Эффекты параметрического воздействия звуковой волны на магнитную подсистему одноосного слабого ферромагнетика тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

ИОСКОВСКШ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА. ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДДРОТВВННШ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА

©ЙЗИЧЕСКИЯ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи . УДК 537.634.2

ШЕВЧЕНКО АНДРЕИ ЛЕОНВДОВИЧ

ЭФФЕКТЫ ПАРАМЕТРИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ ЗБУК0В0Я ВОЛНЫ НА «АГШШШ) ПОДСИСТЕМ ОДНООСНОГО СЛАБОГО ФЕРРОМАГНЕТИКА

01.04.II - фкзика магнитных кадаш-Я

Автореферат

даосертвцйи на соискание ученой кандидата физико-математических

степени наук

Цосква - 1991

Работа выполнена на физическом факультете Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова.и в Институте радиотехники и электроники АН СССР.

Научные руководители: доктор физико-математических наук,

профессор М.И.Кагвнов, доктор физико-математических наук, вад.н.с. В.Г.Шавров

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор В.Г.Преображенский, доктор физико-математических наук, вед.и.с. А.Ф.Попков '

Ведущая организация: Институт атомной енергии ш.И.В.Курчато-ва, г.Москва

¿о

Защита состоится уисиЛ .1991 года в /о чте^" на

саседшои Специализированного Совета Л 3 ОУГГ (К 053.05.77) физического факультета МГУ ш.Ц.В.Ломоносова по одрэсу: П9839, ГСП, Москва, Ленинские горы, ЫГУ, физический факультет, аудитория ш

С диссертацией могш ознакомиться в библиотека физического факультета ЮТ.

Автореферат разослан го-

Ученый секретарь Специализированного Согата

канд. физ.-мат. наук Т.Н.Козлова

, г

ОЗЦШ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш работы.В последнее десятилетие значительно возрос интерес к изучению взаимодействия магнитных возбухдений (сливовых волн) о другими элементарными возбуждениями кристалла, в частности, с упругим! колебаниями. это обусловлено как Фундаментальностью проводимых исследований, так и перспективой практического использования рассматриваемых эффектов в различных датчн-каг (магнитного поля, тс;йшра?уры, давления), в твердотельных ' устройствах функциональной ¡электроники (жш задержки. Фильтры и т.д.)

.4 нас?олг;а>.|у времени хорошо ксслэдовая цолй ряд статических н дйнкдаеских Цветов, обусловзвиих нзгнигоупругкм взаимодвй-стьием. К 1П-.1 относятся, например, аффект кагнитостршсции, заклю-"запзйол в .дсфордацмк кристалла при изменении его намагниченности; ток нагызаеша эффект "кагнктоупругоА пели", связанпкЗ со спонтанной наггоггострикциеа, имвщеа иесто в основной состояли! магнетика. В дгаезскэ ютпигоупругая связь проявляется во взаимодействии упругих и спнневых воет, в результате которого в крксталлэ распространяются связанные капштоупругие волны. Следствиям эффектов,-возникал®!! при распростраязнки дисперсиопшх я поляртаадаошшх цагшстоупрзткх Г.ОЛ1, является а^усппэскьз &ф$лкт1; варадэя, Кот-тон-Мутона, гэспетряческого катп'оекустсяеского резонанса.

В последнее Ершя значительно расширился круг задач зэ гасти нолинвйаьп ропюгчт процэссов в магпэтикех, пропзлягцгст.н грл сольют шшгхудах возфасзпая подсистем иагвэткяа {резокая-Яб1э нвявейаю о1»;>охта пегло!г,оппя зпзчса, генерация втсрсЗ гор-

моники акустической волны, параметрические явления, уединенные связанные магнитоупругие волны - солитоны и др.). Несмотря на большое количество работ, посвященных изучению магнитоупругого взаимодействия в магнетиках, ряд вопросов требует дальнейшего анализа, в частности, исследование устойчивых и неустойчивых областей параметрического магнитоупругого взаимодействия.

