнклинная ось с (направление М1) является легкой осью намагничивания, а направления М2 и МЗ, близкие к триклинным осям Ь и а, являются трудными осями (или, по крайней мере, очень близки к ним) Причем направление МЗ — более трудное, чем М2

Большинство измеренных угловых зависимостей имеют симметричный вид, минимальные и максимальные значения резонансных полей чередуются через углы, близкие к 7г/2 Для примера на рис 7(а) показана угловая зависимость резонансного поля, измеренная в плоскости, перпендикулярной оси с и проходящей через взаимно перпендикулярные направления М2 и МЗ Здесь

Н кЭ

Рис б Частотно-полевая зависимость магнитпого резонанса при температуре Т = 4,2 К для направлений М1, М2, МЗ НаЕставке типичная форма

образца

же отмечены положения атомных плоскостей (Ьс) и (ас), угол между которыми составляет ~ 111°. Хорошо видно, что угловая зависимость является симметричной, её максимум соответствует направлению МЗ, лежащему в атомной плоскости (ас), а минимум совпадает с направлением М2, а не с положением атомной плоскости (Ьс). Подобные угловые зависимости, в которых мини-

34 32 30 28 26 ■3.24

I

22 20 18 16 14

(а) Угловая зависимость резонансного (Ь) Угловая зависимость резонансного поля при вращении в плоскости перпен- поля на частоте 42,2 ГГц в плоскости дикулярной направлению М1. Сплош- грани А, Т = 4,2 К. На рисунке отмече-ная линия расчет. но налравление близкое к М2.

Рис. 7. Угловые зависимости магнитного резонанса в Си5В12В4014.

мальные и максимальные значения резонансных полей чередуются через угол, близкий к 7г/2, наблюдались как при вращении образца в других координатных плоскостях, так и в плоскостях, не совпадающих с координатными плоскостями или гранями кристалла. Исключение составляет угловая зависимость, полученная при вращении образца в плоскости, совпадающей с одной из граней основания образца (грань А на вставке рис. 6). В этом случае, как видно из рис. 7(Ь), зависимость имеет явно несимметричный вид.

Наблюдаемые частотно-полевые и угловые зависимости ФМР, за исключением рис. 7(Ь), имеют вид, позволяющий описывать их в рамках ромбической магнитной симметрии.

В расчетах использовалась плотность энергии, содержащая только зее-мановскую и анизотропную энергию (энергией размагничивающего поля из-за малости пренебрегаем):

и = ин + иа = -МН + ~ахМ2х + \ауМ2у. (3)

Здесь ах и ау — константы анизотропии, Мх и Му — компоненты вектора намагниченности. Ось 2 совпадает с триклинной осью с, а оси х и у — соответственно с направлениями МЗ и М2. При ах, ау > 0 основное состояние кристалла соответствует лёгкой оси намагничивания вдоль г, а оси ж и у являются трудными

.ц*) 1 ' (ад 1 -

»1* / 1

МЗ \ / Мз :

М2 (Ьс) /

\ I ! /

О ЗА 60 90 а 120 150 180

с эффективными полями анизотропии Has = ахМо и Нау = ауМв, где Mq — намагниченность насыщения ферромагнетика

Используя запись для энергии (3), можно получить выражения для частотно-полевых зависимостей ФМР В частности когда магнитное поле ориентировано вдоль оси легкого намагничивания z, частотно-нолевая зависимость является квазилинейной

Если магнитное поле направлен о по одной из трудных осей, например, х,

то

В результате этого расчета получены также теоретические угловые и полевые зависимости намагниченности, хорошо согласующиеся с экспериментом Для другой трудной оси получается аналогичная формула с заменой Нах «-» Нау Частотно-полевые зависимости ФМР для произвольных направлений магнитного поля рассчитывались численно Расчетные частотно-полевые зависимости для всех трех ориентаций магнитного поля хорошо описывают экспериментальные данные с параметрами 7 = 3,07, Нах = 20,1 кЭ и Нау = 8,1 кЭ Найденные значения полей анизотропии близки к значениям полей насыщения, полученным из полевых зависимостей намагниченности для соответствующих направлений магнитного поля

Несовпадение магнитной и кристаллической симметрии для некоторых плоскостей вращения можно было бы объяснить влиянием формы образца или двойникованием кристаллов Однако, эффективное поле анизотропии формы образца не превышает 1 кЭ и не может конкурировать с кристаллографической анизотропией Кроме того, на образцах, имеющих другой габитус, также были получены зависимости, аналогичные приведенным на рис 7(а) Рентгеновские исследования подтвердили отсутствие двойникования в образцах

На наш взгляд, кажущееся несовпадение кристаллической и магнитной симметрии кристалла С115В12В4О14 можно объяснить следующим образом В кристалле триклинной симметрии выбор координатных осей является является произвольным, поэтому вид угловых зависимостей резонансного поля в какой-либо плоскости вращения определяется расположением ионов меди в этой плоскости

Анализ расположения ионов меди показал, что в тех плоскостях вращения, в которых угловые зависимости имеют симметричный вид с чередованием

(4)

максимумов и минимумов через углы, близкие к тг/2, действительно можно выделить фрагменты структуры (плоскости или цепочки атомов меди), взаимная ориентация которых близка к перпендикулярной В плоскости грани А цепочки ионов меди ориентированны друг к другу под углом, близким к 120°, что и находит отражение в соответствующей угловой зависимости Выводы

1 Автоматизирован спектрометр магнитного резонанса с импульсным магнитным полем Результатом автоматизации стало существенное упрощение схемы измерений и увеличение их точности Появилась возможность вести базу спектральных данных

2 В процессе автоматизации создана новая методика формирования развертки магнитного поця для регистрации спектров магнитного резонанса, основанная на аппроксимации импульса тока математической моделью колебательной разрядной цепи

3 Создана программа управления спектрометром Программа разработана с использованием методики объектно-ориентированного программирования, что позволяет использовать ее с незначительно доработкой для других спектрометров машитного резонанса Разработана вспомогательная программа просмотра и первичной обработки спектров

4 С помощью автоматизированного спектрометра проведены исследования магнитного резонанса в кристалле СиВгС^ Показано, что эют резонанс обусловлен слабоупорядоченной подсистемой метабората меди С помощью магнитного резонанса исследован магнитный фазовый переход в слабоферромагнитное состояние, происходящий в поле вдоль тетрагональной оси Для такой ориентации поля построена магнитная фазовая диаграмма СиВ204

5 Впервые выполнены исследования магнитного резонанса нового оксокуп-рата О^В^В^м триклинной симметрии Установлено, что трнклинная ось с является осью легкого намагничивания, а направления, лежащие в перпендикулярной плоскости и близкие к триклинным осям а и Ь, являются трудной и промежуточной осями с полями анизотропии, соответственно, 20,1 кЭ и 8,1 кЭ Показано, что большая часть экспериментальных данных по магнитному резонансу хорошо описывается в приближении ромбической симметрии

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих публикациях

1 Синтез нового оксокупрата С115В12В4О14 и исследование его структурных, магнитных и резонансных свойств /ГА Петраковский, К А Саблина, А И Панкрац, В И Тугаринов и др // Физика твердого тела — 2002 — Т 44, № 7 - С 1280-1284

2 Pankrats А I, Tugarinov V I, Sabhna К A Magnetic resonance in new copper oxide CU5B12B4O14 with triclmic symmetry Ц J Mag Mag Mat — 2004 - Vol 279 - Pp 231-234

3 Тугаринов В И., Панкрац А И, Макиевский И Я Автоматизированный спектрометр магнитного резонанса с импульсным магнитным полем // Приборы и техника эксперимента — 2004 — № 4 — С 56-61

4 Magnetic resonance and the magnetic phase diagram of copper metaboratc C11B2O4 / A Pankrats, G Petrakovskn, V Tugarinov et al // The Physics of Metals and Metallography - 2005 - Vol 100, no 1 - P. S76-S78

5 Магнитная фазовая диаграмма метабората меди CUB2O4 в магнитном поле, параллельном тетрагональной оси /ГА Петраковский, А И Панкрац, В И Тугаринов и др // Укр физ жури -2005 — Т. 50, № 8D - С. D135-D141

6 Magnetic phase diagram of copper metaborate C11B2O4 in magnetic field parallel to c-axis / A Pankrats, G Petrakovskn, V Tugarinov et al // J Mag Mag Mat ~ 2006 - Vol 300, no 1 — Pp e388-e391

7 Magnetic resonance m new copper oxide CU5B12B4O14 with tnclinic symmetry / A Pankrats, G Petrakovskn, V Tugarinov, К Sabhna // MISM 2002 Books of abstracts - 2002 - June 20-34 — P 311 - Moscow

8 Тугаринов В И, Панкрац А И Исследование фазовой диаграммы метабората меди резонансным методом // ВНКСФ-9 — Т 1 — Красноярск 2003 -28 Марта-3 Апреля - С 336-337.

