Изометричные монокристаллы бората железа: магнитные и магнитоакустические эффекты тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М В ЛОМОНОСОВА

ФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

На правах рукописи УДК537 622 5,537 956,534 321 9

СТРУГАЦКИЙ Марк Борисович

ИЗОМЕТРИЧНЫЕ МОНОКРИСТАЛЛЫ БОРАТА ЖЕЛЕЗА: МАГНИТНЫЕ И МАГНИТОАКУСТИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ

ии3446334

Специальность 01 04 11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

2 2 СЕН 2003

Москва - 2008

003446334

Работа выполнена в Таврическом национальном университете им В И Вернадского и на кафедре магнетизма физического факультета Московского государственного университета им М В Ломоносова

Научный консультант

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор физико-математических наук, профессор Зубов В Е

доктор физико-математических наук, профессор Зпс здин А К

доктор физико-математических наук, профессор Иванов Б А

доктор физико-математических наук, профессор Четкин М В

Инсгитут кристаллографии РАН

Защита состоится »О/еу^Ьрх2008 г в час на заседании

специализированного совета Д 501 001 70 в Московском государственном университете им МВ Ломоносова по адресу 119992 ГСП-2, г Москва, Ленинские горы, МГУ, физический факультет, конференц-зал Центра коллективного пользования

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ Автореферат разослан >>а5^л?с|л-?2008 г

Ученый секретарь специализированного совета Д 501 001 70 в МГУ им M В Ломоносова доктор физико-математических наук, профессор

Г С Плотников

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность темы. Борат железа, РеВ03, является благодатным модельным объектом многочисленных исследований в области физики твердого тела Это связано с редким комплексом его свойств - магнитных, резонансных, оптических, магнитооптических (МО), магнитоупругих (МУ) Сочетание же некоторых из этих свойств в борате железа уникально Так прозрачность в видимой области спектра сосуществует в нем с магнитным упорядочением

Традиционно монокристаллы бората железа выращивают из раствора в расплаве В этом случае образцы обычно получаются в виде тонких базисных пластинок толщиной 50 - 100 мкм Совершенствуя такую методику, мы добились определенных положительных результатов синтезированы крупные кристаллы высокого структурного совершенства На наших кристаллах выполнены многочисленные исследования Отметим лишь некоторые из них Развитие нового экспериментального метода - магнитной мессбауэрографии (Лабушкин, Саркисян, ВНИИФТРИ), экепреименты по АФМР (Рудашевский, ИОФ РАН), бриллюэновское рассеяние на звуке (Боровик-Романов, Крейнес, Ин-т физ проблем РАН), возбуждение мессбауэровских переходов синхротронным излучением (Артемьев, Чечин, Андронова, РНЦ «Курчатовский ин-т»), исследование динамики доменных границ (Четкин, Лыков, МГУ), эксперименты в условиях сверхвысокого давления (Любутин, Саркисян, Ин-т кристаллографии РАН)

Однако тонкие базисные пластинки не позволяют изучать все эффекты, которые можно ожидать в борате железа Для исследования некоторых важных эффектов необходимо иметь изометричные (объемные) образцы Речь идет, в частности, о поверхностном магнетизме и магнитоакустических (МА) явлениях В первом случае требуются кристаллы с хорошо развитыми небазисными гранями, во втором - с большим расстоянием между противоположными базисными гранями Получение таких кристаллов явилось исходной задачей диссертационной работы, успешное решение которой и сделало возможным обнаружение и исследование новых эффектов Для выращивания изометричных монокристаллов бората железа в работе применен метод синтеза из газовой фазы Тонкие базисные пластинки РеВОз нами тоже использовались, но задачи, решаемые с их помощью, инициированы исследованиями на изометричных кристаллах

Теперь перейдем к краткому описанию поверхностного магнетизма и магнитного двулреломления (ДП) звука, исследованию которых посвящена диссертационная работа

Изучение поверхностных магнитных явлений - важная и актуальная задача Это не в последнюю очередь связано с современной тенденцией в развитии магнитной микроэлектроники, заключающейся в миниатюризации ее элементной базы и устройств Сейчас разрабатываются и создаются магнитные головки с рабочим зазором в десятые доли микрометра, интегральные магнитные головки,

накопители на цилиндрических магнитных доменах и субструктурных элементах доменных границ Прогресс в этой области в значительной степени определяется успехами в технологии синтеза тонких магнитных пленок, разнообразных по химическому составу, кристаллической и магнитной структуре Уменьшение толщины пленок приводит к возрастанию роли поверхности в формировании их рабочих характеристик Поверхность, являясь естественным дефектом структуры, изменяет магнитные свойства в тонком приповерхностном слое магнетика Совокупность магнитных эффектов, обусловленных поверхностью магнетика, называют поверхностным магнетизмом Обычно влияние поверхности распространяется на приповерхностный слой, толщина которого определяется многими факторами и варьируется от единиц до сотен тысяч атомных слоев Неель первым указал на существование особой поверхностной магнитной анизотропии в ферромагнетиках, вызванной нарушением симметрии окружения приповерхностных атомов [1] Однако проявление этой сравнительно слабой аншотропии обычно подавляется размагничивающими полями и значительной кристаллографической анизотропией По оценкам Нееля поверхностная анизотропия может проявляться только в очень малых ферромагнитных частицах ~ 100 А Именно по этой причине особые поверхностные магнитные свойства в большей степени характерны для ультратонких пленок

Однако существует класс магнитных материалов, в которых поверхностная анизотропия должна проявляться не только в пленках, но даже в приповерхностной области массивных монокристаллов Это антиферромагнетики со слабым ферромагнетизмом и магнитной анизотропией типа легкая плоскость, к которым принадлежит борат железа Поверхностная анизотропия в таки> кристаллах не будет подавляться ввиду малости размагничивающих полей, пропорциональных слабой намагниченности, и практического отсутствия кристаллографической анизотропии в базисной плоскости Можно заключить, что кристаллы легкоплоскостных слабых ферромагнетиков представляют собой идеальный модельный объект для наблюдения поверхностной анизотропии Впервые существование поверхностной анизотропии на небазисных гранях таких кристаллов было обнаружено и изучено в работах Кринчика и Зубова с соавторами [2,3] при МО исследованиях неструктурного борату железа гематита Поверхностная анизотропия приводит к образованию в приповерхностной области кристалла неоднородного магнитного слоя В случае слабых ферромагнетиков поверхностный магнетизм проявляется по существу в виде такого переходного слоя Условия для образования переходного слоя возникают и в приповерхностной области ортоферригов эрбия и тербия вблизи температуры ориентационного перехода [4,5]

Для выяснения механизмов поверхностной анизотропии важно исследовать поверхностный магнетизм и других кристаллов, обладающих благоприятными для его появления свойствами К таким кристаллам в первую очередь следует отнести

борат железа Из-за большей, чем в гематите спонтанной намагниченности и большего среднего расстояния между магнитными ионами Fe3+ здесь можно ожидать меньших полей намагничивания переходного слоя и, таким образом, получения более полной картины явления (в гематите эти поля из-за своей большой величины оказались недостижимы [3]) Специфика гематита состоит в том, что возможны два варианта расположения магнитных ионов на поверхности Это затрудняет теоретический анализ экспериментов В борате железа такой проблемы нет Благоприятным фактором для исследования поверхностного магнетизма бората железа является невысокая температура Нееля, что существенно упрощает температурные исследования эффектов Кроме этого синтезированные нами образцы FeB03 обладают большим по сравнению с гематитом набором типов небазисных граней, что также способствует полноте решения задачи Отметим, что в работе [6] обнаружено проявление наведенной поверхностной анизотропии на базисных гранях синтезированного нами монокристалла 57FeB03

Следующий эффект находится в ряду явлений, сравнительно недавно предсказанных и описанных в работах Турова [7,8] Речь идет об акустическом аналоге оптического эффекта Когтона-Мутона - линейном ДП звука в АФ кристаллах Впервые экспериментально такой эффект был обнаружен в карбонате марганца, МпСО,, Гакелем [9] и теоретически обоснован Туровым [8] Туровым же инициированы и наши исследования на борате железа

Суть эффекта состоит в том, что при распространении поперечной линейно поляризованной ¡вуковой волны вдоль оси третьего порядка ромбоэдрического АФ кристалла одна из линейно поляризованных мод не взаимодействует с магнитной подсистемой (немагнитная мода), а вторая весьма существенно взаимодействует с ней (магнитная мода) Скорость звука магнитной моды зависит от магнитного поля, что приводит к сдвигу фаз между модами и эллиптической поляризации прошедшей в кристалле волны ДП звука вызывается магнитным вкладом АС в эффективный упругий модуль Ceff =С + АС антиферромагнетика Этот вклад, возникающий при учете МУ слагаемых в термодинамическом потенциале кристалла, был впервые определен Ожогиным и Преображенским [10]

Наиболее с/щественного проявления эффектов магнитоакустического ДП можно ожидать в АФ кристаллах с сильной МУ связью Именно к таким материалам относится борат железа Эксперименты по всестороннему изучению в кристаллах РеВОз магнитного линейного ДП звука выполнены в ИРЭ HAH Украины [11,12] Однако попытки применения теории Турова для описания этих экспериментов не приводят к удовлетворительному результату Анализ показал, что проблема может быть обусловлена большой величиной МУ связи в борате железа ДС/С ~ 1, вызывающей не только эффекты ДП, но и неизбежно приводящей к существенному влиянию на магнитное состояние кристалла механических граничных условий В этом случае магнитные свойства оказываются неоднородными по толщине

кристалла, что значительно усложняет теоретическое описание эффектов ДП Такая ситуация, по-видимому, является общей для всех АФ кристаллов с сильной МУ связью Кроме этого для адекватного описания эксперимента в теории должны быть учтены структурные особенности реального кристалла

Таким образом, важной задачей представляется анализ факторов, которые могут влиять на величину и характер акустического ДП, разработка с учетом этих факторов физических моделей и построение на основе последних теории, позволяющей адекватно описывать эффекты ДП звука в борате железа

Все изложенное выше свидетельствует об актуальности темы диссертационной работы В качестве основного объекта исследований выбраны изометричные монокристаллы бората железа Отдельные задачи решались с использованием тонких базисных пластинок РеВОэ высокого структурного совершенства При построении теории ДП звука в ромбоэдрических кристаллах, учитывающей базисную гексагональную анизотропию, автор опирался на имеющиеся экспериментальные результаты для гематита

Цель и задачи работы

- экспериментальное и теоретическое исследование поверхнос гного магнетизма бората железа,

- разработка физических моделей и построение на их основе тб ории магнитного ДП звука в борате железа, учитывающей механические граничные условия и дефектную структуру реального кристалла,

- компьютерное моделирование на основе построенной теории экспериментальных кривых полевой А(Н) и частотной А (со) зависимости амплитуды акустической волны в РеВ03, а также резонансных кривых о)ге2(Н) для этого кристалла,

- исследование влияния давления на магнитное состояние и распространение звука в тригональных антиферромагнетиках,

- разработка технологии и синтез монокристаллов РеВ03, пригодных для МО и МА экспериментов, исследование их морфологии

Научная новизпа

Решение поставленных задач позволило получить следующие новые результаты

- впервые на естественных небазисных гранях изометричных монокристаллов РеВ03 методом порошковых фигур Биттера обнаружена и исследована доменная структура ЦМД-типа, свидетельствующая о существовании поверхностного магнетизма,

- впервые проведены МО исследования поверхностного магнетизма бората железа в широком температурном диапазоне,

- построена теория поверхностного магнетизма бората железа с учетом реконструкции поверхности и дефектности ее структуры, позволившая получить результаты, коррелирующие с экспериментом,

- рассчитана магнитная структура приповерхностного переходного слоя бората железа во внешнем магнитном поле,

- построена теория магнитного ДП звука в монокристалле бората железа с неоднородной магнитной базисной анизотропией, позволившая адекватно описать эксперименты, для расчета зависимостей А(Н) и А(ш) впервые применен известный из оптики метод матриц Джонса,

- построенная теория магнитного ДП звука в борате железа обобщена на случай учета многократных переотражений звуковой волны от границ кристаллических блоков, что позволило получить кривые А(Н) и А(со) с тонкой структурой, коррелирующие с экспериментом,

- построена теория размерного акустического резонанса в неоднородно намагниченном монокристалле бората железа и на ее основе показано, что наблюдаемое смещение акустических резонансов при изменении магнитного поля является следствием возникновения гибридных акустических мод, фазовые скорости которых зависят от магнитного поля,

- исследовано влияние давления на магнитное состояние и эффекты ДП звука в ромбоэдрических легкоплоскостных антиферромагнетиках,

- разработана технология и впервые синтезированы из газовой фазы изометричные монокристаллы бората железа заданной формы с небазисными гранями оптического качества, пригодные для МО и МА экспериментов

На защиту выносятся результаты

- исследования методом порошковых фигур Биттера доменной структуры ЦМД-типа, обнаруженной на небазисных гранях FeB03, и вывод о существовании поверхностного магнетизма на этих гранях,

- изучения поверхностного магнетизма бората железа методами МО эффектов Керра в широком температурном диапазоне,

- теоретического исследования поверхностного магнетизма бората железа, в том числе с учетом реконструкции поверхности и дефектности приповерхностного слоя,

- построения теории ДП звука в идеальном кристалле РеВОз с учетом индуцированной механическими граничными условиями неоднородной магнитной анизотропии,

- компьютерного моделирования кривых А(Н) и А(ю) на основе построенной теории,

- разработки геории, описывающей Наблюдаемую тонкую структуру кривых А(Н) и А(ю)> основанной на предлагаемой модели дефектной структуры реального кристалла,

- расчета с использованием компьютерного моделирования амплитуды звука в кристалле РеВОз, содержащем кристаллические блоки,

- разработки теории размерного акустического резонанса в неоднородно намагниченном кристалле бората железа, интерпретации на ее основе наблюдающегося смещения резонансов при изменении магнитного поля, компьютерного моделирования полевой зависимости частот акустических резонансов,

- исследования влияния давления на магнитное состояние и эффекты ДП звука в ромбоэдрических слабых ферромагнетиках,

- разработки технологии и синтеза из газовой фазы и раствора-расплава монокристаллов РеВ03 заданных форм, пригодных для МО и МА исследований,

- изучения морфологических особенностей синтезированных изометричных кристаллов бората железа

Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется надежностью экспериментальных установок и методов, использованием кристаллов высокого качества, аттестованных с помощью апробированных методик, применением хорошо развитых методов теоретической физики, осуществлением предельных переходов к результатам других авторов, хорошей корреляцией между теорией и экспериментом, хорошим согласием с результатами авторов, позже проводивших исследования аналогичных эффектов

Научное зпачепнс диссертационной работы состоит в том, что она вносит существенный вклад в развитие физических представлений о поверхностном магнетизме и мапштном ДП звука, модельными объектами для реализации которых являются монокристаллы бората железа Значительным достоинством работы является то, что все экспериментальные результаты анализируются и моделируются на основе построенных в работе теорий

Практическая ценность работы заключается в возможности использования приповерхностного переходного магнитного слоя в качестве среды для хранения информации с высокой плотностью записи Построенная теория ДП звука в реальных АФ кристаллах может быть применена при разработке на основе этих кристаллов МА преобразователей Кроме этого теория ДП позволяет использовать акустическое зондирование для изучения особенностей магнитного состояния и дефектной структуры самих АФ кристаллов Разработанная технология синтеза монокристаллов БеВОз может быть применена для получения образцов, обладающих оптимальными для решения многих научных и прикладных задач параметрами

Апробация результатов

Результаты диссертационной работы докладывались на еле,чующих научных конференциях, симпозиумах, совещаниях, школах II семинар по функциональной

магнитоэлектронике (Красноярск, 1986), Республиканский семинар по физическим свойствам и применениям ферритов (Донецк, 1987), Всесоюзный семинар "Элементы и устройства на ЦМД и ВБЛ" (Симферополь, 1987), XVIII Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений (Калинин, 1988), Всесоюзная школа-семинар "Исследование физических свойств магнетиков магнитооптическими методами" (Москва, 1988), V Всесоюзное совещание по когерентному взаимодействию излечения с веществом (Симферополь, 1990), Школа-симпозиум по физике магнитных явлений (Алушта, 1993), XX International Conference on Low Temperature Physics (Eugene, Oregon, USE, 1993), International Conference and Symposium on Surface Waves m Solid (Moscow-St Petersburg, Russia, 1994), International Conference on Magnetism ICM'94 (Warsaw, Poland, 1994), XVI Всероссийская конференция с международным участием по акустоэлектронике и физической акустике твердого тела (Сыктывкар, Россия, 1994), World Congress on Ultrasomcs (Berlin, Germany, 1995), International Conference on Magnetism (Cairns, Australia, 1997), III International Conference on Electrotechnical Materials and Components (Moscow, Klyas'ma, Russia, 1999), XXII International Conference on Low Temperature LT22 (Helsinki, Finland, 1999), 8th European Magnetic Matenals and Applications Conference (Kyiv, Ukraine, 2000), First International Conference on Correlation Optics SPIE (Cherruvtsi, Ukraine, 2001), Euro-Asian Symposium "Trends m magnetism" EASTMAG-2001 (Ekaterinburg, Russia, 2001), International Conference on Functional Matenals ICFM (Partemt, Crimea, Ukraine, 2001, 2003, 2005, 2007), XVIII международная школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, Россия, 2002, 2004, 2006) Публикации

По теме диссертации опубликовано 66 работ Основные результаты изложены в 39 работах 28 статьях в научных журналах, 4 статьях в сборниках научных трудов, 7 тезисах докладов научных конференций Список основных публикаций приведен в конце автореферата

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, девяти глав, заключения и списка литературы из 318 наименований Полный объем диссертации с учетом 84 рисунков и 13 таблиц составляет 324 страницы

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи работы, научная новизна и положения, выносимые на защиту

В первой главе рассматривается кристаллическая и магнитная структура бората железа Кристалл FeB03 имеет тришнальную (ромбоэдрическую) кристаллическую структуру Пространственная группа симметрии Djd Это диэлектрик, а в магнитном отношении - антиферромагнетик со слабым

ферромагнетизмом и магнитной анизотропией типа легкая плоскость Все магнитные векторы приблизительно лежат в плоскости базиса (± На основе термодинамической теории Дзялошинского проанализированы возможные магнитные состояния бората железа Приводятся результаты исследования доменной структуры кристалла

Вторая глава посвящена экспериментальным исследованиям поверхностного магнетизма бората железа

Вначале (п.2.1) анализируются работы, в которых рассматриваются поверхностные эффекты в магнетиках В п 2 2 описаны экспериментальные образцы и методы, применяемые в диссертационной работе для исследования поверхностного магнетизма бората железа Синтезированные изометричные монокристаллы РеВ03 имели грани пяти типов Для оценки степе ни совершенства кристаллов использовался рентгеновский метод дифракционного отражения (кривых качания) Полуширина кривых на разных гранях составила 10 - 40", что свидетельствует о хорошем качестве образцов Доменная структура на поверхности кристаллов РеВ03 и ее поведение в магнитном поле изучались методом порошковых фигур (магнитной суспензии) Биттера Поверхностный магнетизм кристаллов РеВ03 исследовался методом МО эффектов Керра - экваториального (ЗЭК) и полярного (ПЭК) В работе использовалась динамическая МО установка с автоматической регистрацией сигнала, что позволило увеличить чувствительность на 2-3 порядка по сравнению со статическим методом Для исследований в области низких температур применялся вакуумный оптический криостат От комнатной температуры до точки Негля (Тм= 348 К) измерения выполнялись в прод} вном термостат!;

В п. 2.3 приведены результаты исследования доменной структуры методом порошковых фигур (магнитной суспензии) Битера На естественных небазисных гранях монокристаллов бората железа наблюдалась лабиринтная доменная структура, сходная с доменной структурой тонкопленочных ЦМД-содержащих материалов, свидетельствующая о существовании на этих гранях одноосной поверхностной магнитной анизотропии Изучено поведение лабиринтной структуры в магнитном поле (рис 1)

П. 2.4 посвящен количественным исследованиям поверхност ной анизотропии бората железа методами МО эффектов Керра Измеренная спектральная зависимость этих эффектов свидетельствует о возможности их использования для изучения поверхностного магнетизма бората железа Методом ЭЭК и ПЭК при комнатной температуре получены кривые намагничивания поверхности для граней (1014), (1120), (1123) и (0001) Установлено, что на грани (1014)существует одноосная поверхностная анизотропия с весьма значительным полем насыщения Нк ~1кЭ (рис 2, кривая 1) при намагничивании вдоль оси трудного намагничивания, ТО || 2Х Это направление совпадает с линией пересечения граней (1014) и (0001)

Намагничивание в направлении оси легкого намагничивания, ЛО (_L ТО), завершается в полях, сравнимых с полями размапшчивания (~ 100 Э) На гранях (1120) и (1123) с точностью до величин полей размапшчивания поверхностная анизотропия не обнаружена Отсутствует поверхностная анизотропия и на базисных гранях (0001)

В п. 2 5 проведены температурные исследования поверхностного магнетизма Методом ЭЭК получены кривые намагничивания поверхности (1014) в широком интервале температур - от 77К до точки Нееля Установлено, что с изменением температуры ориентация ТО и ЛО сохраняется Путем сравнения температурных зависимостей поля насыщения IIk и подрешеточной намагниченности Мо показано, что хорошо выполняется соотношение Hk ~ Мо

В третьей главе проведены теоретические исследования поверхностного магнетизма бората железа На основе построенной теории проанализированы экспериментальные результаты

В п 3 1 для всех типов небазисных граней бората железа в магнитодипольном приближении рассчитана энергия поверхностной анизотропии, определяемая как разность энергий магнитных ионов на поверхности и в глубине кристалла В общем случае эта энергия имеет вид

ст( U) = sin2 Qsincp(as smcp + bscoscp) + cs cos2 0 + sin0cos9(ds coscp + fs sincp) (1)

Здесь 9 и ф - пол арный и азимутальный углы АФ вектора, отсчитываемые от осей 3Z и 2Х, соответственно, рассчитанные константы поверхностной анизотропии а„ bs с„, ds, f3 [эрг/см ] (Т = 0К) сведены в таблицу

as bs cs ds f.

