Д.ф.м.н. Рандошкин В.В.

Институт общей физики им. А.М.Прохорова Российской академии наук, Россия

Параметр затухания в Eu-содержащих эпитаксиальных монокристаллических пленках феррит-гранатов

Монокристаллические пленки феррит-гранатов (МПФГ) для разных приложений часто выращивают методом жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ) из переохлажденного раствора-расплава [1,2] с разными растворителями [3].

Диссипативные свойства МПФГ наиболее адекватно характеризует приведенный параметр затухания Ландау-Лившица Λ, не зависящий от других магнитных параметров материала [4]. Эти свойства часто характеризуют безразмерным параметром затухания Гильберта α [2,5]:

α = Λγ/M_s,

где γ – гиромагнитное отношение (эффективное значение), 4πM_s - намагниченность насыщения. Величину α определяют из экспериментов по ферромагнитному резонансу (ФМР) или по динамике доменных стенок (ДС) [6].

Методом ФМР исследовали МПФГ (Eu,Lu,La)₃Fe₅O₁₂ [7], в которых Λ пропорционален содержанию Eu. Зависимости гиромагнитного отношения γ и параметра Λ МПФГ Eu_x(Lu,La)_3-xFe₅O₁₂ от содержания х ионов Eu³⁺ показаны на риснке. Видно, что обе кривые – линейные, причем γ снижается с ростом содержания Eu, а Λ – растет.

Для нахождения уровней t замещения Fe немагнитными ионами, обеспечивающих выращивание [8.9] МПФГ (Bi,Eu,Lu)₃Fe_5-t(Ga,Al)_tO₁₂ с компенсацией магнитного момента (КММ) и компенсацией момента импульса (КМИ) с помощью метода перемагничивания [9,10] с использованием высокоскоростной фотографии (ВСФ) [10,11].

Зависимости эффективного значения гиромагнитного отношения γ (1) и приведенного значения параметра затухания Λ (2) от содержания t европия в МПФГ Eu_x(Lu,La)_3-xFe₅O₁₂ с ориентацикй (111)

При выращивании пленок (Bi,Eu,Lu)₃Fe_5-t(Ga,Al)_tO₁₂, отношение R₂ = Fe₂O₃/(Ga₂O₃ + Al₂O₃) варьировали в интервале от 14.7 до 2.9, при этом содержание ионов Ga³⁺ и Al³⁺ изменялось от 0.5 до 1.8 формульных единиц (ф.е.). Эксперименты показывают, что использование растворов-расплавов с R₂ = 3.8 ¸ 5.3 обеспечивает получение МПФГ (Bi,Eu,Lu)₃(Fe_5-t(Ga,Al)_tO₁₂ с t » 1.7, для которых зависимость V от действующего магнитного поля H линейна вплоть до V~10 ³ м/с. При всех других исследованных значениях R₂ наблюдается «насыщение» скорости ДС.

Как известно [2,13], кривая V(H) может состоять из двух линейных участков, между которыми при α < 1 расположен нелинейный участок. Первый линейный участок характеризуется начальной подвижностью μ, второй – дифференциальной подвижностью μ₀ < μ. Первый линейный участок заканчивается при H = H_cr и V = V_cr. Динамические параметры исследованных Eu-содержащих МПФГ сведены в таблицу, где

Литература

1. Дудоров В.Н., Рандошкин В.В., Телеснин Р.В. Синтез и физические свойства монокристаллических пленок редкоземельных феррит-гранатов, УФН, 1977, т. 122, № 2, с. 253-293.

2. Владимир Рандошкин. Динамика однохиральных доменных стенок. Импульсное перемагничивание пленок феррит-гранатов. Lambert Academic Publishing, 2011, 400 с.

3. Рандошкин В.В. Переходные поверхностные слои в эпитаксиальных пленках феррит-гранатов, выращенных из разных растворов-расплавов. Materialy VIII Mezinarodny vedescko-practicka conference “Aktualni vimozenosti vedy -2012”, 27 cervna – 05 cervencu 2012 rocu. Dil 20, Praha, 2012, c. 9-11.

4. Рандошкин В.В. Параметры затухания в монокристаллических пленках феррит-гранатов. Материали за VIII Международна научна практична конференция «Найновите постижения на европейската наука - 2012», 17 – 25 июня 2012, том 18, София, 2012, с. 46-47.

5. Рандошкин В.В., Червоненкис А.Я. Прикладная магнитооптика. М.: Энергоатомиздат, 1990, 320 с.

6. Рандошкин В.В., Старостин Ю.В. Методы измерения параметров материалов-носителей цилиндрических магнитных доменов. Радиоэлектроника за рубежом. НИИЭИР, 1982, № 18, с. 1-57.

7. Васильева Н.В., Зюзин А.М., Иванов М.А., Рандошкин В.В. Гиромагнитное отношение, параметр затухания и магнитная анизотропия в пленках (Eu,Lu,La)₃Fe₅O₁₂. ФТТ, 1986, т. 28, ; 5, с. 1505-1507.

8. Зоря В.И.,.Зуева И.Ю, Рандошкин В.В., Сигачев В.Б., Тимошечкин М.И. Скорость движения доменных стенок в пленках (Eu,Lu,Bi)₃(Fe,Ga,Al)₅O₁₂. ЖТФ, 1984, т. 54, № 7, с. 1381-1383.

9. Рандошкин В.В. Переходные поверхностные слои в эпитаксиальных пленках феррит-гранатов, выращенных из разных растворов-расплавов. Materialy VIII Mezinarodny vedescko-practicka conference “Aktualni vimozenosti vedy -2012”, 27 cervna – 05 cervencu 2012 rocu. Dil 20, Praha, 2012, c. 9-11.

10. Рандошкин В.В. Метод измерения скорости доменных стенок в пленках феррит-гранатов. ПТЭ, 1995, № 2, с. 155-161.

11. Рандошкин В.В. Развитие визуальных методов исследования динамических свойств эпитаксиальных пленок феррит-гранатов с одноосной магнитной анизотропией. Materialy VIII Miedzinarodowej naukowj-prakticznej konferencji “Dynamika naukowich badan 2012”, 07 – 15 lipca 2012 roku. Volume 22, Przemysl, 2012, c. 10-16.

12. Логунов М.В., Рандошкин В.В., Сигачев В.Б. Универсальная установка для исследования динамических свойств ЦМД-материалов. ПТЭ, 1985, № 5, с. 247-248.

13. Рандошкин В.В. Зависимость скорости доменных стенок от магнитного поля в одноосных пленках феррит-гранатов с разным затуханием. ФТТ, 1995, т. 37, № 3, с. 652-659.

14.

Рандошкин В.В., Сигачев В.Б. Влияние температуры на динамику доменных стенок в пленках феррит-граната (Bi,Eu)₃(Fe,Ga,Al)₅O₁₂ вблизи точки компенсации момента импульса // ЖТФ. - 1988. - Т.58. - В.12. - С.2350-2354.

15. (Eu,Bi)₃(Fe,Ga)₅O₁₂ с разной ориентацией вблизи точки компенсации момента импульса / В.В.Рандошкин, М.В.Логунов, Ю.Н.Сажин и др. // Письма в ЖТФ. - 1992. - Т.18. - В.4. - С.71-74.

Рандошкин В.В. Зависимость скорости доменных стенок от магнитного поля в одноосных пленках феррит-гранатов с разным затуханием // ФТТ. - 1995. - Т.37. - В.3. - С.652-659.