9 Тугаринов В И, Панкрац А И, Макиевский И Я Автоматизация спектрометра магнитного резонанса с импульсным магнитным полем // ВНКСФ-9 - Т 2 - Красноярск 2003 -28 Марта-3 Апреля - С 995-996

10 Magnetic phase diagram of copper metaborate CUB2O4 m magnetic field parallel to c-axis / A Pankrats, G Petrakovskn, V Tugarinov et al // MISM 2005 Books of abstracts - 2005 - June 25-30 - P 274

11 Роль двух подсистем ионов меди в низкотемпературных магнитных и резонансных свойствах метабората меди С11В2О4 / А И Панкрац, Г А Пет-раковский, В И Тугаринов и др // 34 совещание по физике низких температур — 2006 — September 26-30 — С 29-30 — Ростов-на-Дону - п Лоо

12 Pankrats А , Petrakovshi G , Tugarinov V Magnetic resonance of the weak subsystem of Cu2+ 10ns in CuB204 // EASTMAG-2007«Magnetism on Nanoscale» Abstract book —2007 — August 23-26 — P 84 — Kazan

СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1 Formation of a magnetic soliton lattice in copper metaborate / В Roessli, J Schefer, G Petrakovskn et al // Phys Rev Lett — 2001 — Vol 86, no 9 — Pp 1885-1888

2 Complex magnetic ground state of C11B2O4 / M Boehm, В Roessli, J Schefer et al // Phys Rev В - 2003 - Vol 68, no 2 - Pp 024405-1-024405-9

3 Soliton lattice m copper metaborate CUB2O4, in the presence of an externa] magnetic field / T Schefer, M Boehm, В Roessli et al // Appl Phys A — 2002 - Vol 74 - Pp sl740-sl742

4 Новые магнитные состояния в метаборате меди CUB2O4 / А И Панкрац, Г А Петраковский, К А Саблина и др // Письма в ЖЭТФ — 2003 — Т 78, № 9 - С 569-573

5 Soliton lattice m coppermctaborate, C11B2O4, m the presence of an external magnetic field / J Schefer, M Boehm, В Roessli et al // Appl Phys A — 2002 - Vol 74 - Pp S1740-S1742

6 Cooper В , Elliott R J Spm-wave theory of magnetic resonance m spiral spin structures effect of an applied field // Phys Rev — 1963 — Vol 131, no 3 — Pp 1043-1056

7 Sosvn S S, Prozorova L A , Zhitomirsky M E Comparative study of esr spectra m incommensurate antiferromagnets // Письма в ЖЭТФ — 2004 — Vol 79, no 2 - Pp 104-110

8 Observation of higher-harmonic helical spm-resonance modes in the chromium spmel CdCr204 / S Kirnura, M Hagiwara H Ueda et al // Physical Review Letters - 2006 - Vol 97, no 25 - P 257202

Подписано в печать 30 10 2007 Формат 60 х 85/16 Уел печ л 1 Тираж 70 Заказ № 54

Отпечатано в типографии Института физики СО РАН 660036 Красноярск, Академгородок, ИФ СО РАН

Обозначения и сокращения

Введение

1 Магнитный резонанс в различных типах магнетиков. Исследование магнитной структуры и магнитных фазовых переходов.

1.1 Явление магнитного резонанса.

1.2 Ферромагнитный резонанс

1.3 Магнитный резонас в ферримагнетиках.

1.4 Магнитный резонанс в антиферромагнетиках.

1.4.1 Лёгкоосный АФМ.

1.4.2 Лёкгоплоскостной АФМ.

1.4.3 Антиферромагнетики со слабым ферромагнетизмом

1.5 Обзор работ по магнитному резонансу.

1.5.1 МпСОз.

1.5.2 a-Fe

1.5.3 Резонансные исследования ортоферритов

1.5.4 Резонансные исследования спин-Пайерлсовского магнетика CnGe03.

1.5.5 Антиферромагнетики с фрустрацией обменных взаимодействий

1.5.6 Модулированные магнитные структуры.

1.6 Выводы и постановка задачи.

2 Автоматизация спектрометра магнитного резонанса

2.1 Описание и устройство

2.1.1 Характеристики спектрометра.

2.1.2 Устройство спектрометра.

2.2 Автоматизация спектрометра.

2.2.1 Обзор цифровых систем регистрации быстропротекаю-щих процессов

2.2.2 Описание схемы автоматизации.

2.2.3 Методика измерения поля.

2.2.4 Описание работы автоматизированного спектрометра

2.2.5 Программа управления спектрометром.;

2.2.6 Калибровка спектрометра.

2.2.7 Оценка разрешающей способности по ширине линии

2.3 Выводы к главе 2.

3 Исследование магнитного резонанса в метаборате меди

3.1 Образцы.

3.2 Обзор данных.

3.3 Экспериментальные результаты

3.4 Обсуждение результатов.

3.5 Выводы к главе 3.

4 Исследование магнитного резонанса в СщЕ^Е^О^

4.1 Образцы.

4.2 Обзор данных.

4.3 Экспериментальные результаты .;

4.4 Магнитная структура Cu5Bi2B40i4.

4.5 Расчет магнитного резонанса в Cii5Bi2B40i

4.6 Выводы к главе 4.

Актуальность исследования. Метод магнитного резонанса обладает большой чувствительностью к макроскопической магнитной структуре кристалла. В зависимости от типа магнитной структуры кристалла и его ориентации относительно приложенных магнитных полей (как постоянного, так и высокочастотного) очень сильно могут меняться не только абсолютные значения резонансных частот, но и их функциональная зависимость от приложенного постоянного поля. Это свойство делает магнитный резонанс одним из информативных косвенных методов изучения магнитных структур и фазовых переходов. Кроме того, резонансный метод позволяет определять соответствующие эффективные внутренние поля, описывающие анизотропные, магнитоуиругие и другие взаимодействия, которыми определяется щель в спектре магнитного резонанса.

Возможности спектрометра магнитного резонанса определяются его диапазоном рабочих частот и магнитных полей. В использованном в данной работе спектрометре большой диапазон магнитных полей реализуется с помощью импульсного метода. При всех несомненных достоинствах этого метода у него есть один недостаток: относительно короткая длительность импульса создает сложности при регистрации спектра магнитного резонанса. Современные быстродействующие аналого-цифровые преобразователи доступны и позволяют регистрировать величину магнитного поля и сигнал резонансного поглощения с, достаточным разрешением по времени. Однако для получения необходимой точности.измерения величины магнитного поля требуется дополнительная аппроксимация полученной информации для компенсации недостаточной разрядности преобразователей. В схемах же с высокой разряд-ностыр, но с последовательным опросом каналов может возникать частичное прохождение сигнала с одного канала на другой (например, сигнала резонанса на канал магнитного поля), для устранения которого также необходима обработка данных. Кроме того, нередко при использовании различных технических решений возникает задача: как при ограниченном быстродействии АЦП и небольшом объеме буферной памяти получить развёртку сигнала поглощения с максимальной точностью. Поэтому автоматизация измерений на спектрометре магнитного резонанса с импульсным магнитным полем является весьма актуальной задачей экспериментальной физики.

Исследование оксидных соединений меди в последние годы является одним из важных направлений физики магнитных явлений. Их широкое изучение первоначально было стимулировано открытием ВТСП. Оказалось, что окисные соединения меди, характеризуются широким разнообразием магнитных структур, которые к тому же обладают различной магнитной мерностью.