Кроме того, в последние годы экспериментальные исследования распространились в область больших уровней возбуждения магнитной и упругой подсистем магнетиков, что привело к постановке принципиально новых задач. Вышесказанное обуславливает актуальность диссертационной работы.

Цель диссертационной работы состоит в теоретическом исследовании динамических магнитоупругих аффектов в 'окрестности орие-нтавдонвдго фазового перехода, возникающих при распространении упругой волны в легкой шгскости слабого одноосного фэрромагне-тнха.

Научная новизна выполненшг в диссертация исследований определяется оледухэдми положениями:

- предсказание нового типа доменной структуры, индуцируемой интенсивной звуковой волной в слабых одноосных ферромагнетиках;

- результаты исследования устойчивости магнитной подсистемы в присутствии волны ввуковоа накачки;

- анализ переориентации магнитного V мента слабого ферромагнетика при распространении в его легкой плоскости интенсивной высокочастотной упругой волны;

- исследование возникновения и распространения ударной акустической водиы в результате распространения в магнетике попе-

речного низкочастотного овука.

Пргкжюстсед ценность дог.ертащш определяется тем, что в пеЛ полггэнн рззультати, котсрча ногу г каЗти непосредственное применение лет управления параметрами электромагнитного излучения, а тзкеэ для усгазкш! езгагсаш; волн. Кроме того, данная работа стимулировала ряд экспериментальных задач, подтвердивших некоторые та предсказвшьк эффзктоз (в частности, индуцированную звуком иагнктцув свгргсфуктур;?).

АпрсЗсщя работы. Осксзшь гззультаты работы были дологены ка регкокашкй "Сиы.выэ со та к спктювэлювыэ яз-

лж аллагрог.ки СЗЧ" (Кра-люд'.р, Ш г.), па 5-ой Всесоюзной :.к .мо:о.г;гх и спе15Л.дОтса "¡:ро&:оми ссЕор^знутвовап^я

;с:; о":;отп V. и?'н>мь Ш15К», ппрэгачи и обрьботнл ш?ор1гацки" (&)..г:"Т0Г'0Д, 1Гйв хч), ш тузего е&якгрв •'»«-

■с-'г-.ъ >Тсг-;;ггсй и родяпяяап: "п соодшюпей, 5?х цглланекпэ в

(Депеп;«, ГС-З г.), ка г-ы Всэсоюзкои се:г:иро "Кгтаяшо 5ззсЕий ¡гэрзгоги л то-тпос'^э ямсаая" ('"гхалкмл, 1500 г.).

ПуОпзггцга.Ш том-э люсертсзка ощбльховгяо 8 работ, список котор'л; щ>*згэлэн в конца вв*ор4ората.

Стрзтктра работ;;, Дгтосертгщ-и состоит кз л гжв и

закпкегстя. Работа со.'-эржгг 133 стр?лг.ац текста, сютгея 17 ри-едкпиа; сеисок щтирохюкгой жерат^рн содарзаг 1Т2 пязаиюпа-пий.

ССЯН?К!ШГх' ¿'■¿'•Ж'ЛШ

Ео г.т!г~,г::л "•-сгп-ш^с-! доч обг-ор осноказ тоорэгкесгсз

представлений, связанных с исследованием магнитоупругого- взаимодействия в магнитных материала!, обоснована актуальность теш работы и кратко изложено содержание материала по главам.

В цервой главе исследуется квазистатическое параметрическое воздействие упругой волны на магнитную подсистему слабого одноосного ферромагнетика, в первом параграфе, опираясь на конкретней гамильтониан, характеризующий слабые ферромагнетики кристаллографической группы D®^ (а-?ваОэ, ИпСОв, ?евоа„ Fe?a И Др.} подучены основные уравнения движения для намагниченности и упругих деформаций в приближении большой одноосной анизотропии, обеспечк-ващей малый выход намагниченности из плоскости базиса, и малости анергии Дзялошинского в сравнении с обменной анергией.

