Материал: Гуревич, А. Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках

Величина А со — пока просто обозначение. Но легко убедиться, что А со есть полуширина резонансной кривой, определяемая обычным образом как расстройка частоты, при которой мнимая часть компонент %хх, х а и приближенно %zz составляет половину значений этих величин при резонансе (при со — сох)- Полуши­ рина резонансной кривой по полю определится из соотношения (1.3.32) и при cpj_ <^; 1

Компонента %уу тензора (4.3.29) определится в результате решения системы для lx, lz и тѵ. В том же приближении, в котором были записаны другие компоненты этого тензора (Но, На , Н0<^.Не и а < 1),

где резонансная частота со2 есть собственная частота (4.3.26) второго типа колебаний.

Влияние апизотропии в базисной плоскости на резонанс в сла­ бом ферромагнетике можно учесть так же, как и в антиферромаг­

ного.

При рассмотрении колебаний в слабом ферромагнетике все время предполагалось, что постоянное поле Н 0 лежит в базисной плоскости. Если Н0 будет направлено по оси z, то эффективное поле (4.3.15), вызывающее слабый момент, не приведет к скольконибудь существенным отличиям от рассмотренного в начале этого параграфа случая коллинеарного антиферромагнетика с отрица­ тельной константой анизотропии.

Колебания в антиферромагнетике со слабым моментом одноионного происхождения. Рассмотрим теперь антиферромагнетик с отрицательной одноосной анизотропией, энергия которого со­

$ 4.3] С Л А Б Ы Е Ф Е Р Р О М А Г Н Е Т И К И 197

держит член (4.3.14), также приводящий к слабому ферромагне­ тизму. В отличие от (4.3.13), этот член не инвариантен относитель­ но поворотов вокруг оси z и стимулирует не только определенную

жестко связанных с осями кристалла. Иными словами, этот член,

М10 и М20 направлены так, как показано пунктиром на рис. 4.3.7.

Легко убедиться, подставляя, например, постоянные составляю­ щие этих полей, а также внешнее поле и эффективное поле обмен­ ного взаимодействия в проекции (4.1.15) на ось z, что условие равновесия совпадает с (4.3.16) при замене Но на

Выражение (4.3.18) и формула для спонтанного момента (4.3.20) будут, конечно, также справедливы при такой замене.

Для исследования свободных колебаний поступим так же, как мы неоднократно поступали ранее. Тогда мы снова придем к двум независимым системам уравнений. Первая из них запишется

Эта система, в отличие от условия равновесия, не переходит в сис­ тему (4.3.22) при замене Нр на Яд. Приравнивая нулю определи­ тель системы (4.3.37) при Ф_і_<С1 с учетом условия равновесия, получим

что существенно отличается от (4.3.25). Вторая же система — для переменных lx, lz и ту, при указанной замене совпадаете(4.3.23). Следовательно, выражение для собственной частоты второй ветви получится из (4.3.26) заменой Но на Нр.

Как видно из рис. 4.3.6, частоты магнитных колебаний в сла­ бых ферромагнетиках двух типов значительно отличаются друг от друга. Если в слабых ферромагнетиках с инвариантом (4.3.13) (например, в a-Fe20 3 или МпС03) низкочастотная ветвь остается (без учета анизотропии в базисной плоскости, которая обычно мала) бесщелевой, то в слабом ферромагнетике с инвариантом одноионной природы (4.3.14) (например, в NiF2) она имеет щель,, равную 2уНр.

Мы все время предполагали, что магпитомеханические от­ ношения У], связывающие магнитные моменты подрешеток с ме­ ханическими, являются величинами скалярными и одинаковыми для обеих подрешеток. Однако эти величины (или связанные с ними g-факторы подрешеток) могут быть тензорами, причем не

существуют инварианты второго порядка, приведенные в табл.4.3 .1 , тензоры g-факторов подрешеток содержат антисимметричные ком­ поненты. А это, в свою очередь, приводит к неколлинеарности магнитных моментов подрешеток и к появлению слабого ферро­ магнетизма даже в том случае, если векторы механических момен­ тов подрешеток равны по величине и строго антипараллельны.

Расчет резонансных частот с учетом анизотропии g-фактора [2 1 ] показывает, что в одноосных кристаллах с инвариантом (4.3.13) наличие этой анизотропии не изменяет характера спектра, приводя лишь к некоторой перенормировке константы Но- Для кристаллов ще тетрагональной сингонии с инвариантом (4.3.14)