Такое разнообразие можно продемонстрировать на примере тех ок-сокупратов, исследование которых проводилось и продолжается в настоящее время .в лаборатории резонансных свойств магнитоупорядоченных веществ(РСМУВ) Института физики СО РАН. Среди них можно отметить тетрагональный кристалл,ЕНгСиО^ который можно отнести к классическим трёхмерным антиферромагнетикам; квазиодномерный спин-Пайерлсовский магнетик СиСеОз; орторомбический кристалл ЫСг^Ог, в котором магнитный порядок возникает из-за. нарушения ладдерной структуры; спиновое стекло СиСагО^.триклинный ферримагнетик СщЕ^Е^О^. Особое место в этом ряду занимает, тетрагональный кристалл метабората меди С11В2О4, исследования которого, в том числе и в рамках настоящей диссертации, показали, что его магнитные свойства формируются двумя взаимодействующими между собой магнитными подсистемами ионов меди, одна из которых является трёхмерной, а другую можно рассматривать как квазиодномерную. Благодаря,-этому обстоятельству, в метаборате меди в области магнитного порядка формируется богатый набор магнитных состояний, среди которых есть несколько модулированных, период модуляции которых может быть как соизмерим с,параметрами,кристаллической решётки, так и несоизмерим, и смодулированное состояние, в котором кристалл обладает слабым ферромагнетизмом.

Интересу к соединениям меди способствует также ёще одно свойство иона Си2+, который обладает спином S = 1/2, что позволяет изучать квантовые явления, характерные для такой величины спина, при низких температурах. Среди ярких примеров таких явлений можно назвать открытие спин-Пайерлсовского перехода в CuGeOs, который стал первым неорганическим спин-Пайерлсовским магнетиком.

Все эти обстоятельства определили выбор объектов исследования в настоящей диссертации: тетрагональный кристалл метабората меди С11В2О4 и триклинный кристалл Cu5Bi2B40i4. Исследования С11В2О4 в магнитном поле в базисной плоскости показали существование в области магнитного порядка нескольких фазовых границ I и II рода. В то же время магнитная фазовая диаграмма кристалла в поле вдоль тетрагональной оси была неизвестна, и ее изучение вызывает большой интерес. Что касается CusBi2B40i4, то этот кристалл является новым соединением, впервые синтезированным в лаборатории РСМУВ Института физики СО РАН, поэтому исследование его магнитной структуры также является актуальной задачей.

Цели и задачи исследования. Целью работы является развитие экспериментальной методики магнитного резонанса и исследование с помощью этого метода магнитной структуры и фазовых переходов в двух кристаллах оксидных соединений меди, С11В2О4 и CusBi2B40i4.

В соответствии с целью исследования были поставлены следующие конкретные задачи:

1. Выполнить автоматизацию измерений на спектрометре магнитного резонанса с импульсным магнитным полем;

2. Провести измерения магнитного резонанса в новом кристалле Cu5Bi2B40i4 с целью определения магнитной структуры;

3. Провести измерения магнитного резонанса в кристалле С11В2О4 и изучить его магнитную фазовую диаграмму в поле, параллельном тетрагональной оси.

Научная новизна:

1. Автоматизирован спектрометр магнитного резонанса с импульсным магнитным полем. В процессе автоматизации создана новая методика формирования развёртки магнитного поля для регистрации спектров магнитного резонанса, основанная на аппроксимации импульса тока математической моделью колебательной разрядной цепи.

2. Проведены исследования магнитного резонанса в кристалле С11В2О4 и впервые показано, что этот резонанс обусловлен слабоуиорядоченной подсистемой метабората меди. Впервые с помощью магнитного резонанса исследован магнитный фазовый переход в слабоферромагнитное состояние, происходящий в поле, параллельном тетрагональной оси. Дано качественное объяснение механизма этого перехода.

3. Впервые выполнены исследования магнитного резонанса нового оксо-купрата Cu5Bi2B40i4 триклинной симметрии. На основании резонансных и статических магнитных свойств установлено, что этот кристалл является ферримагнетиком. Определены направления основных магнитных осей. Показано, что ббльшая часть экспериментальных данных хорошо описывается в рамках ромбического гамильтониана.

Научная и практическая ценность:

1. Проведена автоматизация спектрометра магнитного резонанса с импульсным магнитным полем. Разработана методика определения мгновенного значения магнитного поля в любой точке импульса и построения полевых развёрток сигнала поглощения. Методика, не требующая применения быстродействующего АЦП и основанная на использовании математической модели импульса тока через соленоид, может быть применена в любой научной или промышленной установке, использующей импульсные магнитные поля. Кроме того, практическую ценность представляет программа управления автоматизированным спектрометром;

2. Научную ценность представляют нетривиальные экспериментальные результаты, полученные с помощью спектрометра магнитного резонанса с импульсным полем. В частности, необычный результат — существование в метаборате меди С11В2О4 фазового перехода из -спирального в соизмеримое состояние в магнитном поле, приложенном перпендикулярно плоскости спирали. Необычным также является ромбическая симметрия угловых зависимостей резонансных полей и намагниченности в кристалле CusBi2B40i4 триклинной симметрии. Эти результаты являются оригинальными и стимулируют развитие новых теоретических представлений.

Положения, выносимые на защиту:

1. Автоматизация спектрометра магнитного резонанса с импульсным магнитным полем, программа управления спектрометром;

2. Методика измерения мгновенных значений импульсного магнитного поля с использованием математической модели импульса тока через соленоид;

3. Для монокристалла метабората меди показано, что наблюдаемый магнитный резонанс в магнитном поле, параллельном тетрагональной оси, обусловлен колебаниями в слабоупорядоченной подсистеме ионов меди;

4. По экспериментальным данным построена фазовая диаграмма в маг нитном поле II [| с. Сделано предположение, что причиной фазового перехода в области Т < 9,5 К является насыщение слабой подсистемы магнитным полем и изменение её вклада в образование спирального состояния;

5. Для триклинного ферримагнетика Cu5Bi2B40i4 показано, что значительная часть экспериментальных данных может быть описана, исходя из ромбической магнитной симметрии кристалла. Из анализа спектров магнитного резонанса определены направления магнитных осей кристалла и эффективные поля магнитной кристаллографической анизотропии. Характер угловых зависимостей резонансного поля- для исследованных плоскостей вращения можно объяснить особенностями расположения атомов меди в этих плоскостях.

Апробация работы. Результаты работы обсуждались на семинарах лаборатории резонансных свойств магнитоупорядоченных веществ-Института физики им. JI.B. Киренского СО РАН и докладывались на следующих конференциях:

1. На международной конференции "Moscow International Symposium of Magnetism"(Москва, Россия, 2002 г.);

2. На Всеросийской научной конференции студентов-физиков и молодых ученых «ВНКСФ-9» (Красноярск, Россия, 2003 г.);

3. На международной конференции «EASTMAG» (Красноярск, Россия, 2004 г.);

4. На международной конференции «Moscow International Symposium of Magnetism» (Москва, Россия, 2005 г.);

5. На 34-ом совещании по физике низких температур (Сочи, Россия,

2006 г.);

6. На международной конференции «EASTMAG» (Казань, Россия,

2007 г.).

4.6. Выводы к главе 4

На основании проведённых исследований можно сделать следующие выводы:

1. Исследованы частотно-полевые и угловые зависимости магнитного резонанса в триклинном ферримагнетике CusE^E^Om.

2. Обнаружено, что большинство угловых зависимостей резонансных параметров, в которых экстремумы чередуются через углы, близкие к 90°, могут быть описаны в рамках ромбической магнитной симметрии. Из анализа частотно-полевых зависимостей установлено, что триклинная ось с является осью лёгкого намагничивания. Направления, лежащие в плоскости, перпендикулярной оси с и близкие к триклинным осям а и Ь, являются трудной и промежуточной осями с полями анизотропии, соответственно, 20,1 и 8,1 кЭ.

3. Характер угловых зависимостей резонансного поля для исследованных плоскостей вращения можно объяснить расположением атомов меди в этих плоскостях;

4. В рамках ромбической магнитной симметрии рассчитаны частоты ФМР для кристалла Cii5Bi2B40i4. Теоретические частотно-полевые зависимости ФМР, а также угловые зависимости резонансных полей для основных плоскостей вращения хорошо описывают экспериментальные данные.

Заключение

1. Автоматизирован спектрометр магнитного резонанса с импульсным магнитным полем. Результатом автоматизации стало существенное упрощение схемы измерений и увеличение их точности. Появилась возможность вести базу спектральных данных.

2. В процессе автоматизации создана новая методика формирования развёртки магнитного поля для регистрации спектров магнитного резонанса, основанная на аппроксимации импульса тока математической моделью колебательной разрядной цепи. Данная методика не требует быстродействующего АЦП на канале измерения магнитного поля и большого объема буферной памяти.