(1014) 0,030 0 0,006 0 0,039

(1120) 0,011 0 -0,017 0 0,031

(1123) -0,002 -0,014 -0,020 -0,014 -0,011

(0112) -0,012 0 -0,020 0 0,044

В п. 3.2 определена энергия приповерхностного слоя в отсутствие внешнего магнитного поля В силу своего определения энергия (1) не включает магнитную кристаллографическую анизотропию, характерную для объема кристалла РеВ03 Учет этой анизотропии должен привести к существованию приповерхностного переходного слоя типа доменной границы, в котором магнитные моменты плавно разворачиваются от равновесной ориентации на поверхности к равновесной ориентации в объеме кристалла В отсутствие магнитного поля и базисной анизотропии в глубине кристалла переходный слой может быть связан с изменением в пространстве только полярного угла 0 Азимутальный угол ср в приповерхностной

области будет постоянным Поверхностная плотность энергии переходного слоя в этом случае может быть представлена так

7е=2{{АШ = (2)

где Б - расстояние от поверхности вглубь кристалла, А = 0,7 Ю-6 эрг/см - обменный параметр, а' = 4,85 10б эрг/см3 - эффективная константа одноосной кристаллографической анизотропии (Т = 0К), 0о - полярный угол АФ вектора на поверхности

Характерная энергия переходного слоя в рассматриваемом случае намного превосходит константы поверхностной анизотропии \/а'А ~ 1,8 эрг/см3 » а8, Ь5, с8, с15, ^ Поскольку выход магнитных моментов приповерхностных ионов Бе3 из базисной плоскости ведет к возрастанию «большой» энергии у,э и уменьшению «малой» а, неколлинеарность магнитных моментов в переходном слое является энергетически невыгодной магнитные моменты оказываются практически в базисной плоскости 6(8) = 80 = гс/2 При этом у0= 0 (см (2)) Поверхностная анизотропия и обменное взаимодействие закрепляют спины в приповерхностном слое вдоль некоторого направления в базисной плоскости, задаваемого ориентацией поверхностных спинов ср0 Угол ср0 определяется из уравнения да / <5ср(| =0 Для грани (1014) мы получили ср0=О Это направление задает ориентацию ТО, которая, как и в эксперименте, оказывается параллельной оси 2Х

В п. 3.3 рассчитана энергия переходного слоя в магнитном поле В отсутствие внешнего магнитного поля приповерхностный магнитный слой является однородным Неоднородный по углу ср слой возникает в магнитном поле Связанная с ним избыточная энергия сводится к выражению

+МН1[8ш(р-Ф)+1]|а8 = 4Л/АШ:(1-созх0), (3)

где М - спонтанная намагниченность кристалла, Н| - проекция внешнего магнитного поля на базисную плоскость, х0=(%/2 + р-ф0)/2, р - угол между направлением поля Ц и осью 2Х

В пренебрежении выходом магнитных моментов из базисной плоскости (0 = ж/2) уравнение для определения равновесного угла поверхностных спинов ф0 с учетом (1) и (3) имеет вид

—' (уФ + с) = -2^/АМН, эт х0 +а8 зт2ф0 +Ь5 соз2ф0 =0 (4)

Зфо

Уравнение (4) определяет, по существу, кривые намагничивания поверхности для всех рассмотренных типов граней кристалла (п. 3.4) Для грани (1014), на

которой поверхностная анизотропия велика, при Т = ОК мы получили (п 3 1) as = 0,030 эрг/см", bs = 0 В пределе Ht -» Нк при намагничивании вдоль ТО ф - 0) должно быть ф0 —> 7t / 2 В этом случае уравнение (4) дает

Нк=4а*/(АМ) (5)

Отсюда при Т = ОК находим Нк ж 300 Э Определим Нк при комнатной температуре Так как А ~ М*, М ~ Mo, as ~ Mj, то в соответствии с (5) получаем Hk ~ Mo ~ М, что соответствует эксперименту Поскольку М0(Т = ОК)/М0(Т = 300К) = 1,47, имеем Нк(Т=300К) « 200Э На рис 2 представлена кривая намагничивания при Т = 300К, рассчитанная на основе (4) с учетом (5) (кривая 2)

Для других небазисных граней расчетные значения поля Нк оказываются почти на порядок меньше, что хорошо коррелирует с МО экспериментом О существовании слабой поверхностной анизотропии на этих гранях свидетельствует ЦМД-структура По-видимому, метод порошковых фигур позволяет обнаружить более слабую поверхностную анизотропию, которая при исследовании с помощью эффектов Керра маскируется потами размагничивания

Таким образом, можно заключить, что построенная теория объясняет симметрию поверхностной анизо гропии, дает правильный порядок ее величины для всех типов граней, а также температурную зависимость поля Нк (п. 3.5)

В п. 3.6 теория поверхностного магнетизма бората железа обобщена на случай реконструированной поверхности Поскольку поверхность представляет собой структурный дефект, в приповерхностной области изменяются не только рассмотренные магнитные взаимодействия, но и упругие Последнее обстоятельство должно приводить к искажению кристаллической структуры в приповерхностной области - частичной реконструкции поверхности Расхождение теоретического и экспериментального значений поля Нк для грани (10 14) может быть обусловлено смещением ионов Fe3+ на поверхности из кристаллографических положений Рассчитанные константы поверхностной анизотропии обратно пропорциональны пятой степени параметра решетки аг кристалла В соответствии с (5) это означает Hk ~ а~10 Поэтому можно ожидать, что поле Нк будет весьма чувствительным к вариации аг в тонком (в несколько атомных слоев) приповерхностном слое

Рассмотрим влияние реконструкции на поверхностный магнетизм бората железа для грани (10 14) Рассчитаем в магнитодипольном приближении с учетом реконструкции энергию поверхностной анизотропии и поле насыщения для эт ой грани Реконструкция связана с изменением расстояний между приповерхностными атомами Поскольку неизвестно насколько быстро решетка бората железа релаксирует по мере углубления в кристалл, мы проанализируем два предельных в этом смысле варианта реконструкции В первом варианте будем исходить из следующей прост ой модели Параметры решетки в тонком приповерхностном слое

отличаются от параметров в объеме Эти отличия эквивалентны деформациям, которые могли бы быть вызваны некоторым внешним гидростатич еским давлением (сжатием или растяжением) Такое давление не изменяет симметрии кристаллической решетки Поэтому расчет энергии поверхностной анизотропии аналогичен проведенному в п 3 1 В результате расчета получена зависимость константы а3 от относительного изменения длины ребра Да,/аг (%) элементарного ромбоэдра с гранями (1014) (рис 3, кривая а) Отметим, что в пределах довольно значительных деформаций Даг/аг я ±15%, для которых проводился расчет, знак константы а3 остается неизменным Это означает, что в указанных пределах остаются неизменными и ориентации ЛО и ТО поверхностной анизотропии На рис 3 представлена зависимость Н^Да/аг), рассчитанная с учетом а5(Да,/аг) по формуле (5) (кривая б) Видно, что согласие с экспериментом (Нк = 1 кЭ) может быть достигнуто при сжатии Да/а,-» 10%

Второй предельный вариант реконструкции связан со смещением только внешнего монослоя ионов Ре3+ Рассчитана зависимость а^Да/а,) (рис 4, кривая а) В этом случае величина а3 растет без изменения знака, если расстояние между поверхностным и вторым слоем ионов Ре3+ увеличивается При сближении же этих слоев константа а, сначала уменьшается, а затем растет по модулю, изменив знак Последнее обстоятельство свидетельствует о несоответствующей эксперименту переориентации ЛО и ТО На рис 4 приведена расчетная гсривая Нк(Аа1/аг), показывающая, что экспериментальное значение поля Нк может быть реализовано при деформации растяжения Аа,/аг » -10% (кривая б) На рис 2 представлена рассчитанная на основе (4) и (5) кривая намагничивания реконструированной поверхности с полем насыщения, совпадающим с экспериментальным (Нк = 1 кЭ) (кривая 3)

В п. 3.7 рассматривается теория поверхностного магнетизма в случае дефектной поверхности Известно, что поверхность кристалла представляет собой область, где может наблюдаться повышенная концентрация дефектов В некоторых случаях дефекты в приповерхностной области создаются искусственно Рассмотрим следующую модель В тонком приповерхностном слое «выключена» часть магнитных ионов Это могут быть вакансии или замещения диамагнитными ионами (диамагнитное разбавление) или то и другое вместе Рассчитаем в магнитодипольном приближении энергию поверхностной анизотропии для грани (1014) при наличии случайно распределенных указанных точечных дефектов Для этого учтем взаимодействие ионов Ре3+ в параллелепипеде 100агх10агх100аг с гранями типа (1014), одна из «больших» граней 100агх100аг которого совпадает с поверхностью кристалла Используя генератор случайных чисел, мы задавали в параллелепипеде распределение дефектов с определенной концентрацией В результате получена линейная концентрационная зависимость а3(х) В соответствии

с (5) зависимость Н^Ск) является квадратичной Рис 5 демонстрирует существенное уменьшение потя насыщения с ростом концентрации дефектов, которая варьировалась в диапазоне от 0 до 0,5 Как следует из работы [13], кристалл Ре^вахВОз для N к 0,5 еще остается магнитным при низких температурах Поэтому наш расчет выполнялся для Т = 0К

В п 3 8 рассмотрена магнитная структура переходного слоя во внешнем поле для грани (1014) при Т = 300К Получено уравнение, связывающее ориентацию ср спинов с их расе гоянием 8 от поверхности кристалла

8 з ' 1п.[1 ^ соз(,/4-Ф/2)Ц1-соз(ТС/4-Фо/2>] /Н^ [1-соз(я/4-ср/2)] [1 + со8(гс/4-ф0/2)]

Угол фо, как и ранее, задает ориентацию спинов на поверхности, поле Ц приложено вдоль, ТО

На рис 6 представлены кривые распределения намагниченности в переходном слое ф(Я), построенные в соответ ствии с (6) и (4) для различных величин внешнего поля и экспериментального значения поля насыщения Нк = 1000 Э

При рассмотрении поверхностного магнетизма бората железа мы сталкиваемся с величинами, относящимися к одному из трех пространственных масштабов толщина переходного слоя ~ Ю-1 мкм, глубина формирования МО сигнала ~ 10~2 мкм [14,15], толщина приповерхностного слоя, дающего вклад в энергию поверхностной анизотропии ~ 10~4 - КГ3 мкм Разворот спинов от ориентации на поверхности к ориентации в объеме осуществляется в пределах переходного слоя В пределах же толщины приповерхностной области, зондируемой оптическим лучом, этот разворот пренебрежимо мал Здесь спины практически параллельны спинам ионов на поверхности Именно это делает корректным сравнение экспериментальных кривых намагничивания приповерхностного слоя, получаемых методом эффектов Керра, с расчетными кривыми для поверхности (см п 3 4) В работе анализируются возможности экспериментального изучения структуры переходного слоя

Четвертая глава содержит результаты теоретического изучения еще одного эффекта, обнаруженного в изометричных кристаллах РеВ03, - магнитного линейного ДП ав>ка Проведено исследование полевой зависимости амплитуды акустической волны, распространяющейся вдоль оси 32 кристалла

В п. 4.1 проанализированы работы, посвященные МА эффектам в антиферромагнетиках Для описания акустических свойств АФ кристаллов можно использовать два макроскопических подхода [16,17] Первый - симметрийныи -подход позволяет качественно установить возможность существования того или иного акустического эффекта в АФ кристалле Во втором подходе МУ волны рассматриваются на основе связанных уравнений МУ динамики

В п. 4 2 описаны эксперименты по исследованию полевой зависимости амплитуды звука в борате железа [11] В экспериментах использовался синтезированный нами из газовой фазы монокристалл бората железа в виде естественно ограненной правильной гексагональной призмы высотой 1,24 мм и с площадью оснований, являющихся базисными гранями (_L3z), а 20 мм2 Базисные грани подвергались тонкой механической обработке до оптического качества Ширина линии АФМР образца на частоте 60 ГГц при 77 К составила AHi/2 < 100 Э, что для кристалла FeB03, синтезированного из газовой фазы является свидетельством высокого качества Геометрия эксперимента такова k || 32 ± Н Здесь к — волновой вектор звуковой волны, Н - внешнее магнитное поле Линейно поляризованная поперечная акустическая волна частотой 178 МГц возбуждалась и регистрировалась при Т = 77К пьезопреобразователями, укрепленными на противоположных базисных гранях образца Измеренная полевая зависимость амплитуды Ах звука (поляризации излучающего и приемного преобразователей скрещены), прошедшего сквозь пластину FeB03, представлена на рис 7а Эта зависимость носит осцилляционный характер Период осцилляций растет с увеличением магнитного поля Хорошо видно, что кривая Ai(H), наряду с длиннопериодными осцилляциями, обладает и малопериодвыми - тонкой структурой На рис 76 приведена экспериментальная зависимость Ai(H), полученная в результате фильтрации высокочастотной компоненты сигнала

П. 4.3 посвящен теоретическому анализу наблюдаемой в борате железа осцилляционной зависимости Ах(Н) Анализ основан на теории Турова [8], развитой для интерпретации подобных осцилляций, наблюдавшихся ранее ш изоструктурном борату железа карбонате марганца, МпС03, Гакелем [9] Будем далее называть рассматриваемые осцилляции звука в АФ кристаллах по имени их первых исследователей - осцилляциями Гакеля-Турова В случае скрещенных (!_) и параллельных (||) поляризаций излучающего и приемного преобразователей для зависимостей А(Н) теория приводит к следующим выражениям

А± = V2sin\j/cosif/./l-cos(Akd), (7)

Ап = л/l- 2sm2 у cos2 i|/[l-cos(Akd)], (8)

где vj/ - угол между векторами поляризации падающей волны и ее магнитной моды, d - толщина кристалла,

Дк = и

i ,

(О

1 J v

q/

Vq

1 +

с

ч-1/2

ДС^

(9)

Здесь го - частота акустической волны, уг = ^/(С44 + ДС)/р и = Л<С,, / р - фазовые

скорости магнитной и немагнитной моды, р - плотность кристалла, С44 - упругая постоянная, ДС - магнитный вклад в эффективную упругую постоянную [10]

M0[2HEHrael+H(H + HD)]' где Hmel - первое МУ поле, НЕ и HD - эффективные поля - обменное и Дзялошинского, В14 - МУ постоянная

Рассчитанная по формуле (7) кривая А_(Н) (рис 7в) существенно отличается от экспериментальной (рис 7а) Она обладает гораздо меньшим, чем в эксперименте, периодом OFT, особенно в слабых полях, а ее амплитуда, в отличие от экспериментальной, не зависит от величины поля Н Теоретическая кривая Aj_(H) не имеет и наблюдаемой в эксперименте тонкой структуры

Как следует из (7) - (9), период ОГТ определяется зависимостью ДС(Н) На рис 8 приведены кривые С (Н) = |ДС(Н)/С44| для FeB03 (кривая а) и МпС03 (кривая в), рассчитанные нами на основе (10) Сопоставление С(Н) с расчетными кривыми Ai(H) для FeB03 и МпС03 дает основание утверждать чем меньше величина С и чем слабее ее зависимость от поля, тем большим периодом ОГТ обладает соответствующая кривая Aj_(H) Поскотьку экспериментальная кривая Ах(Н) для бората железа имеет гораздо больший период ОГТ, чем расчетная, реальная величина |ДС| должна быть меньше расчетной Таким образом, для адекватного описания эксперимента нужно найти физический механизм, который приводит к уменьшению [ДС| Отметим, что сравнивать периоды ОГТ и величины |ДС| нужно в области слабых полей, поскольку с ростом величины поля различия нивелируютст

В п 4 5 развита теория тине иного акустического ДП в борате железа, учитывающая механические граничные условия Исследования монокристаллов бората железа свидетельствуют о том, что механическое воздействие на образец приводит к существенной магнитной анизотропии в базисной плоскости Описанные эксперименты по возбуждению звука в FeBOj также связаны с механическими ¡раничными условиями, вызывающими деформации кристалла в базисной плоскости Деформации убывают от базисных граней вглубь образца Вследствие МУ связи, такие деформации, в свою очередь, должны индуцировать базисную магнитную анизотропию Эти соображения позволяют сформулировать простейшую физическую модель, суть которой в следующем Механические граничные условия приводят к возникновению в базисной плоскости одноосной магнитной анизотропии, которая максимальна на контактирующих с пьезодатчиками базисных гранях кристалла и убывает вдоль оси zflß^ к его центру Одноосный характер магнитной анизотропии может быть связан, в частности, с анизотропией коэффициента теплового расширения пьезопреобразователей Магнитную часть плотности термодинамического потенциала F = Fm + Fe + Fmt: в нашей модели можно представить в виде

Fm = (l/2)Em2 + D(lxmy -^т^) -2М0 Н m-g(z) \2Х, (11)

где т и 1 - приведенные векторы ферро- и антиферромагнетизма, х || 2Х, у || ш, г || 32, Е и В - константы - обменная и Дзялошинского, §(г) - функция, описывающая индуцированную одноосную магнитную анизотропию в базисной плоскости (в дальнейшем полагаем g(z) = + |г|>0, г = 0- вцентре кристалла), X совпадает с легкой АФ осью (ЛАО) в базисной плоскости (рис 9) Внешнее магнитное поле Н, ориентированное в базисной плоскости под произвольным углом а(тЮ) к ЛАО, будет приводить к пространственно неоднородному по толщине кристалла распределению намагниченности, определяемому углом отклонения = ^(Н, г) вектора 1 от ЛАО

Как и в базисноизотропном (туровском) случае, при исследовании распространения поперечного звука вдоль оси 32 кристалла будем рассматривать колебания, связанные с низкочастотной (безщелевой, квазифононной) модой спектра МУ волн Частота звука в эксперименте ниже энергии активации (щели) высокочастотных (квазимапюнных) мод спектра В этом случае можно считать, что магнитные векторы ш и 1 квазиравновесным образом следуют за акустическими деформациями кристалла, оставаясь в базисной плоскости В качестве динамических переменных мы использовали акустические деформации сХ7, и еуг, угол колебаний магнитных векторов Дер и величину копебаний модуля ферромагнитного вектора Дш Отметим, что в базисноизотропном случае величиной Аш можно пренебречь

Волновые уравнения, описывающие распространение поперечного звука в такой модели, представляют собой весьма сложные дифференциальные уравнения с зависящими от координат коэффициентами При этом, в отличие от базисноизотропного случая, никакими преобразованиями координат разделить переменные и получить независимые уравнения для мод не удаегся Магнитная и немагнитная моды в кристалле в базисноанизотропной модели оказываются «перепутанными» Решить систему волновых уравнений можно численно, заменив приближенно плавное изменение анизотропии g(7) дискретным Если представить кристалл разделенным на п тонких слоев, параллельных базисной плоскости, с постоянной внутри каждого слоя анизотропией (и, следовательно, однородной намагниченностью в слое), то это приведет к существенному упрощению уравнений Поворот системы координат хуг вокруг тригональной оси Ъг || ъ на определенный для каждого слоя угол позволяет получить независимые уравнения для двух мод звуковой волны в соответствующем слое В новой системе координат ^г эти уравнения для магнитной и немагнитной моды в слое запишутся так

д2е д\

Рег — (С44 + реч=С44-^ (12)

Здесь q и г - направления поляризаций магнитной и немагнитной моды в слое,

AC, =--

4H„B?

(13)

M0 {2IIEHmel + H [ HD sm(a + Ç) - H cos 2(a + Q]} + 2gHE cos 2^ где a - угол между JIAO и H (рис 9)

Важно отметить, что системы координат rqz, обеспечивающие разделение звуковой волны на магнитную и немагнитную моды, в различных слоях не совпадают поворот системы rqz относительно xyz вокруг общей оси z осуществляется на свой для каждого слоя угол 2(а - Р + с) (см рис 9) Именно поэтому не удаегся произвести единое для всех точек кристалла преобразование координат, которое позволило бы получить независимые волновые уравнения для рассматриваемых мод Еще одно отличие от базисноизотропной модели состоит в том, что ориентации осей г и q изменяются, ыкже, с полем Все это делает задачу вычисления амплитуды вышедшей из кристалла волны гораздо более сложной, чем в базисноизотропном случае

Для расчета амплитуды звуковой волны удобно применить известный из оптики метод матриц Джонса Если кристалл разделен на п упомянутых слоев, то

связь между входящей и выходящей из т-го слоя волной такова

ГШ

е

ч vv

= Т

е Ч

(14)

Т =

'cosAy^ smAym

(15)

Здесь матрица Тт определяется выражением

(ехрНкгпа/п) 0 > О ехр(-гкча/п)у

где Дут = 2(^т - 4т-О - угол поворота оси г при переходе от слоя т - 1 к слою т

Применяя (14) последовательно ко всем п слоям, находим связь между входящей в кристалл и выходящей из него волной

- sinAy. cos Ay m J

Чея J

= T T

T, T,

Ve-y

(16)

Расчет полевой зависимости амплитуды А_1_(Н) компоненты волны (16) с оптимизацией пграметров привел к кривой (рис 7г), хорошо согласующейся с экспериментальной, полученной после фильтрации высокочастотной компоненты сигнала (рис 761 Тонкая же структура экспериментальной кривой (рис 7а), по-прежнему, остается без объяснения

Период ОГ Г расчетной кривой Л±(Н) в базисноанизотрогашом случае гора здо больший, чем в базисноизотропном (ср рис 7г и 7в) Это объясняется уменьшением величины |АСа| (ср рис 8, кривые б и а) за счет появления в знаменателе выражения (13) слагаемого с обменно-усиленной константой анизотропии

Пятая глава посвящена теоретическому исследованию природы тонкой структуры кривых А(Н) (рис 7а и 10а) Тонкая структура не является шумом,

поскольку остановка протяжки магнитного поля сопровождается ее исчезновением, а повторные записи А(Н) коррелируют между собой

Анализ показал, что в качестве основного механизма малопериодных осцилляции можно рассмотреть отражения звуковой волны от границ кристаллических блоков реального кристалла Г'еВ03 (п.п. 51, 5.2) Блоки представляют собой монокристаллические относительно совершенные области Границы блоков обладают большим коэффициентом отражения, поэтому волна, попавшая внутрь блока, будет проходить его толщину многократно, отражаясь от границ и выходя наружу порциями В этом случае на выходе из кристалла должна наблюдаться суперпозиция акустических волн, испытавших разное число переотражений, сдвинутых по фазе и убывающих по амплитуде По сути, речь здесь идет об одновременном проявлении двух эффектов - ДП и акустического эффекта Фабри-Перо (размерного резонанса)

Для расчета амплитуды акустической волны на выходе из кристалла в этом случае рассмотрим прохождение волны в части кристалла, содержащей блок (п. 5.1) Будем исходить из базисноанизотропной модели Снова воспользуемся методом матриц Джонса Представим кристалл состоящим из п слоев с постоянной внутри каждого слоя анизотропией При этом в качестве одного из таких слоев возьмем внутренний блок Для простоты расчетов будем полагать, что индуцированная анизотропия в блоке отсутствует (хотя для интерпретации тонкой структуры величина анизотропии в блоке принципиального значения не имеет) Толщина блока с!в велика по сравнению с толщинами других слоев На выходе из кристалла для волны, №кратно прошедшей внутренний блок имеем

Nr

VeNiy

= Т Т

Т Т

J-n А TV.