Далее анализируется поведение намагниченности в легкоплоскостном антиферромагттике, в плоскости базиса которого распространяется интенсивная nj: дольная звуковая волна. Такая волка в магшстоупррадочеиаом веществе Судет создавать дополнительную за счет магнигострикции одаосную магнитную анизьтрошт. Величина и знак константы втой анизотропии определяется упругими напряжениями звуковой водны, которые наводят анизотропию типа "легкая плоскость" в области сжатая и "легкая ось" в области растяжения (при определенном знаке константы мапшгострвкции). В случае кютрогсного магнетика в ста? атой причина образец может разбигь-ся на слои с чередупцимися направлениями легкой оси: вдоль и поперек направления распространения звуке. и.-юи будут перемещаться вместе с волной и иметь ширину порядка половит аь длина. Это обстоятельство помимо вф^екта pas. аггтшвашя могет явиться причиной образования полосовой доменной структуры с 90-градусными.

доменными границами (рисунок I).

Рйс.1. Индуцяровштая звукои гапштная сверъструктура.

Возможность суцоствовгняя описанной М8ГНЯТКОЙ свзрхструкту-ра определяется аоотнокехием ыезду епвргкэй наведэшой анизотропии и визргиеа обмзна. В случет, когда епергия анизотропии значительно превосходят сбкяшуэ, расзрэдзлэнта кеиагютошости представляет собой полосовую доиэннуэ структуру с ОО-градускшш нвелэвскпта иокешаш гракздядх. Г&ряла доменной граница шра-saoT-ся Фсг-чтлоП

- Í

л

Ь -

3-D'

(I)

гдэ а msicwra гзсзжродаго оби-зна, В^ - ит230унр»ГП!г конотаята, - тпругах дсфор.-.а'-зА, а ц ve- детаа к ег.о-

рость упругой водны, в - асв.ш?ок?юсксл скорость сшюкз соли.

Величина продставляот собой максимальное спачэ-

ниэ кокстакты анизотропии, наведенной звуковой волной в плоскости базиса. В отлично от обычной доношоЗ структуры, обусловленной энергией размагничивания, в данном случае д кноет качествзн-но шив зависимость от отношения а /всои0 . Кроне атого имеется зависимость от длины звуковой волш и ео скорости. Ииршш домена примерно равна оал/г-л ,гдо Á а л j i - 1 , С умэныпмкш ешшпуд.! Бвуковой воин uQ значение д растет до л / 2 и d соответственно'уменьшается до дуля. Полосовая доменная структгра сохраняется» однако шссимашхоо шгшонеэ на-провдогая шпагзшешости становится кэньзо £0 градусов, вра-чьм ври и о ьолнчша -» о , а ф •* «/4. Гелаасадш (q&yj--хашо) водот к сдоит? <f-эти распреягяэшя шшмтошняга ©твэза-тельно звуковой полк.; к • унопшек'-о еаказяу о.

AiiwíoriHiioü р&гжюя^Екз ."^.'i ¿¿зо&пЬияо

pcGnposípci;ícu;oroc:; d csoe:>oo?ii слабого (¿ерромжгтг;:^,

íü-^jo^r;.' s se результатам да отмовоиия вектора вкюпккэп-кэсш, отличаясь шшиюС ф на ф - я/4 . То ость, ьчшгашн-кость оиуюняотся кэ от направления распространения одука ( и областях растяшш) и кэ до угла п / г (в областях сжатия), Ktut в случае с кродояиш ;"t;r.o:í, a колоблотся кззд напраакшт-

ии л /4 и - п /4 .

Из оценок характерных bj ^нан ч »«.»-«¡гной под-

системе получено соотношение шзду пг-ромотрк-гл ив;,га и материала, при котором существует домош» .я гтруктура. Тек, при uo ^ ю"7 и на частотах порядка нескольких 1>'.Гц '¡амагничошость успевает

подстргхзаться под уиругкэ деформации в областях сгатия и растя-зешш.

В концэ главы, в результате рассмотрения обратного влияния магнитной сверхструктуры на упругу» волку, найдено изменение скорости звука при его распространении в магнетике.

Во второй главе рассмотрено динамическое параметрическое взаимодействие спкноеш волн с продольной звуковой волной, распространяющейся в лёгкой плоскости одноосного слабого ферромаг-кзтика вблизи орпэнтоциошого фасового перехода.