3. Создана программа управления спектрометром. Программа разработана с использованием методики объектно-ориентированного программирования, что позволяет использовать ее, с незначительно доработкой, для других спектрометров магнитного резонанса. Разработана вспомогательная программа просмотра и первичной обработки спектров.

4. С помощью автоматизированного спектрометра проведены исследования магнитного резонанса в кристалле С11В2О4. Показано, что этот резонанс обусловлен слабоупорядоченной подсистемой метабората меди. С помощью магнитного резонанса исследован магнитный фазовый переход в слабоферромагнитное состояние, происходящий в поле, параллельном тетрагональной оси. Для такой ориентации поля построена магнитная фазовая диаграмма С11В2О4.

5. Впервые выполнены исследования магнитного резонанса нового оксо-купрата С11В2О4 триклинной симметрии. Установлено, что триклинная ось с является осью лёгкого намагничивания, а направления, лежащие в перпендикулярной плоскости и близкие к триклинным осям а и Ь, являются трудной и промежуточной осями с полями анизотропии, соответственно, 20,1 кЭ и 8,1 кЭ. Показано, что большая часть частотно-полевых и угловых зависимостей магнитного резонанса хорошо описывается в приближении ромбической симметрии.

Благодарности

Автор глубоко благодарен своим научным руководителям доктору физико-математических наук, профессору Герману Антоновичу Петраковскому и кандидату физико-математических наук Анатолию Ивановичу Панкрацу за постановку задач, обсуждение результатов и постоянное внимание к работе.

Автор благодарен Илье Яковлевичу Макиевскому за помощь в разработке системы автоматизации и кандидату физико-математических наук Дмитрию Анатольевичу Великанову за консультации по наладке электронных схем и обсуждение главы по автоматизации.

Также автор хотел бы поблагодарить за внимание и обсуждение работы доктора физико-математических наук, профессора Виктора Ивановича Зиненко, доктора физико-математических наук, профессора Михаила Александровича Попова и кандидата физико-математических наук Сергея Николаевича Мартынова.

Автор выражает свою отдельную благодарность кандидату физико-математических наук Кларе Александровне Саблиной за предоставленные монокристаллы С11В2О4 и Cu5Bi2B4014 высокого качества.

1. Гуревич А. Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука, 1973. - 592 с.

2. Гуревич А. Г., Мелков Г. А. Магнитные колебания и волны. — М.: Физ-матлит, 1994. — 464 с.

3. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. К теории дисперсии магнитной проницаемости в ферромагнитных телах // Phys. Zs. d. Sowjetunion. — 1935. — Т. 8, № 2.

4. Griffiths J. H. K. Anomalous high frequency resistance of ferromagnetic material // Nature. 1946. - Vol. 158, no. 4019. - P. 670.

5. Завойский E. К. // ЖЭТФ. 1947. - Т. 17, № 10. - С. 883.

6. C.Kittel Interpretation of anomalous larmor frequencies in ferromagnetic resonance experiment // Phys. Rev. — 1947.— Vol. 71, no. 4.— Pp. 270271.

7. C.Kittel. On the theory ferromagnetic resonance absorption // Phys. Rev. — 1948.-Vol. 73, no. 2.-Pp. 155-161.

8. Smit J., Beljers H. G. Ferromagnetic resonance absorption in BaFe^Oig, a highly anisotropic crystal // Philips Res. Rep. — 1955. — Vol. 10, no. 2. — P. 113.

9. Suhl H. Ferromagnetic resonance in nickel ferrite between one and two kilomegacycles // Phys. Rev. — 1955. — Vol. 97, no. 2. — Pp. 555-557.

10. Туров E. А. Физические свойства магнитоупорядоченных кристаллов. — М.: Наука, 1963.

11. Nagamiya Т. Theory of antiferromagnetisra and antiferromagnetic // Progr. Theor. Phys. 1951. - Vol. 6, no. 350. - Pp. 342-355.

12. Kittel C. Theory of antiferromagnetic resonance // Phys. Rev.— 1951.— Vol. 82, no. 4.-P. 565.

13. Keffer F., Kittel C. Theory of antiferromagnetic resonance // Phys. Rev. — 1952. Vol. 85, no. 2. - P. 329-337.

14. Гуфан Ю. M. К термодинамической теории резонансных частот антиферромагнетиков // ЖЭТФ.- 1971.- Т. 60, № 4.- С. 1537-1547.

15. Андреев А. Ф., Марченко В. И. Симметрия и макроскопическая динамика магнетиков // УФН. 1980. - Т. 130, № 1. - С. 39-63.

16. Туров Е. А., Гуссейнов Н. Г. // ЖЭТФ. 1956. - Т. 31, № 3.

17. Боровик-Романов А. С., Рудашевский Е. Г. О влиянии спонтанной стрикции на антиферромагнитный резонанс в гематите // ЖЭТФ.— 1964. Т. 47, № 6. - С. 2095-2101.

18. Дзялошинский И. Е. Термодинамическая теория «слабого» ферромагнетизма антиферромагнетиков // ЖЭТФ. 1957. - Т. 32, № 6. - С. 15471562.

19. Moriya Т. Anisotropic superexchange interaction and weak ferromagnetism // Phys. Rev. — I960.— Vol. 120, no. 1.— Pp. 9198.

20. Гуревич А. Г. Ферриты на сверхвысоких частотах.— М.: ГИФМЛ, 1960.-407 с.

21. Моносов Я. Нелинейный ферромагнитный резонанс.— М.: Наука, 1971.- 376 с.

22. Симметрия и физические свойства антиферромагнетиков / Е. А. Туров, А. В. Колчанов, В. В. Меныненин и др. — М.: Физматлит, 2001. — 560 с.

23. On antiferromagnetism in a single crystal / N. J. Poulis, J. van den Handel, J. Ubbink et al. // Phys. Rev. 1951. - Vol. 82, no. 4. - P. 552.

24. Anti-ferromagnetic resonance in copper chloride / J. B. Ubbink, J. A. Poulis, H. J. Gerritsen, C. J. Gorter // Physica.- 1952.- Vol. 18, no. 6-7.-Pp. 361-368.

25. Боровик-Романов А. С., Орлова M. П. Магнитные свойства карбоната кобальта и марганца // ЖЭТФ. 1956. - Т. 31, № 4.- С. 579-582.

26. Боровик-Романов А. С. Исследование слабого ферромагнетизма в монокристаллах МпСОз // ЖЭТФ. 1959. - Т. 36, № 4. - С. 539-549.

27. Туров Е. А. К теории слабого ферромагнетизма // ЖЭТФ.— 1959.— Т. 36, №5.-С. 1254-1257.

28. Pincus P. Theory of magnetic resonance in a-Fe203 // Phys. Rev. Lett. — 1960. Vol. 5, no. 1. - Pp. 13-15.

29. Date T. Magnetic resonance in МпСОз // Journal of the Physical Society of Japan. 1960. - Vol. 15, no. 12. - Pp. 2251-2254.

30. Боровик-Романов А. С., Крейнес H. М., Прозорова Л. А. Антиферромагнитный резонанс в МпСОз // ЖЭТФ. — 1963.— Т. 45, № 2. — С. 64-70.

31. Fink Н. J., Shaltiel D. High-frequency resonance of weak ferromagnet: MnC03 // Phys. Rev.- 1963.- Vol. 130, no. 2.- Pp. 627-631.

32. Richards P. L. Antiferromagnetic resonance in C0F2, NiF2, and МпСОз // J. Appl. Phys.- 1964.- Vol. 35, no. 3.- Pp. 850-851.

33. Прозорова JI. А., Боровик-Романов А. С. Изучение антиферромагнитного резонанса в карбонате марганца в сильных магнитных полях // ЖЭТФ.- 1968.- Т. 55, № 5.- С. 1727 1736.

34. Morin F. J. Magnetic susceptibility of oFe203 and a-Fe203 with added titanium // Phys. Rev. 1950. - Vol. 78, no. 6.- Pp. 819-820.

35. Besser P. J., Morrish A. H., Searle C. W. Magnetocrystalline anisotropy of pure and doped hematite // Phys. Rev.— 1967.— Vol. 153, no. 2.— Pp. 632-640.

36. Foner S., Williamson S. J. Low-temperature antiferromagnetic resonance in a-Fe203 // J. Appl. Phys. 1965. - Vol. 36, no. 3. - Pp. 1154-1156.

37. Ожогин В. И., Шапиро В. Г. Антиферромагнитный резонанс нового типа в a-Fe203 // Письма в ЖЭТФ. 1967. - Т. 6, № 1. - С. 467 - 471.