Т т l2 1,

Vе* У

(17)

тв =

cos у -siny

sin у cosy

Vsiny

-siny cosy

(18)

Для внутреннего блока матрица Джонса имеет следующий вид

fexp(-ikBrdBN) О

О exp(-»kqdBN) j

Здесь ка- = кВг(Н) - волновой вектор магнитной моды акустической волны в блоке, у - угол поворота локальной системы координат при переходе от блока к граничащим с ним слоям

Лучшего согласия с экспериментом удается достичь, если рассмотреть не один, а несколько блоков различной толщины (п. 5.2) Такая ситуация, по всей видимости, и более реалистична В этом случае волна на выходе ич кристалла будет представлять собой суперпозицию волн (5 1), проходящих в различных блоках Решение такой задачи с учетом трех блоков привело к кривым А(Н) с тонкой структурой (рис 7д и 106), коррелирующими с экспериментом (рис 7а и 10а)

Эксперименты показывают, что в слабых полях тонкая структура последовательно записанных кривых Ац(Н) не воспроизводится точно (рис 10а)

Интерпретировать этот факт удается в предположении, что в процессе намагничивания и монодоменизации образца в нем вблизи дефектов остаются области, намагничивание которых носит характер скачков Баркгаузена со свойственной этому эффекту неполной воспроизводимостью результатов (п. 5 4) Эффективно скачки Баркгаузена в рассматриваемом случае можно смоделировать, задавая в придефектных областях небольшие случайные вариации магнитной анизотропии в процессе намагничивания кристалла На рис 10в приведены рассчитанные с учетом таки\ вариаций не совпадающие кривые Ац(Н) В качесгве придефектных областей рассмотрены приповерхностные слои толщиной 0,015d

В шестой главе теоретически исследована частотная зависимость амплитуды поперечной звуювой волны А(ю) в борате железа На рис 11а приведена экспериментальная кривая: Ац(са) (АЧХ), полученная в те\ же условиях, в которых регистрировалась зависимость А) (Н) (см п 4 2) Звуковая волна распространялась вдоль оси 3Z кристалла Частотный диапазон составлял 160-200 МГц Экспериментальная кривая Ац(со) обладает тонкой структурой

Расчет зависимости Ац(со) в рамках развитой теории магнитного ДП звука в борате железа с учетом механических граничных условий и блочной структуры позволил получить кривую, обладающую тонкой структурой, которая, однако, в отличие от экспериментальной, является периодической Дело в том, что при расчете зависимости Ац(ю) мы не рассматривали реальную полосу пропускашш экспериментального устройства и взяли ее по существу неограниченной Представим полосу пропускания в виде гауссовой кривой

G(co) = ехр[-а0(ш -ю0)2]. (19)

Расчетная кривая АЧХ должна быть произведением периодической кривой на полосу пропускания Подбирая величины параметров а0 и со0 в (19), мы пришли к результату, представленному на рис 11 б Видно, что полученная таким образом расчетная кривая АЧХ основные икономерности эксперимента отражает

В седьмой главе построена теория акустического резонанса в неоднородно намагниченном кристалле РсВОз и на ее основе интерпретирован эксперимент

В п. 7.1 описаны эксперименты по возбуждению акустического резонанса в борате железа В работе [18] исследовался акустический резонанс в свободно подвешенной тонкой базисной пластине FeB03 Звук возбуждался радиочастотным магнитным полем, приложенным в плоскости образца Обнаружена зависимость резонансной частоты звука ®ге2 от величины статического магнитного поля Н, также, приложенного в базисной плоскости При этом речь шла только о резонансе первого порядка

В работе [12] наблюдались акустические резонансы Фа бри-Перо в тонкой высокосовершенной базисной пластине бората железа Кристалл в виде естественно

ограненного правильного шестиугольника с линейными размерами в плоскости базиса » 4 мм и толщиной « 141 мкм синтезирован нами методом раствор-расплавной кристаллизации В этом случае ультрарзвук возбужд<шся, как и ранее (гл 4, 5, 6), пьезопреобразователями, укрепленными на естественных базисных гранях кристаллической пластины бората железа В кристалле возникали поперечные акустические волны, распространяющиеся вдоль оси Ъг В эксперименте, проводимом при температуре 77К, регистрировалась компонента акустической волны с поляризацией, параллельной поляризации излучаемой Многократные переотражения от границ кристалл-пьезопреобразователь в условиях размерного резонанса приводили к резонансному возрастанию амплитуды волны, регистрируемой пьезоприемником При этом наблюдалось несколько ветвей юге2(Н), соответствующих акустическим резонансам Фабри-Перо высоких порядков (рис 12, темные и светлые кружки) Все наблюдаемые резонансы можно условно разделить на две группы в одной из них смещение при изменении магнитного поля (в области слабых полей) намного значительнее (светлые кружки), чем в другой (темные кружки) Моды акустической волны, порождающие сильно смещающиеся резонансы мы назвали сильномагнитными При слабом смещении резонансов будем говорить о слабомагнитных модах

П.п. 7.2-7.5 посвящены теоретическому анализу эффектов акустического резонанса в борате железа В главе 6 установлено, что наблюдаемая в эксперименте тонкая структура кривой Ац(ю) для толстой базисной пластины РеВ03 связана с отражением звука от границ кристаллических блоков Как следует из теории, период тонкой структуры должен расти с уменьшением толщины блоков Акустические резонансы в тонкой высокосовершенной пластине бората железа, вызываемые переотражениями от поверхностей кристалла, по существу являются вырожденным случаем тонкой структуры

Для анализа экспериментальных результатов [12] будем исходить из теории магнитного ДП звука в рамках базисноанизотролной модели (п 4 5) Поскольку кристаллическая пластина тонкая, можно предположить, что индуцированная в базисной плоскости кристалла одноосная магнитная анизотропия однородна (п. 7.2) В этом случае для резонансных частот магнитной и немагнитной моды получаем

гдер- порядок резонанса

Величина ДСа (13) в выражении (20) не зависит от координаты ъ Рассматривая константу § в (13) как варьируемый параметр, можно добиться удовлетворительного согласия с экспериментом для сильномагнитных мод, особенно в области слабых

(21)

(20)

полей (рис 12а, кривые) Однако, слабомагнитные моды, соответствующие слабо смещающимся при изменении магнитного поля резонансам, по-прежнему, описать не удается В рамках этой модели остаются немагнитные резонансы (21), частота которых не зависит от поля (рис 12а, прямые)

Откажемся от предположешы об однородности базисной анизотропии в тонком образце вернемся к базисноанизотропной модели с неоднородной по толщине кристалла анизогропией (см п4 5) Теперь при произвольной ориентации магнитного поля в базисной плоскости направления поляризации нормальных мод будут плавно изменяться вдоль оси г(||3г) Как и в случае толстого образца, это должно приводить к «перепутыванию» мод, точнее - их кпримешиванию друг к ДРУГУ

Таким обра юм, в неоднородном случае вместо чистых магнитных и немагнитных мод должны возникнуть гибридные, которые, видимо, и могут быть отождествлены с упомянутыми выше слабомагнитными и сильномагнитными модами Соответствующие им резонансы должны по-разному смещаться с изменением магнитного поля Однако получить аналитические выражения <юге2(Н) в рамках такой модели не удается Для расчета резонансных кривых шге2(Н) в этом случае мы поступим по-другому

Учет переотражений от поверхности бездефектного кристалла в условиях неоднородного распределения намагниченности (п. 7.3) приводит к обобщению выражения (16)

Здесь N - количество прохождений, п - число кристаллических слоев, -коэффициент пропускания после Ы-кратного прохождения Поскольку матрицы Джонса Тт не коммутируют, то в произведении важно соблюдать необходимую последовательность сомножителей, которая задается очередностью достижения волной соответствующего слоя Определяя частотную зависимость амплитуды Ац(со) волны (22) для различных значений магнитного поля, мы получаем кривые, содержащие акустические резонансы Ац(соге2) Зависящие от магнитного поля резонансные частоты находятся из уравнений ЭАц/Зсо = 0 Численное решение такой задачи с оптимизацией параметров приводит к резонансным кривым оге2(Н), изображенным на рис 126 (сплошные линии) Мы получили две группы кривых, которые существенно отличаются от кривых для чистых мод, соответствующих случаю однородной базисной анизотропии Подчеркнем, что радикальной трансформации подверглись не только резонансные кривые для немагнитных мод, но и для магнитных тоже Это неожиданный результат, который, однако, коррелирует с экспериментом, но заставляет взглянуть на экспериментальные результаты нескотько по-иному Вдали от точки пересечения резонансных кривых

(22)

для чистых мод (рис 126, пунктирные линии) трансформированные резонансные кривые практически совпадают с кривыми для чистых мод Однако вблизи точки пересечения проявляются принципиальные различия Величины Зшгег/5Н («скорости» смещения резонансов) становятся отличными от нуля для обеих кривых, возникает «взаимодействие» резонансов, проявляющееся в «отталкивании» резонансных кривых вместо их пересечения С ростом магнитного поля кривая, определявшая квазимагнитные резопансы, начинает соответствовать квазинемагнитным и наоборот

В области «взаимодействия» должна наблюдаться весьма существенная полевая зависимость амплитуд Arez(H) резонансов (п. 7.4)

Восьмая глава посвящена исследованию влияния давления различной симметрии на магнитное состояние и ДП звука в ромбоэдрических антиферромашетиках

В п. 8.1 произведен расчет магнитной анизотропии, вызываемой одноосным давлением в базисной плоскости кристалла При изучении влияния механических граничных условий на МА эффекты в борате железа мы исходили из того экспериментального факта, что механические напряжения индуцируют магнитную анизотропию (см п 4 5) Слагаемые, описывающие эту анизотропию, включались в магнитную часть термодинамического потенциала (11) Теперь учтем непосредственно одноосное давление р, вызываемое граничными условиями и ориентированное в базисной плоскости под углом % к оси х(||2х) Соответствующие слагаемые входят в упругую часть плотности термодинамического потенциала F. =(1/2)Сп04 +<) + 2С66< +C12hxxuyy + 2C44(u2K + u2z) + + 2C14[(u„ -uw)u„ +2uxyuM] + C13(uxx +u„)ue +(1/2)Сю1£ + (23) + p(un cos2 x + U„ sin2 x + Sin 2%)

Здесь Ujj - компоненты тензора деформаций, включающие статическую и динамическую части

Определяя в этом случае равновесные (статические) деформации и подставляя их в термодинамический потенциал, получаем эффективную добавку к магнитной энергии Эта добавка представляет собой энергию индуцированной одноосной магнитной анизотропии Она может быть отождествлена с соответствующим слагаемым в (11) Решение такой задачи позволило найти связь параметра одноосной индуцированной анизотропии g и одноосного давления в базисной плоскости

2С14В,4-С44В66 ^ ^

2(С14 -Сф,С66)

Эквивалентность двух подходов проявляется и в динамике Расчет определяющей ДП звука величины ДСа на основе выражения (25), включающего одноосное давление, приводит к выражению, которое с учетом (24) совпадает с

выражением для ДСа (13), полученным с использованием индуцированной анизотропии (см (11))

Интересно оценить механические напряжения в кристалле РеВ03, вызванные граничными условиями Используя найденные ранее величины индуцированной магнитной анизотропии и формулу (24), мы получили р ~ 108 дин/см2 Поскольку р > В, приходим к выводу, что вклад в деформации, вызванный внешними напряжениями превосходит стрикционный вклад

В п. 8.2 исследовано магнитное состояние бората железа под действием одноосного давления и магнитного поля, приложенных в базисной плоскости При проведении МА экспериментов весьма проблематично прямое определение величины вызываемых граничными условиями механических напряжений и их влияния на магнитное состояние кристалла Поэтому при анализе экспериментов нам приходилось рассматривать теоретические модели Здесь в простейшем случае механические граничные условия моделируются не только теоретически, но и экспериментально изучаются процессы намагничивания монокристаллов РеВ03, подвергаемых однородному аксиальному сжатию заданной величины Эксперименты проводились при комнатной температуре на тонких базисных монокристаллических пластинках, синтезированных для этих целей из раствора в расплаве Разработанное механическое устройство позволяло сжимать кристалл в базисной плоскости путем дозированного давления на пару противоположных боковых граней, перпендикулярных базисной грани Магнитное поле в базисной плоскости могло ориентироваться под любым заданным углом а к оси давления Поскольку борат железа обладает значительным фарадеевским вращением в видимой области спектра, для изучения процессов намагничивания оказалось целесообразным использовать МО магнитометр На рис 13а приведена экспериментальная кривая зависимости от приложенного давления проекции намагниченности на направление магнитного поля Мн(р) для случая параллельности поля и давления (а = 0) и Н = 90Э Расчетная кривая Мн(р) = М 5ш(а+<;) (£, - угол между I и Н) может быть получена из условия минимума термодинамического потенциала

2 С В — С В

-ЩНР +Н8ш(а + а]со8(а+Э+ "' " " - Р Не5ш2^ = 0 (25)

Рис 136 (кривая 1) представляет расчетную кривую Мн(р) для тех же условий а = 0, Н = 90 Э Между экспериментальной и расчетной кривыми имеются существенные различия В эксперименте, в отличие от теории, фазовый переход не локализован в точке, что может быть связано с неоднородным распределением давления в реальном кристалле Еще одна причина различий может заключаться в, возможно, нестрогой параллельности поля и давления Результаты расчета Мн(р) для различных упов а приведены на рис 136 (кривые 2, 3, 4) Полученные кривые

хорошо коррелируют с экспериментом Они, также, свидетельствуют о том, что две магнитные фазы - коллинеарная и угловая, - возможные в случае параллельности поля и давления, вырождаются в одну - угловую, - когда потге и давление не параллельны

В п. 8.3 теоретически изучено магнитное состояние бората железа, находящегося под действием высокого гидростатического давления с одноосной компонентой В работе [19] методами нейтронной дифракции наблюдались изменения ориентации магнитных моментов ионов железа в РеВОэ относительно тригональной оси в условиях высокого квазигидростатического давления до 4 ГПа (рис 14, точки) Эксперименты выполнялись на поликристаллических образцах бората железа, которые помещались в камеру высокого давления с сапфировыми наковальнями При этом дополнительной передающей среды экспериментаторы не использовали Такая методика должна была приводить к нарушению условий гидростатичности и появлению анизотропии давления Для анализа экспериментального результата в качестве простейшей модели квазигидростатического давления мы рассмотрели гидростатическое давление с одноосной компонентой Показано, что при ориентации одноосной компоненты давления в базисной плоскости вдоль оси у (|| ту2) АФ вектор действительно выходит из базисной плоскости Если считать еще, что гидростатическое и аксиальное давления - величины одного порядка, пропорциональные друг другу, то угол выхода определяется простым выражением

1820=--АР (26)

а -А2 р

позволяющим хорошо описать эксперимент (рис 14, кривая) Здесь а' эффективная константа одноосной анизотропии, Аь А2 ~ В/С ~ 10~5

Теоретический анализ показал, что чисто гидростатическое давление не должно приводить к выходу магнитных моментов из базисной плоскости кристалла РеВ03 Этот результат, также, находится в согласии с экспериментами [19,20]

В п. 8.4 проведены теоретические исследования влияния гидростатического давления на гексагональную анизотропию ромбоэдрических антиферромагнетиков Гидростатическое давление не изменяет симметрию кристалла Однако может повлиять на величину магнитной анизотропии Экспериментальные свидетельства такого влияния для бората железа нам, к сожалению, неизвестны Однако для монокристалла гематита, имеющего сходную с боратом железа кристалломагнитную структуру, такие свидетельства есть В работе [21] при исследовании угловой зависимости амплитуды поперечного звука в монокристалле гематита в условиях МагнитоакустйЧеского ДП обнаружено, что величина гексагональной анизотропии экспериментального образца существенно превосходит известную для гематита величину Такое расхождение авторы связывают с тем, что используемый ими образец не отожжен Объяснение резонно, если предположить,

что в кристалле существуют механические напряжения, возникшие в процессе быстрого охлаждения после синтеза Эти напряжения в простейшем случае мы можем смоделировать, приложив к идеальному кристаллу гидростатическое давление Расчет энергии гексагональной анизотропии ромбоэдрического АФ кристалла с учетом гидростатического давления приводит к следующему выражению

ДР = (е + Летер1 + Детер2 + Дегаерз) созбср (27)

Здесь е - константа гексагональной кристаллографической анизотропии,

Ле-=4(а'-12 р)' ЦГ^ТУ Ле-з~|4(а'-12 р)" ВКЛаДЫ В

эффективную константу гексагональной анизотропии, связанные с гидростатическим давлением, (1 - константа кубической анизотропии Оценим эти вклады для давлений, не превосходящих по порядку величины р ~ а'/А2 ~ Ю10дин/см2 Де,пер1~ 1эрг/см3, Де^- Ю^эрг/см3, Де^-Ю-'эрг/см3 В

экспериментах [21] величтша эффективной константы гексагональной анизотропии в несколько раз превосходила константу кристаллографической анизотропии е, что может быть вызвано давлениями рь ~ Ю10дин/см2 Такая оценка представляется разумной Действительно, коэффициент линейного термического расширения гематита а ~ 10~5град^ Снижение температуры кристалла по завершении процесса синтеза составляет величину Дг ~ (102 - 103)° Для термических деформаций при этом получаем и ~ а Д1 ~ 1(Г3 - 10~2 Остаточные деформации таких величин должны вызывать механические напряжения р ~ С и ~ 109- 1010дин/см2

В п. 8.5 теоретически исследовано влияние гексагональной базисной анизотропии, усиленной гидростатическим давлением, на эффекты ДП звука в ромбоэдрических АФ кристаллах Проявление гексагональной базисной анизотропии и механических граничных условий в магнитном ДП звука в изоструктурном борату железа гематите экспериментально обнаружено и исследовано в работе [21] Звук, как и в случае бората железа, возбуждался и регистрировался пьезопреобразователями Поперечная акустическая волна распространялась вдоль оси 32 кристалла Поворачивая магнитное поле в базисной плоскости, экспериментаторы обнаружили хорошо выраженную 60-градусную периодичность эффектов ДП с 180-градусными искажениями (рис 15, точки)

Отметим, что попутно авторы [21] поставили задачу проверки модели, предложенной нами при изучении ДП звука в борате железа, в соответствии с которой механические граничные условия, обусловленные контактом кристалла с пьезопреобразователями, вызывают одноосную магнитную анизотропию Проведя

дополнительные исследования, сводящиеся к изучению влияния на ДП в гематите поворота пьезопреобразователей, они эту модель полностью подтвердили

На рис 15 (точки) приведены экспериментальные угловые зависимости величины AH(ß) = Hm(ß) - Hm(0) Здесь Hm - поле, соответствующее одному из максимумов ОГГ, ß - угол в базисной плоскости между Н и осью 2Х [21]

Рассмотрим влияние базисной анизотропии на магнитное ДП звука в гематите теоретически Для этого учтем в базисноанизотроппой модели (п 4 5) наряду с одноосной индуцированной анизотропией еще и анизотропию гексагональную -кристаллографическую и вызванную гидростатическим давлением (п 8 4) В отличие от п4 5, в термодинамический потенциал кристалла включим не индуцированную магнитную анизотропию, а непосредственно ее источники -одноосное и гидростатическое давление Действуя по схеме, описанной в и 4 5, мы определили магнитную добавку к упругому модулю в этом случае

___4НеВ14__

M0{2HEHmeI+H [HD sin(a + i;) -Hcos2(a + £)]} + Cr HE Выражение (28) представляет собой обобщение (13) G содержит зависящие от давления базисноанизотропные слагаемые, имеющие аксиальную, гексагональную и более сложную симметрию Далее будем исходить из упрощенной базисноанизотроппой модели неоднородностью распределения анизотропии по глубине кристалла пренебрежем Решая уравнения ЗА/ЭН=0, определяющие максимумы кривой А(Н), и варьируя входящие в них параметры, мы получили кривые AH(ß) (рис 15), аппроксимирующие эксперимент (точки) Наилучшее согласие с экспериментом достигается когда давления таковы гидростатическое ~ Ю10дин/см2, аксиальное ~ 108дин/см2 Подчеркнем, что такое аксиальное давление по порядку величины совпадает с нашими оценками для бората железа (см п 8 1)

Девятая глава посвящена синтезу монокристаллов FeB03 и изучению их морфологии

В п.9.1 рассмотрены два метода, позволяющие выращивать изометричные монокристаллы бората железа метод газового транспорта и метод синтеза из газовой фазы [22] Проведенный анализ показал, что с точки зрения экспериментальной простоты второй метод предпочтительнее Термодинамические расчеты позволили установить, что синтез FeB03 из газовой фазы может осуществляться с достаточно высокой скоростью В качестве исходных веществ для синтеза мы использовали Fe203 и В203 В качестве газа-носителя был выбран хлористый водород HCl Химические процессы, приводящие к синтезу монокристаллов FeBOj, описываются следующей системой уравнений

Fe203 +6НС1 2FeCl3 +3H20, В203 +Н20—>2НВ02, FeCl3 + НВ02 + Н20 FeB03 + ЗНС1

В результате первых двух реакций образуются газообразные вещества, необходимые для синтеза FeB03 посредством третьей реакции

В п. 9.2 описаны эксперименты по синтезу изометричных монокристаллов бората железа Порошкообразная окись железа и стекловидная окись бора в отдельных платиновых лодочках помещались в кварцевую ростовую ампулу Откачанная ампула заполнялась хлористым водородом до определенного давления и запаивалась Синтез проводился в безградиентной горизонтальной ростовой печи при температурах 740 - 760°С в течение 20 - 40 суток Точность поддержания температуры составляла 0,1° В работе приводится информация об используемом ростовом оборудовашш, подробно описаны этапы подготовки и завершения ростовых экспериментов

Существенное усовершенствование рассматриваемой технологии достигнуто нами за счет использования затравочных монокристаллов FeB03 В этом случае рост осуществлялся при пониженном давлении хлористого водорода, что вело к резкому уменьшению спонтанного зародышеобразования и значительному улучшению качества получаемых образцов Затравочные кристаллы отбирались с учетом их огранки (оптическая гониометрия) по результатам измерений АФМР На месте затравок обнаруживались крупные объемные монокристаллы РеВОз с хорошей огранкой Размеры образцов достигали 1 см в поперечнике Большинство граней имело зеркальный блеск

В п. 9.3 содержатся результаты исследования морфологии изометричных кристаллов С точки зрения форм роста полученные кристаллы можно разделить на три группы ромбоэдрические, пирамидально-призматические и таблеточные (рис 16) Естественная огранка кристаллов включает грани следующих типов (10l4), (1120), (1123), (0ll2) и (0001) Тип грани определялся методами оптической гониометрии и рентгеноструктурного анализа В качестве затравок обычно использовались мелкие (< 1 мм) таблеточные кристаллы Установлена связь между формой затравочного и выросшего из него кристалла При этом диагностическую роль играют грани типа (1014) и (0112) затравочного кристалла По расположению таких граней на затравке оказывается возможным предсказать к какой из указанных групп будет принадлежать синтезируемый кристалл

Поскольку для решения отдельных задач, представленных в работе, требовались тонкие базисные пластинки бората железа, автор уделил внимание синтезу и таких кристаллов (п. 9.4) Для этой цели был применен метод синтеза из раствора в расплаве В работе приводится описание развитой технологии, важньм компонентом которой является отделение синтезированных кристаллов от жидкого раствора-расплава Полученные таким образом крупные кристаллы в форме базисных пластин с размерами до 15 мм в базисной плоскости и толщиной до 150 мкм обладали высоким структурным совершенством полуширина рентгеновской кривой качания не превосходила 10"

I I I

-10 -6 растяжение

15 сжатие

Рис. 1 Рис. 2

Доменная структура на грани (1120): Кривые намагничивания (Н±32) поверхности для грани а-И=0' б-Н= 11Э' в-Н = 45Э (1014) при Т = 300К: 1 - эксперимент; 2 - теория;

3 - теория с учетом реконструкции поверхности

растяжение

сжатие

Нк, Э эрг/см^

э5, эрг(см2

Да

1.%

Лаг

%

Рис.3

Зависимость константы поверхностной анизотропии а8 (а) и поля насыщения Пк (б) от изменения длины ребра элементарного ромбоэдра (10 1 4) при гидростатическом давлении (Т = 300К)

Рис.4

Зависимость константы поверхностной анизотропии ац (а) и поля насыщения Н^ (б) от смещения поверхностного слоя Ре3т для грани (1014) (Т = 300К)

0,3|НК, кЭ

0,2

0,1

в, мкм

0,1

0,4

0,5 X

0,2 0,3

Рис 5

Расчет зависимости поля насыщения от концентрации дефектов в приповерхностном слое для грани (1СИ4) (Т = 0К)

200

400

0 0,5 1

Рис б

Зависимость ориентации спинов от расстояния вглубь кристалла в различных магнитных полях, приложенных вдоль ЛАО (Т = 0К) 1 - Н = 100 Э, 2 - Н = 200 Э, 3 - Н = 400 Э, 4 - Н = 600 Э, 5 - Н = 800 Э, 6 - Н = 1000 Э

600

Рис 7

Кривые Ах(Н) а - эксперимент без фильтрации, б - эксперимент с фильтрацией сигнала, в - расчет в базисноизотропной модели, г - расчет в базисноанизотроггной модели для

Идеального кристалла, д - расчет в базисноанизотропной модели с учетом дефектной структуры - трех блоков

Н.Э

0,8-

0,6-

0,4-

0,2

0 200 400 Н,Э

Рис 8

Зависимость МУ связи С, = |ДС/См| от магнитного поля а - для бората железа (базисноизотропная модель), б-для бората железа (базисноанизотропная модель), в - для карбоната марганца

у Х,ЛАО

Рис 9

Ориентация осей и векторов в базисюанизотрэпноч случае

50

100

Н,Э

Рис 10

Кривые Ац(Н) с тонкой структурой в слабых полях а - эксперимент (две последовательные записи), б - расчет с учетом дефеетной структуры - 3-х блоков, в - расчет с учетом слабого случайного изменения анизотропии в тонких придефектных слоях

Частотная зависимость амплитуды звука а - эксперимент, б - расчет с учетом полосы пропускания

Рис 12

Зависимость резонансной частоты от магнитного поля эксперимент [13] (светлые и темные кружки - слабомагнотные и сильномагнитные моды соответственно) теория (а) базисноанизотропная однородная модель (прямые и кривые -немагнитные и магнитные моды, соответственно), (б) базисноанизотропная неоднородная модель (сплошные кривые, пунктирные линии - чистые магнитные и немагнитные моды)

Рис. 13

Кривые МН(Р): а - эксперимент; б - теория (1 - а = 0; 2 - а = 2°; 3 - а = 7°; 4 - а = 12°)

Рис.16

Кристаллы ромбоэдрической (а), пирамидально-призматической (б) и таблеточной (в) форм

в, град

401 р.^п-юда.

