2.1.2 Легкоосный антиферромагнетик

При анализе резонансного МЭ-эффекта в АФМ структурах следует иметь в виду, что из результатов для легкоплоскостного СФМ достаточно просто получаются данные для легкоосного АФМ.Для этого, очевидно, необходимо в конечных соотношениях пренебречь членами, содержащими константу D. Поэтому в дальнейшем остановимся только на исследовании эффекта в легкоосном АФМ.

Рассмотрим легкоосный АФМ с симметрией 3z⁺2x^-I^-.В этом случае в выражениях (2.19) для описания линейного МЭ-эффекта необходимо пренебречь константами A_ij, C_ij и D_ijk, а также ввести новый член F_ijkE_iH_jL_k. МЭ-константы F_ijk учитывают изменение зеемановской энергии в электрическом поле.

С целью описания резонансного МЭ-эффектавокисихромапредставим плотность МЭ-энергии в виде

W_МЭ = [B₃₁₁(M₁L₁ + M₂L₂) +B₃₃₃M₃L₃ + F₃₃₃H₀L₃]E. (2.41)

Считая, что электрическое поле направлено вдоль "легкой" оси. Предполагая, что АФМ намагничен продольным полем, условияравновесия для намагниченности подрешеток запишем в виде

M₁₀ = M_10z = M₀ ; M₂₀ = M_20z = -M₀ ; (2.42)

Уравнения движениянамагниченностейподрешеток с учетом(2.41)и (2.42) будут иметь вид:

iwm_1x + g(H₀ + H_E + H_A + H_МЭ1 + H_МЭ2) m_1y + gH_Em_2y = 0;

iwm_1y - g(H₀ + H_E + H_A + H_МЭ1 + H_МЭ2) m_1x - gH_Em_2x = 0; iwm_1z = 0; (2.43)

iwm_2x + g(H₀ - H_E - H_A + H_МЭ1 - H_МЭ2) m_2y - gH_Em_1y = 0;

iwm_2y - g(H₀ - H_E - H_A + H_МЭ1 - H_МЭ2) m_2x + gH_Em_1x = 0; iwm_2z = 0;

где H_МЭ1 = 2M₀(B₃₁₁ - B₃₃₃)E; H_МЭ2 = - F₃₃₃EH₀ .

Приравнивая к нулю определитель системы (2.43), находимвыражение для частот АФМР

• 
• (2.44)

Анализ формулы (2.44) показывает,что внешнее электрическое полепо аналогии с внешним магнитным полем снимает вырождение линий АФМР ( при Н₀ = 0 ). Очевидно, что для экспериментального наблюдения этого эффекта необходимы образцы, имеющие ширину резонансной линии, сравнимую с величиной сдвига.

Для сдвига линий АФМР из (2.44) в линейном приближении получим

• 
• (2.45)

Первое слагаемое в (2.45) описывает часть сдвига линий АФМР, зависящую от внешнего постоянного магнитного поля. Используя экспериментальные данные по МЭ-эффекту низкочастотнойветви АФМР в окиси хрома [52], оценим МЭ-константы, входящие в выражение (2.44). Из (2.45) с учетом (2.43) получаем

B₃₃₃ - B₃₁₁ = Dw‘ / (2gM₀E).

• 
• (2.46)

гдеDw‘- сдвиг линий АФМР, не зависящий от подмагничивающего поля;

Dw“ - сдвиг, зависящий от магнитного поля.

По данным [52] Dw‘ = 0.62 МГц, Dw“ = - 1,26 МГц при
Е = 1кВ/см. Подставляя эти данные в (2.46), получим
B₃₃₃ - B₃₁₁ = 6,2 ×10см/кВ, F₃₃₃ = 3,4 ×10 см/кВ.

Из сравнения выражений для сдвига резонансного магнитногополяпри ориентации магнитного поля вдоль тригональной оси следует, что в СФМ типа "легкая плоскость" (борат железа ) резонансный МЭ-эффект обусловлен изменением константы Дзялошинского,в товремя как в АФМ типа "легкая ось" (окись хрома) эффект определяется изменением как константымагнитнойанизотропии, так и g-фактора.

Кроме того, необходимо отметить, что в отличие от окиси хрома, в которой существует линейный МЭ-эффект, в борате железа наблюдается только квадратичный МЭ-эффект, причем величина МЭ щели "усилена" полем Дзялошинского.

предыдущий раздел | содержание| следующий раздел

Поиск в журналах РАЕ:

Авторы Публикации