38. Ожогип В. И., Шапиро В. Г. Критические поля и резонанс в лёгкоосном антиферромагнетике с взаимодействием дзялошинского // ЖЭТФ.— 1968.-Т. 54, № 1.-С. 96-108.

39. Ожогин В. И., Шапиро В. Г. «Преждевременное» исчезновение антиферромагнитных резонансов в гематите // ЖЭТФ.— 1968.— Т. 56, №5. -С. 1737-1751.

40. Рудашевский Е. Г., Шалъникова Т. А. Антиферромагнитный резонанс в гематите // ЖЭТФ. 1964. - Т. 47, № 3. - С. 886 -891.

41. Великое JI. В., Рудашевский Е. Антиферромагнитный резонанс в гематите в слабоферромагнитном состоянии // ЖЭТФ. — 1969.— Т. 56, №5.-С. 1557-1564.

42. Туров Е., Шавров В. Об энергетической щели для спиновых волн в ферро- и антиферромагнетиках связанной с магнитоупругой энергией // ФТТ. 1965. - Т. 7, № 5. - С. 217-226.

43. Flanders P. J., Remeika J. P. Magnetic properties of hematite single crystals // Philosophical Magazine. — 1965. —Vol. 11, no. 114.— Pp. 12711288.

44. Morrish A. H., Eaton J. A. Magnetic transition in rhodium-doped hematite single crystals 11 J. Appl. Phys. 1971. - Vol. 42, no. 4. - Pp.' 1495-1496.

45. Liu J. Z., Fan C. L. Morin transition in the system of (1-x)Fe203—xRu203 // Physics Letters A.— 1984,- Vol. 105, no. 1-2.-Pp. 80-82.

46. Влияние легирования ионами Co2+ на резонансные и статические свойства гематита / Г. А. Петраковский, А. И. Панкрац, В. М. Соснин,

47. B. Н. Васильев // ЖЭТФ. — 1983. — Т. 85, № 2.- С. 691-699.

48. Васильев В. Н., Панкрац А. И., Петраковский Г. А. Влияние легирования галлием на антиферромагнитный резонанс в а-ГегОз // Proc. of 9th International conference on microwave ferrites ICMF'88. — Esztergom, Hungary: 1988. C. 253-257.

49. Обнаружение щели в спектре спиновых волн в YFe03 при ориентаци-онном переходе в магнитном поле / А. М. Балбашов, А. Г. Березин, Ю. М. Гуфан и др. // Письма в ЖЭТФ. 1985. - Т. 41, № 9. - С. 391393.

50. Мягкая мода и энергетическая щель в спектре спиновых волн при ори-ентационном переходе второго рода. АФМР в YFe03 / А. М. Балбашов, А. Г. Березин, Ю. Гуфан и др. // ЖЭТФ. 1987. - Т. 93, № 1. - С. 302314.

51. Природа энергетической щели в в спектре спиновых волн при спиновой переориентации в магнитном поле / А. М. Балбашов, Ю. М. Гуфан, П. Ю. Марчуков, Е. Г. Рудашевский // ЖЭТФ. — 1988. — Т. 94, № 4.1. C. 305-313.

52. Ориентационные переходы в редкоземельных магнетиках / К. П. Белов, А. К. Звездин, А. М. Кадомцева, Р. 3. Левитин. — М.: Наука, 1979. — 320 с.

53. Редкоземельные ионы в магнитоупорядоченных кристаллах / А. К. Звездин, В. М. Матвеев, А. А. Мухин, А. И. Попов.— М.: Наука, 1985. 294 с.

54. Shapiro S. M., Axe J. D., Remeika J. P. Neutron-scattering studies of spin waves in rare-earth orthoferrites // Phys. Rev. B. — 1974. — Vol. 10, no. 5. — Pp. 2014-2021.

55. Raman scattering study of magnons at the spin-reorientation transitions of TbFe03 and TmFe03 / S. Venugopalan, M. Dutta, A. K. Ramdas, J. P. Remeika // Phys. Rev. B. — 1983. — Vol. 27, no. 5.- Pp. 3115-3118.

56. Наблюдение в TmFe03 прямых электронных переходов внутри основного мультиплета редкоземельного иона / А. М. Балбашов, А. А. Волков, Г. В. Козлов и др. // Письма в ЖЭТФ. 1985. - Т. 42, № 11. - С. 456458.

57. Koshizuka N., Hayashi К. Temperature dependences of one-magnon light scattering in RFe03 // JMMM. 1983. - Vol. 31-34.- Pp. 569-570.

58. White R. M., Nemanich R. J., Herring C. Light scattering from magnetic excitations in orthoferrites // Phys. Rev. В.— 1982.— Т. 25, № 3.— С. 1822-1836.

59. Aring К. В., Sievers A. J. Role of the ytterbium spins in the spin reorientation in YbFe03 // J. Appl. Phys.- 1970.— Vol. 41, no. 3.— Pp. 1197-1198.

60. Динамические свойства YbFe03 при ориентационном фазовом переходе / Н. К. Данынин, С. В. Жерлицын, С. С. Звада и др. // ЖЭТФ.— 1987.- Т. 93, № 6.- С. 2151-2159.

61. Необычное поведение частот магнитного резонанса HoFe03 в области спиновой переориентации / А. М. Балбашов, Г. В. Козлов, С. П. Лебедев и др. // Письма в ЖЭТФ. 1986. - Т. 43, № 1. - С. 33-35.

62. Ориентационные переходы и динамика магнитных подрешёток в редкоземельных ортоферритах / А. М. Балбашов, Г. В. Козлов, С. П. Лебедев и др. М., 1988.- 71 е. - (Препринт № 97 ИОФАН СССР).

63. Исследование спектров АФМР диспрозиевого ортоферрита при спиновой переориентации в сильных магнитных полях / А. М. Балбашов, П. Ю. Марчуков, И. В. Николаев, Е. Г. Рудашевский // ФТТ.— 1988. — Т. 30, №3.-С. 675-682.

64. Балбашов А. М., Марчуков П. Ю., Рудашевский Е. Г. Взаимодействие мод АФМР в DyFeOs при спиновой переориентации в магнитном поле // ЖЭТФ.- 1988.- Т. 94, № 6. С. 358-366.

65. Обнаружение мультикритической особой точки на фазовой-диаграмме при некомпланарной спиновой переориентации в DyFe03 / А. М. Балбашов, И. В. Николаев, П. Ю. Марчуков, Е. Г. Рудашевский // ЖЭТФ.— 1988.-Т. 94, №9.-С. 309-311.

66. Магнитные и резонансные свойства кристаллического и .аморфного СиСеОз / Г. А. Петраковский, К. А. Саблина, А. М. Воротынов и др. // ЖЭТФ.- 1990.- Т. 98, № 6.- С. 1382-1389.

67. Hase М., Terasaki I., Uchinokura К. Observation of the spin-peierls transition in linear Cu2+ (spin-1/2) chains in an inorganic, compound CuGe03.// Phys. Rev. Lett. 1993. - Vol. 70, no. 23. - Pp. 3651-3654.

68. Nishi M. Evidence of a spin-peierls distortion in the quasi-one-dimensional magnetic compound СиСеОз //J. Phys.:Condens. Matter. —1994. — Vol. 6, no. 3. Pp. L19-L22.

69. Spin-peierls transition in CuGeOs: Electron paramagnetic resonance study / S. Oseroff, S.-W. Cheong, A. Fondado et al. // J. Appl. Phys.- 1994. — Vol. 75, no. 10.-Pp. 6819-6821.

70. Магнитный резонанс в чистом и диамагнитно разбавленном спин-пайерлсовском соединении СиСеОз / А. И. Смирнов, В. Н. Глазков, А. Н. Васильев и др. // Письма в ЖЭТФ. 1996. - Т. 64, № 4. - С. 277282.

71. Влияние термообработки на магнитные и резонансные свойства CuGe03 / Г. А. Петраковский, А. И. Панкрац, К. А. Саблина и др. // ФТТ. 1996. - Т. 38, № 6. - С. 1857-1867.

72. Влияние диамагнитного разбавления ионами Li+ и Ga3+ на магнитные и резонансные свойства CuGe03 / Г. А. Петраковский, А. М. Воротынов, К. А. Саблина и др. // ФТТ. 1996. - Т. 38, № И. - С. 3430-3438.