н 1и ' см2 *■---1-1-1—«■

0 12 3 4

Рис. 14

Зависимость угла выхода АФ вектора из базисной плоскости от давления: точки - эксперимент [19]; кривая -расчет

ДН, кЭ

Рис.15

Угловая зависимость положения максимума кривой Ах(Н) (кружки - эксперимент [21]; сплошные линии -теория)

Основные результаты и выводы

1 Впервые на естественных небазисных гранях изометричных монокристаллов РеВОз методом порошковых фигур Битгера обнаружена и исследована доменная структура ЦМД-типа, которая свидетельствует о существовании поверхностного магнетизма, обусловленного поверхностной ашиотропией

2 Методом МО эффектов Керра в диапазоне температур от 77К до точки Нееля получены кривые намагничивания тонких приповерхностных слоев бората железа, свидетельствующие о существовании на гранях типа (1014) значительной одноосной поверхностной анизотропии Ориентации ЛО и ТО с температурой не изменяются Поле насыщения при намагничивании вдоль ТО при комнатной температуре составляет Нк ^ 1кЭ При намагничивании вдоль ЛО процесс завершается в полях, сравнимых с потями размагничивания (~100Э) Установлено, чго температурная зависимость поля Н^ совпадает с температурной зависимостью подрешеточной намагниченности кристалла На гранях типа (1120), (1123) и (0001) поверхностная анизотропия, определяемая с точностью до величин полей размагничивания, не обнаружена

3 Построена теория поверхностного магнетизма бората железа с учетом реконструкции поверхности и дефектности ее структуры Энергия поверхностной анизотропии рассчитана в магнитодипольном приближении При этом, как и в эксперименте, Н^ ~ Мо В случае грани (1014) теория описывает симметрию наблюдаемой анизотропии и дает для неискаженной поверхности правильный порядок величин поля Щ во всем температурном диапазоне Для граней (1120) и (1123) также наблюдается корреляция с экспериментом рассчитанные для них значения полей П); оказываются пренебрежимо малыми Сильная зависимость энергии поверхностной анизотропии и поля насыщения от параметра решетки кристалла, сг ~а~5, Н[. ~ а^10, должна приводить к существенному влиянию реконструкции поверхности на поверхностный магнетизм Учет реконструкции для грани (1014) позволил значительно улучшить количественное согласие с экспериментом Расчет величины поля Нк в случае дефектной поверхности (вакансии магнитных ионов Ре3+ или их замещение диамагнитными ионами) показал, что Н^ существенно уменьшается с ростом концентрации дефектов

4 Рассчитана магнитная структура приповерхностного переходного слоя, которая определяется тремя факторами магнитным полем, поверхностной анизотропией и обменным взаимодействием В полях, значительно меньших поля насыщения, слой имеет эффективную толщину ~ 10"1 мкм, что намного превосходит глубину формирования МО сигнала На глубине формирования МО сигнала спины практически параллельны спинам ионов на поверхности, что делает оправданным

сравнение экспериментальных кривых намагничивания, получаемых методом эффектов Керра, с расчетными кривыми для поверхностного слоя магнитных ионов Толщина слоя, в котором магнитные моменты закреплены поверхностной анизотропией, составляет всего несколько параметров решетки

5 Показано, что существующая теория магнитного линейного ДП звука в тришнальном легкоплоскостном АФ кристалле не дает удовлетворительного описания экспериментов на борате железа период осцилляции расчетной кривой А(Н) значительно меньше экспериментального, а их амплитуда не зависит от поля, что также не соответствует эксперименту Необъяснимой остается тонкая структура экспериментальных кривых А(Н) и А(ю)

6 Борат железа обладает сильной МУ связью С = АС/С ~ 1, вызывающей магнитное ДП звука С другой стороны сильная МУ связь должна приводить к существенному воздействию экспериментальных механических граничных условий на магнитное состояние кристалла, что тоже влияет на эффекты ДП Поэтому при изучении ДП звука в борате железа учет граничных условий оказывается необходимым Сформулирована простейшая физическая модель механические граничные условия приводят к возникновению в базисной плоскости кристалла неоднородной одноосной магнитной анизотропии, убывающей от поверхности вглубь образца

7 На основе предложенной модели развита теория магнитного ДП звука в борате железа, позволяющая адекватно описать эксперимент Для расчета зависимостей А(Н) и А(ю) оказалось целесообразным применение метода матриц Джонса Возрастание периода осцилляций расчетной кривой А(Н) по сравнению с базисноизотропным случаем вызывается уменьшением МУ связи при учете индуцированной анизотропии Зависимость амплитуды этой кривой от поля объясняется зависимостью от поля ориентации поляризации мод звуковой волны в этом случае и неоднородным распределением намагниченности в кристалле Значительное влияние на эффекты ДП магнитной анизотропии объясняется ее обменным усилением

8 Установлено, что наблюдаемая в экспериментах топкая структура кривых А(Н) и А(ю) может быть обусловлена существованием кристаллических блоков Теория магнитного ДП звука в борате железа, обобщенная на случай учета многократных переотражений звуковой волны от границ блоков, позволила получить кривые Л (II) и А(ю) о тонкой структурой, которые хорошо коррелируют с экспериментом Показано, что наблюдаемая в слабых полях неполная воспроизводимость тонкой структуры кривых А(Н) при повторных экспериментах может быть объяснена эффектом Еаркгаузена

9 Построена теория размерного акустического резонанса в монокристалле бората железа с учетом индуцированной магнитной анизотропии Установлено, что наблюдаемое при изменении магнитного поля смещение акустических резонансов является естественным следствием ДП звука в неоднородно намагниченном образце В этом случае вместо магнитных и немагнитных мод возникают гибридные, фазовые скорости которых зависят от магнитного поля При переходе от чистых мод к гибридным резонансные кривые <вге7(Н) претерпевают существенную перестройку В частности, наблюдается их «расталкивание» Рассчитанные кривые соге2(Н) удовлетворительно описывают эксперимент

10 Получено выражение, связывающее одноосное давление в базисной плоскости кристалла с индуцированной давлением одноосной магнитной анизотропией Установлена эквивалентность учета индуцированной анизотропии или непосредственно одноосного давления в теории магнитного ДП звука в борате железа

11 Экспериментально и теоретически исследовано магнитное состояние бората железа под действием одноосного давления и магнитного поля, приложенных в базисной плоскости Две магнитные фазы - коллинеарная и угловая, -возможные в случае параллельности поля и давления, вырождаются в одну -угловую, - когла поле и давление не параллельны

12 Расчет магнитных состояний бората железа в условиях высокого гидростатического давления с одноосной компонентой показал, что АФ вектор может выходить из базисной плоскости Полученная полевая зависимость угла выхода хорошо описывает существующий эксперимент

13 Определен вклад гидростатического давления в базисную гексагональную магнитную анизотропию григональных антиферромагнетиков В рамках развитой теории показано, что гексагональная анизотропия, усиленная гидростатическим давлением и обменом, существенно влияет на эффекты магнитного ДП звука в таких кристаллах Рассчитанная с учетом гидростатического и одноосного давления угловая зависимость амплитуды акустической волны отражает основные закономерности эксперимента

14 Разработана технология и синтезированы на затравку из газовой фазы изометричные монокристаллы бората железа с небазисными гранями оптического качества, пригодные для МО и МА экспериментов Установлена корреляция между формами затравочного и синтезированного кристаллов, что позволяет процессом формообразования управлять Разработана технология раствор-расплашюго синтеза и получены кристаллы РеВОз в виде базисных пластин крупных размеров высокого структурного совершенства

15 Методами оптической гониометрии и рентгеноструктурного анализа исследована морфология синтезированных изометричных кристаллов Установлено, что все образцы могут быть условно разделены на три группы ромбоэдрические, пирамидально-призматические и таблеточные При этом набор обнаруженных граней ограничивается пятью типами (1014), (1120), (1123), (0112) и (0001)

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

I А Р Прокопов, В Н Селезнев, М Б Стругацкий, В В Усков, С В Ягупов Доменная структура и процессы перемагничивания кристаллов FeB03 // Тезисы II Семинара по функциональной магнитоэлектронике - Красноярск, 1986 - С 39

2MB Strugatsky, S V Yagupov, А К Pankratov, V Е Zubov, V V Tarakanov Bulk monocrystals of Iron Borate synthesis, habitus, effects // International conference "Functional Materials" (ICFM-2001) Abstracts-Ukraine, Crimea, Partemts, 2001 -P 73

3 Панкратов А К, Стругацкий M Б, Ягупов С В Газотранспортный синтез и морфология изометричных монокристаллов бората железа Ученые записки Таврического Национального Университета Физика -2007 -Т 20(59) №1 -С 64-73

4 А Р Прокопов, В Н Селезнев, М Б Стругацкий, С В Ягупов Наблюдение доменной структуры на небазисных гранях кристаллов FeB03 // ЖТФ - 1987 -Т 57 -№10 - С 2051-2053

5 Г С Кринчик, В Е Зубов, В Н Селезнев, М Б Стругацкий Поверхностный магнетизм бората железа//ЖЭТФ - 1988 -Т94 -№10 - С 290-300

6 Г С Кринчик, В Е Зубов, В Н Селезнев, М Б Стругацкий Поверхностная магнитная анизотропия на небазисных гранях бората железа // В кн Тезисы докладов XVIII Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений -Калинин, 1988 - С 902 - 903

7 В Е Зубов, Г С Кринчик, В Н Селезнев, М Б Стругацкий Температурная зависимость поверхностной анизотропии бората железа // ФТ'1 - 1989 - Т 31 -№6 -С 273 -275

8 V Е Zubov, G S Krinchik, V N Seleznyov and M В Strugatsky Near-Surface Magnetic Structures in Iron Borate // J Magn Magn Mater - 1990 -V 86 -P 105 - 114

9 EM Maksimova, IA Nauhatskij, MB Strugatsky Surface magnetism of non-ideal Iron Borate monocrystals // Functional Materials. - 2008 - V 15 - No 2 - P 244-246.

10 V.E Zubov, M.B. Strugatsky, К M Skibinsky. Structure of near-surface magnetic layer m Iron Borate // International conference "Functional Materials" (ICFM-2005). Abstracts. - Ukraine, Crimea, Partenits, 2005 - P 40

II Zubov VE , Strugatsky MB , Skibinsky KM Structure of neai-surface magnetic layer m Iron Borate // Functional matenals -2007 -V 14 - No3 -P 382-385

12 АР Korolyuk, VV Tarakanov, VI Khizhnyi, VN Seleznoyv and M В Strugatsky Magnetoacoustic oscillations in antiferromagnet FeB03 // Low Temp Phys - 1996 V 22 - Issue 8 -P 708-712

13 Мицай ЮН, Скибинский KM, Стругацкий МБ, Тараканов В В Эффекты линейного магнитоакустического двупреломления в FeB03//ФТТ -1997 - Т 39 -№5 - С 901 - 904

14 Mitsay Yu N, Skibmsky К M, Strugatsky M В , Korolyuk A P, Tarakanov V V and Khizhnyi VI Gakel'-Turov oscillations in iron borate // J Magn Magn Mater - 2000 -V219 -13 -P 340- 348

15 Мальцев В В , Селезнев В H, Стругацкий M Б, Ягупов С В , Андронова H В , Чечин А И Синтез монокристаллов FeB03 высокой степени совершенства, обогащенных по изотопу 5'Fe, для мессбауэровских исследований // Вопросы атомной науки и техники Серия ядерно-физические исследования (Теория и эксперимент) - 1990 -Вып5 -С 24-25

16 Стругацкий M Б , Ягупов С В Раствор-расплавпый синтез монокристаллов бората железа // Ученые записки ТНУ Физика - 2006 - Т 19(58) - №1 - С 76 - 78

17 Скибинский К M, Стругацкий МБ О природе особенностей магнитоакустического эффекта в борате железа // Ученые записки СГУ - 1999 -Т 12 (51) - №2

18 Стругацкий M Б , Скибинский К M Кристаллические блоки и тонкая структура магнитоакустического эффекта в борате железа // Ученые записки ТНУ Физика - 2000 - Т 13(52) - №2 -С 152 -156

19 MB Strugatsky, К M Skibmsky, VV Tarakanov, VI Khizhnyi Fine structure of Gakel'-lurov oscillations in iron borate//J Magn Magn Mater -2002 -V241 -123 -P 330 -334

20 Strugatsky M В , Skibmsky К M, Korolyuk A P , Tarakanov V V and Khizhnyi VI Gakel'-Turov oscillations m Iron Borate//The Physics of Metals and Metallography -

2001 -V92-S 1 - P 127- 129

21 Стругацкий M Б , Скибинский К M, Хижный В И , Тараканов В В Амплитудно-частотная характеристика бората железа в процессе магнитного двупреломления поперечного звука // Ученые записки ТНУ Физика - 2001 -Т 14(53) -№1 С 62- 67

22 Strugatsky M В , Skibmsky К M, Tarakanov V V and VI Khizhny Frequency dependence of Cotton-Mouton acoustic effect in Iron Borate // Functonal materials -

2002 - V9 -No 1 -P 68 - 71

23 M Б Стругацкий, К M Скибинский, В В Тараканов, В И Хижный Частотная зависимость амплитуды звука в реальном кристалле FeB03 // В кн Сборник трудов XX международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники» -М МГУ, 2006 - С 754 - 756

24 Stragatsky M В , Skibmsky К М, Tarakanov V V and Khizhnyi VI Frequency dependence of sound amplitude in antiferromagnetic crystal FeB03 // J Magn Magn Mater - 2007 - V 313 - No 1 -P 84 - 88

25 M Б Стругацкий, К M Скибинский, В В Тараканов, В И Хижный Магнитное двупреломление звука в реальном кристалле бората железа // В кн Сборник трудов XVIII международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники» М МГУ, 2002 -С 806-808

26 М Б Стругацкий, К М Скибинский, В В Тараканов, В И Хижный Акустический резонанс в неоднородно деформированном антиферромагнетике FeB03 // В кн Сборник трудов XIX международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники» М МГУ, 2004 - С 292 - 294

27 М В Strugatsky, К М Skibmsky Fabri-Perrot effect for transverse sound in weak ferromagnet FeB03 // International conference "Functional Materials" (TCFM-2005) Abstracts - Ukraine, Crimea, Partemts, 2005 -P200

28 M В Strugatsky, К M Skibmsky Acoustic resonances m antiferromagnet FeB03 // J Magn Magn Mater -2007 -V309 -P64-70

29 M В Strugatsky and К M Skibmsky Size acoustic resonance in a nonuniformly magnetized slab of the weak ferromagnet FeB03//Low Temp Phys -2007 -V33 -Issue 5 -P 422 -427

30 Khizhnyi VI, Tarakanov V V , Korolyuk A P , Strugatsky M В Electromagnetic Generation of Sound in Iron Borate // Physica В - 2000 V 284 - 288 - P 1451 - 1452

31 Tarakanov V V , Khizhnyi VI, Korolyuk A P , Strugatsky M В Excitation of Magnetic Polantons in Plates of FeB03 //Physica В -2000 -V 284-288 -P 1452-1453

32 Стругацкий M Б , Скибинский К M Расчет индуцированной механическими напряжениями одноосной магнитной анизотропии в кристалле бората железа // Ученые записки Таврического Национального Университета Физика -2006 -Т 19(58) -№1 -С 130-136

33 Strugatsky М В , Yagupov S V Effect of pressure on magnetic state of iron Borate // Functonal materials - 2002 - V 9 - No 1 - P 72 - 74

34 M Б Стругацкий, С В Ягупов, К М Скибинский Магнитное состояние бората железа под действием внешнего одноосного давления // В кн Сборник трудов XVIII международной школы-семинара «Новые магшпные материалы микроэлектроники» -М МГУ, 2002 - С 894-896

35 Strugatsky MB, Yagupov SV, Naukhatsky I A, Nepevnaj a NS Angular dependence of magnetization in axially stressed FeB03 monocrystal // Functonal materials -2006 -V13 -No3 -P 490-493

36 Стругацкий М Б , Ягупов С В , Наухацкий И А , Непевная Н С Намагничивание аксиально-напряженного монокристалла бората железа Ученые записки ТНУ Физика -2007 -Т 20(59) -№1 -С 74-77

37 Стр> гацкий М Б Магнитные состояния бората железа в условиях высокого гидростатического давления с аксиальной компонентой // Ученые записки ТНУ - 2006 - Т 19(58) - №1 - С 96 - 99

38 К М Skibinsky, М В Strugatsky Influence of pressure on magnetic and magnetoacoustic. effects in rhombohedral antiferromagnets // International conference "Functional Materials" (ICFM-2007) Abstracts -Ukraine, Crimea, Partemts, 2007 -P261

39 SV Yagupov, MB Strugatsky, NS Postivey, SS Kostulm Differential thermal analysis method using for investigation of crystallization zones // International conference "Functional Materials" (ICFM-2007) Abstracts - Ukraine, Cnmea Partemts, 2007 -P389

Цитируемая литерат} pa

1 Neel L Lanisotropie magnetiye superficielle et substructures d'onentation // J Phys Rad - 1954 -V15 -No4 -P 225 -239

2 Кринчик Г С , Хребтов А IT Аскоченский А А, Зубов В Е Поверхностный магнетизм гематита//Письма вЖЭТФ - 1973 -Т17 - №9 - С 466 - 470

3 Кринчик Г С, Зубов В Е Поверхностный магнетизм гематита // ЖЭТФ -1975 -Т 69 - № 2(8) -С 707 -721

4 Балыкина Е А Ганынина Е А, Кринчик Г С Магнитооптические свойства редкоземельных ортоферритов в области спин-переориентационных переходов // ЖЭТФ - 1987 -Т 93 -№5(11) -С 1879- 1887

5 Балыкина Е А,Ганынина Е А,Кринчик Г С Поверхностный магнетизм в тербиевомортоферрите//ФТТ - 1988 -Т30 №2 -С 570-573

6 Лабушкин В Г , Руденко В В , Саркисов Э Р , Саркисян В А, Селезнев В Н Наблюдение наведенной магнитной анизотропии в поверхностном слое слабоферромагнитных кристаллов 57FeB03 методом мессбауэровской дифракции// Письма в ЖЭТФ -1981 -Т34 -№11 -С 568 -572

7 Туров Е А Атиферромагнитные эффекты в акустике // ЖЭТФ - 1987 -Т 92 - №5 -С 1886- 1893

8 Туров ЕА Аьустический эффект Коттона-М} тона в антиферромагнетиках // ЖЭТФ - 1989 - Т 96 - №6 - С 2140 - 2148

9 Гакель В Р Акустическое двулучепреломление в антиферромагнитном МпСОэ // Письма в ЖЭТФ - 1969 - Т 9 - С 590 - 594

10 Ожогин В И, Преображенский В Л Эффективный энгармонизм упругой подсистемы ангиферромагнетиков // ЖЭТФ - 1977 - V 73 - №3 - С 988 - 1000

11 Королюк А П, Тараканов В В , Хижный В И , Селезнев В Н, Стругацкий М Б Магнитоакустические осцилляции в антиферромагнетике FeBO¡ // Физика низких температур - 1996 - Т 22 - Вып 8 - С 924 - 928

22Тараканов В В, Хижный В И Смягчение "немагнитной" упругой моды в пластине антиферромагнетика FeB03 // ФНТ - 1996 - Т 22 - №7 - С 752 - 757

13 Камзин А С, Ольховик JIП, Снеткова Е В Синтез и исследование слабоферромагаитных кристаллов Fe(_xGaxB03//ФТТ -2003 - Т 45 - Вып 11 -С 2025 - 2027

14Кринчик ГС, Зубов BE, Лысков В А Проявление области формирования отраженной световой волны в магнитооптическом эксперименте // Оптика и спектроскопия - 1983 - Т 55 - С 204 - 206

15 Инби Дун, Зубов В Е Определение глубины формирования магнитооптических эффектов в CoNi пленках IIЖГФ - 1998 - 68 - №2 - С 69-72

16 Туров Е А, Мирсаев И Ф, Николаев В В Специфические эффекты акустического двулреломления в антиферромагнетиках П УФН - 2002 - Т 172 -№2 - С 193-212

17 Туров ЕА, Колчанов AB, Меньшенин В В и др Симметрия и физические свойства антиферромагнетиков - М Физматлит, 2001 -560с

18 Seavey М Н Acoustic resonance in the easy-plane weak ferromagnets a-Fe203 and FeB03//Sol StateComm - 1972 -VIO -No2 -P219-225

19 Глазков ВП, Кичанов СЕ, Козленке ДП, Савенко БН, Соменков В А Изменеие машиной структуры FeB03 при высоких давлениях // Письма в ЖЭТФ -2002 - Т 76 - №4 -С251 -253

20 Саркисян В А, Троян И А, Любутин И С , Гаврилюк А Г, Кашуба А Ф Магнитный коллапс и изменение электронной структуры в антиферромагнетике FeB03 при воздействии высокого давления // Письма в ЖЭТФ - 2002 -116 ■ №11 -С788-793

21 Ахмадуллин И Ш, Мигачев С А, Садьгков М Ф, Шакирзянов М М Магнитное двупреломления звука и магнитоакустические осцилляции в гематите // ФТТ -2004 - Т 46 - Вып 2 - С 305-307

22 Diehl R, Rauber А , Friedrich F Vapor Growth of Bulk FeB03 Single Crystals // J Cryst Growth - 1975 -V29 - No 2 -P 225 -233

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1 ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА БОРАТА ЖЕЛЕЗА.

1.1 Кристаллическая и магнитная структура БеВОз.

1.2 Магнитные свойства бората железа.

1.3 Доменная структура.

Результаты и выводы главы 1.

ГЛАВА 2 ПОВЕРХНОСТНЫЙ МАГНЕТИЗМ БОРАТА ЖЕЛЕЗА.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1 Поверхностные эффекты в магнетиках.

2.1.1 Природа магнитной анизотропии в приповерхносной области магнетика.

2.1.2 Методы экспериментальных исследований -поверхностных магнитных эффектов.

2.2 Образцы и экспериментальные методы.

2.3 Лабиринтная доменная структура и ее исследование методом Биттера. Поверхностная одноосная магнитная анизотропия.

2.4 Исследование поверхностного магнетизма методом магнитооптических отражательных эффектов Керра.

2.5 Влияние температуры на кривые намагничивания поверхности.

Результаты и выводы главы 2.

ГЛАВА 3 ПОВЕРХНОСТНЫЙ МАГНЕТИЗМ БОРАТА ЖЕЛЕЗА

ТЕОРИЯ. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ.

3.1 Энергия поверхностной анизотропии.

3.2 Переходный магнитный слой в нулевом магнитном поле.

3.3 Переходный слой в магнитном поле.

3.4 Кривые намагничивания поверхности.

3.5 Анализ экспериментальных результатов.

3.6 Реконструкция поверхности.

3.7 Дефектная структура поверхности.

3.8 Магнитная структура переходного слоя.

Результаты и выводы главы 3.

ГЛАВА 4 МАГНИТНОЕ ДВУПРЕЛОМЛЕНИЕ ЗВУКА В МОНОКРИСТАЛЛАХ БОРАТА ЖЕЛЕЗА. ПОЛЕВАЯ ЗАВИСИМОСТЬ АМПЛИТУДЫ ЗВУКА.

4.1 Магнитоакустические эффекты в антиферромагнетиках.

4.1.1 Магнитоупругое взаимодействие.

4.1.2 Симметрийный анализ магнитоакустических эффектов в антиферромагнетиках.

4.1.3 Термодинамический потенциал и . уравнения магнитоупругой динамики.

4.2 Описание экспериментов по магнитному двупреломлению звука в борате железа.

4.3 Линейное двупреломление звука в базисноизотропном случае.

4.4 Круговое двупреломление и пьезомагнетизм.

4.5 Линейное двупреломление звука в базисноанизотропном случае. Учет механических граничных условий.

4.6 Вращательно-инвариантная теория.

Результаты и выводы главы 4.

