Магнитные и спектральные микроособенности доменной структуры в слабоферромагнитных материалах - YFeO3, DyFeO3 и α-Fe2O3 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

На правах рукописи

Абакумов Павел Владимирович

МАГНИТНЫЕ И СПЕКТРАЛЬНЫЕ МИКРООСОБЕННОСТИ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ В СЛАБОФЕРРОМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛАХ - УБеОз,

Е>уРеОз и а-Ре203

Специальность: 01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 3 ЛЕН 2012

Курск 2012

005057313

Работа выполнена в Юго-Западном государственном университете на кафедре «Нанотехнология и инженерная физика»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук, профессор

Кузьменко Александр Павлович

Официальные оппоненты: Неручев Юрий Анатольевич

доктор физико-математических наук, профессор, Курский государственный университет, профессор кафедры общей физики

Захвалинский Василий Сергеевич

доктор физико-математических наук, Белгородский государственный университет, профессор кафедры общей и прикладной физики

Ведущая организация: Федеральное государственное образователь-

ное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова»

Защита состоится 28 декабря 2012 г. в Ю00 часов в конференц-зале на заседании диссгртщионногс.' совета Д 212.105.04 при-Юго-Згпадном государственном университете по адресу: 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЮЗГУ, по адресу г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94.

Автореферат разослан 27 ноября 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета Д 212.105.04, кандидат физико-математических наук ____Рослякова Л.И.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Открытие в 1988 году эффекта гигантского магнетосопротивления стало началом развития новой области электроники - спинтроники, в которой ожидается решение проблемы согласования и взаимосвязи магнитных (запись информации) и электропроводящих (обработка информации) сред, объединенных на одной платформе. В этой связи наибольший интерес представляет группа веществ с электрическим и магнитным упорядочением - так называемые мультиферроики, характеризуемые, по крайней мере, двумя типами упорядочения различной природы [1]. В разряд этих материалов попадают исследуемые окисные соединения типа ортоферриты (КРе03) и а-гематит (а-Ре2Оз). Одной из особенностей ортоферритов является совпадение кристаллической и магнитной элементарных ячеек. Это вызывает образование четырех магнитных подрешеток как для ¿-подсистемы (магнитные ионы Ре34), так и для /• подсистемы (иттрий У3+ и редкоземельные ионы К3+). Последняя, являясь многоэлектронной, обусловливает возникновение электрического упорядочения. Помимо этого, в ЫРеОз в определённых фазах возникает спонтанная электрическая поляризация при индуцированных магнитным полем фазовых переходах в /- и ¿-подсистемах. Для а-РегОэ магнитное упорядочение имеет аналогичное происхождение, а образование электрического упорядочения связано с гибридизацией электронных ¿-оболочек для Ге3+ ир-оболочек 02+ [2]. В отмеченных материалах со слабоферромагнитным упорядочением ранее обнаружены рекордно высокие скорости движения доменной границы (ДГ) и разнообразие доменных структур (ДС), что делает их привлекательными для построения высокопроизводительных магнитных устройств обработки информации. Наличие в них же электрического упорядочения создает реальные перспективы построения именно на этой основе спиновых устройств и элементов, включая квантовые компьютеры с кубитовой и фитовой логикой, что свидетельствует об актуальности проводимых исследований по данной тематике.

Цель диссертационной работы

Целью данной диссертационной работы являлось исследование магнитных и спектральных микроособенностей доменной структуры в отдельных слабоферромагнитных материалах, обладающих разными типами магнитного и электрического упорядочения.

Для достижеиия поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Создать устройство и разработать методики позиционирования пластинчатых и объемных образцов, обеспечивающие прецизионное изучение ориентационных зависимостей комбинационного (рамановского) рассеяния света.

2. Модифицировать имеющееся аппаратное обеспечение для совмещения магнитооптических исследований с магнито-силовой микроскопией с высоким пространственным и спектральным разрешением.

3. Разработать методики визуализации и сканирования доменной структуры и доменной границы в слабоферромагнитных образцах с высокой магнитной восприимчивостью, обеспечивающие проведение наноразмерных магнитно-силовых исследований.

4. Исследовать наноразмерные особенности доменной структуры и тонкой структуры доменной границы с помощью комбинационного (рамановского) рассеяния света по гиперспектральным распределениям интенсивности выделенной из спектра линии.

5. Построить полуколичественную модель формирования гиперспектрального распределения комбинационного (рамановского) рассеяния света на магнитных неоднородностях, особенностях доменной структуры и доменных границ.

Научная новизна работы

1. Получены результаты магнитооптических и магнитно-силовых исследований микроособенностей, неоднородностей и доменных образований в прозрачных магнетиках со слабоферромагнигаым упорядочением с разрешением ~ 500 и 40 нм, соответственно.

2. Обнаружены магнитные особенности (кинки, бризеры и др.) на статических доменных границах разных типов в \Те03 и БуРеОз в магнито-силовых исследованиях.

3. По полученным ориентационным зависимостям интенсивности спектров комбинационного (рамановского) рассеяния света в доменах с противоположной намагниченностью для УЕе03 визуализирована доменная структура и тонкая структура доменной границы.

4. Предложена модель формирования на магнитных неоднородностях, включая доменные границы, гиперспектральных распределений комбинационного (рамановского) рассеяния света.

Положения, выносимые на защиту

1. Совмещение аппаратного обеспечения магнитооптических, магнито-силовых и конфокальных микроскопических методов для визуализации микроособенностей структуры доменов и доменной границы.

2. Результаты магнитно-силовых исследований по визуализации тонкой структуры доменной границы в слабых ферромагнетиках \ТеОз и БуРеОз.

3. Результаты спектральных исследований комбинационного (рамановского) рассеяния света на магнитных неоднородностях в доменной структуре и доменной границе.

4. Механизм формирования гиперспектрального распределения интенсивности комбинационного (рамановского) рассеяния света на особенностях, неоднородностях и доменной границе в магнитоупорядоченных средах.

Практическая значимость работы

Результаты, полученные в ходе выполнения работы, позволили разработать методики определения концентрации минеральных включений в обогащаемых концентратах добывающих предприятий. Разработанная методика позволяет по данным экспресс-анализа фазовых и структурных особенностей исходного сырья и продуктов переработки обогащаемых руд (железосодержащих и других) в условиях действующего производства осуществлять практически их реально-временной контроль на всех стадиях обогащения с целью его оптимизации. Подана заявка на патент № 2012110666, дата приоритета 20.03.2012.

Результаты проведенных исследований будут отражены в методических программах обучения бакалавров и магистров по направлению подготовки - 210600.62 -«Нанотехнология».

Достоверность результатов, представленных в диссертационной работе обеспечена обоснованностью используемых методов и воспроизводимостью экспериментальных данных, а так же использованием современных методик исследования (конфокальная, атомно- и магнитно-силовая микроскопия (ACM, МСМ), рамановская спектроскопия).

Апробация результатов работы: Основные результаты работы были представлены на следующих конференциях: «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» IX региональная научная конференция, г. Хабаровск, 14 - 16 октября 2010 г, «Нанотехнология производству 2010» VII Международная научно-практическая конференция, г. Фрязино, 1 - 3 декабря 2010 г., «Перспективные технологи, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериа-лов» VIII Международная конференция, г. Алматы, 2011 г, «Современные инструментальные методы, информационные технологии и инновации» Vin международная научная конференция, Юго-Западный государственный университет, г. Курск, 2011 г. «Spin Waves 2011» International Symposium, St. Petersburg, June 5 - 11 2011.

Работа по тематике исследований поддерживалась Федеральными целевыми программами «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы (гранты П547 «Механизмы самоорганизации в наномасштабных системах по структурным и химическим данным», П913 «Наноструктурирование на границе раздела сред», П391«Рамановское рассеяние на наномасштабных объектах в гетерофазных материалах и средах с магнитным и сегнетоэлектрическим упорядочением», П947 «Комбинационное рассеяние и фотоактивационные процессы в тонхих пластинах монокристаллов со структурой силленита», «Механизмы самоорганизации в наномасштабных системах по структурным и химическим данным»).