Коллинегргага продольная гтуковая и сшшовая волны, распро-сггашгпця&ея з легкой пям&озди р-агпвтгка в направлении еиззнбгз

ог>К1,'лхйрЛю пэ сзязаш. язлзте^т кагкггоупругая ел.тзъ вэзшка^т пз-эа кэдуляпя: благодэрл кшздо-озтршагш оедэк-•;:зг-:того поля йнгхотроикн ззукса. Если ызлкгуда ра'шростршш»-г.эЗся в цагкэпзю упругой волги достаточно вашса, чтсои пэ учн-лшэть ашэсэ та нее магнитной подкютегз!, то нзлгзю'^юэ махз»-тоупругсв взаимодействие сводится к парг?.:этрпчсогсьг7. Слабее всз-буздэния кагпитноЗ подоиотеш в денном одутеэ соответствуй? сшь вотаи волнам в среде о заданий данаашческой нзодаородаостью и могут бить как затуяаксз'УИ, так и нграстсгсзпш во времена и в пространство.

В первом ззрегрг^ч главч исагвдуотся устоСчгвость кэгзяг"оЗ поисиотемч "л СЕЛптр сгстмгех вое* при кэдаотл '¡po;-.3.,njif':i узрутоа волы. Поскольку свук ссэд'-от горзодкчеят» гростр:1'отсз!?.г.--2г. з~ мочную нэсдяоролдооть", то полш «дат

опискзазгься <5лш>ескич:1 функция-?!', сс?ой tfscsc::.)-

4irf» сгкчу т'зрмо'-пс^. Сагпэ 'сь га о-го гродсташяисз, получонм jr.t-

сперсионаое уравнение и соотношение меаду амплитудами гармоник. Их анализ показывает, что вдали от точэк пересечения гармоник спектр спиновых волн мало отличается от опорного. Наиболее аффективно гармоники взаимодействуют вблизи точек синхронизма, где их волновые вектора и частоты совпадает.

Исследование устойчивости основного состояния магнитной подсистемы фо ~ О приводит к выводу, что неустойчивость возникает в случае, если скорость звука превышает характерную скорость спиновых волн (у = < 1), а его амплитуда Оольез порогового значе-чения (в Сеэдассипативной среда порог отсутствует). Инкремент нарастания амплитуду волны модно записать в виде

Ап" = рп - - А + Ад] , <2)

где лП - пороговое значение величины д, пропорциональной квадрату амплитуды звука, р - нормированный на частоту звука параметр эа-тухшшя магнитной подсистем*.

Во втором параграфа исследуется устойчивость иагштюй яод-системи относительно ©гршнекаи в аростраз;ства возмущений. Показано, что неустойчивость может Сыть либо абсолютной, либ' * .и-воктивноа. В первом случае локализованное в начальная момент времени возмущение распрострадается на все пространство, и амплитуда ф в хетдой точке неограниченно растет (возрастание ограничивается нелинейными аффектами). В случае ко конвоктивной неустойчивости локализованной возмущение, нарастая во врек^т, ыохет сноситься в пространстве настолько быстро, что амплитуда ф в фиксированной точке во времени не увеличивается. В данном состоянии ©луктуодаи намагниченности усиливаются.

Б случае абсолютной неустойчивости упругая волна расяадсэтся

на дез епыговцх волны, с х - компонентами скоростей разных знаков (рис.2а). Область магнитных полей и звуковых частот в этом случае записывается в виде

°и * " pI>/4][l " " " 1>г(1 "

(3)

- vV/iex.4}-],

г до о()' - норшфованная частота, определяемая величиной внешнего магнитного ноля, х - в^и^/гн* - параметр аагнитоупругой связи, а - кошявкга однородного обмена, н - нвмеигсчоЕкость насиамтва додрзййтэт!, - разяща, ш-уу ло::ера'Д! рлсскясршзсегаа гармоник.