ГЛАВА 5 ТОНКАЯ СТРУКТУРА КРИВЫХ ПОЛЕВОЙ

ЗАВИСИМОСТИ АМПЛИТУДЫ АКУСТИЧЕСКОЙ

ВОЛНЫ В КРИСТАЛЛЕ FeB03.

5.1 Блочная структура кристалла и малопериодные осцилляции кривых А(Н).

5.2 Модель с несколькими блоками.

5.3 Отражение звука от поверхности кристалла.

5.4 Невоспроизводимость тонкой структуры при повторных экспериментах.

Результаты и выводы главы 5.

ГЛАВА 6 МАГНИТНОЕ ДВУПРЕЛОМЛЕНИЕ ЗВУКА В МОНОКРИСТАЛЛАХ БОРАТА ЖЕЛЕЗА. ЧАСТОТНАЯ ЗАВИСИМОСТЬ АМПЛИТУДЫ ЗВУКА.

6.1 Описание эксперимента.

6.2 Расчет кривой АЧХ для идеального кристалла.

6.3 Расчет АЧХ для неидеального кристалла.

6.4 Влияние полосы пропускания на кривую АЧХ.

Результаты и выводы главы 6.

ГЛАВА 7 АКУСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНС В МОНОКРИСТАЛЛАХ БОРАТА ЖЕЛЕЗА.

7.1 Описание экспериментов по возбуждению акустических резонансов в БеВОз.

7.2 Выбор модели.

7.3 Расчет резонансных кривых.

7.4 Резонансы в магнитном поле.

7.5 Природа «взаимодействия» резонансов.

Результаты и выводы главы 7.

ГЛАВА 8 СВЯЗЬ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ В КРИСТАЛЛЕ С ИНДУЦИРОВАННОЙ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ.

8.1 Расчет магнитной анизотропии, индуцированной одноосным давлением.

8.2 Исследование процессов намагничивания аксиально-напряженных монокристаллов бората железа.

ГЛАВА

ВЫВОДЫ

Магнитные фазы бората железа в условиях высокого гидростатического давления с аксиальной компонентой

Вклад гидростатического давления в гексагональную анизотропию.

Влияние гексагональной анизотропии и гидростатического давления на двупреломление звука.

Результаты и выводы главы 8.

СИНТЕЗ И МОРФОЛОГИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ

БОРАТА ЖЕЛЕЗА.

Синтеза из газовой фазы: теоретические основы.

Синтез изометричных кристаллов FeB03 из газовой фазы: эксперимент.

Морфология изометричных образцов.

Синтез высокосовершенных базисных пластин бората железа из раствора в расплаве.

Результаты и выводы главы 9.

Борат железа, FeB03, является благодатным модельным объектом многочисленных исследований в области физики твердого тела. Это связано с редким комплексом его свойств — магнитных, резонансных, оптических, магнитооптических, магнитоупругих. Сочетание же некоторых из этих свойств в борате железа уникально. Так прозрачность в видимой области спектра сосуществует в нем с магнитным упорядочением.

Кристалл FeB03 имеет тригональную (ромбоэдрическую) кристаллическую структуру. Пространственная группа симметрии D^ (рис. 1.1). Это диэлектрик, а в магнитном отношении - антиферромагнетик со слабым ферромагнетизмом и магнитной анизотропией типа легкая плоскость. Все магнитные векторы приблизительно лежат в плоскости базиса (L 32). Традиционно монокристаллы бората железа выращивают из раствора в расплаве. В этом случае образцы обычно получаются в виде тонких базисных пластинок толщиной 50 — 100 мкм. Совершенствуя такую методику, мы добились определенных положительных результатов: синтезированы кристаллы больших размеров (до 1,5 см в базисной плоскости и до 150 мкм толщиной) высокого структурного совершенства (полуширина рентгеновской кривой качания не превосходит 10") (рис.9.8). На наших кристаллах выполнены многочисленные фундаментальные работы. Отметим лишь некоторые из них. Развитие нового экспериментального метода - магнитной мессбауэрографии (Лабушкин, Саркисян, ВНИИФТРИ), экспреименты по АФМР (Рудашевский, ИОФ РАН), бриллюэновское рассеяние на звуке (Боровик-Романов, Крейнес, Ин-т физ. проблем РАН), возбуждение мессбауэровских переходов синхротронным излучением (Артемьев, Чечин, Андронова, РНЦ «Курчатовский ин-т»), исследование динамики доменных границ (Четкин, Лыков, МГУ), эксперименты в условиях сверхвысокого давления (Любутин, Саркисян, Ин-т кристаллографии РАН).

Однако тонкие базисные пластинки не позволяют изучать все эффекты, которые можно ожидать в борате железа. Для исследования некоторых важных эффектов принципиально необходимо иметь изометричные образцы. Речь идет, в частности, о поверхностном магнетизме и магнитоакустических явлениях. В первом случае требуются кристаллы с хорошо развитыми небазисными гранями, во втором — с большим расстоянием между противоположными базисными гранями (рис. 9.5). Получение таких кристаллов явилось исходной нашей задачей, успешное решение которой и сделало возможным обнаружение и исследование новых эффектов. Для синтеза изометричных монокристаллов бората железа мы использовали газотранспортный метод. Существенно новым моментом явилось то, что синтез проводился на затравку. Использование затравочных кристаллов позволило проводить рост при пониженных по сравнению со спонтанным синтезом давлениях, избегая при этом чрезмерного запаразичивания ростовой зоны. Такие условия способствовали повышению структурного совершенства кристаллов и увеличению их размеров. Методами оптической гониометрии и рентгеноструктурного анализа установлено, что все многообразие граней синтезированных образцов сводится к пяти типам. При этом грани обычно оказываются оптического качества и обладают зеркальным блеском. Анализ показал, что полученные кристаллы могут быть условно разделены на три группы: ромбоэдрические, пирамидально-призматические и таблеточные (рис. 9.6 и 9.7). Обнаружена, также, корреляция между формами затравочного и синтезированного кристаллов. Таким образом, весьма важным результатом разработанной технологии синтеза является то, что формами роста можно управлять.

Тонкие базисные пластинки РеВОз нами тоже использовались, но задачи, решаемые с их помощью, инициированы исследованиями на изометричных кристаллах.

Теперь перейдем к краткому описанию поверхностного магнетизма и магнитного ДП звука, исследованию которых посвящена диссертационная работа. Возможность реализации в изометричных кристаллах бората железа этих эффектов определяется особенностями его кристалломагнитной структуры и МУ свойств.

В последние годы поверхностные свойства магнетиков интенсивно исследуются. К настоящему времени разработан ряд экспериментальных методов, позволяющих изучать приповерхностные области кристаллов. Среди них спектроскопия электронного захвата, спектроскопия спин-поляризованных фотоэлектронов и вторичных электронов, магнитооптические методы, мессбауэровская спектроскопия, бриллюэновское рассеяние света и др. Имеются определенные успехи и в теоретической интерпретации экспериментальных результатов. Однако поверхностные магнитные эффекты столь многообразны, что почти каждый конкретный случай требует отдельного рассмотрения.

Изучение поверхностных магнитных явлений — важная и актуальная задача. Это не в последнюю очередь связано с современной тенденцией в развитии магнитной микроэлектроники, состоящей в миниатюризации ее элементной базы и устройств. Сейчас разрабатываются и создаются магнитные головки с рабочим зазором в десятые доли микрометра, интегральные магнитные головки, накопители на цилиндрических магнитных доменах и субструктурных элементах доменных границ. Прогресс в этой области в значительной степени определяется успехами в технологии синтеза тонких магнитных пленок, разнообразных по химическому составу, кристаллической и магнитной структуре. Уменьшение толщины пленок приводит к возрастанию роли поверхности в формировании их рабочих характеристик. Поверхность, являясь естественным дефектом структуры, изменяет магнитные свойства в тонком приповерхностном слое магнетика. Причина такого изменения состоит в том, что приповерхностные атомы окружены не так как атомы в объеме. Это ведет к изменению взаимодействий в приповерхностной области, в том числе определяющих магнитные свойства. Совокупность магнитных эффектов, обусловленных поверхностью магнетика, называют поверхностным магнетизмом. Обычно влияние поверхности распространяется на приповерхностный слой, толщина которого определяется многими факторами и варьируется от единиц до сотен тысяч атомных слоев. Исключение составляют размагничивающие поля, происхождение которых тоже в принципе связано с поверхностью, но их воздействие на кристалл, как известно, не ограничивается только приповерхностной областью. Неель первым указал на существование особой поверхностной магнитной анизотропии в ферромагнетиках, вызванной нарушением симметрии окружения приповерхностных атомов [51]. Однако проявление этой сравнительно слабой анизотропии обычно подавляется размагничивающими полями и значительной кристаллографической анизотропией. По оценкам Нееля поверхностная анизотропия может проявляться только в очень малых ферромагнитных частицах ~ 100 А. Именно по этой причине особые поверхностные магнитные свойства в большей степени характерны для ультратонких пленок.

Однако существует класс магнитных материалов, в которых поверхностная анизотропия должна проявляться не только в пленках, но даже в приповерхностной области массивных монокристаллов. Это антиферромагнетики со слабым ферромагнетизмом и магнитной анизотропией типа легкая плоскость, к которым принадлежит борат железа. Поверхностная анизотропия в таких кристаллах не будет подавляться ввиду малости размагничивающих полей, пропорциональных слабой намагниченности, и практического отсутствия кристаллографической анизотропии в базисной плоскости. Можно заключить, что легкоплоскостные СФ кристаллы представляют собой идеальный модельный объект для наблюдения поверхностной анизотропии. Впервые существование поверхностной анизотропии на небазисных гранях таких кристаллов было обнаружено и изучено в работах Кринчика и Зубова с соавторами [57, 58] при магнитооптических исследованиях изоструктурного борату железа гематита. Поверхностная анизотропия, закрепляющая магнитные моменты, и внешнее магнитное поле приводят к образованию приповерхностного неоднородного магнитного слоя типа доменной границы, в котором магнитные моменты плавно разворачиваются по мере удаления от поверхности вглубь кристалла. Эффективная толщина такого переходного слоя значительно превосходит параметр кристаллической решетки, являющийся характерным масштабом толщины приповерхностной области, в которой магнитные моменты закреплены поверхностной анизотропией. В случае слабых ферромагнетиков поверхностный магнетизм проявляется по существу в виде переходного слоя. Условия для образования переходного слоя возникают и в приповерхностной области ортоферритов эрбия и тербия вблизи температуры ориентационного перехода [101, 102].

Для выяснения механизмов поверхностной анизотропии важно исследовать поверхностный магнетизм и других кристаллов, обладающих благоприятными для его появления свойствами. К таким кристаллам в первую очередь следует отнести борат железа. Из-за большей, чем в гематите спонтанной намагниченности и большего среднего расстояния между магнитными ионами Fe3+ здесь можно ожидать меньших полей насыщения при намагничивании переходного слоя и, таким образом, получения более полной картины явления (в гематите эти поля из-за своей большой величины оказались недостижимы [58]). Специфика гематита состоит в том, что возможны два варианта расположения магнитных ионов на поверхности. Это затрудняет теоретический анализ экспериментов. В борате железа такой проблемы нет. Благоприятным фактором для исследования поверхностного магнетизма бората железа является невысокая температура Нееля, что существенно упрощает температурные исследования эффектов. Кроме этого синтезированные нами образцы FeBC>3 обладают большим по сравнению с гематитом набором типов небазисных граней, что также способствует полноте решения задачи.

Следующий эффект находится в ряду явлений, сравнительно недавно описанных и предсказанных в работах Турова [197,198]. Речь идет об акустическом аналоге оптического эффекта Коттона-Мутона - ДП звука в АФ кристаллах. Впервые экспериментально такой эффект был обнаружен в карбонате марганца, МпСОз, Гакелем [276] и теоретически обоснован Туровым [195]. Туровым же инициированы и наши исследования на борате железа.

Суть эффекта состоит в том, что при распространении поперечной линейно поляризованной звуковой волны вдоль оси третьего порядка ромбоэдрического АФ кристалла одна из линейно поляризованных мод не взаимодействует с магнитной подсистемой (немагнитная мода), а вторая весьма существенно взаимодействует с ней (магнитная мода). Скорость звука магнитной моды зависит от магнитного поля, что приводит к сдвигу фаз между модами и эллиптической поляризации прошедшей в кристалле волны. Эффект должен проявляться в осцилляционной зависимости амплитуды звука от магнитного поля. С увеличением толщины кристалла период этих осцилляций будет уменьшаться. ДП звука вызывается магнитным вкладом АС в эффективный упругий модуль Ceff = С + АС антиферромагнетика. Этот вклад, возникающий при учете МУ слагаемых в термодинамическом потенциале кристалла, был впервые определен Ожогиным и Преображенским [268].

Наиболее существенного проявления эффектов магнитоакустического ДП можно ожидать в АФ кристаллах с сильной МУ связью. Именно к таким материалам относится борат железа. Эксперименты по всестороннему изучению в кристаллах бората железа магнитного линейного ДП звука выполнены в ИРЭ НАН Украины [271,292]. Экспериментальные кривые полевой зависимости амплитуды звука А(Н) имели осцилляционный характер. Мы назвали эти осцилляции в честь их первооткрывателей — осцилляциями Гакеля-Турова (ОГТ).

В то время как теория Турова [195] хорошо описывает экспериментальные результаты по исследованию магнитного ДП звука в МпСОз [276], для изоструктурного карбонату марганца бората железа, БеВОз, удовлетворительного согласия между теорией и экспериментом не наблюдается. Экспериментальная кривая А(Н) в этом случае, как и предсказывает теория, имеет осциллирующий характер. Однако период осцилляций значительно превосходит период, даваемый теорией. Кроме того, амплитуда осцилляций зависит от поля, что не соответствует теории. И, наконец, экспериментальная кривая имеет тонкую структуру, необъяснимую в рамках существующей теории [195]. Анализ показал, что проблема может быть обусловлена большой величиной МУ связи в борате железа АС/С ~ 1, вызывающей не только эффекты ДП, но и неизбежно приводящей к существенному влиянию на магнитное состояние кристалла механических граничных условий. В этом случае магнитные свойства оказываются неоднородными по толщине кристалла, что значительно усложняет теоретическое описание эффектов ДП. Такая ситуация, по-видимому, является общей для всех АФ кристаллов с сильной МУ связью. Кроме этого для адекватного описания эксперимента в теории должны быть учтены структурные особенности реального кристалла.

Таким образом, важной задачей представляется анализ факторов, которые могут влиять на величину и характер акустического ДП, разработка с учетом этих факторов физических моделей и построение на основе последних теории, позволяющей адекватно описывать эффекты ДП звука в борате железа.

Обратим внимание на то, что поверхностный магнетизм и особенности акустического ДП в борате железа связаны с существованием в кристалле тех или иных границ.

Все изложенное выше свидетельствует об актуальности темы диссертационной работы. В качестве основного объекта исследований выбраны изометричные монокристаллы бората железа. Отдельные задачи решались с использованием тонких базисных пластинок БеВОз высокого структурного совершенства. При построении теории ДП звука в ромбоэдрических кристаллах, учитывающей базисную гексагональную анизотропию, мы опирались на имеющиеся экспериментальные результаты для гематита.

Цель и задачи работы

- экспериментальное и теоретическое исследование поверхностного магнетизма бората железа;

- разработка физических моделей и построение на их основе теории магнитного ДП звука в борате железа, учитывающей механические граничные условия и дефектную структуру реального кристалла;

- компьютерное моделирование на основе построенной теории экспериментальных кривых полевой А(Н) и частотной А(со) зависимости амплитуды акустической волны в БеВОз, а также резонансных кривых corez(H) для этого кристалла;

- исследование влияния давления на магнитное состояние и распространение звука в тригональных антиферромагнетиках;

- разработка технологии и синтез монокристаллов БеВОз, пригодных для МО и МА экспериментов, исследование их морфологии.

Научная новизна

Решение поставленных задач позволило получить следующие новые результаты:

- впервые на естественных небазисных гранях изометричных монокристаллов FeB03 методом порошковых фигур Биттера обнаружена и исследована доменная структура ЦМД-типа, свидетельствующая о существовании поверхностного магнетизма;

- впервые проведены МО исследования поверхностного магнетизма бората железа в широком температурном диапазоне;

- построена теория поверхностного магнетизма бората железа с учетом реконструкции поверхности и дефектности ее структуры, позволившая получить результаты, коррелирующие с экспериментом;

- рассчитана магнитная структура приповерхностного переходного слоя бората железа во внешнем магнитном поле;

- построена теория магнитного ДП звука в монокристалле бората железа с неоднородной магнитной базисной анизотропией, позволившая адекватно описать эксперименты; для расчета зависимостей А(Н) и А(со) впервые применен известный из оптики метод матриц Джонса;

- построенная теория магнитного ДП звука в борате железа обобщена на случай учета многократных переотражений звуковой волны от границ кристаллических блоков, что позволило получить кривые А(Н) и А(со) с тонкой структурой, коррелирующие с экспериментом;

- построена теория размерного акустического резонанса в неоднородно намагниченном монокристалле бората железа и на ее основе показано, что наблюдаемое смещение акустических резонансов при изменении магнитного поля является следствием возникновения гибридных акустических мод, фазовые скорости которых зависят от магнитного поля;

- исследовано влияние давления на магнитное состояние и эффекты ДП звука в ромбоэдрических легкоплоскостных антиферромагнетиках;

- разработана технология и впервые синтезированы из газовой фазы изометричные монокристаллы бората железа заданной формы с небазисными гранями оптического качества, пригодные для МО и МА экспериментов.

На защиту выносятся результаты исследования методом порошковых фигур Биттера доменной структуры ЦМД-типа, обнаруженной на небазисных гранях FeB03, и вывод о существовании поверхностного магнетизма на этих гранях; изучения поверхностного магнетизма бората железа методами магнитооптических эффектов Керра в широком температурном диапазоне; теоретического исследования поверхностного магнетизма бората железа, в том числе с учетом реконструкции поверхности и дефектности приповерхностного слоя; построения теории ДП звука в идеальном кристалле FeB03 с учетом механических граничных условий, основанной на предлагаемой физической модели; компьютерного моделирования кривых А(Н) и А(со) при наличии индуцированной граничными условиями неоднородной магнитной анизотропии; разработки теории, описывающей наблюдаемую тонкую структуру кривых А(Н) и А(со), основанной на предлагаемой модели дефектной структуры реального кристалла; расчета с использованием компьютерного моделирования амплитуды звука в кристалле FeB03, содержащем кристаллические блоки; разработки теории размерного акустическрго резонанса в неоднородно намагниченном кристалле бората железа, интерпретации на ее основе наблюдающегося смещения резонансов при изменении магнитного поля, компьютерного моделирования полевой зависимости частот акустических резонансов; исследования влияния давления на магнитное состояние и эффекты ДП звука в ромбоэдрических слабых ферромагнетиках;

- разработки технологии и синтеза из газовой фазы и раствора-расплава монокристаллов БеВОз заданных форм, пригодных для магнитооптических и магнитоакустических исследований;

- изучения морфологических особенностей синтезированных изометричных кристаллов бората железа.

Достоверность и обоснованность полученных результатов определяется надежностью экспериментальных установок и методов; использованием кристаллов высокого качества, аттестованных с помощью апробированных методик; применением хорошо развитых методов теоретической физики; осуществлением предельных переходов к результатам других авторов; хорошей корреляцией между теорией и экспериментом; хорошим согласием с результатами авторов, позже проводивших исследования аналогичных эффектов.

Научное значение диссертационной работы состоит в том, что она вносит существенный вклад в развитие физических представлений о поверхностном магнетизме и магнитном ДП звука, модельными объектами для реализации которых являются монокристаллы бората железа. Значительным достоинством работы является то, что все экспериментальные результаты анализируются и моделируются на основе построенных в работе теорий.

Практическая ценность работы заключается в возможности использования приповерхностного переходного магнитного слоя в качестве среды для хранения информации с высокой плотностью записи. Построенная теория ДП звука в реальных АФ кристаллах может быть применена при разработке на основе этих кристаллов МА преобразователей. Кроме этого теория ДП позволяет использовать акустическое зондирование для изучения особенностей магнитного состояния и дефектной структуры самих АФ кристаллов. Разработанная технология синтеза монокристаллов БеВОз может быть применена для получения образцов, обладающих оптимальными для решения многих научных и прикладных задач параметрами.

Апробация результатов

Результаты диссертационной работы докладывались на следующих научных конференциях, симпозиумах, совещаниях, школах: II семинар по функциональной магнитоэлектронике (Красноярск, 1986), Республиканский семинар по физическим свойствам и применениям ферритов (Донецк, 1987), Всесоюзный семинар "Элементы и устройства на ЦМД и ВБЛ" (Симферополь,

1987), XVIII Всесоюзная конференция по физике магнитных явлений (Калинин,

1988), Всесоюзная школа-семинар "Исследование физических свойств магнетиков магнитооптическими методами" (Москва, 1988), V Всесоюзное совещание по когерентному взаимодействию излучения с веществом (Симферополь, 1990), Школа-симпозиум по физике магнитных явлений (Алушта, 1993), XX International Conference on Low Temperature Physics (Eugene, Oregon, USE, 1993), International Conference and Symposium on Surface Waves in Solid (Moscow-St.Petersburg, Russia, 1994), Internnational Conference on Magnetism ICM'94 (Warsaw, Poland, 1994), XVI Всероссийская конференция с международным участием по акустоэлектронике и физической акустике твердого тела (Сыктывкар, Россия, 1994), World Congress on Ultrasonics (Berlin, Germany, 1995), International Conference on Magnetism (Cairns, Australia, 1997), III International Conference on Electrotechnical Materials and Components (Moscow, Klyas'ma, Russia, 1999), XXII International Conference on Low Temperature LT22 (Helsinki, Finland, 1999), 8th European Magnetic Materials and Applications Conference (Kyiv, Ukraine, 2000), First International Conference on Correlation Optics SPIE (Chernivtsi, Ukraine, 2001), Euro-Asian Symposium "Trends in magnetism" EASTMAG-2001 (Ekaterinburg, Russia, 2001), International Conference on Functional Materials ICFM (Partenit, Crimea, Ukraine, 2001, 2003, 2005, 2007), XVIII международная школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, Россия, 2002, 2004, 2006).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 66 работ. Основные результаты изложены в 39 работах: 28 статьях в научных журналах [175,176,181,183,184,188,192,271-275,282-285,288,289,291,296-301,303,304,307], 4 статьях в сборниках научных трудов [290,293,294,302], 7 тезисах докладов научных конференций [28,174,182,191,295,310,317].

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, девяти глав, заключения и списка литературы из 318 наименований. Полный объем диссертации с учетом 84 рисунков и 13 таблиц составляет 324 страницы.

Основные результаты и выводы

1. Впервые на естественных небазисных гранях изометричных монокристаллов FeB03 методом порошковых фигур Биттера обнаружена и исследована доменная структура ЦМД-типа, которая свидетельствует о существовании поверхностного магнетизма, обусловленного поверхностной анизотропией.

2. Методом МО эффектов Керра в диапазоне температур от 77К до точки Нееля получены кривые намагничивания тонких приповерхностных слоев бората железа, свидетельствующие о существовании на гранях типа (1014) значительной одноосной поверхностной анизотропии. Ориентации JIO и ТО с температурой не изменяются. Поле насыщения при намагничивании вдоль ТО при комнатной температуре составляет Hk ~ 1кЭ. При намагничивании вдоль JIO процесс завершается в полях, сравнимых с полями размагничивания (~100Э). Установлено, что температурная зависимость поля Нк совпадает с температурной зависимостью подрешеточной намагниченности кристалла. На гранях типа (1120), (1123) и (0001) поверхностная анизотропия, определяемая с точностью до величин полей размагничивания, не обнаружена.