Личный вклад автора

Автором работы получены основные результаты, разработаны технические средства и выполнен весь объем экспериментальных исследований, проведен анализ полученных данных и предложена полуколичественная физическая модель процессов

комбинационного рассеяния света в доменах слабых ферромагнетиков с противоположной намагниченностью.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. В соответствии с областью исследования специальности 01.04.07 «Физика конденсированного состояния» диссертация включает в себя теоретическое и экспериментальное исследование магнитной структуры монокристаллов ортоферритов и гематита. Полученные научные результаты соответствуют пунктам 1,4 и 7 паспорта специальности в части, касающейся теоретического и экспериментального изучения физической природы свойств неорганических соединений в твердом состоянии, теоретического и экспериментального исследования воздействия различных видов излучений на природу изменений физических свойств конденсированных веществ, технического и технологического приложения физики конденсированного состояния.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 122 станицы, включая 52 рисунка и 2 таблицы. Список цитируемой литературы включает 90 наименований. Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в 8 научных трудах, из них 3 - в рецензируемых научных журналах.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во Введении обоснована актуальность темы исследований, сформулированы

цели работы, а так же приводятся положения, выносимые на защиту.

Первая глава является обзорной, составляющей основу для дальнейшего рассмотрения. Она посвящена описанию закономерностей и особенностей формирования магнитной структуры и оптических свойств материалов со слабоферромагнитным (СФМ) упорядочением: типа «легкая плоскость» (ЛП) и «легкая ось» (ЛО). Проанализированы динамические характеристики выбранных для исследования магнетиков, отмечена нелинейность и неодномерность динамики движения ДГ (одиночных спиновых волн - солитонов), возникающие квазичастичные возбуждения (магнонные, фононные, магнон-фононные), а также их реализация в образцах ограниченных размеров и резонансные взаимодействия. Обоснована возможность проявления мульти-ферроидальных свойств и явлений в изучаемых слабых ферромагнетиках, выявлена физическая природа такого сосуществования электрических и магнитных упорядочений. Также в ней приведено теоретическое описание эффекта комбинационного (ра-мановского) рассеяния света (КРС), параметры, характеристики и оптические схемы используемых спектральных приборов для его измерения. Рассмотрены взаимосвязи симметрии кристаллических структур и колебательных возбуждений при электромагнитном инициировании. Приведены общие подходы к соотнесению содержания спектров с допустимыми колебаниями, учитывающие их симметрийные свойства кристаллических структур.

Рис. 1. Схема хода лучей в конфокальном микроспектрометре Solar Til

Вторая глава посвящена описанию имеющихся технических возможностей применяемого оборудования, разработанных методик и созданных дополнительных устройств для изучения объектов исследований. Рассмотрены существующие методы расчетов изменений в колебательных спектрах, обоснована применимость их анализа на основе расчета из первых принципов (ab-initio).

Для осуществления всего комплекса экспериментальных исследований был задействован конфокальный зондовый рамановский микроспектрометр Omega-Scope AIST-NT (Россия). В его состав входят (рис.1) следующие основные функциональные блоки: сканирования -на базе сканирующего зондового микроскопа (СЗМ) SmartSPM, визуализации -на базе конфокального микроскопа, спектральный - на базе рамановскго микроспекторметра Solar TII, регистрации рассеянного излучения, включающий охлаждаемую спектроскопическую CCD камеры Andor DV420A-BV (Ирландия) с квантовым выходом (Y) - 95% и временем релаксации (т) - 125 мс и фотоэлектронный умножитель Hamamatsu R928 (Япония) с Y - 98% и т - 22 не, инициирования - полупроводниковый и твердотельные лазеры с умножителем частоты и диодной накачкой, дающие генерацию на следующих длинах волн и мощностях: Х = 473 нм (25 мВт), 532 нм (50 мВт) и 785 нм (80 мВт), блок управления в виде автоматизированного рабочего места. Особенностью данного комплекса оборудования является возможность применения для исследований как отдельных функциональных блоков, так и одновременно всего набора имеющихся устройств за счет высокого уровня интеграции.

Размещение всего оборудования на голографическом столе Standa (Литва) с резонансной частотой около 200 Гц и временем релаксации 50 мс исключает внешние вибрационные воздействия. Для обеспечения температурной стабилизации по темно-вому току CCD камера Andor охлаждается до -60°С на элементе Пельтье. Имеющийся в спектрометре набор дифракционных решеток (150, 600, 1800 А1, 1800 Аи лин/мм) позволяет получать спектральное разрешение до 0.8 см"1. Наряду с высоким пространственным разрешением, обеспечиваемым фокусировкой лазеров неимерсион-ными объективами Mitutoyo (Япония) *10 с числовой апертурой 0.28, *20/0.42 и х 100/0.7 - 412 нм, это создает технические условия для проведения прецизионных микроскопических и микроспектральных исследований. Высокий уровень интегрированного включения микроспектрометра с СЗМ (за счет электронной обратной связи) обеспечивает прецизионные условия для сканирования с точностью позиционирования с ангстремным разрешением по Z оси; и по X и Y осям - 50 пм при н. у.

7

Для позиционирования образцов был разработан и изготовлен 5-координатный предметный стол, устанавливаемый на место СЗМ в систему ввода-вывода излучения. Две степени свободы данного стола предназначены для совмещения оси вращения гониометра с оптическим путем возбуждения/регистрации. Оставшиеся три - для позиционирования образца непосредственно под объективом конфокального микроско-

па.

Для проведения магнитооптических исследований на просвет было разработано и изготовлено оптическое устройство-приставка к СЗМ, устанавливаемое непосредственно на его сканатор, что позволило производить магитооптические измерения непосредственно в процессе работы СЗМ.

В качестве объекта исследования были выбраны образцы, полученные в НИУ «Московский энергетический институт» методом спонтанной кристаллизации. Исследуемые образцы имели структуру перовскита с орторомбическими искажениями с магнитным упорядочением двух типов: легкая плоскость - соединение а-гематит («-Ре203) и легкая ось - искусственно синтезированные окисные соединения типа орто-ферриты (УРеОз ОуРеОз), характеризующиеся наличием магнитных ионов как для <1-подсистемы (магнитные ионы Ре34), так и для/-подсистемы (иттрий У3+ и диспрозий ])у3+). Эти магнетики обладают электрическим упорядочением, что по современной классификации переводит их в категорию мультиферроиков. Электрический тип упорядочения возникает в них либо за счет многоэлектронности с1- и/-оболочек (для ор-тоферритов), либо - гибридизации электронных ¿-оболочек для Ре3+ и р-оболочек -02+ (для а-Ре2Оэ).

Использование типовых методик МСМ исследований с помощью кантилеверов с магнитными зондами (Со-Сг) недопустимо при изучении этих материалов ввиду их низкой собственной намагниченности (~103Гс), что потребовало разработки специальных методик. Сканирование образцов УРеОз и ОуРеОз производилось по стандартным методикам одно- и двух проходной МСМ с помощью специально подготовленного магнитного зонда, обработанного перед установкой в СЗМ низкочастотным переменным магнитным полем с целью снижения его намагниченности, что исключало его воздействие на образцы с высокой магнитной и оптической восприимчивостью. Такая методика позволила впервые визуализировать с наномасштабным разрешением магнитные микроособенности (кинков, бризеров и др.) на статических доменных границах разных типов в УРеОз и ИуКеОз в магнито-силовых исследованиях.

Совместное использование имеющихся высоких пространственного и спектрального разрешений, наряду с разработанными методиками и применением созданных оптических устройств позволили, впервые, визуализировать ДС и тонкую структуру ДГ методом построения карт гиперспектрального распределения КРС с точностью позиционирования образцов в СЗМ - 0.2 А в заданной области образца с пространственным разрешением меппинга (диаметр пучка лазерного излучения) - 500

В рамках обзора основных принципов моделирования физических систем рассмотрены методы: классических потенциалов, квантово-механический, Хартри-Фока, полуэмперический, функционала электронной плотности, псевдопотенциала и сделан вывод об их применимости для анализа магнитных особенностей, неоднородностей и доменных образований из первых принципов (аЬ-тШо) и расчетов спектров КРС.

Третья глава содержит основные полученные результаты по магнитооптическим, магнитно-силовым и спектральным (рамановским) исследованиям.

По результатам проведенных МСМ исследований изучены особенности структуры ДГ в пластинчатом образце УГе03: вырезанном перпендикулярно оптической оси, в области явно выраженной магнитной неоднородности (180°-ый поворот ДГ типа ЬеасНо-Ьеас!) (рис. 2). В результате чего были выявлены особые точки (бризеры), в которых соединяются прямолинейные участки ДГ таким образом, что полная конфигурация стенки представлена совокупностью кусочно-линейных участков (рис. 3). Полное изображение МСМ получено путем состыковки трех сканов в поле 100x100 мкм.

