Пористость и магнитоакустический резонанс в никель-цинковом поликристаллическом феррите

Размещено на http://www.allbest.ru/

Пористость и магнитоакустический резонанс в никель-цинковом поликристаллическом феррите

Как известно [Гуревич 1994, Беляева 1992: 107], магнитоакустический резонанс заключается в синхронном взаимодействии спиновой и упругой волн и интенсивном энергообмене между магнитной и упругой подсистемами магнетика. В области резонанса происходит существенное (на несколько порядков) увеличение эффективной магнитоакустической нелинейности [Беляева 1992: 107]. Это, в свою очередь, приводит к резонансному росту эффективности нелинейных явлений, в частности, взаимодействия встречно распространяющихся волн [Зарембо 1994: 56, Зарембо 1993: 17], приводящего к появлению однородных колебаний намагниченности (спинового отклика) с частотой, равной удвоенной частоте этих волн (при условии равенства частот встречных волн). Следует подчеркнуть, что неоднородность внутреннего поля, возникающая вследствие неэллипсоидальности формы [Зарембо 1994: 56, Зарембо 1992: 1327], наличие дефектов, включений, различной локальной пористости, предоставляют принципиальную возможность локализации области магнитоакустического резонанса, которая может перемещаться по образцу при изменении внешнего поля. В настоящей работе проведено экспериментальное исследование нелинейного взаимодействия встречных магнитоупругих волн в поликристаллах пористых ферритов в условиях магнитоакустического резонанса.

Исследуемые образцы представляли собой поликристаллы состава Ni_0.2Zn_0.247Co_0.003Cu_0.05Fe_2.5O₄, имевшие форму параллелепипедов одинаковых размеров 3?4?15 mm³ с пористостью 1.9, 2.7, 3.6, 17 и 30%%.

Возбуждение ультразвуковых волн на частоте 30 MHz осуществлялось с помощью пьезопреобразователей сдвиговых волн из LiNbO₃. Акустические импульсы длительностью 1,5 ?s распространялись вдоль длинной грани образцов. Внешнее поле было приложено в том же направлении. Преобразователи были включены параллельно, вследствие чего область взаимодействия встречных волн находилась в центре образцов, где неоднородность внутреннего поля, связанная с формой, - минимальна. Размеры области взаимодействия составляли примерно 2 mm. Исследовалась зависимость амплитуды спинового отклика S H2?( 0) от внешнего поля (сигнал снимался с катушки, охватывающей образец).

Эксперименты проводились на многофункциональном автоматизированном магнитоакустическом спектрометре, подробное описание которого приведено в [Зарембо 1994: 56].

На Рис. 1 (кривые 1-3) приведены зависимости S_2?(H_o) - амплитуды спинового отклика (в относительных единицах) от величины внешнего поля H_o для образцов с пористостью 1.9, 17 и 30%%, соответственно.

Рис. 1.

феррит магнитоакустический резонанс

С ростом пористости P уменьшаются абсолютные (резонансные) значения H_o^res внешнего поля , соответствующего максимуму сигнала спинового отклика (Рис. 2, линия 1), а ширина ?H_o по внешнему полю линии спинового отклика растет (Рис. 2, линия 2). Первое обстоятельство может быть объяснено уменьшением внутреннего магнитного поля вследствие уменьшения магнитного момента, приходящегося на единицу объема из-за увеличенной пористости образца. Уширение линии спинового отклика с ростом пористости образцов может быть, по-видимому, объяснено увеличением неоднородности внутреннего магнитного поля вследствие увеличения амплитуды скачков размагничивающего поля на границах пор. Нужно отметить, что несколько похожий эффект имеет место и для ферромагнитного резонанса [Гуревич 1994].

Рис. 2.

В заключение необходимо отметить, что существует возможность измерения пористости в различных областях образца, т.е., локальной пористости, посредством перемещения области взаимодействия встречных магнитоупругих волн в образце при изменении относительной временной задержки встречных импульсов. Разумеется, для этого должна быть устранена неоднородность внутреннего магнитного поля, связанная с неэллипсоидальностью формы поликристалла, которая, как уже указывалось, сама по себе уширяет линию магнитоакустического резонанса и может маскировать эффекты, связанные с пористостью.

Список использованной литературы

феррит магнитоакустический резонанс

1.Беляева О. Ю., Зарембо Л. К., Карпачев С. Н. УФН. - 1992. - Т. 62. - № 2. - С. 107.

2.Гуревич Г. А., Мелков Г. А. Магнитные колебания и волны. - Москва: Физматлит, 1994. - 464 с.

3.Зарембо Л. К., Карпачев С. Н., Беляева О. Ю. ФТТ. - 1992. - Т. 34. - № 5. - С. 1327.

4.Зарембо Л. К., Карпачев С. Н., Польченко В. Н. Вестн. Моск. ун-та. Сер. 3. Физика. Астрономия. - 1994. - Т. 35.

5. Зарембо Л. К., Карпачев С. Н., Яфасов А. И. Письма в ЖТФ. - 1993. - Т. 19. - Вып. 19. - С. 17.

Размещено на Allbest.ru