3. Построена теория поверхностного магнетизма бората железа с учетом реконструкции поверхности и дефектности ее структуры. Энергия поверхностной анизотропии рассчитана в магнитодипольном приближении. При этом, как и в эксперименте, Hk ~ Мо- В случае грани (1014) теория описывает симметрию.„ наблюдаемой анизотропии. и., дает ~ для неискаженной— поверхности правильный порядок величин поля Нк- во всем температурном диапазоне. Для граней (1120) и (1123) также наблюдается корреляция с экспериментом: рассчитанные для них значения полей Нк оказываются пренебрежимо малыми. Сильная зависимость энергии поверхностной анизотропии и поля насыщения от параметра решетки кристалла, ст ~ а~5, Hk ~ а~10, должна приводить к существенному влиянию реконструкции поверхности на поверхностный магнетизм. Учет реконструкции для грани (1014) позволил значительно улучшить количественное согласие с экспериментом. Расчет величины поля Н^ в случае дефектной поверхности (вакансии магнитных ионов Fe3+ или их замещение диамагнитными ионами) показал, что Нк существенно уменьшается с ростом концентрации дефектов.

4. Рассчитана магнитная структура приповерхностного переходного слоя, которая определяется тремя факторами: магнитным полем, поверхностной анизотропией и обменным взаимодействием. В полях, значительно меньших поля насыщения, слой имеет эффективную толщину ~ 10"1 мкм, что намного превосходит глубину формирования МО сигнала. На глубине формирования МО сигнала спины практически параллельны спинам ионов на поверхности, что делает оправданным сравнение экспериментальных кривых намагничивания, получаемых методом эффектов Керра, с расчетными кривыми для поверхностного слоя магнитных ионов. Толщина слоя, в котором магнитные моменты закреплены поверхностной анизотропией, составляет всего несколько параметров решетки.

5. Показано, что существующая теория магнитного линейного ДП звука в тригональном легкоплоскостном АФ кристалле не дает удовлетворительного описания экспериментов на борате железа: период осцилляций расчетной кривой А(Н) значительно меньше экспериментального, а их амплитуда не зависит от поля, что также не соответствует эксперименту. Необъяснимой остается тонкая структура экспериментальных кривых А(Н) и А(со).

- ------6.-Борат железа обладает сильной"МУ' связью ^ ^ ДС/С ~ 1,"вызывающей магнитное ДП звука. С другой стороны сильная МУ связь должна приводить к существенному воздействию экспериментальных механических граничных условий на магнитное состояние кристалла, что тоже влияет на эффекты ДП. Поэтому при изучении ДП звука в борате железа учет граничных условий оказывается необходимым. Сформулирована простейшая физическая модель: механические граничные условия приводят к возникновению в базисной плоскости кристалла неоднородной одноосной магнитной анизотропии, убывающей от поверхности вглубь образца.

7. На основе предложенной модели развита теория магнитного ДП звука в борате железа, позволяющая адекватно описать эксперимент. Для расчета зависимостей А(Н) и А(со) оказалось целесообразным применение метода матриц Джонса. Возрастание периода осцилляций расчетной кривой А(Н) по сравнению с базисноизотропным случаем вызывается уменьшением МУ связи при учете индуцированной анизотропии. Зависимость амплитуды этой кривой от поля объясняется зависимостью от поля ориентаций поляризации мод звуковой волны в этом случае и неоднородным распределением намагниченности в кристалле. Значительное влияние на эффекты ДП магнитной анизотропии объясняется ее обменным усилением.

8. Установлено, что наблюдаемая в экспериментах тонкая структура кривых А(Н) и А(со) может быть обусловлена существованием кристаллических блоков. Теория магнитного ДП звука в борате железа, обобщенная на случай учета многократных переотражений звуковой волны от границ блоков, позволила получить кривые А(Н) и А(ш) с тонкой структурой, которые хорошо коррелируют с экспериментом. Показано, что наблюдаемая в слабых полях неполная воспроизводимость тонкой структуры кривых А(Н) при повторных экспериментах может быть объяснена эффектом Баркгаузена.

9. Построена теория размерного акустического резонанса в монокристалле бората железа с учетом индуцированной магнитной анизотропии. Установлено, что наблюдаемое при изменении магнитного поля смещение акустических резонансов является естественным следствием ДП звука в неоднородно намагниченном образце. В этом случае вместо магнитных и немагнитных мод возникают гибридные, фазовые скорости которых зависят от магнитного поля. При переходе от чистых мод к гибридным резонансные кривые corez(H) претерпевают существенную перестройку. В частности, наблюдается их «расталкивание». Рассчитанные кривые corcz(H) удовлетворительно описывают эксперимент.

10. Получено выражение, связывающее одноосное давление в базисной плоскости кристалла с индуцированной давлением одноосной магнитной анизотропией. Установлена эквивалентность учета индуцированной анизотропии или непосредственно одноосного давления в теории магнитного ДП звука в борате железа.

11. Экспериментально и теоретически исследовано магнитное состояние бората железа под действием одноосного давления и магнитного поля, приложенных в базисной плоскости. Две магнитные фазы - коллинеарная и угловая, — возможные в случае параллельности поля и давления, вырождаются в одну — угловую, — когда поле и давление не параллельны.

12. Расчет магнитных состояний бората железа в условиях высокого гидростатического давления с одноосной компонентой показал, что АФ вектор может выходить из базисной плоскости. Полученная полевая зависимость угла выхода хорошо описывает существующий эксперимент.

13. Определен вклад гидростатического давления в базисную гексагональную магнитную анизотропию тригональных антиферромагнетиков. В рамках развитой теории показано, что гексагональная анизотропия, усиленная гидростатическим давлением и обменом, существенно влияет на эффекты магнитного ДП звука в таких кристаллах. Рассчитанная с учетом гидростатического и одноосного давления угловая зависимость амплитуды акустической волны отражает основные закономерности эксперимента.

14. Разработана технология и синтезированы на затравку из газовой фазы изометричные монокристаллы бората железа с небазисными гранями оптического качества, пригодные для МО и МА экспериментов. Установлена корреляция между формами затравочного и синтезированного кристаллов, что позволяет процессом формообразования управлять. Разработана технология раствор-расплавного синтеза и получены кристаллы БеВОз в виде базисных пластин крупных размеров высокого структурного совершенства.

15. Методами оптической гониометрии и рентгеноструктурного анализа исследована морфология синтезированных изометричных кристаллов.

Установлено, что все образцы могут быть условно разделены на три группы: ромбоэдрические, пирамидально-призматические и таблеточные. При этом набор обнаруженных граней ограничивается пятью типами: (1014), (1120), (1123), (0112) и (0001).

Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность В.Е. Зубову, А.П. Королюку, А.С. Костинскому,

Г.С. Кринчику, И.С. Любутину, Е.М. Максимовой, Ю.Н. Мицаю,

И.А. Наухацкому, А.К. Панкратову, Н.С. Постывей, А.Р. Прокопову, В.А. Саркисяну, В.Н. Селезневу, К.М. Скибинскому, В.В. Тараканову, В.И. Хижному, С.В. Ягупову, плодотворное сотрудничество с которыми и чья дружеская поддержка сделали возможным выполнение настоящей работы.

Особо в этой связи автор отмечает Виктора Евгеньевича Зубова, значимость профессионального и человеческого общения с которым трудно переоценить.

1. Eternal L., Struck C.W., Whitte T.G. New Transition Metal Borates with Calcite Structure //Acta Cryst. - 1963. - V.16. - No 8. - P.849 - 850.

2. Diehl R. Crystal Structure Refinement of Ferrit Borate, FeB03 // Sol. Stat. Gom. -1975. V.17. - No 6. - P.743 - 745.

3. Diehl R., Tantz W., Nolang B.I., Wetlling W. Growth and Properties of Iron Borate, FeB03 //Current Topics in Materials Science. Uppsala, 1984. - V.ll. -Ch.3. - P.241- 387.

4. Pernet M., Elmalch D., Toubert T.G. Structure magnetique du metaborate de fee FeB03 // Sol. Stat. Com. 1970. - V.8. - P.1583 - 1587.

5. Петров М.П., Смоленский Г.А., Паугурт А.Г., Кижаев С.А., Чижов М.К. Ядерный магнитный резонанс и слабый ферромагнетизм в FeB03 // ФТТ. -1972. Т. 14. - №1. - С.109 - 113.

6. Кадомцева A.M., Левитин Р.З., Попов Ю.Ф., Селезнев В.Н. Усков В.В. Магнитные и магнитоупругие свойства монокристалла FeB03 // ФТТ. 1972. -Т.14. - №1. - С.214 - 217.

7. Дзялошинский И.Е. Термодинамическая теория "слабого" ферромагнетизма антиферромагнетиков // ЖЭТФ. 1957. - Т.32. - №6. - С.1547- 1562.

8. Туров Е.А. Физические свойства магнитоупорядоченных кристаллов. М.: АН СССР, 1963.-218 с.

9. Borovik-Romanov A.S. Magnetic Symmetry of Antiferromagnets // In: Elements of Theoretical Magnetism. Prague: Academia, 1968. - P. 193 - 236.

10. ГВёйаШГE.P. SpinConfigurations ~of Ionic"Structures:"Theory and "Practice // In: Magnetism / Ed. by Rado G.T. and Suhl H. New York and London: Academic Press, 1963. - V.3. - P. 149 - 203.

11. Bertaut E.P. Representation Analysis of Magnetic Structures //Acta Cryst. -1968. V.A24. - P.217- 231.

12. Moriya T. Anisotropic Superexchange Interaction and Weak Ferromagnetism // Phys. Rev. 1960. - V.120. - No 1. - P.91 - 162.

13. Moriya Т. Weak Ferromagnetism // In: Magnetism / Ed. by Rado G.T. and Suhl H. New York and London: Academic Press, 1963. - V.l. - P.86 - 125.

14. Фарздинов M.M. Физика магнитных доменов в антиферромагнетиках и ферритах. М.: Наука, 1981.- 155 с.

15. Беликов JI.B., Прохоров А.С., Рудашевский Е.Г., Селезнев В.Н. Высокочастотный антиферромагнитный резонанс в борате железа (FeBC^) // Письма в ЖЭТФ. 1972. - Т. 15. - №12. - С.722 - 724.

16. Eibshutz М., Lines М.Е. Sublattice Magnetization of Single Crystals by Mossbauer Effect//Phys. Rev. B. 1973. - V.7. - No 11. - P.4907 - 4915.

17. Дорошев В.Д., Клочан В.А., Ковтун Н.М. и др. Экспериментальное и теоретическое изучение температурной зависимости подрешеточной намагниченности слабого ферромагнетика FeBC>3 / Препринт ДонФТИ АН УССР №7(102). Донецк, 1985. - 60с.

18. Беликов JI.B., Прохоров А.С., Рудашевский Е.Г., Селезнев В.Н. Антиферромагнитный резонанс в FeBC>3 // ЖЭТФ. 1974. - Т.66. - №5. -С.1847 - 1861.

19. Дорошев В.Д., Ковтун Н.М., Селезнев В.Н., Сирюк В.М., Украинцев Э.Н. Изучение подрешеточной намагниченности слабого ферромагнетика FeBC>3 вблизи критической точки методом ЯМР//ФТТ.- 1975. Т. 17. - №2. - С.514-519.

20. Дорошев В.Д., Ковтун Н.М., Лукин С.Н., Молчанов А.И., Прохоров А.Д., Руденко В.В., Селезнев В.Н. Базисная магнитная анизотропия слабого ферромагнетика FeB03 // Письма в ЖЭТФ. 1979. - Т.29. - №5. - С.286 - 290.

21. Соболева Т.К., Стефановский Е.П. О магнитном фазовом переходе в слабом ферромагнетике FeB03 в области низких температур //В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений. Харьков, 1979. -С.404.

22. Eaton Т.А., Morrish А.Н. Magnetic Domain Structure of Hematite // Canad. J. Phys. 1971. - V.49. - P.2768 - 2777.

23. Лабушкин В.Г., Фалеев K.H., Фигин В.А. Влияние магнитной структуры слабых ферромагнетиков на когерентное рассеяние рентгеновского излучения //

24. ФТТ. 1975. - Т. 17. - №7. - С.2093 - 2095.

25. Лабушкин В.Г., Ломов А.А., Фалеев Н.Н., Фигин В.А. Рентгеноструктурные исследования влияния магнитной доменной структуры ч на степень совершенства слабоферромагнитных кристаллов гематита и бората железа // ФТТ. 1980. - Т.22. - №6. - С. 1725 - 1733.

26. Haisma Т., Stacy W.T. Interference Fringes due to Magnetic Domains in FeB03// J. Appl. Phys. 1973. - V.44. - No 7. - P.3367 - 3369.

27. Scott G.B. Magnetic Domain Properties of FeB03 // J. Phys. D: Appl. Phys. -1974. V.7. - No 11. - P. 1574 - 1585.

28. Б.Ю. Соколов. Влияние неоднородных механических напряжений на доменную структуру бората железа // ФТТ. 2005. - Т.47. - Вып.9. - С. 1644 - 50.

29. А.Р. Прокопов, В.Н. Селезнев, М.Б. Стругацкий, В.В. Усков, С.В. Ягупов. Доменная структура и процессы перемагничивания кристаллов FeB03 // В кн.: Тезисы II Семинара по функциональной магнитоэлектронике. -Красноярск, 1986. С.39.

30. Bruno P. Magnetismus von Festkorpern und Grenzflachen //In: Physical Origins and Theoretical Models of Magnetic Anisotropy. Julich: Forschungszentrum Julich, 1993.-P.24.1-28.

31. BozorthR.M. Ferromagnetism. Piscataway, NJ: IEEE, 1993.

32. Kneller E. Ferromagnetismus. Berlin: Springer, 1962.

33. Chikazumi S., Charap St.H. Physics of Magnetism. Malabar, FL: Krieger, 1964.

34. Carr W.J.Jr. Secondary Effects in Ferromagnetism // In: Handbuch der Physik vol. Band XVIII/2. Berlin: Springer, 1966.

35. Blundell St. Magnetism in Condensed Matter. Oxford: Oxford University Press, 2001.

36. Gradmann U. Surfaces Interfaces and Ultrathin Films // In: Landolt-Bornstein Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology Group III. -Berlin: Springer, 1988. V.19.

37. Gradmann U. Magnetism in Ultrathin Transition Metal Films // In: Handbook of Magnetic Materials. Amsterdam: Elsevier Science, 1993. - V.7. - Ch.l. - P.l- 96.

38. Gradmann U. Magnetic Properties of Single Crystal Surfaces // In: Landolt-Bornstein Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology Group III. Berlin: Springer, 1994. - V.24.

39. Bland J.A.C. and Heinrich B. (ed.) Ultrathin Magnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. -Y.l.

40. Bland J.A.C. and Heinrich B. (ed.) Ultrathin Magnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. - Y.2.

41. Baberschke K., Donath M. and Nolting W. (ed.) Band-Feromagnetism (Lecture Notes in Physics; Physics and Astronomy). Berlin: Springer, 2001.

42. Bruno P. and Renard J.-P. Magnetic surface anisotropy of transition metal ultrathin films // Appl. Phys. A. 1989. - V.49. - P. 1833 - 5.

43. Heinrich B, Cochran J.F, Arott A.S., Purcell S.T., Urqhart K.B., Dutcher J.R. and Egelhoff W.F. Jr. Stress and growth of Ag monolayers on a Fe(100) whisker // Phys. Rev. B. 2003. V.68. - P.04541- 6.

44. Siegmann H. C. Surface and 2D magnetism // J. Phys.: Condens. Matter. 1992. V.4. - P.8395 - 434.

45. Prinz G.A. Magnetic anisotropy in epitaxial metal films // Ultramicroscopy. -1992. V.47. P.346 - 54.

46. De Jonge W.J.M, Bloemen P.J. Hand den Broeder F.J.A. Experimental Investigation of Magnetic Anisotropy // In: Ultrathin Magnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. -Y.l.

47. Elmers H.J., Hauschild J., Fritzsche H., Liu G., Gradmann U. and Kohler U. Stress evolution during the growth of ultrathin layers of iron and iron silicide on Si(iliy//Phys. Rev. Lett.~ 1995. -V.75. P.2031- 4. ™"

48. Johnson M.T., Bloemen P.J.H., den Broeder F.J.A. and de Vries J.J. Magnetic anisotropy in metallic multilayers // Rep. Prog. Phys. 1996. - V.59 P. 1409 - 58.

49. Farle M. Ferromagnetic resonance of ultrathin metallic layers Rep. Prog. 1998. Phys.-V.61.-P.755- 826.

50. Sander D. The correlation between mechanical stress andmagnetic anisotropy in ultrathin films // Rep. Prog. Phys. 1999. - V.62. - P.809 - 58.

51. Sander D., Ouazi S., Enders A., Gutjahr-Loser Th., Stepanyuk V.S., Bazhanov D.I. and Kirschner J. Stress strain and magnetostriction in epitaxial films // J. Phys.: Condens. Matter. 2002. - V.14. - P.4165 - 76.

52. Neel L. L'anisotropic magnetiye superficielle et substructures d'orientation // J. Phys. Rad. 1954. - V. 15. - No 4. - P. 225 - 239.

53. Rado B.T. Surface Anisotropy Effects in the Spontaneous Magnetization of a Semi-Infinite Ferromagnet // J. Appl. Phys. 1984. - V.55. - No 6. - P.2505.

54. Кондорский Е.И., Денисов П.П. Природа одноосной анизотропии косонапыленных магнитных пленок // ФММ. 1970. - Т.29. - №4. - С.880 - 883.

55. Кондорский Е.И. О гистерезисе ферромагнетиков // ЖЭТФ. 1940. - Т. 10. -№4. - С.420 - 440.

56. Кондорский Е.И. Природа высокой коэрцитивной силы мелкодисперсных ферромагнетиков и теория однодоменной структуры // Изв. АН СССР, сер. Физ. 1952. - Т.16. - С.398 - 411.

57. Bruno P. Magnetic surface anisotropy of cobalt and surface roughness effects j within Neel's model // J. Phys. F: Met. Phys. 1988. - V.18. - P. 1291 - 8.

58. Кринчик Г.С., Хребтов А.П. Аскоченский А.А., Зубов В.Е. Поверхностный магнетизм гематита // Письма в ЖЭТФ. 1973. - Т.17. - №9. - С.466 - 470.

59. Кринчик Г.С., Зубов В.Е. Поверхностный магнетизм гематита // ЖЭТФ. -1975. Т.69. - № 2(8). - С.707 - 721.

60. Siegmann Н.С., Bagus P.S., Kay Е. Origins of Surface Induced Magnetic Structures // J. Phys. B: Condensed Matter. 1988. - V.69. - P.485 - 488.

61. Gay T.G., Richter R. Spin Anisotropy of Ferromagnetic Films // Phys. Rev. Lett. 1986. - V.56.-No 25. - P.2728 - 2731.

62. Somoijai G.A., Farrell H.H. Low-Energy Electron Diffraction // Adv. Chem. Phys. 1971. - V.20. - P.215 - 339.

63. Rossi G., Panaccione G. and Sirotti F. Effect of S segregation on the surface magnetism of Fe(100) // Phys. Rev. Bl. 1996. - V.54. - No 6. - P.4080 - 4086.

64. Sander D. The magnetic anisotropy and spin reorientation of nanostructures and nanoscale films //J. Phys.: Condens. Matter. 2004. V.16. - P. R603 - R636.

65. Ujfalussy В., Szunyogh L., Bruno P. and Weinberger P. First-principles calculation of the anomalous perpendicular anisotropy in a Co monolayer on Au(l 11) // Phys. Rev. Lett. 1996. - V.77. - P.l805 - 8.

66. Elmers H.J. and Gradmann U. Magnetic anisotropics in Fe(l 10) films on W(110) // Appl. Phys. A. 1990. - V.51. - P.255 - 63.

67. Maca F., Shick A.B., Podloucky R. and Weinberger P. The influence of hydrogen adsorption on magnetic properties of Ni/Cu(001) surface // Czech. J. Phys. 2003. -V.53. -P.33 -39.

68. Sander D., Enders A., Schmidthals C., Kirschner J., Johnston H.L. and Venus D. Structure and perpendicular magnetization of Fe/Ni(lll) bilayers on W(110) // J. Appl. Phys. 1997. - V.81. - P.4702 - 5.

69. Matsumura D., Yokoyama Т., Amemiya K., Kitagawa S. and Ohta T. X-ray magnetic circular dichroism study of spin reorientation transition of magnetic thin films induced by surface chemisorption // Phys. Rev. B. 2002. - V.66. - P.024402.

70. Skomski R., Sander D., Schmidthals C., Enders A. and Kirschner J. Iron and nickel surface and interface anisotropies // IEEE Trans. Magn.-1998.-V.34.-P.852-4.

71. Зубов B.E., Кудаков А.Д., Левшин Н.Л., Пилипенко В.В. Влияние адсорбционно-десорбционных процессов на динамику доменных границ в монокристаллах железа // Письма в ЖТФ. 1994. - Вып.20. - №11. - С.69.

72. Зубов В.Е., Кудаков А.Д., Левшин Н.Л., Федулова Т.С. Торможение доменной границы ферромагнетика дефектами, образованными в процессе слабой адсорбции молекул воды // Вестник Московского университета. Серия 3. Физика. Астрономия. 2002. - №2. - С.52 - 57.

73. Зубов В.Е., Кудаков А.Д., Левшин Н.Л., Федулова Т.С. Влияние обратимой адсорбции метилового спирта на процесс перемагничивания ферромагнетиков //ЖТФ. 2005.- Т.75. - Вып.1. - с. 134 - 136.

74. Vollmer R., Gutjahr-Loser Th., Kirschner J., van Dijken S. and Poelsema B. Spin reorientation transition in Ni films on Cu(001): the influence of H2 adsorption // Phys. Rev. B. 1999. - V.60. - P.6277 - 80.

75. Wedler G. and Wassermann B. Magnetoelastic coupling of compressively stressed Fe/GaAs(001) // Phys. Rev. B. 2002. - V.66. - P.064415-1 - 5.

76. Ciria M., Arnaudas J.I. and del Moral A. Magnetoelastic stress in Cu/Ni/Cu/Si( 100) epitaxial thin films // Phys.Rev.B. 2004. - V.70. - P.054431-1- 6.

77. Ciria M., Arnaudas J.I., Benito L., de la Fuente C., del Moral A., Ha J.K. and O'Handley R.C. Magnetoelastic coupling in thin films with weak out-of-plane anisotropy // Phys Rev. B. 2003. - V.67. - P.024429-1 - 6.

78. Ibach H. The role of surface stress in reconstruction epitaxial growth and stabilization of mesoscopic structures // Surf. Sci. Rep. 1997. - V.29. - P. 193 - 264.

79. Matthews J.W. and Crawford J.L. Accommodation of misfit between single-costal films of nickel and copper // Thin Solid Films. 1970. - V.5. - P. 187 - 98.

80. Matthews J.W. and Blakeslee A.E. Defects in epitaxial multilayers, i. Misfit dislocations // J. Ciyst. Growth. 1974. - V.27. - P. 118 - 25.

81. Matthews J.W. and Blakeslee A.E. Defects in epitaxial multilayers, ii. Dislocation pile-ups threading dislocations, slip lines and cracks // J. Ciyst. Growth. 1975. V.29. - P.273 - 80.

82. Nix W.D. Mechanical properties of thin films // Metall. Trans. 1989. - V.20A. -P.2217 - 45.

83. Heinz K., Muller S. and Hammer L. Crystallography of ultrathin iron cobalt and nickel films grown epitaxially on coper // J. Phys.: Condens. Matter. 1999. - V.l 1. -P.9437 - 54.

84. Chappert C. and Bruno P. Magnetic anisotropy inmetallic ultrathin films and related experiments on cobalt // J. Appl. Phys. 1988. - V.64. - P.5736 - 41.

85. Gutjahr-Loser Th. Magnetoelastische Kopplung in oligatomaren Filmen: PhD Thesis. Martin-Luther Universitat Halle-Wittenberg, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultat, 1999.

86. Popescu R., Meyerheim H.L., Sander D., Kirschner J., Steadman P., Robach O. and Ferrer S. Surface x-ray structure analysis of periodic misfit dislocations in Fe/W(l 10) // Phys. Rev. B. 2003. - V.68. - P. 155421-1-11.

87. Meyerheim H.L., Sander D., Popescu R., Kirschner J., Robach O. and Ferrer S. Upper limit of structural relaxation upon adlayer-induced spin reorientation transition of nickel monolayers // Phys. Rev. B. 2004. - V.93. -P 156105.