Такой же анализ, но с более высоким пространственным разрешением в поле сканирования 5x5 мкм, позволил также, впервые, выявить, даже на прямолинейных участках ДГ, наличие магнитных особенностей типа кинк (рис. 4, а). Формирование кинкообразных особенностей на прямолинейной ДГ теоретически было предсказано в работах Звезди-на А.К. с сотрудниками [3], а их динамическое поведение изучено в работах Чёткина М.В. с сотрудниками [4] [5], где причина их возникновения связана с наличием гироскопической силы в магнитных подрешетках, то есть обменными взаимодействиями. Такой вывод подтверждался совпадением предельных скоростей движения кинк-образований с минимальной фазовой скоростью спиновых волн, определенную на линейном участке дисперсии спиновых волн. По данным МСМ возникновение таких образований обусловлено, очевидно, наличием в поверхностных слоях пластинчатых образцов ОТеОз остаточных механических повреждений, которые неизбежно появляются при их подготовке (ср. рис 4, б). Профили сканирования МСМ в окрестности кинка практически не изменяются, что указывает на отсутствие сколь-нибудь значимого поворота ДГ или изменения ее типа. Обнаружение на стати-

9

Рис. 2. Конфокальное магнитооптическое изображение ДС в

тао3

Рис. 3. МСМ изображения ДГ в области перегиба (ЬеасИо-Ьеай)

ческой ДГ образований типа кинк требует пересмотра существующих теоритических представлений и постановки новых динамических экспериментов.

а б в

Рис. 4. Изображение участка поверхности образца \Те03 в окрестности ДГ: а - МСМ изображение изгиба ДГ типа кинк, б - изображение топографии поверхности, в -магнитные профили в окрестности кинка Для установления влияния кристаллографической ориентации в СФМ ЛО образцов РЗО МСМ исследования проведены на БуРеОз, в котором плоскость образца перпендикулярна оси [001] и возникает влияние многоэлектронных/-оболочек. В такой ориентации образцов магнитооптические методы не применимы, так как влияние оптического двулучепреломления существенно уменьшает магнитооптическую добротность, что делает практически значимым применение МСМ методик. Однопроходная методика МСМ позволила выявить отличительные признаки для ДГ Блоха и Нееля, одновременное образование которых является энергетически выгодным для такого типа ориентации. Сканы МСМ для этих типов ДГ существенно различались как по ширине, так и по форме (рис. 5, а и б - левая часть), что согласуется с их расчетными профилями ДГ (рис. 5, а и б - правая часть).

шк

б

Рис. 5. МСМ изображение и «магнитный профиль» ДГ в DyFeOj: а - ДГ типа Блоха, б - ДГ типа Нееля

Ориентационные зависимости интенсивности КРС для спектральной линии 221 см"1, отвечающей фононным возбуждениям магнитного иона Fe3+, в доменах с противоположной намагниченностью обладали явно знакопеременным характером (рис. 6). Максимальное различие интенсивности на этой линии достигает 34±1.5%. Анализ по теории групп корреляции пространственной (Рпта) и позиционной (C2h) симметрии, соответствующей ромбической сингонии элементарной ячейки YFe03 показал, что полное колебательное представление для этого магнитного иона имеет вид: Г = АЙ+Аи. Фактически, из-за отсутствия вклада в спектр КРС колебания Аа, ко-I лебательное представление сводится только к одному неприводимому представлению — A g.

На основе обнаруженной ориентационной зависимости интенсивности КРС (рис. 6) была разработана методика визуализации магнитных структур в YFeOj методом Raman-Mapping, при совместном использовании рамановского микроспектрометра и СЗМ, когда образец на сканаторе перемещается с нанометровой точностью в поле до 100х100мкм и формируются гиперспектральные распределения из 900 спектров (рис. 7). Полученный таким образом магнитный профиль соответствует ДГ типа Нееля и совпал с ее профилем, построенным по методике МСМ (рис 5, б).

Рис. 6. Угловая зависимость интенсивности спектральной линии 221 см"1. Линии различного типа соответствуют доменам с противоположной намагниченностью

О 10 20 30 40 Рис.7. Визуализированная методом картирования ДС в образце УРеОз и ее «магнитный профиль»

Неоднородности немагнитной природы вызывали существенные изменения как формы ДГ (образование кинка, рис. 4, а), так и ее значительное уширение вплоть до 20 мкм, что позволило визуализировать тонкую структуру самой доменной стенки (рис. 8). По гиперспектральным распределениям в этом случае была обнаружена в центральной части на карте изменений намагниченности внутри ДГ темная область, образование которой, видимо, связано с нулевой намагниченностью. Такая особенность в тонкой структуре ДГ неелевского типа согласуется с теоретическими выводами [6] и только косвенно подтверждалась по рассеянию нейтронов [7]. Наблюдаемые на рис. 8 сферические образования в области, соответствующей краям ДГ, также как в образце DyFeOj на МСМ изображениях (рис. 4, а и б), могут выступать в качестве зародышевых центров формирования дополнительных каналов диссипации энергии движущейся ДГ, которая на сверхзвуковых скоростях становится существенно неодномерной [6].

Для установления физического механизма, создающего разные интенсивности КРС в доменах с противоположной намагниченностью, учтены оптическое поглощение и магнитооптический эффект Фарадея как возбуждающего, так и рассеянного излучений, диполяризация магнитных ионов при световом воздействии, а также ориентация вектора поляризации падающего излучения. Фокусировкой возбуждающего излучения на разных глубинах образца с помощью пьезопозиционеров АСМ показано, что интенсивность линий в спектре КРС подчиняется закону Ламберта-Бугера-Бера с учетом двойного прохода света до точки фокусировки и обратно в виде рассеянного излучения. Магнитооптическая активность исследуемых СФМ ЛО и ЛП (для YFe03 фарадеевское вращение на Х=532 нм 01!=ЗОООо/см) вызывает вращение как век-Рис. 8. Карта изменений намагничен- тора электрической напряженности рассе-ности внутри ДГ янного света на некоторый зеркально-

симметричный угол у в доменах с противоположной намагниченностью, так и вектора поляризации падающего излучения. Однако, рассеянная составляющая в соответ-

ствии с законом Малюса не вносит изменений в интенсивности КРС от разных доменов.

Для учета наблюдаемых изменений интенсивностей КРС в соседних доменах от падающего излучения введено отношение: И^/И^, где Щ и ]У\ - интенсивности КРС во втором и в первом доменах, которые определяются только величинами проекций вектора электрической напряженности возбуждающего излучения Е0 на вектор поляризации атомов Р (Рис. 9). В общем случае антистоксовы компоненты Ш2 и выражаются:

IV = - шк)4Е2я|, (1)

где А - безразмерная константа, свь и шк - частоты возбуждающего излучевия и собственных колебаний атомов, е - поляризуемость. Максимальное значение результирующей проекции Ег на Р достигается при ф0 равном половине угла у. Из-за поглощения падающего излучения веществом его мощность падает и ослабевает его действие на вектор поляризуемости, векторы Р и Е поворачиваются с разными скоростями в одном направлении в первом домене, а во втором — во взаимно-противоположных направлениях, что и вызывает различие интенсивностей КРС в них. Оценка наблюдаемых изменений интенсивностей КРС в соседних доменах характеризуется отношением ^/Щ:

вo(1-C+Фl(c0sф)dф+C:'YФl(cos^t')'i^t,)'

Угол 4/1 учитывает изменение степени деполяризации за счет поглощения. Расчет дал 0.356, что сравнимо с опытно наблюдаемым отличием интенсивностей рассеянного излучения - 0.34. Без учета деполяризации под действием излучения вели-

т„т, «гС^""»^ пс

чина отношения Щ/Ф, составит: — = —тгг—п-= 0.5, которая подтверждена

1 в! С т(со8ф)<гф

измерением спектров КРС в доменах с противоположной намагниченностью при ослаблении мощности возбуждающего излучения в 10 раз, когда отношение интенсивностей КРС в соседних доменах составило 0.48. Данный результат косвенно подтверждает правильность выбранной модели.