корагзнства нэ алюлняотся дяя всох г, которым ооотезтс?Е'51>с хП1 < х , то мегкдтпая подсистема консгктяз-по Евустойгй:эа. В частном с:>этао хп < х < \Пг , что вра&взвт) С00ТЕ8ТСТСуе? ;?С.Г0НТ?5 р/2 < X < - Vaf* , КЗГЮТНаЯ лод-

схетока конвективно нэус¥ойчв?а в дашазопэ

(1 - < О* < {V - »Sjjl - P*U - '

(4)

- *|(1 - Ря)/4 .

С * ere;.1 -изп Сэотготс"'йудл-?:Л спектр

пр1~здэн па jecratu ".О. В слу^а; ^угзя.зз-Трй

тся ?-а дзэ сгг.таэ'с: вогеи ах- ягзтзхгг-п с^ср^^т»;" :v":cvo 3K£s-:¿u В с«сгб:.з s~o удоя» шзю~

пг?тсл - íi ; --гг:^..-: лл - :>.Л1 - о,

а

скзтома абсолютно неустойчива. Конвективная неустойчивость при параметрическом возбухдешш» следовательно, может существовать только в системах с дисперсией и диссипацией.

Для наглядности полученных результатов приведем численные оценки. В гематите а-Ре2оа величина в « з-ю° см/с , а скорость упругих волн 55 7-10° СМ/С , СООТВвТСТВвННО V * 4'. 3. Следовательно, магаитиая подсистема не возбувдается звуком. В ИпСОа величина в » 1.5 • юа см/с , а скорость ввука л>0 =

а 5-ю3 см/с, следовательно, ««о.з . Ширина линии АФМР дн и

« юг э , а но ? 500 9 , при атом р я 0.2 . Неустойчивость обусловлена только соседними гармониками, если о л < х < о.5 . Полагая х « ол: получаем область конвективной неустойчивости о.17 < о* < о.гз. В области о® < 0.17 магнитная подсистема абсолютно неустойчива.

В третьем параграфа рассмотрено распространенна спкювих волн в присутствии волны звуковой аакачки. Исслодовсш распространение сшшовых волн в случае устойчивости, когда сатухен^з обусловлено исключительно диссипацией {раотасззсиэ ветв-" " Для блихайзшх гармоник этот реяы рзасдувтся при бшшнэнш условия

р- < ^(-за., - - , (5)

П-?! Й^ = 1/4 + (О* - рх/4)/<и2 - 1). 1'рк ! ТОМ гармоники ДОЛИНУ иметь х - компоненты скоростей одного Енгг:а. В дзшюа случае спиновые волны рассеиваются на упругой волне без изменения х -компоненты фазовой скорости. Соответстг ухщно дисперсионные зависимости изображены на рисунке 2,в.

ю

Рис. 2. Качественное изобратонко дисперсионной зовииг.юс-тп в пэрвоа зош Брнллвэна для 1п I 5 з к векторная диаграмма взашодаПствия упругих и спиновых волн в случае: а) абсолютной неустойчивости, б) конвоктивноп неустойчивости, а) расталкивания ветвей, г) не пропускания. Сплошная стшлка определяет фазовуп скорость упругой волну, а гтризо-. • вая - фазовуг) скорость спиновой волны.

В случр.э, когда ПЕрОКЭНТ Ж?Л9К0ГС!Я СЯЯЯУЯ! волны опрзде--ляется но только диссипацией, но п зякгаодоютепем гярмотяс, что выполняется для ¡зггервола частот

¿•гг < Р3/4 - - ^/[о.^1 - , (5)

спиновые волны сильно затухает. Имеет место непропусканиэ. Дополнительное к диссипации затухание обусловлено Срэгговскнм отраяе-

нием. При Vх > V значение л > о, и достаточным условием шпро-пускания является взаимодействие гармоник вблизи точек синхронизма с к - компонента!,ш скоростей разных знаков. Затухание за счет брагговского отражения преобладает над диссшативным затуханием п случав \ > р \иг - г|/2. Соответствующий спектр приведен на рисунке 2.г. В данном случае спиновые волны рассеиваются на упругой волна с изменением знака х - компоненты фазовой скорости на противоположный.