73. Hase М., Hagivara М., Katsumata К. Observation of an antiferromagnetic resonance in the spin-peierls compound CuGe03 doped with Zn // Phys. Rev. В.- 1996.-Vol. 54, no. 6.-Pp. R3722-R3725.

74. Neutron scattering and susceptibility measurements on single crystals of Cuix(Zn/Ni)xGe03 / S. Coad, J.-G. Lussier, D. F. McMorrow, D. M. Paul // J. Phys.:Condens. Matter.- 1996.- Vol. 8, no. 34,-Pp. 6251-6266.

75. Electron spin resonance in the doped spin-peierls compound CuixNi^Ge03 / V. N. Glazkov, A. I. Smirnov, 0. A. Petrenko et al. // J. Phys.:Condens. Matter. 1998. - Vol. 10, no. 35.- Pp. 7879-7896.

76. Магнитный резонанс спиновых кластеров и триплетных возбуждений в спин-пайерлсовском магнетике с примесями / В. Н. Глазков, Р. М. Еремина, А. И. Смирнов и др. // ЖЭТФ. 2001. - Т. 120, № 1. - С. 164-174.

77. Separation of the magnetic phases at the neel point in the diluted spin-peierls magnet CuGeOs / V. N. Glazkov, A. I. Smirnov, K. Uchinokura, T. Masuda // Phys. Rev. В. 2002.- Vol. 65, no. 14.- Pp. 144427-1 -144427-7.

78. Cocuu С. С., А. П. JI., Смирнов А. И. Новые магнитные состояния в кристаллах // УФН. 2005. - Т. 175, № 1.- С. 92-99.

79. Фазовые переходы в кристаллах галлоидных соединений АВХ3 /

80. К. С. Александров, А. Т. Анистратов, Б. В. Безносиков, Н. В. Федосеева.— Новосибирск: Наука, 1981.— 264 с.

81. Haldane F. D. М. Nonlinear field theory of large-spin Heisenberg antiferromagnets: Semiclassically quantized solitons of the one-dimensional easy-axis Neel state // Phys. Rev. Lett.— 1983. — apr. — Vol. 50.— Pp. 1153-1156.

82. Zhitomirsky M. E., Petrenko 0. A., Prozorova L. A. Magnetic transitions in triangular antiferromagnets with distorted exchange structure // Phys. Rev. В.- 1995.- Vol. 52, no. 5.- Pp. 3511-3520.

83. Collins M. F., Petrenko 0. A. Triangular antiferromagnets // Canadian Journal of Physics. 1997. - Vol. 75, no. 9. - Pp. 605-655.

84. Chubukov A. V. Quasi-one-dimensional hexagonal antiferromagnets in a magnetic field //< J. Phys. C: Solid State Phys. 1988. - Vol. 21, no. 13. -Pp. L441-L446.

85. Zalisnyak I. A., Prozorova L. A., Chubukov A. V. Relativistic AFMR modes in the hexagonal antiferromagnet CsNiCl3 // J. Phys.— 1989.— Vol. 1, no. 6.-Pp. 4743-4747.

86. ESR in hexagonal АВХз-type antiferromagnets. I. ground state propeties in easy-axis anisotropy case / H. Tanaka, S. Teraoka, E. Kakehashi et al. //J. Phys. Soc. Japan.- 1988.-Vol. 57, no. 11.-Pp. 3979-4003. '

87. ESR in hexagonal ABX3 type antiferromagnets. II. К№С1з: easy-plane anisotropy case / H. Tanaka, Y. Kaahwa, T. Hasegawa et al. //J. Phys. Soc. Japan.- 1989,- Vol. 58, no. 8.- Pp. 2930-2951.

88. Зализняк И. А., Прозорова Л. А., Петров С. В. Магнитный резонанс в неколлинеарных гексагональных антиферромагнетиках CsNiCl3 и CsMnBr3 // ЖЭТФ. — 1990. — Т. 97, № 1.- С. 359-366.

89. Experimental evidence for the Haldane gap in a spin-1 nearly isotropic, antiferromagnetic chain / W. J. L. Buyers, R. M. Morra, R. L. Armstrong et al. // Phys. Rev. Lett. 1986. - Vol. 56, no. 4,- Pp. 371-374.

90. Исследование релятивистких ветвей резонанса в CsMnl3~ квазиодномерном лёгкоосном антиферромагнетике / С. И. Абаржи, М. Е. Житомирский, О. А. Петренко и др. // ЖЭТФ. -1993. Т. 104, № 3(9). - С. 32323243.

91. Moessner R., Chalker J. Т. Properties of a classical spin liquid: The heisenberg pyrochlore antiferromagnet // Phys. Rev. Lett. — 1998. — Vol. 80, no. 13.-Pp. 2929-2932.

92. Canals В., Lacroix C. Quantum spin liquid: The heisenberg antiferromagnet on the three-dimensional pyrochlore lattice // Phys. Rev. В.— 2000. — Vol. 61, no. 2.-Pp. 1149-1159.

93. Transition to long-range magnetic order in the highly frustrated insulating pyrochlore antiferromagnet Gd2Ti2C>7 / N. P. Raju, M. Dion, M. J. P. Gingras et al. // Phys. Rev. В.- 1999,- Vol. 59, no. 22.-Pp. 14489-14498.

94. Multiple field-induced phase transitions in the geometrically frustrated dipolar magnet: Gd2Ti2C>7 / A. P. Ramirez, B. S. Shastry, A. Hayashi et al. // Phys. Rev. Lett 2002. - Vol. 89, no. 6. - P. 067202.

95. Low temperature magnetic properties of geometrically frustrated Gd2Sn207 and Gd2Ti207 / P. Bonville, J. A. Hodges, M. Ocio et al. // J. Phys.iCondens. Matter. 2003. - Vol. 15, no. 45. - Pp. 7777-7787.

96. Order in the heisenberg pyrochlore: The magnetic structure of Gd2Ti207 / J. D. M. Champion, A. S. Wills, T. Fennell et al. // Phys. Rev. B. 2001. -Vol. 64, no. 14.-P. 140407.

97. Magnetocaloric effect in pyrochlore antiferromagnet Gd2Ti207 f S. S. Sosin, L. A. Prozorova, A. I. Smirnov et al. // Phys. Rev. В. 2005.- Vol. 71, no. 9.-P. 094413.

98. Magnetic resonance in the pyrochlore antiferromagnet Gd2Ti2C>7 / S. S. Sosin, A. I. Smirnov, L. A. Prozorova et al. // Phys. Rev. B. — 2006. — Vol. 73, no. 21.-P. 212402.

99. Phase transitions, partial disorder and multi- к structures in Gd2Ti207 / J. R. Stewart, G. Ehlers, A. S. Wills et al. // J. Phys.:Condens. Matter.— 2004. Vol. 16, no. 28. - Pp. L321-L326.

100. Herpin A., Meriel P. Neutron diffraction study of the helicoidal antiferromagnetism of MnAu2 // J. Phys. Radium.— 1961.— Vol. 22.— Pp. 337-348.

101. Изюмов Ю. А. Модулированные, или длиннопериодические, магнитные структуры кристаллов // УФН. 1984. - Т. 114, № 3.- С. 439-474.

102. Изюмов Ю. А. Дифракция нейтронов на длиннопериодических структурах. — М.: Энергоиздат, 1987. — 199 с.

103. Дзялоштский И. Е. Теория геликоидальных структур в антиферромагнетиках // ЖЭТФ. 1964. - Т. 47, № 3. - С. 992-1002.

104. Magnetic phase transitions of CeSb: I. zero applied magnetic field / P. Fisher, B. Lebech, G. Meier et al. // J. Phys. C. 1978. - Vol. 11, no. 2. - Pp. 345364.

105. Specific heat analysis of the magnetic phase diagram of CeSb / J. Rossat-Mignot, P. Burlet, H. Bartholim et al. // J. Phys. C.- 1980.- Vol. 13, no. 34. Pp. 6381-6389.

106. Yoshimori A. A new type of antiferromagnetic structure in the rutile type crystal // J. Phys. Soc. Japan. 1959. - Vol. 14, no. 6.- Pp. 807-821.

107. Yosida К., Miwa H. Magnetic ordering in the ferromagnetic rare-earth metals // J. Appl. Phys.- 1961.- Vol. 32, no. 3.- Pp. S8-S10.

108. Tadashi A., Felcher G. Excitation spectrum of a magnetic spiral structure in a hexagonal lattice // J. Phys. C: Solid State Phys. — 1975. — Vol. 8, no. 13.-P. 2095-2110.