Рис. 9. Векторная диаграмма взаимной ориентации векторов ЕиР для доменов с противоположной намагниченностью

щ иЛ

(2)

В четвертой главе приведены результаты моделирования физических параметров из первых принципов (ab-initio) для YFe03 в программной среде Accelrys Materials Studio 5.0. Для расчета спектра КРС необходимы промежуточные расчеты плотности электронов и электронных состояний, построение зонной структуры и зон Бриллюэна, дисперсионной зависимости для спектра фононов.

Расчет зонной структуры и плотности электронных состояний показал, что исследуемый материал обладает двумя заполненными зонами которые разделяет запрещенная зона с шириной 11 эВ, что соответствует диэлектрической природе YFe03 и подтверждает корректность расчетов.

Анализ рассчитанной дисперсионной зависимости фононного спектра в центре первой зоны Бриллюэна (рис. 10) позволяет получить фононные возбуждения, которые совпадают с опытно наблюдаемыми в спектре КРС (Рис. 11). В частности это спектральные линии 186, 221, 281, 344 и 431см"1. Стоит отметить, что акустическими колебаниями, из перечисленных, являют- Рис' Фононный спектр YFe03 в центре ся только 186 (LA) и 221 см"1 (ТА), зоны бриллюэна

остальные же относятся к оптическим фононным колебаниям.

Расчет спектра КРС производился без учета спиновой поляризации методом «Оптимизация геометрии», в котором геометрия атомной конфигурации и параметры решетки итерационно изменялись до тех пор, пока силы и напряжения, действующие в ячейке, не достигнут нижнего заданного значения (Ю"10эВ). Моделировалось также поведения кристаллической структуры YFe03 при задаваемых внешних напряжениях и давлениях. Методом итераций строилось уравнение состояния, а расчеты проводились в зависимости от значения внешнего давления. Выполнены расчеты линий в спектре КРС для атмосферного давления 10'4 ГПа. Для оптимизации геометрии использовался алгоритм Бройдена-Флетчера-Гольдфаба-Шенно (BFGS), в котором координаты атомов и параметры решетки рассматриваются как равноправный набор.

Сравнительный анализ рассчитанного спектра КРС (от 0 до 600 см"1) и измеренного экспериментально (рис. 10) хорошо совпадают. При этом, так как в AMS расчет свойств и параметров моделируемого объекта производятся последовательно и вычисление спектра КРС находится в конце цепочки, то совпадение расчётных и экспериментальных данных косвенно подтверждает и справедливость промежуточных ре-

14

зультатов (плотность электронов, зона Бриллюэна, фононный спектр, зонная структура и распределение плотности электронных состояний).

Рис. 11. Сравнительный анализ расчетного и измеренного спектров КРС \ FeO3.

Прерывистыми линиями показаны рассчитанные спектральные пики Представлено описание на поданную заявку на патент «Рамановский (комбинационное рассеяние света) экспресс анализ состава минеральных включений в обогащаемых концентратах добывающих предприятий» доказана практическая важность экспресс анализа состава и химической структуры минеральных включений в обогащаемых концентратах добывающих предприятий, основанный на раман (комбинационном) рассеянии света, позволяющего однозначно и с высокой локальной пространственной точностью (до 0.5 мкм) за время экспозиции, составляющем несколько десятков секунд, без специального приготовления поверхностей, непосредственно в обогатительном производстве, а также количественного определения объема железосодержащих минеральных включений с точностью 0.5 % за время сопоставимое с отдельными технологическими операциями (30 мин), что позволяет реализовывать схемы оперативного управления технологическими процессами обогащения. Основные результаты и выводы:

1. Создано устройство, встраиваемое в систему ввода-вывода излучения раманов-ского конфокального микроспектрометра, для прецизионного позиционирования образцов.

2. Проведены магнитоптические исследования магнитных неоднородностей и доменных образований в прозрачном слабом ферромагнетике УРе03 с пространственным разрешением ~ 500 нм. Получены изображения прямолинейного участка доменной стенки (Д=2.5 мкм) и участка, содержащего бризер (Д1=8.3 мкм и А2=21.2 мкм)..

3. Создано оптическое устройство, позволяющее производить магнитооптические исследования непосредственно вовремя работы СЗМ.

4. Проведены наномасштабные магнитно-силовые исследования доменной структуры в пластинчатых прозрачных образцах У1?еОз и БуРеОз с пространственным разрешением не хуже 40 нм. Обнаружены микромагнитные особенности доменных границ (кинки и бризеры). В качестве возможной причины образо-

вания кинков на статической доменной границе предложено взаимодействие последней с дефектами поверхности, вызванными процессом подготовки образца. Обнаружены сферические образования (диаметр 1— 2 мкм) на доменных стенках, выступающие в качестве зародышевых центров формирования дополнительных каналов диссипации энергии движущейся доменной границы. Измерены характерные ширины доменных стенок на их прямолинейных участках: для доменной стенки неелецского типа — 3 мкм, блоховского — 0.7 мкм.

5. Разработана методика визуализизации доменной структуры и тонкой структуры доменной стенки с помощью конфокального рамановкого микроспектрометра с пространсвенное и спектральным разрешением -500 нм и 0.8 см"1, соответственно. Установлено хорошее согласие полученных таким способом данных с результатами магнитно-силовой микроскопии.

6. Предложена полуколичественная модель формирования гипреспектрального распределения интенсивности комбинационного рассеяния света в доменах с противоположной намагниченностью. Получено удовлетворительное согласие с опытными данными величины этого эффекта в различных предельных случаях: 1) 35.6% и 34%, 2) 50% и 48%.

7. Проведен расчет физических параметров (плотности электронов и электронных состояний, построение зонной структуры и зон Бриллюэна, дисперсионной зависимости для спектра фононов и раман-спектров YFeOj) из первых принципов (ab-initio) до 600 см"1 при различных условиях. Получено хорошее согласие с данными, полученными опытным путем.

Список цитируемой литературы

1. Звездин А.К., Логгшюв A.C., Мешков Г.А., Пятаков А.П. Мулътиферроики: перспективные материалы микроэлектроники, спинтроники и сенсорной техники // Известия РАН. Физическая серия. — №71., Выпуск 11. — 2007. — с. 1604 - 1605

2. Козаков А.Т., Гуглев К.А., Илясов В.В. и др. Электронне строение монокристаллических феррита висмуа и гематита: рентгеноэлектронное исследование и расчет // ФТТ. — №53., Выпуск 1. — 2011. — с. 41-47

3. Звездин А.К. О динамике доменных границ в слабых ферромагнетиках II Письма в ЖЭТФ, —№29., Выпуск 10, —1979. —с. 605-610

4. Чёткин М. В., Курбатова Ю. Н., Шалаева Т. Б., Борщеговский О. А. Отражение антиферромагнитных вихрей на сверх-звуковой доменной границе в ортоферрите иттрия II Письма в ЖЭТФ. — №85., Выпуск 4. — 2007. — с. 232 - 235

5. Bar'yakhtar V.G., Chetkin M.V., Ivanov В. A., Gadetskii S.N. Dynamics of Topological Magnetic Solitons, Experiment and Theory — Berlin: Springer-Verlag, Springer Tracts in Modern Physics, 1994.— 179 c.

6. Фарзтдинов M.M., Шамсутдинов M.A., Халфина A.A. Струк-тура доменных границ в ортоферритах II ФТТ. — №11., Выпуск 8. — 1979. — с. 404 - 406

7. Takahashi J., Matsubara E., Arima Т., Hanamura E. Coherent multistep anti-Stokes and

stimulated Raman scattering associated with third harmonics in YFe03 crystals II Phys.

Rev.B. —№68. —2003. —c. 155102-1- 155102-5

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в рецензируемых научных журналах и изданиях:

1. Кузьменко, А.П., Тонкая структура доменной границы в ортоферрите иттрия по данным комбинационного рассеяния света / Кузьменко А.П., Абакумов П.В., Чаплыгин А.Н. // Известия Курского государственного технического университета. 2010. №4(33). С. 11-17.

2. Kuz'menko, А.Р., Raman imaging of Domains Fine Structure of Domain Walls in YFe03 Crystals / Kuz'menko A.P., Abakumov P.V. // Technical Physics Letters, 2011. Vol.37, No. 11. pp. 1058 - 1061.

3. Kuzmenko, A.P., Domain wall structure of weak ferromagnets according Raman/Kuzmenko A.P., Abakumov P.V.,,Dobromyslov M.B. // JMMM. 2012. Vol. 324, pp. 1262 -1264.