В конвективно неустойчивой подсистеме возможно усиленна спиновых волн. Усиливаться будут спиновые волны, распространяг-щиеся в направлении упругой волны. Кроме того, необходимо, что и амплитуда звука превышала пороговое значение. Величина порога уменьшается при ■+ \ - ган. шшимальноо значение порога г •И'2

хПт.п = р рн(1 - пн)1 , причем ан < 1/2 , С прешЕанием пороговых деформаций инкремент нарастания амплитуда волвы дншЗно растет. Вдали от порога он пропорционален величине (л^ - л)""^ .

Приведем численше оценки. В гематита ли « юг з , н ~

* юэ Э , соответственно р а 0.1. Ветви гармони:: растаякивааот-ся при > в и \ > 1 . Эти условия при й « ю - константа Дзялошинского, е ~ ю-4, ио * 20 Э, в^ « ю* ерг/см® записывад»?-ся в виде ио < 10° с"1, и^ > ю'5 . Нэпропуекание шеет место при п„ < а ,' «„ > ю8 с'1- частота звука. Врэгговскоо отражение эффективно при > ю-0. В ИпСоа величина порога и^ ы » 10"°, а инкремент нарастания спиновых волн вблизи порога ди" а

* ю .

В конце главы произведен учет обратного влияния магнитной

подсистемы на упругую и магнитодипольного взаимодействия. Показа-

изменения скорости звука мала (Ди/«о « ю-9). Следовательно, спиновые волны слабо влияют на скорость -упругой волны. Таете показано, что и размагничивание слабо влияет на спектр спиновых воль

В третьей главе исследовано поведение вектора магнитного "сконта слабого ферромагнетика, в легкой плоскости которого распространяется интенсивная высокочастотная упругая волна. В данном случае колебания намагниченности представляет собой сумму медленно пенящейся и быстро осциллирувдэй с налой амплитудой состав-лящих. При этом для усредненной то фазе упругой волны намагни-

чености <н> появляется выделение направления, обусловленные собственным аффективным полом и наведенным упругой волной полем анизотропии. При измэпэпии параметров, определяема указанные поля, например, «0 , ч0 , н - внекнеэ иагпптнов полз я других, в

при определенных направлмшях эта смета происходит путем ориента-ционного фазового перехода. Так, например, при условии |0дО>| « 1 ( ф'ц°'- отклонение медленной составляющей от направления распространения звука) происходит ориентпциошшй фазовый переход второго рода в поле упругой волны (рис.3)

но, что для гематита при я ю величина относительного

-»

о , при а -»*/2 ,

(7)

4 [К+ -»Н]1" • ^ к< ч

,_____ -г -2

- Ы Т О

„-if-4 2 -¡ОТ Г-4 а -г") -2 v2, , а,. 2.

+ 5u> Iw +■ w_t I I / I и + ш^т 1 ,u> = = = uof 1 - v ) -

- - ы*. Указанные частота определяются параметрами магнати-ка, упругой водны и внешни,! магнитным полем.

Рве. 3. Переориентация магнитного момента слабого одноосного ферромагнетика в результате воздействия высокочастотной упругой волгл, распространяпдейся в его легкой плоскости.

Приведем числегазие оценки дая гематита. В поло н - ю 3 величина ыи - ю° с"1 . Ориэнтациошщй фазовый переход про-иежодег в поло упругой волну с "0 - го" с"1 и ио » ю"в.

Далее в работе рассмотрены возмогшие переориентации иаткаг-ного момента в случае малой легкошюскостной анизотропии, в отсутствии внешнего магнитного поля.

В третьем параграфе главы подучен спектр спиновых волн в слабой ферромагнетике в присутствии штенсианой высокочастотной упругой волны. По мере приближения к точке оризнтащошюго фазового перехода в пола упругой волны цель уменьшается. Однако вблизи ор;шнтащ:онного фазового перехода линейное прибасенке становится кощжмэнеыш. Поэтому еозшкаот необходимость рассмотрения нагп-ш£шх колзбенлй медианной составляодеа вектора ншагшкзнзэсш , что и сделано в коню главу.