109. Баръяхтар В. Г., Стефановский Е. П. Спектр спиновых волн в антиферромагнетиках со спиральной магнитной структурой // ФТТ.— 1969.- Т. И, № 7.- С. 1946-1952.

110. Стефановский Е. П. Равновесное состояние и спектр спиновых волн в кристаллах со спиральной магнитной структурой во внешнем магнитном поле // УФЖ. 1972. - Т. 17, № 6. - С. 984-989.

111. Баръяхтар В. Г., Жуков А. И., Яблонский Д. А. К теории высокочастотных и термодинамических свойств магнетиков со спиральной магнитной структурой // ФТТ. 1979. - Т. 21, № 3.- С. 776-783.

112. Головко В. А., Леванюк А. П.// ЖЭТФ. -1981. Т. 81, № 6. - С. 22962312.

113. Изюмов Ю. А., Лаптев В. М. Спектры возбуждения несоизмеримых магнитных структур и рассеяние нейтронов // ЖЭТФ. — 1985. — Т. 88, № 1.-С. 165-179.

114. Cooper В. R., Elliott R. J. Theory of magnetic resonance in the heavy-earth metals // Phys. Rev. 1962. - Vol. 127, no. 1. - Pp. 57-68. '

115. Cooper В., Elliott R. J. Spin-wave theory of magnetic resonance in spiral spin structures: effect of an applied field // Phys. Rev. — 1963.— Vol. 131, no. 3.-Pp. 1043-1056.

116. Stanford J. L., Young R. C. Magnetic resonance in single-crystal terbium metal at 100 ГГц // Phys. Rev. 1967. - Vol. 157, no. 2.- Pp. 245-251.

117. Bagguley D. M. S., Liesegang J. Microwave absorption phenomena in rare earth metals 11 Proc. Roy. Soc. A.— 1967. — Vol. 300, no. 1463.- Pp. 93114.

118. Katsumata K., Date M. Antiferromagnetic resonance in NiBr2 //J. Phys. Soc. Japan. — 1969. — Vol. 27, no. 6.- P. 1360.

119. Neutron diffraction study of the commensurate and in-commensurate magnetic structures of NiBr2 / A. Adam, D. Billerey, C. Terrier et al. // Sol. St. Commun. — 1980. — Vol. 35, no. 1.- Pp. 1-5.

120. Magnetic resonance experiments in NiBr2 at high frequencies and high magnetic fields / A. Adam, D. Billerey, C. Terrier et al. // Phys. Lett.— 1980.- Vol. 79A, no. 4.- Pp. 353-354.

121. Tuchendler J., Katsumata K. Helimagnetic resonance experiments in NiBr2 at millimetre wavelengths // Sol. St. Commun. — 1985. — Vol. 55, no. 8. — Pp. 769-770.

122. Inelastic neutron scattering investigation of the magnetic excitations in the helimagnetic state of NiBr2 / L. P. Regnault, J. Rossat-Mignod, A. Adam et al. // J. de Phys. 1982. - Vol. 43, no. 8. - Pp. 1283-1290.

123. Helical spin structure in manganese silicide MnSi / Y. Ishikawa,. K. Tajima, D. Bloch, M. Roth // Sol. St. Commun. 1976. - Vol. 19, no. 6. - Pp. 525528.

124. Date M., Okuda K., Kadowaki K. Electron spin resonance in the itinerant-electron helical magnet MnSi //J. Phys. Soc. Japan.— 1977.— Vol. 42, no. 5.-Pp. 1555-1561.

125. Магнитный резонанс в неколлинеарном антиферромагнетике RbMbBr3 / И. М. Витебский, О. А. Петренко, С. В. Петров, Л. А. Прозорова // ЖЭТФ. — 1993. — Т. 103, № 1.- С. 326-333.

126. Magnetic neutron-scattering studies of ИЪМпВгз / L. Heller, M. F. Collins, Y. S. Yang, B. Collier // Phys. Rev. B. 1994. - Vol. 49, no. 2. - Pp. 11041112.

127. Quasi-two-dimensional antiferromagnet on a triangular lattice RbFe(Mo04)2 / L. E. Svistov, A. I. Smirnov, L. A. Prozorova et al. // Phys. Rev. B.- 2003.-Vol. 67, no. 9.-P. 094434.

128. Sosin S. S., Prozorova L. A., Zhitomirsky M. E. Comparative study of ESR spectra in incommensurate antiferromagnets // Письма в ЖЭТФ. — 2004. Vol. 79, no. 2. - Pp. 104-110.

129. Возможное сосуществование спиральной и коллинеарной структур в антиферромагнитном KFe(Mo04)2 / Л. Е. Свистов, А. И. Смирнов, J1. А. Прозорова и др. // Письма в ЖЭТФ.- 2004.- Т. 80, № 3.-С. 231-235.

130. Zhang W., Saslow W. М., Gabay М. Row generalization of the fully frustrated triangular XY model // Phys. Rev. B. — 1991. — Vol. 44, no. 10. — Pp. 5129-5131.

131. Magnetic-field-induced phase transition in bifeo3 observed by high-field electron spin resonance: Cycloidal to homogeneous spin order / B. Ruette, S. Zvyagin, A. P. Pyatakov et al. // Phys. Rev. B. 2004. - Vol. 69, no. 6. -Pp. 064114-1-064114-7.

132. Statics and dynamics of incommensurate spin order in a geometrically frustrated antiferromagnet CdCr204 / J.-H. Chung, M. Matsuda, S.-H. Lee et al. // Physical Review Letters. 2005. - Vol. 95, no. 24. - P. 247204.

133. Magnetic-field induced transition to the 1/2 magnetization plateau state in the geometrically frustrated magnet CdCr204 / H. Ueda, H. A. Katori, H. Mitamura et al. // Physical Review Letters. — 2005. — Vol. 94, no. 4.— P. 047202.

134. Observation of higher-harmonic helical spin-resonance modes in the chromium spinel CdCr204 / S. Kimura, M. Hagiwara, H. Ueda et al. // Physical Review Letters.- 2006.-Vol. 97, no. 25.- P. 257202.

135. Hysteresis in the incommensurate phase of the spin-paierls compound CuGeOa: electron spin resonance in high field / W. Palme, G. Ambert, J. P. Boucher et al. // Phys. Rev. Lett. -1996. Vol. 76, no. 25. - Pp. 48174820.

136. Субмиллиметровый спектрометр «Эпсилон» на основе лампы обратной волны / А. А. Волков, Ю. Г. Гончаров, Г. В. Козлов и др. // ПТЭ.— 1984. — № 2.-С. 236.

137. Импульсный спектрометр 8-мм диапазона для исследования магнитного резонанса / А. Г. Гуревич, Е. И. Головенчиц, В. Д. Воронков, Д. Е. Гром-зин // ПТЭ. 1967. - № 4. - С. 121-124.

138. Воронков В. Д., Громзин Д. Е. Метод измерения параметров антиферромагнитного резонанса в сильных импульсных магнитных полях // Электронная техника, сер. VII. — 1968. — Т. 4, № 47. — С. 47-52.

139. Мелешко Е. А. Быстродействующая цифровые регистраторы формы сигнала // ПТЭ.- 1997.- № 1.- С. 5-26.

140. Втюрин А. И., Агеев А. Г., Крылов А. С. ЭВМ в физическом эксперименте. Методическое пособие. — Институт физики СО РАН, 1998.— 111 с.

141. Гук М. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия.— СПб: Питер, 2002.- 528 с.

142. Курочкин С. С. Системы КАМАК-ВЕКТОР. — М.: Энергоатомиздат, 1981.- 232 с.

143. Аналого-цифровой преобразователь быстроизменяющихся сигналов / А. Ю. Донец, Ю. В.Тубольцев, А. С. Филиппов и др. // ПТЭ. 2000.-№6.-С. 45-49.

144. Моисеев Д. В., Квашнин А. П., Хилъченко А. Д. Регистратор однократных импульсных сигналов ADC824 // ПТЭ. 1999. - № 3. - С. 81-85.

145. Мотов М. С., Ходос В. В., Шулешов А. О. Быстродействующий цифровой накопитель сигналов с суммированием в реальном времени // ПТЭ. 1996. - № 1. - С. 52-54.

146. Панько С. В., Столыпко А. Л. Контроллер шины ISA для исследования быстропротекающих процессов // ПТЭ. — 1999. — № 6. — С. 55-58.

