Особенности магнитных фазовых переходов в редкоземельных ферритах-гранатах

Аннотация

Актуальность и востребованность темы диссертации. В мире на сегодня в бурно развивающемся направлении физики магнетизма одним из перспективных направлений является воздействие на доменную структуру магнетиков, предназначенных для применения в компьютерных и телекоммуникационных системах, робототехнике. В этом аспекте с целью расширения их функциональных свойств, проведение фундаментальных исследований по выявлению механизмов формирования магнитных характеристик и физических процессов в редкоземельных ферритах-гранатах, является одним из важнейших задач. В последние годы в мире внимание уделяется на изменение и управление доменными структурами ферро- и ферримагнетиков воздействием внешних факторов. В тоже время требует изучения следующие аспекты: изучение изменения доменной структуры при ориентационном фазовом переходе; магнитооптических характеристик при изменении доменной структуры; изменения вектора спонтанной намагниченности кристаллов указывает на актуальность темы данной диссертации. В годы независимости учеными нашей республики большое внимание уделяется применению и изучению магнитооптических и воздействию на доменную структуру магнетиков. В этом направлении в изучении магнитных свойств, магнитооптических характеристик и доменных структур ферримагнетиков, а также их применению в микроэлектронных устройствах различного назначения получены ощутимые результаты. В соответствии со Стратегией действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан, является наиболее важным обратить особое внимание на разработку эффективных механизмов внедрения достижений научных исследований, в этом аспекте повышение эффективности отрасли микроэлектротехники путем применения результатов исследований физических процессов протекающих в полупроводниковых приборах имеет важное значение. Данное диссертационное исследование в определенной степени служит выполнению задач, предусмотренных Указе Президента № УП-4947 «О Стратегии действий по дальнейшему развитию Республики Узбекистан» от 7 февраля 2017 года и в Постановлениях Президента № ПП-2772 «О мерах по дальнейшему совершенствованию управления, ускоренному развитию и диверсификации электротехнической промышленности на 2017 - 2021 гг.» от 13 февраля 2017 года и № ПП-2789 «О мерах по дальнейшему совершенствованию деятельности Академии наук, организации, управления и финансирования научно-исследовательской деятельности» от 17 февраля 2017 года, а также в других нормативно-правовых документах, принятых в данной сфере. Целью исследования является получение новых экспериментальных результатов по спонтанным и индуцированным внешними воздействиями фазовым превращениям в магнитоупорядоченных кристаллах, а также развитие на их основе положений существующей термодинамической теории магнитных ориентационных фазовых переходов. Научная новизна исследования заключается в следующем: впервые проведены прямые визуальные наблюдения эволюции доменной структуры феррита-граната ТЬо.2бУ2.74Ғе50|2 при спонтанной переориентации направления оси легкого намагничивания, и показано, что вблизи температуры исследованного фазового перехода магнитооптическая восприимчивость кристалла имеет узкий резкий максимум, а коэрцитивная сила - уменьшается; предложена модель перестройки доменной структуры феррита-граната ТЬо.2б¥2,74Ғе5012 в температурной области спонтанной переориентации оси легкого намагничивания, позволяющая непротиворечиво описать всю совокупность полученных экспериментальных результатов; впервые выполнены экспериментальные исследования магнитного ориентационного фазового перехода, индуцированном двуосными механическими напряжениями в кубическом ферримагнетике; развита феноменологическая теория индуцированного механическими напряжениями ориентационного фазового перехода в РЗФГ. Заключение На основе полученных новых экспериментальных данных спонтанных и индуцированных внешними воздействиями фазовыми переходами магнитоупорядоченных кристаллов, существующей термодинамической теории магнитных ориентационных фазовых переходов представлены следующие выводы: 1. Показано, что доменная структура образцов феррита-граната Tb0.26Y2.74Fe5Oi2, имеющих разную кристаллографическую ориентацию, как направление доменных границ, так и тип реализующейся доменной конфигурации существенно зависят от присутствия в кристалле механических напряжений. 2. Предложена модель доменной структуры образцов исследованного кристалла, имеющих вид плоскопараллельной пластинки, развитые поверхности которых параллельны кристаллографическим плоскостям (111) и (110). 3. Впервые показано, что при спонтанной переориентации направления оси легкого намагничивания, сосуществуют домены низкотемпературной и высокотемпературной магнитных фаз, а перестройка доменной конфигурации кристалла сопровождается заметным температурным гистерезисом. 4. Показано, что вблизи температуры исследованного фазового перехода магнитооптическая восприимчивость кристалла имеет узкий резкий максимум, а коэрцитивная сила - уменьшается. 5. Предложен оригинальный метод создания в кристалле неоднородных механических напряжений заданной симметрии, позволяющий проводить исследования влияния упругих деформаций кристаллической решетки на магнитное состояние и процесс технического намагничивания магнитоупорядоченных кристаллов. 6. Впервые установлено, что в двуосно напряженном кубическом ферримагнетике Ho06Y24Fe5O12, магнитный ориентационный фазовый переход I - ого рода и сопровождается заметным гистерезисом. 7. На основе термодинамического потенциала двуосно напряженного кубического кристалла развита феноменологическая теория исследованного ориентационного фазового перехода. 8. Переориентация направления спонтанного магнитного момента кубического кристалла под действием механических напряжений происходит как фазовый переход либо I - ого (переориентация оси легкого намагничивания происходит скачком), либо II - ого рода (ось легкого намагничивания плавно меняет свое направление от одной кристаллографии-ческой оси к другой).