Статьи в сборниках докладов и материалах конференций:

1. Абакумов, П.В. Особенности рамановского рассеяния света в магнитоупорядочен-ных средах / Абакумов П.В., Кузьменко А.П. // Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование: материалы IX региональной научной конференции, Хабаровск, 14-16 октября 2010 г. - Хабаровск: Изд-во Тихоокеан. гос. унта, 2010. С. 23 - 26.

2. Кузьменко, А.П., Комбинационное рассеяние света для микроанализа доменной структуры в магнитоупорядоченных материалах / Кузьменко А.П., Абакумов П.В // «Нанотехнологии производству 2010», Тезисы докладов VII Международной научно-практической конференции. 1-3 декабря 2010 г. Фрязино. С. 57-62.

3. Кузьменко, А.П. Наномасштабная рамановская спектроскопия магнитных структур / Кузьменко А.П., Абакумов ПВ. // Перспективные технологи, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов: Tp.VIII Между-нар. Конф. / редкол.: JI.B. Кожитов JI.B (отв. Ред.) [и др.]; ЮЗГУ, НИТУ «МИСИС» [идр.]; Курск, 2011. С. 564-572.

4. Кузьменко, А.П. Микроспектральные и наноструктурные особенности в материалах с магнитным упорядочением / Кузьменко А.П., Абакумов П.В. // Современные инструментальные методы, информационные технологии и инновации: матер. VIII межд. науч. конф. в 2 ч., 4.2 /редк.: Е.И. Яцун (отв. ред.) [и др.]. Юго-Зал. гос. ун-т. Курск. 2011. С. 238-249.

5. Kuz'menko, А.Р. Raman image of the magnetic structure YFe03 / Kuz'menko A.P., Abakumov P.V. // Spin Waves 201 International Symposium. June 5 - 11. C. 108.

Подписано в печать с16. У/ _.2012г. Формат 60*84/16. Печать офсетная. Печ.л. 1. Тираж 100 экз. Заказ . Юго-Западный государственный университет. 305040, г. Курск, ул. 50 лет Октября, 94

Введение.

Глава 1. Обзор литературы.

1.1 Мультиферроики - перспективные материалы для микроэлектроники.

1.2 Магнитная структура редкоземельных ортоферритов.

1.3 Оптические свойства и магнитооптические эффекты в слабых ферромагнетиках.

1.4 Динамика доменных границ в редкоземельных ортоферритах.

1.5 Рамановская спектроскопия - основные теоретические сведения.

1.6 Спектральные приборы для измерения раман-спектров.

1.7 Колебания кристаллов и их симметрия.

Глава 2. Методика экспериментальных исследований.

2.1 Аппаратные возможности рамановского микроспектрометра.

2.2 Методики получения ориентационных зависимостей КРС.

2.3 Исследуемые образцы.

2.4 Обоснование применимости расчетов спектров КРС в ортоферритах ab-initio.

Глава 3. Результаты исследования.

3.1 Магнито-оптические измерения.

3.2 Магнитно-силовые исследования.

3.3 Раман-визуализация доменной структуры тонкой структуры доменной границы

3.4 Механизм формирования гиперспектральных распределений при изучении тонкой структуры ДГ и ДС.

Глава 4. Моделирование и применение колебательных спектров.

4.1. Спектр комбинационного рассеяния света для YFe03 из первых принципов.

4.2. Применение метода комбинационного рассеяния света для анализа минерального состава обогащаемой руды.

Актуальность темы. В компьютерной технике жесткие диски с магнитными головками (HDD) вытесняются твердотельными жесткими дисками (SSD), обладающими очевидными преимуществами: скорость чтения любого блока данных независимо от физического расположения (более 200 Мб/с); энергопотребление при чтении данных с накопителя (приблизительно на 1 Вт ниже, чем у HDD); пониженное тепловыделение; бесшумность и высокая механическая надёжность.

Конструкция SSD имеет один транзистор с дополнительным парящим затвором, удерживающим электроны. Разница потенциалов между стоком и истоком приводит к созданию проводящего канала, по которому движутся электроны. Электрическое поле способно «выталкивать» электроны из канала на парящий затвор, где они могут сохраняться длительное время. Именно заряд парящего затвора определяет состояние ячейки флэш-памяти: стерта она или запрограммирована. Таким образом, такая ячейка может хранить лишь один бит информации. В SSD используются двух и трех уровневые ячейки, что увеличивает объем хранимой информации, однако усложняет алгоритмы работы устройства и уменьшает его износостойкость.

Принципиально иным способом хранения информации обладают фер-роэлектрические (FRAM) и магниторезистивные (MRAM) элементы. Так для FRAM основным элементом является конденсатор из двух пластин разделенных сегнетоэлектриком. Запись в ячейке FRAM основана на возбуждении электрическим полем атомов сегнетоэлектрика в одно из двух стабильных положений с разным направлением поляризации, что фактически совпадает с бинарным представлением: логической переменной «0» или «1».

Запись по технологии MRAM основана на магнитных элементах из двух ферромагнитных слоев: первый — постоянный магнит, намагниченный в определённом направлении, второй - перемагничивающийся под действием внешнего поля, которые разделены тонким слоем диэлектрика. Устройство памяти организовано по принципу сетки, состоящей из отдельных «ячеек», 3 содержащих элемент памяти и транзистор. Его работа основана на эффекте туннельного магнетосопротивления. Время записи в М11АМ не превышает 2.3 не, что более чем в 1000 раз быстрее, нежели время записи во флэш-память и в 20 раз быстрее скорости обращения к БКАМ. Очевидно, что скорость работы МЯАМ памяти определяется скоростью перемагничивания одного из магнитных слоев.

Открытие в 1988 году эффекта гигантского магнетосопротивления стало началом развития новой области электроники - спинтроники, с которой связываются надежды по решению проблемы объединения на одной платформе согласованные и взаимосвязанные магнитные (для записи информации) и электропроводящие (для обработки информации) среды. В этой связи наибольший интерес представляет группа веществ с электрическим и магнитным упорядочением - так называемые мультиферроики, характеризуемые, по крайней мере, двумя типами упорядочения различной природы [1]. В настоящее время исследователи, работающие в этой области науки, изучают магнитные и магнитооптические воздействия в полупроводниковых структурах, динамику и когерентные свойства спинов в конденсированных средах, а так же квантовые и магнитные явления в нанометровых структурах [1-5].

Цель работы: Целью данной диссертационной работы являлось исследование магнитных и спектральных микроособенностей доменной структуры в отдельных слабоферромагнитных материалах, обладающих разными типами магнитного и электрического упорядочения.

Научная новизна работы:

1. Получены результаты магнитооптических и магнитно-силовых исследований микроособенностей, неоднородностей и доменных образований в прозрачных магнетиках со слабоферромагнитным упорядочением с разрешением ~ 500 и 40 нм, соответственно.

2. Обнаружены магнитные особенности (кинкоподобные, бризероподобные и др.) на статических доменных границах разных типов в УРеОз и БуЕеОз в магнито-силовых исследованиях.

3. По полученным ориентационным зависимостям интенсивности спектров комбинационного (рамановского) рассеяния света в доменах с противоположной намагниченностью для УЕеОз визуализирована доменная структура и тонкая структура доменной границы.

4. Предложена модель формирования на магнитных неоднородностях, включая доменные границы, гиперспектральных распределений комбинационного (рамановского) рассеяния света.

Практическая значимость работы: Результаты, полученные в ходе выполнения работы, позволили разработать методики определения концентрации минеральных включений в обогащаемых концентратах добывающих предприятий. Разработанная методика позволяет по данным экспресс-анализа фазовых и структурных особенностей исходного сырья и продуктов переработки обогащаемых руд (железосодержащих и других) в условиях действующего производства осуществлять практически их реально-временной контроль на всех стадиях обогащения с целью его оптимизации. Подана заявка на патент № 2012110666, дата приоритета 20.03.2012.

Результаты проведенных исследований будут отражены в методических программах обучения бакалавров и магистров по направлению подготовки -210600.62 - «Нанотехнология».

Положения, выносимые на защиту:

1. Совмещение аппаратного обеспечения магнитооптических, магнитно-силовых и конфокальных микроскопических методов для визуализации микроособенностей структуры доменов и доменной границы.