В четвертой главе исследуется распространениэ низкочастотной поперечной упругой волны в легкой плоскости слабого ферромагнетика. Интенсивная низкочастотная упругая волна, распространявдая-ся в легкой плоскости магнетика, приводит к локальной квазистатической переориентации вектора магнитного шкета н . Переориен-тащи вектора, намагниченности и сопровождается изменением нере-га>р.тровзшцг капгатоетрккцкой еффвктшш модулей упругости, причем величина атих изменений зависит от амплитуды волпц. Это приводит к то?,¡у, что резянчпаэ участки водил язхкутся о разными скорост.т.з1. Есяа {ааистуда гофор;:агЗ э солгэ и„ доста?очп> вэ-то ухглсяэя рзгпость схорос?с2 22га, л црофша zoszi zo4-тл гэ '¿езгзгэтзз. В ^sesxj сгуч» отругал волга фор^руэ? дая-• гггпггщв структуру. Ben гэ »ятггуда и недостаточно

м л яэ олшком мала, рззпость скоростей различных участков овугсзся волг» го-ют быть значительной. В атом случае уго на рсстоогг.! в гзскэияо Д.Т.Я воля за время в несколько перпо-.~ов ко.тгбсгоЯ) упругой гслг.1 с'шло кскспаотся: образуются

с::ог;.:г-ч, ч-эрглруотся :?/пр.та!1 игпптоккусипосстя голи.

По гор крг.Лвпзнш нвгноткка к точке ерпешешонаого фазового перехода пщректээ поле jKSHKüsumm и, следовательно, упрутся волт сншйо воздействует па магнитную подсистему. Амшш-гуда отклонения кжагпглешости и от равновесного положения под яг2ствЕэ:1 волги увэдпчкваэтея. Соотвэтствешо возрастает ра-гтость скоростей рззлптох участков волпч. Гасстояппо, па котором обре^уется разрыв в случао возбуждения на грзпицэ магнетика ГгрХОЮТССКЯЗ упругих КОЛЗбаКЙ, УМеКЬПаэТСЯ вплоть до нуля. Это 7.;31П;СЭ5Г,:Э происходит с тм»эд»кр?и н - по закону х^"' • н'Цге-

V) - "]а

а с изменением ип - по закону у.'р°'

- [«„)"" • Здесь см - константа упругости.

Из полученных выражений для деформаций на разрыве ввдно, что разрыв возникает на уровне |и4Д| * и0/УТ" . Исследовано выражение для скачка упругих деформаций на разрыве. Сначала он растет, затем достигает максимума и далее уменьшается до нуля.

Получено выражение для скорости распространения ударного Фронта. При малой величине внешнего магнитного поля * «о

- ь)1" , где величина ь = в. С приближением к ориента-ционному фазовому переходу скорость уменьшается.

Приведем численные оценки. В поле н * Ю*Э характерная величина ь «о.? . При амплитуде упругих деформаций и0 * з-ю"", величина а л . скорость распространения удалого фронта

а о.ви> . Амплитуда волны на расстоянии х » л убывает как [л/х^4 . здесь а - длина звуковой волны.

В конце главы изучено влияние диссипации на распространение акустической волны вблизи ориентационного фазового перехода.

В заключении сформулированы основные результаты и вывода диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДУ ДОСЕРТАШ

В диссертационной работе проведено теоретическое исследование динамических ыагнитоупругих вффектов в окрестности оркеита-ционкого фазового перехода, возникающих при распространении упругой волны в легкой плоскости слабого одноосного ферромагнетика. Результаты атих ксслэдовацкй позволяют сделать слздувдкэ ш-

вода.

1. Предсказано существование индуцированной звуком динамической магнитной сверхструктуры в лвгкоплоскостном слабом ферромагнетике. Сверхструктура имеет вид чередующихся полосовых доменов и перемещается со скоростью звука о шириной, равной полупериоду звуковой волны. Ширина доменной Гранины пропорциональна кубическому корка из отношения длины волны к амплитуда звука. С пркблигенивм скорости звука к асимптотической скорости спиновых волн ширина доменной гранипы уменьшается.