88. Meyerheim H.L., Sander D., Popescu R., Kirschner J., Robach O., Ferrer S. and Steadman P. Ni-induced giant stress and surface relaxation in W(110) // Phys. Rev. B. -2003.- V.67.- P. 155422.

89. Enders A. Mechanische Spannungen und Ferromagnetismus ultradunner Schichten: PhD Thesis. Martin-Luther Universitat Halle-Wittenberg, Mathematisch-Naturwissenschaftlich-Technische Fakultat, 1999.

90. Wedler G., Walz J., Greuer A. and Koch R. Stress dependence of the magnetoelastic coupling constants B1 and B2 of epitaxial Fe(001) // Phys. Rev. B. -1999.-V.60. P.R11313 - 6.

91. Gutjahr-Loser Th., Sander D. and Kirschner J. Magnetoelastic coupling in Ni and Fe monolayers on Cu(001) // J. Appl. Phys. 2000. - V.87. - P.5920 - 2.

92. Gutjahr-Loser Th., Sander D. and Kirschner J. Magnetoelastic coupling in Co thin films on W(001) // J. Magn. Magn. Mater. 2000. - V.220. - P.LI - 7.

93. Aharoni A. Demagnetizing factors for rectangular ferromagnetic prisms // J. Appl. Phys. 1998. - V.83. - P.3432 - 4.

94. Osborn J. A. Demagnetizing factors of the general ellipsoid // Phys. Rev. 1945. -V.67. -P.351 -7.

95. Draaisma H.J.G. and de Jonge W.J.M. Surface and volume anisotropy from dipole-dipole interactions in ultrathin films // J. Appl. Phys. 1988. - V.64.-P.3610-3.

96. Vedmedenko E.Y, Oepen H.P. and Kirschner J. Size-dependent spin reorientation transition in nanoplatelets // Phys. Rev. B. 2003. - V.67. - P.012409.

97. Vedmedenko E.Y., Oepen H.P. and Kirschner J. Size-dependent magnetic properties of nanoplatelets // J. Magn. Magn. Mater. 2003. - V.256. - P.237-42.

98. Millev Y.T., Vedmedenko E.Y., and Oepen H.P. Dipolar magnetic anisotropy energy of laterally confined ultrathin ferromagnets // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. -V.36. - P.2945 - 9.

99. Зубов В.Е., Кринчик Г.С., Кулаков А.Д. Структура доменных границ в приповерхностной области монокристаллов железа // ЖЭТФ.- 1988. Т.94. -№12. - С.243 - 250.

100. Зубов В.Е., Кринчик Г.С., Кузьменко С.Н. Приповерхностная субструктура доменных границ в монокристаллах железа в магнитном поле // ЖЭТФ. 1991. -Т.99.-№2. - С.551 - 561.

101. Балыкина Е.А. Ганыпина Е.А., Кринчик Г.С. Магнитооптические свойства редкоземельных ортоферритов в области спин-переориентационных переходов //ЖЭТФ. 1987.-Т.93.-№5(11).-С.1879- 1887.

102. Балыкина Е.А.,Ганыпина Е.А.,Кринчик Г.С. Поверхностный магнетизм в тербиевом ортоферрите // ФТТ. 1988. - Т.30. №2. - С.570 - 573.

103. Кринчик Г.С., Бенидзе О.М. Магнитооптическое исследование магнитных структур при микронном разрешении//ЖЭТФ.- 1974.- Т.67.- №6.- С.2180 2194.

104. Лисовский Ф.В. Магнитооптические исследования объемных монокристаллов и эпитаксиальных пленок ферритов-гранатов: Автореф. дис. . д-ра. физ.-мат. наук. Донецк, 1980. - 32с.

105. В.Е. Зубов, А.Д. Кудаков, B.C. Цепелев. Гигантские доменные границы в ферромагнетиках// Письма в ЖЭТФ. 1999. - Т.70. - №8. - С.528.

106. Чижик А.Б., Гнатченко С.Л. Неколлинеарные магнитные структуры в пленке Fe/Si/Fe с ферромагнитным межслойным обменным взаимодействием // ФНТ. 2002. - Т.28. - № 8/9. - С.885 - 669.

107. Enders A., Peterka D., Repetto D., Lin N., Dmitriev A. and Kern K. Temperature Dependence of the Surface Anisotropy of Fe Ultrathin Films on Cu(001) // Phys. Rev. Lett. 2003. - V.90. - No 21. - P.217203-1 - 4.

108. Johnson M.T., Bloemen P.J.H., den Broeder F.J.A. and de Vries J.J. Magnetic anisotropy in metallic multilayers // Rep. Prog. Phys. 1996. - V.59. - P. 1409 - 58.

109. Straub M., Vollmer R. and Kirschner J. Surface Magnetism of Ultrathin y-Fe Films Investigated by Nonlinear Magneto-optical Kerr Effect // Phys. Rev. Lett. -1996. -V.77. No 4. - P.743 - 746.

110. Olav Hellwig, Andreas Berger and Eric E. Fullerton. Domain Walls in Antiferromagnetically Coupled Multilayer Films // Phys. Rev. Lett. 2003. - V.91. -No 19. - P.197203-1 -4.

111. Hope S., Lee J., Rosenbusch P., Lauhoff G., Bland J.A.C. and Ercole A. Thickness dependence of the total magnetic moment per atom in the Cu/Ni/Cu/Si(001) system // Phys. Rev. B. 1997-1. - V.55. - No 17. P.l 1422 - 31.

112. Bader S.D. and Erskine J.L. Magneto-Optical Effects in Ultrathin Films // In: Ultrathin Magnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. - V.2. - Ch.4. - P.297- 325.

113. Siegman H.H., Kay E. Surface Versus Bulk Magnetization Curves in Amorphos GdCo Cosputtered in the Presence of Oxygen // Appl. Phys. Lett. -1984. -V.44. No 9. - P.927 - 929.

114. Allenspach R.A., Taborelli M., Landolt L.I. and Mauri D. Surface Precursor to Magnetic-Domain Nucleation Observed by Secondary Electron Spin Polarization // Phys. Rev. Lett. 1986. - V.56. - No 9. - P.953 - 956.

115. Abraham D.L., Hopster H. Magnetic Probing Depth in Spin-Polarized Secondary-Electron Spectroscopy // Phys. Rev. Lett. 1987. - V.58. - No 13. -P.1352- 1354.

116. Campagna M. Surface Magnetism: Recent Progress and Opportunities // J. Vac. Sci. Technol. A. 1985. - V.3. - No 3. - P.1491- 1495.

117. Seah M.P., Deanch W.A. Quantitative electron spectroscopy of surfaces. // A Standard Data Base for Electron Inelastic Mean Free Paths in Solids. Surface and Interface Anal. 1979. - V.l. - No 1. - P.2 - 11.

118. Mauri D., Allenspach R. and Landolt M. Spin-Polarized Secondary Electrons for Nondestructive Magnetic Depth. Profiling // J. Appl. Phys. 1985. - V.58. -No 2. - P.906 - 909.

119. Woods I., Ushiodo A., Donovan M.M., Sun S.W., Tobise M. and O'Handley C.O. Magnetization Depth Profiling with Low-Energy Electron Spectroscopy and MOKE // J. Appl. Phys. 1988. - V.63. - No 8. - P.3669 - 3671.

120. Rau C., Kuffner H. Temperature Dependence of Ferromagnetism at Ni (111) Surface Determined with Electron Capture Spectroscopy (ECS) // J. Magn. Magn. Mater. 1986. - V.54 - 57. - P.767 - 768.

121. Rau C., Robert M. Surface Magnetization of Gd at the Bulk Curie Temperature // Phys. Rev. Lett. 1987. - V.58. - No 25. - P.2714 - 2716.

122. Rau C., Tin C. and Robert M. Ferromagnetic Order at Tb Surfaces above the Bulk Curie Temperature // J. Appl. Phys. 1988. - V.63. - No 8. - P.3667 - 3668.

123. Feldmann В., Schirmer В., Sokoll A. and Wuttig M. Magnetism, structure, and morphology of ultrathin Fe films on Cu3Au(100) // Phys. Rev. B. 1998-11. - V.57. -No 2. - P.1014 - 23.

124. Won C., Wu Y.Z., Scholl A., Doran A., Kurahashi N., Zhao H.W. and Qiu Z.Q. Magnetic Phase Transition in Co/Cu/Ni/Cu(100) and Co/Fe/Ni/Cu(100) // Phys. Rev. Lett. 2003. - V.91. - No l4. - P.147202-T- 4. ~

125. Yang G.H., Chen J.B. and Pan F. The Effects of Layer Thickness on the Microstructure and Magnetic Properties of Evaporated Co/Ag Films // Phys. Stat. Sol. (a). 2002. - V.l94, - No 1, - P.71- 80.

126. Weber N.B. and Ohldag H. Magnetostrictive Domain Walls in Antiferromagnetic NiO // Phys. Rev. Lett. 2003. - V.91. - No 23. - P.237205-1- 4.

127. R. Ramchal, A. K. Schmid, M. Farle and H. Poppa. Spiral-like continuous spin-reorientation transition of Fe/Ni bilayers on Cu(100) // Phys. Rev. B. 2004. -V.69. -P.214401-1-6.

128. Thamankar R., Ostroukhova A. and Schumann F.O. Spin-reorientation transition in Fex Nii.x alloy films // Phys. Rev. B. 2002. - V.66. - P.134414-1-8.

129. Thamankar R., Bhagwat S., and Schumann F.O. Structural and magnetic properties of ultrathin fee FexMnbx films on Cu(100) // Phys. Rew. B. 2004. - V.69. - P.05441-1- 8.

130. Zdyb R. and Bauer E. Magnetic domain structure and spin-reorientation transition in ultrathin Fe-Co alloy films // Phys.Rev.B. 2003. -V.67. - P.134420-1-8.

131. Brambilla A., Portalupi M., Finazzi M., Ghiringhelli G., Duo L., Parmigiani F., Zacchigna M., Zangrando M. and Ciccacci F. Magnetic anisotropy of NiO epitaxial thin films on Fe(001) // J. Magn. Magn. Mater. 2004. - V.272 - 276. - P.1221- 1222.

132. Finazzi M., Portalupi M., Brambilla A., Duo L., Ghiringhelli G., Parmigiani F., Zacchigna M., Zangrando M. and Ciccacci F. Magnetic anisotropy of NiO epitaxial thin films on Fe(001) // Phys. Rev. B. 2004. - V.69. - P.014410-1 - 4.

133. Marangolo M., Gustavsson F., Eddrief M., Sainctavit Ph., Etgens V.H., Cros V., Petroff F., George J.M., Bencok P. and Brookes N.B. Magnetism of the Fe/ZnSe(001) Interface // Phys. Rev. Lett. 2002. - V.88 .- No 21. - P.217202-1 - 4.

134. Kuch W., Gao Xingyu and Kirschner J. Competition between in-plane and out-of-plane magnetization in exchange-coupled magnetic films // Phys. Rev. B. 2002. -V.65. - P.064406-1 - 7.

135. Kuch W. Edge atoms do all the work // Nat. Mater. 2003. - V.2. - P.505 - 6.

136. Heinrich В., Urquhart K.B., Dutcher T.R., Purcell S.T., Cochran T.F., Arrott A.S., Steigerwald D.A., and Egelhoff W.F. Large Surface Anisotropics in Ultrathin Film of bcc and fee Fe(001) // J. Appl. Phys. 1988. - V.63. - No 8. - P.3863 - 3868.

137. Gradmann V. Magnetic Surface Anisotropics // J. Magn. Magn. Mater. -1986. -V.54-57. -P.733-736.

138. Frait Z., Fraitova D. Ferromagnetic Resonance and Surface Anisotropy in Iron Single Crystals. // J. Magn. Magn. Mater. 1980. - V.15 - 18. Part 2: Proceeding ofthe International Conf. on Magnetism. Munich, 1979. - P.1081- 1082.

139. Quach H.T., Friedmann A., Wn C.Y. and Yelon A. Surface anisotropy of Ni-CO from Ferromagnetic Resonance // Phys. Rev. 1978. -V.317. - No 1. - P.312 - 317.

140. Крейнес H.M. Исследование межслоевого взаимодействия в магнитных многослойных структурах Fe/Cr.n методом ферромагнитного резонанса (обзор) // ФНТ. 2002. - Т.28. - №8/9. - С.807 - 821.

141. Heinrich В. Ferromagnetic Resonance in Ultrathin Film Structures // In: Ultrathin Magnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. - V.2. - Ch.3.1. - P. 195-222.

142. Gradmann V., Muller T. Flat Ferromagnetic, Epitaxial 48%Ni/50%Fe(lll) Films of few Atomic Layer // Phys. Stat. Sol. 1968. - V.27. - No 1. - P.313 - 324.

143. Salewski. Doctoral Thesis. Marburg, 1979.

144. Gradmann V., Bergholz R., Berger. Surface Anisotropies of Clean Ni(lll) Surfaces and of Ni(lll)/Metal Iterfaces // IEEE Trans. Magn. 1984. - V.20. -No 5. - Pt.2: Int. Magn. Conf. (INTERMAG). - Hamburg, 1984. - P.1840 - 1845.

145. Elmers H.T., Gradmann V. Surface Magnetism of Oxygen and Hydrogen Adsorption on Ni(lll) // J. Appl. Phys. 1988. - V.63. - No 8. - P.3664 - 3666.

146. Lim B.C., Chen J.S. and Wang J.P. Thickness dependence of structural and magnetic properties of FePt films//J. Magn. Magn. Mater.- 2004.-V.271.-P. 159 164.

147. Tang H., Qiu Z.Q., Du Y.W., Stern G.P., Walker T.C. Effects of Magnetic Surface Anisotropy near the (110)Fe/MnF2 Interface // J. Appl. Phys. 1988. - V.63. -No 8. - P.3659 - 3661.

148. Alp E.E., Sturhahn W., Toellner T. Synchrotron Radiation and the Mossbauer Effect: Recent Developments // Mossbauer Effect Reference and Data Journal. -1999.-V.22.-P.167- 169.

149. Rateo M., Carbucicchio M., Ghidini M., Solzi M. Temperature dependence of in-plane magnetic anisotropy of Co/Fe multilayers // J. Magn. Magn. Mater. 2004. -V.272 - 276. - P. 1240 - 1241.

150. Borovik-Romanov A.S., Kreines N.M. Brillouin-Mandelshtam scattering from thermal and exited magnons // Phys. Repts. 1982. - V.81. - No 5. - P.351- 408.

151. Grunberg P., Metau F. Light Scattering from Bulk and Surface Spin Waves in EuO // Phys. Rev. Lett. 1977. - V.39. - No 24. - P.1561 - 1565.

152. Grunberg P., Gottara M.G., Vach. W., Mayr C., Camley R.E. Brillouin scattering of Light by Spin Waves in Thin Ferromagnetic Films // J. Appl. Phys. -1982. V.53. - No3. - Pt.2: Proc. 27 Annual Conf. Magn. Magn. Mater. - Atlanta, 1981.-P.2078 -2083.

153. Sandercock T.R., Wettling W. Light Scattering from Surface and Bulk Thermal Magnons in Iron and Nickel // J. Appl. Phys. 1979. - V.50. - Nol5.- Pt.2: Proceeding of the Joint INTERMAG - Magn. and Magn. Mat. Conf. - New York, 1979.-P.7784-7789.

154. Chang P.H., Malozemoff A.P., Grimsditch M., Senn W., Winterling G. Brillouin Scattering from Ferromagnetic Metallic Glasses // Sol. State Com. 1978.

155. Malozemoff A.P., Grimsditch M., Aboaf Т., Brunsch A. Brillouin-Scattering Studies of Polycrystalline and Amorphous Spattered Films of Fel xBx and Coj xBx // J. Appl. Phys. 1979. - V.50. - No 9. - P.5885 - 5895.

156. Camley R.E., Rahman T.S., Mills D.L. Theory of Light Scattering by the Spin-Wave Excitation of Thin Ferromagnetic Films // Phys. Rev. B. Condens. Mater. -1981. V.23. - No 3. - P. 1226 - 1244.

157. Grunberg P. Brillouin Scattering from Spin waves in Thin Ferromagnetic Films // J. Magn. Magn. Mater. 1980. - V. 15 - 18. - P.766 - 768.

158. Cochran J.F. Light Scattering from Ultrathin Magnetic Layers and Bilayers // In: Ultrathin Magnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. -V.2. - Ch.3.2.- P.222-57.

159. Hillebrands B. and Guntherodt G. Brillouin Light Scattering in Magnetic Superlattices // In: UltrathinMagnetic Structures. Berlin: Springer, 1994. - V.2. -Ch.3.3. - P.258 - 96.

160. Демокритов C.O., Кирилюк А.И., Крейнес H.M., Кудинов В.И., Смирнов В.Б., Четкин М.В. Неупругое рассеяние света на динамической доменной границе // Письма в ЖЭТФ. Т.48. - Вып.5. - С.267 - 270.

161. Зубов В.Е., Кринчик Г.С., Кудаков А. Д. Высокочастотный магнитооптический магнитометр // ПТЭ. 1988. - №3. - С.206 - 207.

162. Зубов В.Е., Кринчик Г.С., Кудаков А. Д., Кузьменко С.Н. Магнитооптический магнитометр с электронным стробированием магнитооптического сигнала // ПТЭ. 1989. - №4. - С.204 - 206.

163. Зубов В.Е., Кринчик Г.С., Кудаков А.Д. Экспериментальное обнаружение особенностей типа «блоховская точка» в доменной границе // Письма в ЖЭТФ.- 1988. Т.47. - №3. - С.134 - 135.

164. Зубов В.Е., Кринчик Г.С., Кузьменко С.Н. Приповерхностная субструктура доменных границ в монокристаллах железа в магнитном поле // ЖЭТФ. 1991.- Т.99. №2. - С.551 - 561.

165. Harmann U. Magnetic force microscopy: Some remarks from the micromagnetic point of view // J. Appl. Phys. 1988. - V.63. - No 3. - P. 1561- 1564.

166. Harmann U. Analysis of Bloch Wall fine structure by magnetic force microscopy // Phys. Rev. B. 1989. - V.40. - No 10. - P.7421- 7424.

167. Oepen H.P., Kirschner J. Imaging of magnetic microstructures at surface // J. Phys. 1988. - V.49. - No 12. - Ch.8. - P.1853 - 1857.

168. Scheinfein M.R., Unguris J., Celotta R.J. and Pierce D.T. Influence of the surface on magnetic domain-wall microstructure // Phys. Rev. Lett. 1989. - V.63. — No 6. - P.668 - 671.

169. Панкратов A.K., Стругацкий М.Б., Ягупов C.B. Газотранспортный синтез и морфология изометричных монокристаллов бората железа. Ученые записки Таврического Национального Университета. Физика. 2007. - Т.20(59). №1. -С.64-73.

170. А.Р. Прокопов, В.Н. Селезнев, М.Б. Стругацкий, С.В. Ягупов. Наблюдение доменной структуры на небазисных гранях кристаллов РеВОз // ЖТФ. 1987. -Т.57. - №10. - С.2051- 2053.

171. Кринчик Г.С., Зубов В.Е., Лысков В.А. Проявление области формирования отраженной световой волны в магнитооптическом эксперименте // Оптика и спектроскопия. 1983. - Т.55. - С.204 - 206.

172. Инби Дун, Зубов В.Е. Определение глубины формирования магнитооптических эффектов в CoNi пленках // ЖТФ.- 1998.- 68.- №2.- С.69-72.

173. Кринчик Г.С., Нурмухамедов Г.М. Намагничивание ферромагнитного металла магнитным полем световой волны // ЖЭТФ. 1964. - Т.47. - №2. -С.778 - 780.

174. Зубов В.Е., Кринчик Г.С., Лысков В.А. Поверхностная анизотропия и геликоидальная магнитная структура на базисных гранях гематита // ЖЭТФ. -1981. Т.80. - №1. - С.229 - 234.

175. Г.С. Кринчик, В.Е.Зубов, В.Н. Селезнев, М.Б. Стругацкий. Поверхностный магнетизм бората железа // ЖЭТФ. 1988. - Т.94. - №107-С290-300.

176. Г.С. Кринчик, В.Е.Зубов, В.Н. Селезнев, М.Б. Стругацкий. Поверхностная магнитная анизотропия на небазисных гранях бората железа // В кн.: Тезисы докладов XVIII Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений. -Калинин, 1988. С.902 - 903.

177. В.Е. Зубов, Г.С. Кринчик, В.Н. Селезнев, М.Б. Стругацкий. Температурная зависимость поверхностной анизотропии бората железа // ФТТ. 1989. - Т.31.6. С.273 - 275.

178. V.E. Zubov, G.S. Krinchik, V.N. Seleznyov and M.B. Strugatsky. Near-Surface Magnetic Structures in Iron Borate // J. Magn. Magn. Mater. 1990. - V.86. -P.105- 114.

179. Эдельман И.С., Малаховский A.B. Оптические свойства FeB03 в области сильного поглощения // Оптика и спектроскопия. 1973. - Т.35. - С.959.

180. Руденко В.В., Селезнев В.Н. Хлыстов А.С. Дипольная энергия магнитной анизотропии антиферромагнетика // В кн.: Тезисы докладов Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений. Донецк, 1977. - С.80 - 81.

181. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука, 1971. - 1032 с.

182. Е.М. Maksimova, I.A. Nauhatsky, M.B. Strugatsky. Surface magnetism of non-ideal Iron Borate monocrystals // Functional Materials. 2008. - V.l5.- No 2.- P.244-246.

183. Современная кристаллография: В 4-х томах / М.: Наука, 1980. Т.З: Образование кристаллов. Чернов А.А., Гиваргизов Е.А., Багдасаров Х.С. и др. -408с.

184. Физика твердого тела (Энциклопедический словарь): В 2-х томах / Гл.ред. Барьяхтар В.Г. Киев: Наукова думка, 1998. - Т.2. - 648с.

185. V.E. Zubov, M.B. Strugatsky, К.М. Skibinsky. Structure of near-surface magnetic layer in Iron Borate //In: Abstracts of International conference "Functional Materials" (ICFM-2005). Ukraine, Crimea, Partenits, 2005. - P.40.

186. Zubov V.E., Strugatsky M.B., Skibinsky K.M. Structure of near-surface magnetic layer in Iron Borate // Functional materials.-2007.-V.14. No3.-P.382-385.

187. Туров E.A., Мирсаев И.Ф., Николаев B.B. Специфические эффекты акустического двупреломления в антиферромагнетиках // УФН.- 2002. Т. 172. -№2.-С.193 -212.

188. Туров Е.А. Антиферромагнитные эффекты в акустике // ЖЭТФ. 1987. -Т. 92. - №5.-С. 1886- 1893.

189. Туров Е.А. Акустический эффект Коттона-Мутона в антиферромагнетиках // ЖЭТФ. 1989. - Т.96. - №6.- С.2140 - 2148.

190. Власов К.Б. и др. Кинетические и оптические эффекты антиферромагнитного упорядочения // В кн.: Динамические и кинетические свойства магнетиков / Под ред. Вонсовского С.В., Турова Е.А. М.: Наука, 1986.-Гл. 2.

191. Туров Е.А. Кинетические, оптические и акустические свойства антиферромагнетиков. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. - 135с.

192. Туров Е.А., Колчанов А.В., Меньшенин В.В. и др. Симметрия и физические свойства антиферромагнетиков. М.: Физматлит, 2001. - 560с.

193. Akhiezer A.I. Magnetoelastic Interaction in Ferromagnetic Crystall // J. Phys. USSR. 1946. - V.10. - No 2. - P.216 - 231.

194. Ахиезер А.И. Магнон-фононное взаимодействие и магнитоакустический резонанс // В кн.: Тез. докл. конф. по физике магнитных явлений. М.: Изд-во АН СССР, 1956. - С.27 - 29.

195. Туров Е.А., Ирхин Ю.П. О спектре колебаний ферромагнитной упругой среды//ФММ,- 1956.-Т.З. №1. С.15 - 17.

196. Ахиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Пелетминский С.В. Связанные магнитоупругие волны в ферромагнетиках и ферроакустический резонанс // ЖЭТФ. 1958. - Т.35. - №1. - С.228 - 239.

197. Kittel С. Interaction of Spin Waves and Ultrasonic Waves in Ferromagnetic Crystals //Phys. Rev. 1958. - V.l 10. - No 4. - P.836 - 841.

198. Штраусе В. Магнитоупругие свойства иттриевого феррита-граната // В кн.: Физическая акустика / Под ред. У. Мэзона. М.: Мир, 1970. - Т.4. - 4.2. -С.247 - 316.

199. Леманов В.В. Магнитоупругие взаимодействия //В кн.: Физика магнитных диэлектриков / Под ред. Г.А. Смоленского. Л.: Наука, 1974. - 454с.

200. Rudashevsky E.G., Shalnikova Т.А. Antiferromagnetic resonance in hematite //In: Proc. of 3rd reg. conf. "Physics and techniques of low temperatures". Prague, 1963. -P.84- 86.

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

202. Tasaki A., Lida S. Magnetic Properties of synthetic single crystal of a-Fe203 // J. Phys. Soc. Japan. 1963.-V17.-No 8.-P.l 148- 1154.

203. Lida S., Tasaki A. Magnetoelastic coupling in parasitic ferromagnet a-Fe203 //In: Proc. of Intern, conf. on magnetism. Nottingham, 1964. - P.583 - 588.

204. Туров E.A., Шавров В.Г. Об энергетической щели для спиновых волн в ферро- и антиферромагнетиках, связанной с магнитоупругой энергией // ФТТ. -1965. Т.7. - №1. - С.217 - 226.

205. Туров Е.А., Шавров В.Г. Нарушенная симметрия и магнитоакустические эффекты в ферро- и антиферромагнетиках // УФН. 1983. - Т. 140. - №3. -С.429 - 462.

206. Боровик-Романов А.С., Рудашевский Е.Г. Магнитоупругий резонанс в гематите //ЖЭТФ. 1964. - Т.47. - №10. - С.2095 - 2105.

207. Ozhogin V.I., Maksimenkov P. P. Magnetoelastic renormation of sound velocity // Digests of INTERMAG Conference. Kyoto, 1972. - P.471- 482.

208. Щеглов В.И. Зависимость скорости звука от магнитного поля в ферро- и антиферромагнетиках// ФТТ. 1972. - Т. 14. - №7. - С. 1280 - 1282.

209. Барьяхтар В. Г., Яблонский Д. А. О магнитоупругой щели в спектре спиновых волн // ФММ. 1977. - Т.43. - №3. - С.645 - 646.

210. Туров Е.А., Луговой А.А. Нарушенная трансляционная симметрия и магнитоупругие возбуждения в ферромагнетиках с доменными границами / Препринт Ин-та физики металлов УНЦ АН СССР. Свердловск,. 1979. - 59с.

211. Turov E.A., Taluts C.G. Ground state symmetry and magnetoelastic interactions // J. Magn. Magn. Mater. 1980. - V.15. - No 3. - P.582 - 590.

212. Туров E.A. Эффекты спонтанно нарушенной симметрии в магнитоупругой динамике ферро- и антиферромагнетиков // В кн.: Электронная структура твердых тел. Свердловск, 1982. - С.49 - 67.

213. Барьяхтар В.Г., Туров Е.А. Магнитоупругие возбуждения // В кн.: Электронная структура и электронные свойства металлов и сплавов / Под ред.

214. B.Г. Барьяхтара. Киев: Наук, думка, 1988. - С.39 - 69.

215. Боровик-Романов А.С., Рудашевский Е.Г. О влиянии спонтанной стрикции на антиферромагнитный резонанс в гематите // ЖЭТФ. 1964. - Т.47. - №6.1. C.2095 -2101.

216. Cooper B.R. Magnetic properties of rare-earth metals: Thermal, applied field and magnetoelastic effects. // Phys. Rev. 1968. - V.169. - No 2. - P.281 - 294.

217. Витебский И.М., Даныпин H.K., Ковтун H.M., Сдвижков М.А. Природа мягкой моды при низкотемпературном фазовом переходе в ErFe03 // ЖЭТФ. -1986. -Т.90.-№3. -С.1118- 1122.

218. Даныпин Н.К., Ковтун Н.М., Сдвижков М.А. Магнитодинамический резонанс в окрестности высокотемпературного фазового перехода в ErFe03 // ФТТ. 1986. - Т.28. - №4. - С. 1200 - 1202.

219. Даныпин Н.К. Особенности формирования энергетических щелей в спектре спиновых волн редкоземельных ортоферритов // ФТТ. 1988. - Т.30. -№6. - С. 1818 - 1820.

220. Цымбал Л.П., Изотов А.И., Даныпин Н.К., Кочарян К.Н. Акустическая аномалия в Fe3B06 // ЖЭТФ. 1994. - Т.105. - ВыпА - С.948 - 954.

221. Даныпин Н. К., Жерлицин С.В., Звада С.С., Крамарчук Г.Г., Сдвижков М.А., Филь В.Д. Динамические свойства YbFe03 при ориентационном фазовом переходе // ЖЭТФ. 1987. - Т.93ю - №6. - С.2151 - 2160.

222. Даныпин Н. К., Жерлицын С.В., Звада С.С., Мухин А.А., Сдвижков М.А., Филь В.Д. Динамические свойства HoFe03 в области спиновой переориентации// ФТТ. 1989. - Т.31. - №5. - С. 198 - 210.

223. Балбашов А. М. Даныпин Н.К., Изотов А.И., Сдвижков М.А., Цымбал JI.T. Аномальность акустических свойств ЕгБеОз // ФТТ. 1989. - Т.31. - №7. - С.279 -280.

224. Блинкин В.А., Витебский И.М., Колотий О.Д., Лавриненко Н.М., Семиноженко В.П., Соболев В.Л. Влияние особенностей кристаллической структуры на магнитные свойства NaCuQ* // ЖЭТФ. 1990. - Т.98. - №6. -С.2098 - 2109.

225. Гуляев Ю.В., Дикштейн И.Е., Шавров В.Г. Поверхностные магнитоакустические волны в магнитных кристаллах в области ориентационных фазовых переходов // УФН. 1997. - Т. 167. - №7. - С.735 -750.

226. Bespyatykh Yu.I., Dikshtein I.E., Zhenya Li, Wasilewski W. Magnetoelastic superstructure in a ferromagnetic film // Phys. Rev. В.- 2000. V.62. - No 5. - P.3322- 3332.

227. Бучельников В.Д., Данынин H.K., Цымбал Л.Т., Шавров В.Г. Магнитоакустика редкоземельных ортоферритов // УФН. 1996. - Т. 166. - №6.- С.585 612.

228. Цымбал Л.Т., Изотов А.И. Особенности акустических свойств ErFe03 при фазовых переходах второго рода // ЖЭТФ. 1992. - Т.102. - №3. - С.963 - 974.

229. Дикштейн И.Е., Тарасенко В.В., Шавров В.Г. Магнитоупругие волны в ортоферитах//ФТТ. 1977.-Т.19.-№4. - С.1107 - 1113.

230. Gorodetsky G., Luthi В. Sound-wave-soft mode interaction near displacive phase transition: Spin Reorientation in ЕгБеОз // Phys. Rev. B. 1970. - V.2. - No 9.- P.3688 3698.

231. Gorodetsky G., Shaft S., Wanklyn B.M. Magnetoelastic properties of TmFe03 at spin reorientation region // Phys. Rev. B. 1976. - V.14. - No 5. - P.2051 - 2056.

232. Nielsen M., Moller H.B., Lindgard P.A., Mackintosh A.R. Magnetic anisotropy in rare-earth metals // Phys. Rev. Lett. 1970. - V.25. - No 20. - P.1451 - 1454.

233. Nielsen M., Moller H.B., Mackintosh A.R. Magnon interaction in terbium // J. Appl. Phys. 1970. - V.41. - No 3. - P.l 174 - 1175.

234. Seavey M.H. Acoustic resonance in the easy-plane weak ferromagnets a-Fe203 and FeB03 // Sol. State Comm. 1972. - V.10. - No 2. - P.219 - 225.

235. Jantz W., Wettling W. Spin wave dispersion of FeB03 at small wave vectors // Appl. Phys. 1978. - V.15. - No 4. - P.399 - 407.

236. Petrakovsky G.A., Pankrats A.I. The magnetoelastic coupling in FeB03. // In: Proc. ICM'76. Amsterdam: North-Holland, 1977. - Pt. 3. - P.1447 - 1448.

237. Дикштейн И. E., Тарасенко В. В., Шавров В. Г. Влияние давления на магнитоакустический резонанс в одноосных антиферромагнетиках // ФТТ. — 1977. Т.19. - №4. - С.1107 - 1113.

238. Бучельников В.Д., Тарасенко В.В., Шавров В.Г. Релаксационные поцессы в магнетиках вблизи ориентационных фазовых переходов // ФТТ. 1983 - Т.25. -№10.-С.3019-3024.

239. Гришмановский А.Н., Леманов В.В., Смоленский Г.А., Балбашов A.M., Червоненкис А.Я. Пьезомагнитный и магнитоупругий эффекты при распространении упругих волн в кристаллах редкоземельных ортоферритов // ФТТ. 1974. - Т.16. -№5. - С. 1426 - 1431.

240. Gorodetsky G., Shtrikman S. Measurements of acoustic velocity and attenuation shifts at the spin-reorientation phase transition of TmFe03 // J. Appl. Phys. 1980. -V.51.-P.l 127- 1130.

241. Ozhogin V.I., Maksimenkov P.P. Easy plane antiferromagnet for applications: Hematite // IEEE Trans. Magn. 1972. - V. Mag-8. - No 3. - P.645.

242. Максименков П.П., Ожогин В.И. Исследование магнитоупругого взаимодействия в гематите с помощью антиферромагнитного резонанса // ЖЭТФ. 1973. - Т.65. - №2. - С.657 - 667.

243. Ozhogin V.I., Preobrazhenskii V.L. Nonlinear dynamics of coupled systems near magnetic phase transitions of the "order-order" type // J. Magn. Magn. Mater. -1991. V.100. - No 1. - P.544 - 571.

244. Gulyaev Yu.V., Dikshtem I.E., Shavrov V.G. Magnetoacoustic surface waves in magnetic crystals near spin-reorientation phase transitions // Uspekhi Fizicheskikh Nauk. 1997. - V.40 (7) - P.701 - 716.

245. Matthews H., Le Graw R.C. Acoustic wave rotation by magnon-phonon interaction // Phys. Rev. Lett. 1962. - V.8. - No 10. - P.397 - 399.

246. Strauss W. Magnetoelastic Waves in Yttrium Iron Garnet // J. Appl. Phys. -1965. V.36. - No 1. - P.l 18 - 123.

247. Леманов B.B., Павленко A.B., Гришмановский A.H. Взаимодействие упругих и спиновых волн в кристаллах феррита-граната иттрия // ЖЭТФ. -1970. V.59. - №3. - С.712 - 721.

248. Власов К.Б. Уравнение движения для намагниченности в деформируемых анизотропных средах // ЖЭТФ. 1962. - V.43. - №6. - С.2128 - 2135.

249. Tiersten Н. F. Magnetoelastic Phenomena in magnetic media // J. Math. Phys. -1964. V.5. - No 7. - P.1298 - 1309.

250. Brown W.F. Theory of Magnetoelastic Effect in Ferromagnetism // J. Appl. Phys. 1965. - V.36. - No 3. - P.994 - 1002.

251. Ахиезер А.И., Барьяхтар В.Г., Пелетминский C.B. Спиновые волны. М.: Наука, 1967.-368с.

252. Барьяхтар В.Г., Савченко М.А., Ганн В.В., Рябко П.В. Связанные магнитоупругие волны в антиферромагнетиках с магнитной структурой типа МпСОз // ЖЭТФ. 1964. - Т.47. - №5. - С. 1989 - 1994.

253. Melcher R. L. Experimental Verification of First-Order Rotational Effects in the Magnetoelastic Properties of an Antiferromagnet // Phys. Rev. 1970. - V.25. -No 17.-P.1201 - 1203.

254. Eastman D.E. Ultrasonic Study of First-Order and Second-Order Magnetoelastic Properties of Yttrium Iron Garnet // Phys. Rev. 1966. - V.148. -No 2. - P.530 - 542.

255. Chow H., Keffer F. Phenomenological Theory of Magnetoelastic Modes in Hexagonal Ferromagnets of Eeasy-Plane // Phys. Rev. B. 1973. - V.7. - No 5. -P.2028 - 2038.

256. Дикштейн И.Е., Тарасенко B.B., Шавров В.Г. Влияние давления на магнитоакустический резонанс в одноосных антиферромагнетиках // ЖЭТФ. -1974. V.67. - №2. - С.816 - 823.

257. Дикштейн И.Е., Тарасенко В.В., Шавров В.Г. Влияние давления на резонансные свойства одноосных ферро- и антиферромагнетиков // ФТТ. -1974. Т.16. - №8. - С. 2192 - 2197.

258. Borovik-Romanov A.S., Buzdin A.I., Kreines N.M., Krotov S.S. Noncollinear magnetic structures in antiferromagnetic La2Cu04 // JETP Letters. 1988. - V.47. -Issue 11.-P.697-701.

259. Baryakhtar V.G., Turov E.A. "Magnetoelastic excitations", in Spin Waves and Magnetic // ser. Modern Problems in Condensed Matter Sciences, Eds. Borovik-Romanov A. S., Sinha S. K. Amsterdam: North-Holland.-1988.- P.333 380.

260. Л.Д. Ландау, E.M. Лифшиц. Теория упругости. M.: Наука, 1965. - 294с.

261. Ожогин В.И., Преображенский В.Л. Эффективный ангармонизм упругой подсистемы антиферромагнетиков //ЖЭТФ. 1977. - V.73. - №3. - С.988 - 1000.

262. Мирсаев И.Ф. Нелинейные взаимодействия звуковых волн в ферромагнетиках вблизи магнитоакустического резонанса. Эффективные модули упругости. // ФТТ 1998. Т.40. - №11. - С.2080 - 2084.

263. Богданова Х.Г., Леонтьев В.Е., Шакирзянов М.М., Булатов А.Р. Дисперсия скорости звука в борате железа при ядерном магнитоакустическом резонансе // ФТТ. 2000. - Т.42. - №3 - С.492 - 498.

264. А.Р. Korolyuk, V.V. Tarakanov, V.I. Khizhnyi, V.N. Seleznoyv and M.B. Strugatsky. Magnetoacoustic oscillations in antiferromagnet FeB03 // Low Temp. Phys. 1996. V.22. - Issue 8. - P. 708-712.

265. Мицай Ю.Н., Скибинский K.M., Стругацкий М.Б., Тараканов В.В. Эффекты линейного магнитоакустического двупреломления в FeB03 // ФТТ. -1997. Т.39. - №5. - С.901 - 904.

266. Mitsay Yu.N., Skibinsky К.М., Strugatsky M.B., Korolyuk A.P., Tarakanov V.V. and Khizhnyi V.I. Gakel'-Turov oscillations in iron borate // J. Magn. Magn. Mater. 2000. - V.219. -1.3. - P.340 - 348.

267. Стругацкий М.Б., Ягупов С.В. Раствор-расплавный синтез монокристаллов бората железа // Ученые записки Таврического Национального Университета. Физика. 2006. - Т. 19(58). - №1. - С.76 - 78.

268. Гакель В.Р. Акустическое двулучепреломление в антиферромагнитном МпСОз // Письма в ЖЭТФ. 1969. - Т.9 - С.590 - 594.

269. Ожогин В.И., Якубовский Ю.А. Параметрические пары в антиферромагнетике с анизотропией типа «легкая плоскость» // ЖЭТФ. 1974.- Т.67 №1. - С.287 - 307.

270. Боровик-Романов А.С., Рудашевский Е.Г. Антиферромагнетизм // Итоги науки. Сер. Физ.- мат., №4 М.: Изд-во АН СССР, 1962. - Т.4. - 252с.

271. Андриенко А.В., Поддьяков JI.B., Сафонов B.JI. Парамагнитное возбуждение магнитоупругих волн в монокристаллах С0СО3 и FeB03 // ЖЭТФ.- 1992. Т.101. - №3. - С.1083 - 1098. •

272. Аззам М., Башара Н. Эллипсометрия и поляризованный свет. М.: Наука, 1981.- 583с.

273. Власов К.Б., Ишмухаметов Б.Х. Уравнения движения и состояния магнитоупругих сред // ЖЭТФ. 1964. - Т.46. - №1. - С.201 - 212.

274. Скибинский К.М., Стругацкий М.Б. О природе особенностей магнитоакустического эффекта в борате железа // Ученые записки СГУ. 1999.- Т. 12 (51). №2.

275. Стругацкий М.Б., Скибинский К.М. Кристаллические блоки и тонкая структура магнитоакустического эффекта в борате железа // Ученые записки Таврического Национального Университета. Физика. 2000. -Т. 13(52). - №2.-С.152 -156.

276. М.В. Strugatsky, К.М. Skibinsky, V.V. Tarakanov, V.I. Khizhnyi. Fine structure of Gakel'-Turov oscillations in iron borate // J. Magn. Magn. Mater. 2002.- V.241.-1.2-3.-P.330-334.

277. Strugatsky M.B., Skibinsky K.M., Korolyuk A.P., Tarakanov V.V. and Khizhnyi V.I. Gakel'-Turov oscillations in Iron Borate // The Physics of Metals and Metallography. 2001. - V.92. - S.l. - P.127 - 129.

278. Д.Б. Гогоберидзе. Некоторые объемные дефекты кристаллов. Ленинград, 1952.- 196с.

279. Вонсовский С.В., Шур Я.С. Ферромагнетизм. М., Л.: Изд-во технико-теор. лит.-ры, 1948. - 816с.

280. Strugatsky М.В., Skibinsky К.М., Tarakanov V.V. and V.I. Khizhny. Frequency dependence of Cotton-Mouton acoustic effect in Iron Borate // Functonal materials. 2002. - V.9. - No 1. - P.68 - 71.

281. Strugatsky М.В., Skibinsky К.М., Tarakanov V.V. and Khizhnyi V.I. Frequency dependence of sound amplitude in antiferromagnetic crystal FeB03 // J. Magn. Magn. Mater. 2007. - V.313. - No 1. - P.84 - 88.

282. Тараканов B.B., Хижный В.И. Смягчение "немагнитной" упругой моды в пластине антиферромагнетика FeB03 // ФНТ. 1996. - Т.22. - №7. - С.752 - 757.

283. М.Б. Стругацкий, К.М. Скибинский, В.В.Тараканов, В.И. Хижный. Акустический резонанс в неоднородно деформированном антиферромагнетике

284. БеВОз // В. кн.: Сборник трудов XIX международной школы-семинара «Новые магнитные материалы микроэлектроники». -М.: МГУ, 2004. С.292 - 294.

285. М.В. Strugatsky, К.М. Skibinsky. Fabri-Perrot effect for transverse sound in weak ferromagnet FeBC>3 //In: Abstracts of International conference "Functional Materials" (ICFM-2005). Ukraine, Crimea, Partenits, 2005. - P.200.

286. M.B. Strugatsky, K.M. Skibinsky. Acoustic resonances in antiferromagnet FeB03 // J. Magn. Magn. Mater. 2007. - V.309. - P.64 - 70.

287. M.B. Strugatsky and K.M. Skibinsky. Size acoustic resonance in a nonuniformly magnetized slab of the weak ferromagnet FeBC>3 // Low Temp. Phys. 2007. - V.33. — Issue 5. - P.422 - 427.

288. Khizhnyi V.I., Tarakanov V.V., Korolyuk A.P., Strugatsky M.B. Electromagnetic Generation of Sound in Iron Borate // Physica B. 2000. V.284 -288.-P.1451 - 1452.

289. Tarakanov V.V., Khizhnyi V.I., Korolyuk A.P., Strugatsky M.B. Excitation of Magnetic Polaritons in Plates of FeB03 //Physica B.-2000.-V.284-288.-P.1452-1453.

290. Стругацкий М.Б., Скибинский K.M. Расчет индуцированной механическими напряжениями одноосной магнитной анизотропии в кристалле бората железа // Ученые записки Таврического Национального Университета. Физика. -2006. Т.19(58). - №1. - С.130 - 136.

291. Strugatsky М.В., Yagupov S.V. Effect of pressure on magnetic state of iron Borate // Functonal materials. 2002.- V.9. - No 1. - P.72 - 74.

292. Strugatsky М.В., Yagupov S.V., Naukhatsky I.A., Nepevnaya N.S. Angular dependence of magnetization in axially stressed FeB03 monocrystal // Functonal materials. 2006. - V.13. - No 3. - P.490 - 493.

293. Стругацкий М.Б., Ягупов C.B., Наухацкий И.А., Непевная Н.С. Намагничивание аксиально-напряженного монокристалла бората железа.

294. Ученые записки Таврического Национального Университета. Физика. 2007. -Т.20(59). - №1. - С.74 -77.

295. Глазков В.П., Кичанов С.Е., Козленко Д.П., Савенко Б.Н., Соменков В.А. Изменеие магниной структуры БеВОз при высоких давлениях // Письма в ЖЭТФ. 2002. - Т.76 - №4. - С.251 - 253.

296. Саркисян В.А., Троян И.А., Любутин И.С., Гаврилюк А.Г., Кашуба А.Ф. Магнитный коллапс и изменение электронной структуры в антиферромагнетике FeB03 при воздействии высокого давления // Письма в ЖЭТФ. 2002. - Т.76. - №11. - С.788 - 793.

297. Стругацкий М.Б. Магнитные состояния бората железа в условиях высокого гидростатического давления с аксиальной компонентой // Ученые записки Таврического Национального Университета. 2006. - Т. 19(58). - №1. -С.96 - 99.

298. Ахмадуллин И.Ш., Мигачев С.А., Садыков М.Ф., Шакирзянов М.М. Магнитное двупреломления звука и магнитоакустические осцилляции в гематите // ФТТ. 2004. - Т.46. - Вып.2. - С.305-307.

299. Фарзтдинов М.М. Структура антиферромагнетиков // Успехи физических наук. 1964. - Т.84. - Вып.4. - С.611 - 642.

300. К.М. Skibinsky, М.В. Strugatsky. Influence of pressure on magnetic and magnetoacoustic effects in rhombohedral antiferromagnets //In: Absrtacts of International conference "Functional Materials" (ICFM-2007). Ukraine, Crimea, Partenits, 2007.-P.261.

301. Аваева И.Г. Выращивание кристаллов метабората железа FeB03 // В кн.: Труды 4 Всесоюзного совещания по росту кристаллов. Цахкадзор, 1972. - 4.1. - С.147- 148.

302. А.с. 1059029 СССР. Способ получения монокристаллов FeB03, из раствора-расплава /Безматерных Л.Н., Мащенко В.Г., Чихачев В.А., Близняков B.C. // Опубл. в Б. И. 1983. - №45.

303. Umeraura S., Okuda Т., Taushima. Crystal Growth of Undoped and Nonmagnetic Ion Doped БеВОз and Fe3B06 // In: Abstracts of the 5th Annual24.

304. Conference on Magnetic in Japan, 1973. V.21. - A-5. P.7- 8.

305. Руденко B.B., Селезнев B.H., Смолин Р.П. Выращивание магнитоупорядоченных кристаллов FeB03 и FeBC>6 в борат-свинцовом растворителе // В кн.: Труды 4 Всесоюзного совещания по росту кристаллов. — Цахкадзор, 1972. 4.1. - С.149 - 151.

306. Diehl R., Rauber A., Friedrich F. Vapor Growth of Bulk FeB03 Single Crystals // J. Cryst. Growth. 1975. - V.29. - No 2. - P.225 - 233.

307. Сиротин Ю.И., Шаскольская М.П. Основы кристаллофизики. М.: Наука, 1975. - 680с.

308. Камзин A.C., Ольховик Л.П., Снеткова E.B. Синтез и исследование слабоферромагнитных кристаллов Fei.xGaxB03 // ФТТ. 2003. - Т.45. - Вып.11. -С.2025 - 2027.