2. Результаты магнитно-силовых исследований по визуализации тонкой структуры доменной границы в слабых ферромагнетиках УЕеОз и БуЕеОз.

3. Результаты спектральных исследований комбинационного (рамановского) рассеяния света на магнитных неоднородностях в доменной структуре и доменной границе.

4. Механизм формирования гиперспектрального распределения интенсивности комбинационного (рамановского) рассеяния света на особенностях, неоднородностях и доменной границе в магнитоупорядоченных средах.

Апробация результатов работы: Основные результаты работы были представлены на следующих конференциях:

- «Физика: фундаментальные и прикладные исследования, образование» IX региональная научная конференция, г. Хабаровск, 14-16 октября 2010 г.

- «Нанотехнологии производству 2010» VII Международная научно-практическая конференция, г. Фрязино, 1-3 декабря 2010 г.

- «Перспективны технологи, оборудование и аналитические системы для материаловедения и наноматериалов» VIII Международная конференция, г. Алматы, 2011 г.

- «Современные инструментальные методы, информационные технологии и инновации» VIII международная научная конференция, Юго-западный государственный университет, г. Курск, 2011 г.

- «Spin Waves 2011» International Symposium, St. Petersburg, June 5-11 2011.

Достоверность результатов, представленных в диссертационной работе обеспечена обоснованностью используемых методов и воспроизводимостью экспериментальных данных, а так же использованием современных методик исследования (конфокальная, атомно- и магнито-силовая микроскопия, ра-мановская спектроскопия).

Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 6 статьях ВАК, одном патенте и 16 в сборниках трудов конференций.

Личный вклад автора. Автором работы получены основные результаты, разработаны технические средства и выполнен весь объем экспериментальных исследований, проведен анализ полученных данных и предложена полуколичественная физическая модель процессов комбинационного рассеяния света в доменах слабых ферромагнетиков с противоположной намагниченностью.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Общий объем диссертации составляет 122 станицы, включая 52 рисунка и 2 таблицы. Список цитируемой литературы включает 90 наименований. Основные результаты, представленные в диссертации, опубликованы в 8 научных трудах, из них 3 - в рецензируемых научных журналах.

Выводы к главе 4

1. Для УРеОз с помощью БМо13 рассчитана плотность электронов. Точность проводимых численных экспериментов может быть описана по энергии взаимодействия атомов. Ее величина в этом случае составила Ю"10 эВ/атом.

2. Применено обобщённое градиентное приближение (ввА) и функционал электронной плотности (РВЕ) для расчета спектра фононов УРеОЗ. Согласно численно полученной спектральной зависимости в первой зоне Брилллюэна отмечается возбуждение 10 акустических и 7 оптических колебаний.

3. Проведенный анализ конфигурации рассчитанной зонной структуры и распределений плотности электронных состояний подтверждает диэлектрическую природу этого окисного соединения. Отмечается наличие заполненных валентной зоны и зоны проводимости, характеризующимися существенно разными ширинами: 2 и 11 эВ, соответственно. Величина запрещенной зоны достигает 11 эВ, то есть действительно соответствует диэлектрической природе УРеОз.

4. Сравнительный анализ расчетного спектра КРС (от 0 до 600 см"1) и опытно полученного обладает хорошим сходством, позволяет сделать вывод о том, что программный пакет АМ8 открывает дополнительные возможности для проведения численных модельных исследований.

5. Разработан метод экспресс анализа минерального состава обогащаемой руды в условиях добывающих предприятий, основанный на получении гиперспектральных распределений комбинационного рассеяния света. Подана заявка на патент № 2012110666, дата приоритета 20.03.2012.

Заключение

1. Создано устройство, встраиваемое в систему ввода-вывода излучения ра-мановского конфокального микроспектрометра, для прецизионного позиционирования образцов.

2. Проведены магнитоптические исследования магнитных неоднородностей и доменных образований в прозрачном слабом ферромагнетике УТеОЗ с пространственным разрешением ~ 500 нм. Получены изображения прямолинейного участка доменной стенки (Д=2.5 мкм) и участка, содержащего бризероподобный дефект (А1=8.3 мкм и А2=21.2 мкм).

3. Создано оптическое устройство, позволяющее производить магнитооптические исследования непосредственно вовремя работы СЗМ.

4. Проведены наномасштабные магнитно-силовые исследования доменной структуры в пластинчатых прозрачных образцах УРеОз и БуЕеОз с пространственным разрешением не хуже 40 нм. Обнаружены микромагнитные особенности доменных границ (кинкоподобные и бризероподобные). В качестве возможной причины образования кинкоподобных структур на статической доменной границе предложено взаимодействие последней с дефектами поверхности, вызванными процессом подготовки образца. Обнаружены сферические образования (диаметр 1- 2 мкм) на доменных стенках, выступающие в качестве зародышевых центров формирования дополнительных каналов диссипации энергии движущейся доменной границы. Измерены характерные ширины доменных стенок на их прямолинейных участках: для доменной стенки неелевского типа - 3 мкм, бло-ховского - 0.7 мкм.

5. Разработана методика визуализизации доменной структуры и тонкой структуры доменной стенки с помощью конфокального рамановкого микроспектрометра с пространсвенное и спектральным разрешением -500 нм и 0.8 см"1, соответственно. Установлено хорошее согласие полученных таким способом данных с результатами магнитно-силовой микроскопии.

6. Предложена полуколичественная модель формирования гипреспектраль-ного распределения интенсивности комбинационного рассеяния света в доменах с противоположной намагниченностью. Получено удовлетворительное согласие с опытными данными величины этого эффекта в различных предельных случаях: 1) 35.6% и 34%, 2) 50% и 48%.

7. Проведен расчет физических параметров (плотности электронов и электронных состояний, построение зонной структуры и зон Бриллюэна, дисперсионной зависимости для спектра фононов и раман-спектров YFe03) из первых принципов (ab-initio) до 600 см"1 при различных условиях. Получено хорошее согласие с данными, полученными опытным путем.

БЛАГОДАРНОСТИ

Автор считает своим долгом выразить огромную признательность научному руководителю доктору физико-математических наук, профессору А. П. Кузьменко за профессиональную помощь, которая была оказана при подготовке диссертационного исследования. Так же с собой благодарностью автор отмечает НИУ «Московский энергетический институт» за предоставленные образцы ортоферритов и гематита

1. Звездин А.К., Логгинов A.C., Мешков Г. А., Пятаков А.П. Мулыпиферроики: перспективные материалы микроэлектроники, спинтроники и сенсорной техники II Известия РАН. Физическая серия. — №71., Выпуск 11. —2007. —с. 1604-1605

2. Суздалев И.П. Многофункциональные наноматериалы II Успехи химии. — №78., Выпуск 3. — 2009. — с. 266 301

3. Любутин И.С., Гаврилюк А.Г. Современные достижения в исследовании фазовых превращений в оксидах Зс1-металлов при высоких и сверхвысоких давлениях IIУФН. — №179., Выпуск 10. — 2009. — с. 1047 1078

4. Звездин А.К., Мухин A.A. Магнитоэлектрические взаимодействия и фазовые переходы в новом классе мулътиферроиков с несобственной поляризацией II Письма в ЖЭТФ. — №88., Выпуск 8. — 2008. — с. 581 586

5. Звездин А.К., Лубашевский И.А., Левитин Р.З. и др. Фазовые переходы в мегагаусных магнитных полях II УФН. — №168., Выпуск 10. — 1998. — с. 1141-1146

6. Усачев П.А., Писарев Р.В., Кимель A.B. и др. Оптические свойства ортоферрита тулия TmFe03 II ФТТ. — №47., Выпуск 12. — 2005. — с. 2200 -2206

7. Gupta Н.С., Singh M.K. ,Tiwari L.M. Lattice dynamic investigation of Raman and infrared wavenumbers at the zone center of orthorhombic RFe03 (R — Tb, Dy, Ho, Er, Tm) perovskites II JRS. — №33. — 2002. — c. 67 70

8. T. Hahn International Tables for Crystallography. Vol. A: Space-Group Symmetry — s.l.: s.n., 2005. — 910 c.

9. Козаков A.T., Гуглев K.A., Илясов B.B. и др. Электронне строение монокристаллических феррита висмуа и гематита: рентгеноэлектронное исследование и расчет И ФТТ. — №53., Выпуск 1. — 2011. — с. 41 47