2. Исследована устойчивость магнитной подсистемы в присутствии звуковой накачки. Показано, что неустойчивость возникает в случае, когда скорость звука превышает асимптотическую скорость спиновых волн. Вычислены спектр спиновых волн, пороги неустойчивости и инкременты изменения амплитуды спиновой волны. Определены области абсолютной к конвектизкоЗ неустойчивости. Показано, что конвективная неустойчивость существует в матом диапазоне скоростей вблгал скорости звука при наличии диссипации в магнитной подсистеме.

3. Изучено распространение спиновых воли в присутствии звуковой накачки в случае устойчивости и конвективной неустойчивости. Определен спектр спиновых волн и инкремент их затухания и . нарастания. Показано, что в области конвективной неустойчивости звук усиливает спиновую волзу,_ если упругие деформэцш превышает пороговое значонпэ. В случпэ устойчивости затухание спиновых волг обусловлено нэ только длсскпацкез, но и брэгговсвзы отражением.

4. Показано, что в области относительно высоких частот зву-

ковая волна изменяет ориентацио вектора магнитного момента. Определены направления магнитного поля и распространения звука, при которых переориентация магнитного момента осуществляется путем фазового перехода второго рода. Соответствующая критическая точка определяется амплитудой и частотой звука, легкоплоскостной анизотропией и величиной внешнего магнитного поля.

5. Исследовано распространение низкочастотного поперечного звука относительно малой амплитуда. Показано, что по мере распространения профиль волны искажается, и в итоге формируется ударная волна. Определены точка образования разрыва, скачок деформаций на разрыве и скорость ударного фронта. С приближением к оркентационному фазовому переходу расстояние, на котором обрнс^, ется разрыв, сокращается. Амплитуда ударной волны уменьшается обратно пропорционально квадратному корна из расстояния.

Материалы диссертации опубликованы в следугщих работав:

1. Кабыченков А.Ф., Шавров В.Г., Шевченко А.Л. Параметрическое

ВОЗбуЖДОНКе СПИНОВЫХ ВОЛН ПРОДОЛЬНЫ!.! ЗВУКОМ В ЛОГКОЯЛОСкОС-

тном антиферромагнэтике. Per. конф. "Спиновые волны и сш:-новолновые явления олектроники СВЧ". Тезисы докладов. Краснодар, 1987, с.35-36.

2. Кабычешов А.Ф., Шавров В.Г., Шевченко А.Л. Взаимодействие спиновых и упругих волн в легкоплоскостном антиферромагнз-тике. 5-ая Всесоюзная вжола-семинар молодых ученых и специалистов "Проблемы совершенствования устройств и методов

приема, передачи и обработки информации". Тезисы докладов. Звенигород, 1988, с.65-67.

3. Кабыченков А.Ф., Шавров В.Г., Шевченко А.Л. Ориентационные фазовые перехода в легкоплоскостных магнетиках в поле упругой волны. 2-ой Всесошный семинар "Магнитные фазовые перехода и критические явления". Тезисы докладов. Махачкала, 1989, С.47-48.

4. Кабыченков А.Ф., Шавров В.Ш., Шевченко А.Л. Спиновые волны в одноосном слабом ферромагнетике с продольной звуковой волной в плоскости базиса.- ФТГ, 1989, т.31, * 7, о.193-202.

6. Кабыченков А.Ф., Шавров В.Г.; Шевченко А.Л. Ударные акустические волны в легкошгоскостных магнетиках.- ФТГ, 1990, Т.32, Я 4, С.113-117.

6. Кабыченков А.Ф., Шавров В.Г., Шевченко А.Л. Ориентационные фазошэ перехода в лэгкошюскостных магнетиках в поле упру гой волны.- ФТГ, 1990, т.32, Я 4, О.1182-1185.

7. Кабыченков А.Ф., Шавров В.Г., Шевченко А.Л. Способ управления параметрами электромагнитного излучения. Авторское свидетельство Я 1622955, зарегистр.22.09.90, Бм.й 3.

8. Кабыченков А.Ф., Шавров В.Г., Шевченко А.Л. Способ усиления спиновых волн. Положительное решение о выдаче авторского свэдэтельствз по сгязкэ Л 4713260 от 31.05.89.