147. Злобин Г. Г., Креминъ В. Т. Быстродействующая цифровая система для исследования динамических процессов // ПТЭ. — 1997.— № 3. — С. 6974.

148. Широкодиапазонный регистратор быстрых электрических сигналов / С. Н. Семенович, И. Стецко, О. Тягунов, В. А. Чудовский // ПТЭ.— 2004.— № 5. — С. 164-165.

149. Креслин В. Ю., Найден Е. П. Автоматизированный комплекс для исследования характеристик магнитожестких материалов // ПТЭ. — 2002.— № 1.-С. 63-66.

150. Тугаринов В. И., Панкрац А. П., Макиевский И. Я. Автоматизированный спектрометр магнитного резонанса с импульсным магнитным полем // ПТЭ. 2004. - № 4. - С. 56-61.

151. Хилъченко А. Д. Регистратор однократных импульсных сигналов с микросекундным циклом преобразования // ПТЭ. — 1986. — № 3. — С. 108111.

152. Гайдышев И. Анализ и обработка данных: специальный справочник.— СПб: Питер, 2001.- 752 с.

153. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на С++, 2-е изд./Пер. с англ. — М.:«Издательство Бином», СПб:«Невский диалект», 1998. — 560 с.

154. Синтез и магнитные свойства монокристаллов метабората меди С11В2О4 / Г. А. Петраковский, К. А. Саблина, Д. А. Великанов и др. // Кристаллография. 2000. - Т. 45, № 5. - С. 926-929.

155. Martinez-Ripoll М., Martmez-Carrera S., Garcia-Blanco S. The crystal structure of copper metaborate, CUB2O4 // Acta Crystallographica Section B. 1971. - Vol. 27, no. 3. - Pp. 677-681.

156. Weak ferromagnetism in CUB2O4 copper metaborate / G. Petrakovskii, D. Velikanov, A. Vorotinov et al. // JMMM. 1999. - Vol. 205. - Pp. 105109.

157. Formation of a magnetic soliton lattice in copper metaborate / B. Roessli, J. Schefer, G. Petrakovskii et al. // Phys. Rev. Lett.- 2001.- Vol. 86, no. 9.-Pp. 1885-1888.

158. Complex magnetic ground state of CuB204 / M. Boehm, B. Roessli, J. Schefer et al. // Phys. Rev. B. 2003. - Vol. 68, no. 2. - Pp. 024405-1024405-9.

159. Soliton lattice in copper metaborate, CuB204, in the presence of an external magnetic field / T. Schefer, M. Boehm, B. Roessli et al. // Appl. Phys. A. — 2002,- Vol. 74.- Pp. sl740-sl742.

160. Панкрац А. П., Петраковский Г. А., Волков H. В. Антиферромагнитный резонанс в монокристалле CuB204 // ФТТ. 2000. - Т. 42, № 1. - С. 9399.

161. Петраковский Г. А., Бадаев А. Д., Воротынов А. М. Магнитная восприимчивость и поведение в магнитных полях метабората меди С11В2О4 // ФТТ. — 2000. — Т. 42, № 2.

162. Магнитострикционные исследования магнитных фазовых переходов в метаборате меди СиВ204 / А. И. Панкрац, Г. А. Петраковский, JI. Н. Безматерных и др. // ФТТ. 2006. - Т. 48, № 2. - С. 312-316.

163. Новые магнитные состояния в метаборате меди CUB2O4 / А. Й. Панкрац, Г. А. Петраковский, К. А. Саблина и др. // Письма в ЖЭТФ. — 2003. — Т. 78, №9.-С. 569-573.

164. Несоизмеримая магнитная структура в метаборате меди / Г. А. Петраковский, М. А. Попов, Б. Россли, Б. Уладиаф // ЖЭТФ.- 2001.- Т. 120, №4.-С. 926-932.

165. Magnetic phase diagram of copper metaborate CUB2O4 in magnetic field parallel to c-axis / A. Pankrats, G. Petrakovskii, V. Tugarinov et al. // JMMM. 2006. - Vol. 300, no. 1. - Pp. e388-e391.

166. Soliton lattice in coppermetaborate, CuB204, in the presence of an external magnetic field / J. Schefer, M. Boehm, B. Roessli et al. // Appl.Phys.A.— 2002.-Vol. 74.-Pp. S1740-S1742.

167. Magnetic field-induced second harmonic generation in CUB2O4 / R. V. Pisarev, I. Sanger, G. A. Petrakovskii, M. Fiebig // Phys. Rev. Lett. — 2004.-Vol. 93, no. 3.-Pp. 037204-1-037204-4.

168. Spin-wave spectrum of copper metaborate in the commensurate phase 10 K< T < 21 К / M. Boehm, S. Martynov, B. Roessli et al. // JMMM. 2002. -Vol. 250.-Pp. 313-318.

169. Мухин А. А. Частное сообщение. — Энергетическая щель в Bi2Cu04.

170. Frequency dependence of magnetic resonance in a-Fe203 / H. Kumagai, H. Abe, K. 6no et al. // Phys. Rev. 1955. - Vol. 99,- Pp. 1116-1118.

171. Martynov S., Petrakovskii G., Roessli B. Quasi-one-dimensional excitations of copper metaborate in the commensurate phase 10 K< T < 20 К // JMMM. 2004. - Vol. 269. - Pp. 106-112.

172. Синтез нового оксокупрата Cu5Bi2B40u и исследование его структурных, магнитных и резонансных свойств / Г. А. Петраковский, К. А. Саб-лина, А. И. Панкрац, В. И. Тугаринов и др. // ФТТ.- 2002.- Т. 44, №7.-С. 1280-1284.

173. Pankrats A. I., Tugarinov V. I., Sablina К. A. Magnetic resonance in new copper oxide Cu5Bi2B40i4 with triclinic symmetry // JMMM.— 2004.— Vol. 279.-Pp. 231-234.

174. The magnetic structure of CusBi2B40i4: a neutron scattering study / G. A. Petrakovskii, A. M. Vorotynov, K. A. Sablina et al. // Physica В Condensed Matter. 2004. - Vol. 350. - Pp. E1043-E1046.

175. The propeties of five highly conducting salts: (TMTSF)2X, X=PF,r, AsFg, SbFg, BFJ and NO J, derived from tetramethyltetraselenafulvalene (TMTSF) / K. Bechgaard, C. S. Jacobsen, K. Mortensen et al. // Sol St. Commun. 1980. - Vol. 33. - Pp. 1119-1125.

176. Jerome D., Schulz H. J. Organic conductors and superconductors // Advances in Physics. 1982. - Vol. 31. - Pp. 299-490.

177. Горькое JI. П. Физические явления в новых органических полупроводниках // УФН.- 1984,- Т. 144, № 3.- С. 381-413.

178. Будзин А. И., Булаевский JI. Н. Органические сверхпроводники // УФЕ. 1984. - Т. 144, Ш 3. - С. 415-437.

179. Torrance J. В., Pedersen Н. J., Bechgaard К. Observation of antiferromagnetic resonance in an organic superconductor / / Phys. Rev. Lett. 1982. - Vol. 49. - Pp. 881-884.

180. Itinerant-electron antiferromagnetism precursor to superconductivity in an organic conductor / W. M. Walsh, F. Wudl, E. Aharon-Shalom et al. // Phys. Rev. Lett. 1982. - Vol. 49. - Pp. 885-888.1. Предметный указатель1. CuCl2-H20, 19 HoFe03, 26

181. Cu5Bi2B4014 Магнитная структура, 101-102 образцы, 95 KFe(Mo04)2, 41 KNiCl3, 30расчет резонанса, 102-107 MnAu2, 33резонанс, 96-101 МпСОз, 20-21структура, 95 MnSi, 38-39a-Fe203, 22-23 NiBr2, 37-38

182. CuB204 фазовая диаграмма, 85-86 магнитные измерения, 80-84 магнитострикция, 84-85 RbFe(Mo04)2, 39-41 RbMnBr3, 39, 40 RbNiCl3, 30образцы, 68 TbFe03, 25обзор, 68-71 TmFe03, 25резонанс Я || с, 73-76 YbFe03, 251. BiFe03, 42-43 YFe03, 23

183. CdCr204, 43 CeBi, 35 CeSb, 35 CsMnBr3, 30 CsMnI3, 30, 31 CsNiCl3, 30 CuGeOs, 27-291. DyFe03, 261. ErFe03, 251. Gd2Ti207, 31-33