10. C.B. Вонсовский Магнетизм — М: Наука, 1971. — 1032 с.

11. Четкин М.В., Кузьменко А.П., Каминский A.B. , Филатов В.Н. Резонансное торможение доменной границы в ортоферритах на винтеровскихмагнонах IIФТТ. — №40., Выпуск 9. — 1998. — с. 1656 1660

12. Кузьменко А.П., Каминский A.B., Жуков Е.А., Филатов В.Н. Дифракция света на динамических упругих деформациях доменной границы в ортоферритах в момент преодоления звукового барьера II ФТТ. — №43., Выпуск 4. — 2001. —с. 666 671

13. Бучельников В.Д., Даньшин Н.К., Цымбал Л.Т., Шавров В.Г. Магнитоакустикаредкоземельных ортоферритов IIУФН. — №166., Выпуск 6.— 1996. —с. 585 612

14. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Филатов В.Н. Уединенные изгибные волны на сверхзвуковой доменной границе ортоферрита иттрия // Письма в ЖЭТФ. — №65., Выпуск 10. — 1997. — с. 760 765

15. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Шалаева Т.Б .Динамика доменных границ в пленках ферритов-гранатов в больших плоскостных.э/с магнитных полях II ФТТ. — №52., Выпуск 9. — 2010. — с. 1795 1797

16. Кузьменко А.П., Жуков Е.А., Жукова В.И. и др. Изучение структурных и размерных особенностей перемагничивания прозрачных слабых ферромагнетиков II Физика металлов и металловедение. — №106., Выпуск 2. — 2008. —с. 167-175

17. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Шалаева Т.Б., Борщегорский O.A. Динамика антиферромагнитных вихрей в доменных границах ортоферрита иттрия // Известия РАН. Серия физическая. — №71., Выпуск 11. — 2007. — с. 1536- 1538

18. Екомасов Е.Г., Шабалин М.А. Динамика неелевской доменной грницы с "тонкой" структурой в редкоземельных ортоферритах // ФТТ. — №43., Выпуск 7. —с. 1211 1213

19. Chetkin M.V., Kurbatova Yu.N., Shapaeva T.B. Dynamics of antiferromagnetic vortices in the domain wall of canted antiferromagnet-yttrium orthoferrite II JMMM. — №258. — 2003. — c. 15 18

20. Четкин M.B., Курбатоа Ю.Н. Генерация пар антиферромаггнитных вихрей и их динамика на доменной границе ортоферрита иттрия II ФТТ. — №43., Выпуск 8. — 2001. — с. 1503 1506

21. Bar'yakhtar V.G., Chetkin M.V., Ivanov В.А., Gadetskii S.N. Dynamics of Topological Magnetic Solitons, Experiment and Theory — Berlin: SpringerVerlag, Springer Tracts in Modern Physics, 1994. — 179 c.

22. Залесский A.B., Кривенко В.Г., Балбашов A.M. Низкотемпературные аномалии интенсивности ЯМР в доменных границах кристаллов YFe03 II ФТТ. — №23., Выпуск 11. — 1981. — с. 3459 3461

23. Демокритов С.О., Кирилюк А.И., Крейнес Н.М. и др.: Неупругое рассеяние света на динамической доменной границе II Письма в ЖЭТФ. — №48., Выпуск 5. — 1992. — с. 267 270

24. White R.M., Nemanich R.G., Tsang С. Raman scattering from magnons in rare earth orthoferrites II JMMM. — №15., Выпуск 18. — 1980. — с. 733 734

25. White R.M., Nemanich R.J. Herring C. Light scattering from magnetic excitations in orhoferrites II Phys. Rev. B. — №25., Выпуск 3. — 1982. — с. 1822- 1836

26. Kuzmenko A.P, Abakumov P.V., Dobromyslov M.B. Domain wallstructure of weak ferromagnets according to Raman II JMMM. — №324. — 2012. — c. 1262 -1264

27. Singh N., Rhee J.Yu. Electronic and Magneto-Optical Properties of Rare-Earth Orthoferrites RFeOS (R=Y, Sm, En, Gd and Lu) II Journal of the Korean Physical Society. — №53., Выпуск 2. — 2008. — с. 806 811

28. P. Уайт Квантовая теория магнетизма — М: Мир, 1985. — 304 с.116

29. С. Тикадзуми Физика ферромагнетизма —.М: Мир, 1987. — 304 с.

30. Звезотдин М.В., Мухин A.M. Магнитоупругие уединенные волны и сверхзвуковая динамика доменных границ И ЖЭТФ. — №102., Выпуск 8. — 1992. —с. 577-599

31. Барьяхтар В.Г., Иванов Б.А., Четкин М.В. Динамика доменных границ в слабых ферромагнетиках II УФН. — №146., Выпуск 3. — 1985. — с. 417 -458

32. М.М. Фарзтдинов Спиновые волны в ферро- и антиферромагнетиках с доменной структурой — М: Наука, 1988. — 240 с.

33. М.М. Фарзтдинов Физика магнитных доменов в анти- ферро-магнетиках и ферритах — М: Наука, 1981. — 155 с.

34. Фарзтдинов М.М., Шамсутдинов М.А., Халфина A.A. Струк-тура доменных границ в ортоферритах II ФТТ. — №11., Выпуск 8. — 1979. — с. 404 406

35. Звезотдин М.В., Мухин A.M. Магнитоупругие уединенные волны и сверхзвуковая динамика доменных границ II ЖЭТФ. — №102., Выпуск 8. — 1992. —с. 577-599

36. Zvezdin А.К., Kotov V.A. Modem Magnetooptics and Magnetooptical Materials — s.l.: Taylor & Francis, 1997. — 404 c.

37. Wood D., Remeika J., Kolb E. Optical spectra of rare earth orthoferrites II J. Appl. Phys. — №41. — 1970. — c. 5215 5322

38. Wolfe R., Kurtzig A.I., Crau R.C. Room-temperature Ferromagnetic Materials Transparent in the Visible II J. Appl. Phys. — №41. — 1970. — c. 133 139m

39. Еременко B.B., Харченко Н.Ф., Литвиненко Ю.Г., Науменко В.М. Магнитооптика и спектроскопия антиферромагнетиков — Киев: Наукова думка, 1989.—238 с.

40. Смоленский Г.А., Леманов В.В., Недлин Г.М. и др. Физика магнитных диэлектриков — Л: Наука, 1974. — 227 с.

41. Антонов A.B., Балбашов A.M., Червоненкис А.Я. Оптические свойства редкоземельных ортоферритов II ФТТ. — №12., Выпуск 6. — 1979. — с. 1620- 1623

42. Волков В.В., Боков В.А. Динамика доменной стенки в ферромагнетиках (Обзор) II ФТТ. — №50., Выпуск 2. — 2008. — с. 193 221

43. Patterson G.N., Giles R.C., Humphrey F.B. A numerical investigation of domain wall and horizontal Bloch line motion in thin films with perpendicular anisotropy II IEEE Trans. Magn. — №27., Выпуск 6. — 1991. — с. 5498 5500

44. Четкин M.B., Кузьменко А.П., Гадецкий С.Н., Филатов В.Н. Метод высокоскоростной фотографии для исследования ди-намики доменных границ IIПТЭ. — №3. — 1984. — с. 196 199

45. Chetkin M.V., Kurbatova Yu.N. Dynamics and collisions of mag-netic vortices in the domain wall of orthoferrites II Phys. Let. A. — №260. — 1999. — c. 108 — 111

46. Шамсутдинов M. А., Шамсутдинов Д. M., Екомасов E. Г. Динамика доменных границ в орторомбических антиферромагнетиках вблизи критической скорости IIФММ. — №96., Выпуск 4. — 2003. — с. 16-22

47. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Шалаева Т.Б., Борщеговский O.A. Гироскопическая квазирелятивистская динамика антиферромагнитного вихря на доменной границе ортоферрита иттрия II Письма в ЖЭТФ. — №79., Выпуск 9. — 2004. — с. 527 530

48. Чёткин М. В., Курбатова Ю. H., Шалаева Т. Б., Борщегов-ский О. А. Генерация и гироскопическая квазирелятивистская динамика антиферромагнитных вихрей в доменных границах ортоферрита иттрия II ЖЭТФ. — №133., Выпуск 1. — 2006. — с. 181 188

49. Чёткин М. В., Курбатова Ю. Н., Шалаева Т. Б., Борщеговский О. А. Отражение антиферромагнитных вихрей на сверх-звуковой доменной границе в ортоферрите иттрия II Письма в ЖЭТФ. — №85., Выпуск 4. — 2007. — с. 232 235

50. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н., Ахуткина А.И., Шапаева Т.Б. Генерация, динамика и соударения уединенных изгибных волн на доменных границах ортоферрита иттрия II ЖЭТФ. — №115., Выпуск 6. — 1999. — с. 2160 -2169

51. Четкин М.В., Курбатова Ю.Н, Шапаева Т.Б. Гироскопическая динамика антиферромагнитных вихрей на доменных границах ортоферрита иттрия II Письма в ЖЭТФ. — №73., Выпуск 6. — 2001. — с. 294 296

52. Chetkin M.V., S.N. Gadetskii Kink on the domain wall in orthoferrite II JETP Lett. — №38., Выпуск 5. — 1983. — с. 308 310

53. Meixner A.E., Dietz R.E., Rousseau D.L. Raman Scattaring from Magnons and Phoinons in FeBOS and FeF2 II Physical Review B. — №7., Выпуск 7. — 1973. —c.3134-3141

54. Mariola O. Ramirez, M. Krishnamurthi, S. Denev et al. Two-phonon coupling to the antiferromagnetic phase transition in multiferroic BiFe03 II Applied Physics Letters. — №92. — 2008. — c. 022511-1 022511-3

55. L. Benfatto, M.B. Silva Neto, A. Gozar, et al. Field dependence of thr magnetic spectrum in anisotropic and Dzyaloshinskii-Moriya antiferromagnets, II. Raman spectroscopy II Physical review B. — №74. — 2006. — c. 024416-1 024416-13

56. A. V. Kimel, A. Kirilyuk, R. V. Pisarev, et al. Ultrafast non-thermal control of magnetization by instantaneous photomagneticpulses II Nature Letters. — №435., Выпуск 2. — 2005. — с. 655 657

57. Колесов Б.А. Раман-спектроскопия в неорганической химии и минералогии — Новосибирск: СО РАН, 2009. — 189 с.

58. Шукшин В.Е. Спектроскопия комбинационного рассеяния света как инструмент изучения строения и фазовых переходов вещества в конденсированном состоянии //Электронный ресурс.: phch.mrsu.ru.

59. Loosdrecht P. Н. М, Boucher J. P. Martinez G. Magnetic fluctuation spectrwn of СгЮеОЗ: Raman scattering II J. Appl. Phys. — №79., Выпуск 8. — 1996. — с. 5395 5397

60. IvanovV. G., IlievM. N., Wang Y.-H. A., Gupta A. Ferromagnetic spinel CuCr2Se4 studied by Raman spectroscopy and lattice dynamics II Phys. Rev. B. — №81. — 2010. — c. 224302-1 224302-5

61. Iliev M. N., Litvinchuk A. P., Lee H.-G., ChuC. W. Raman spectroscopy of ferromagnetic СЮ2II Phys. Rev. B. — №60., Выпуск 1. — 1999. — с. 33 66

62. Podobedov V. В., Weber A. Effect of structural and magnetic transitions in Lal-хМхМпОЗ (M = Sr, Ca) single ctystals in Raman scattering II Phys. Rew. B. — №58., Выпуск 1. — 1998. — с. 43 46

63. Granado E., Garcia A., Sanjurjo J. A., Rettori C., Torriani I. Magnetic ordering effects in the Raman spectra of Lal-xMnl-x03 II Phys. Rew. B. — №60., Выпуск 17. —1999. —с. 11879-11882

64. Takahashi J., Matsubara E., Arima T., Hanamura E. Coherent multistep anti-Stokes and stimulated Raman scattering associated with third harmonics in YFe03 ctystals II Phys. Rev. В. — №68. — 2003. — с. 155102-1 155102-5

65. Singh M.K.,Jang H.M., Gupta H.C., Katiyar R.S. Polarized Raman scattering and lattice eigenmodes of antiferromagnetic NdFe03 II JRS. — №39. — 2008. — c. 842-848

66. Антонов A.B., Балбашов A.M., Червоненкис А.Я. Оптические свойства редкоземельных ортоферритов II ФТТ. — №12., Выпуск 6. — 1970. — с. 1724-1728

67. Wood D., Remeika J., Kolb E. Optical spectra of rare earth orthoferrites II J. Appl. Phys. — №41. — 1970. — c. 5315-5322

68. Балбашов A.M., Червоненкис А.Я., Антонов A.B., Бахтеузов B.E. Влияние давления кислорода при синтезе на свойства монокристаллов ортоферритов II Изв. Ан СССР. Сер. физическая. — №35., Выпуск 6. — 1971. — с. 12431247

69. M. V. Chetkin, Yu. N. Kurbatova, Т. В. Shapaeva Gyroscopic Dynamics of Antiferromagnetic Vortices in the Orthoferrite Domain Wall IIJMMM. — №321., Выпуск 7. — 2009. — с. 800 802

70. Kuz'menko A. P., Abakumov P. V., Dobromyslov M.B. Domain wall structure of weak ferromagnets according to Raman II Journal of Magnetism and Magnetic Materials. — №324. — 2012. — c. 1262 1264

71. Майер P.B. Компьютерное моделирование физических процессов: монография — Глазов: ГГПИ, 2009. — 112 с.

72. Сарры A.M., Сарры М.Ф К теории функционала плотности II ФТТ. — №54., Выпуск 6. — 2012. — с. 1237 1243

73. Свешников А. Г., Боголюбов А. Н., Кравцов В. В. Уравнения эллиптического типа. Краевые задачи для уравнения Лапласа; 2 — М: Наука, 2004. —416 с.

74. В.Н. Брудный, С.Н. Гриняев, А.В. Двуреченский Электронные свойства кремния с германиевыми кластерами улыпрамалых размеров // ФТТ. — №47., Выпуск 11. — 2005. — с. 1941 1945

75. Shick L.K. Chemical polish for rare-earth orthoferrites II Journ. Electrochem. Soc. — №118., Выпуск 1. — 1971. — с. 179-181

76. В.В. Леманов Г.А. Смоленский Ферриты и их технологическое применение — Л.: Наука, 1975. — 219 с.

77. М. Iglesias, A. Rodri'guez, P. Blaha, et al. Ab initio electronic structure of rare earth orthoferrites IIJMMM. — 2005. — c. 396 399

78. Первухин А.В. Холунов Э.А., "Способ идентификации хрупких минералов при исследовании аншлифа руды," Изобретение №1516836, дек. 07, 1988.

79. Криводубская К.С., Тарасова Т.Н. Осокина Г.Н., "Способ определения рудного железа," Изобретение 1354060, ноя. 23, 1989.

80. Донец Т.А., "Способ экспрессного рентгеноспектрального анализа металлизованных железорудных продуктов," Изобретение 2402756, окт. 27, 2010.

81. Дю Плесси Франсуа Эберхардт, "Устройство для спектрального анализа, позволяющее производить измерения в промежуточных слоях образцов минералов," Изобретение 2285911, окт. 20, 2006.

82. Nasibulin A.G., Raskauskas S., Hua Jias and et.al. Simple and Rapid Synthesis of a-Fe203 Nanowires Under Ambient Conditions II Nano Research. — 2009

83. Dong Cun-kul, Li Xinl, Zhang Yan, Qi Jing-Yao and Yuan Yun-fang FeS04 Nanoparticles Decorated Multi-walled Carbon Nanotubes and Their Sorption Properties И Chem. Res. Chinese Universities. — №25., Выпуск 6. — 2009. — с. 936 940

84. Стегайлов В.В., Норман Г.Э., Фортов В.Е. и др. Стариков С.В. Лазерная абляция золота: эксперимент и атомистическое моделирование II Письма в ЖЭТФ. — №93. — 2011. — с. 719-725

85. Curioni A. Hutter J. Car-Parrinello molecular dynamics on massively arallel computers II ChemPhysChem. — №6. — 2005. — c. 1788-1793

86. Блатов В.А. Неэмперические расчетные методы квантовой химии. — Самара: Изд-во «Самарский университет» , 1996.

87. Звездин А.К. О динамике доменных границ в слабых ферромагнетиках И Письма в ЖЭТФ. — №29., Выпуск 10. — 1979. — с. 605 6101122 /