Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂
Было обнаружено, что поле Ht метамагнитного фазового перехода в Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂-гранате изменяется в результате освещения кристалла линейно поляризованным светом. Величина Ht уменьшается при освещении поляризацией света E ‖ [110] и возрастает в случае поляризации света E ‖ [11̄0]. Разница в значениях п...
Gespeichert in:
| Datum: | 1999 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України
1999
|
| Schriftenreihe: | Физика низких температур |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129714 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ / В.А. Бедарев, В.И. Гапон, С.Л. Гнатченко // Физика низких температур. — 1999. — Т. 25, № 1. — С. 38-42. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-129714 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1297142025-02-23T20:16:34Z Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ Effect of linearly polarized light on metamagnetic phase transition in Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ garnet Бедарев, В.А. Гапон, В.И. Гнатченко, С.Л. Низкотемпеpатуpный магнетизм Было обнаружено, что поле Ht метамагнитного фазового перехода в Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂-гранате изменяется в результате освещения кристалла линейно поляризованным светом. Величина Ht уменьшается при освещении поляризацией света E ‖ [110] и возрастает в случае поляризации света E ‖ [11̄0]. Разница в значениях поля перехода в этих двух случаях составляет ~ 100 Э при температуре T = 7К, для которой Ht ≈31,2 кЭ в неэкспонированном кристалле. Изменение значения поля метамагнитного фазового перехода связано с фотоиндуцированным магнитным моментом, величина и направление которого зависят от поляризации индуцирующего излучения. It has been found that the field Ht of a metamagnetic phase transition in Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ garnet changes as a result of illumination of the crystal with linearly polarized light. The value of Ht decreases under the illumination with the light polarization E ‖[110] and increases in the case of the light polarization E ‖[11̄0]. The difference in the values of transition field in these two cases amounts to ∼100 Oe at the temperature T=7K , for which Ht ≈ 31.2 kOe in an unexposed crystal. The change in the value of the metamagnetic phase transition field is attributed to the photoinduced magnetic moment whose magnitude and direction depend on the polarization of the inducing radiation. Авторы выражают благодарность сотруднику Лаборатории физики твердого тела НЦНИ Франции Д. М. Девину (Dr. J.-M. Desvignes, CNRS, Laboratoire de Physique des Solides, Meudon-Bellevue, France) за предоставление монокристаллов марганец-германиевого граната. Работа частично поддержана грантом INTAS № 97-0366. 1999 Article Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ / В.А. Бедарев, В.И. Гапон, С.Л. Гнатченко // Физика низких температур. — 1999. — Т. 25, № 1. — С. 38-42. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. 0132-6414 PACS: 75.30.Kz, 78.20.Ls https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129714 ru Физика низких температур application/pdf Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| spellingShingle |
Низкотемпеpатуpный магнетизм Низкотемпеpатуpный магнетизм Бедарев, В.А. Гапон, В.И. Гнатченко, С.Л. Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ Физика низких температур |
| description |
Было обнаружено, что поле Ht метамагнитного фазового перехода в Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂-гранате изменяется в результате освещения кристалла линейно поляризованным светом. Величина Ht уменьшается при освещении поляризацией света E ‖ [110] и возрастает в случае поляризации света E ‖ [11̄0]. Разница в значениях поля перехода в этих двух случаях составляет ~ 100 Э при температуре T = 7К, для которой Ht ≈31,2 кЭ в неэкспонированном кристалле. Изменение значения поля метамагнитного фазового перехода связано с фотоиндуцированным магнитным моментом, величина и направление которого зависят от поляризации индуцирующего излучения. |
| format |
Article |
| author |
Бедарев, В.А. Гапон, В.И. Гнатченко, С.Л. |
| author_facet |
Бедарев, В.А. Гапон, В.И. Гнатченко, С.Л. |
| author_sort |
Бедарев, В.А. |
| title |
Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ |
| title_short |
Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ |
| title_full |
Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ |
| title_fullStr |
Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ |
| title_full_unstemmed |
Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ |
| title_sort |
влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате ca₃mn₂ge₃o₁₂ |
| publisher |
Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України |
| publishDate |
1999 |
| topic_facet |
Низкотемпеpатуpный магнетизм |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/129714 |
| citation_txt |
Влияние линейно поляpизованного света на метамагнитный фазовый пеpеход в гpанате Ca₃Mn₂Ge₃O₁₂ / В.А. Бедарев, В.И. Гапон, С.Л. Гнатченко // Физика низких температур. — 1999. — Т. 25, № 1. — С. 38-42. — Бібліогр.: 11 назв. — рос. |
| series |
Физика низких температур |
| work_keys_str_mv |
AT bedarevva vliânielinejnopolâpizovannogosvetanametamagnitnyjfazovyjpepehodvgpanateca3mn2ge3o12 AT gaponvi vliânielinejnopolâpizovannogosvetanametamagnitnyjfazovyjpepehodvgpanateca3mn2ge3o12 AT gnatčenkosl vliânielinejnopolâpizovannogosvetanametamagnitnyjfazovyjpepehodvgpanateca3mn2ge3o12 AT bedarevva effectoflinearlypolarizedlightonmetamagneticphasetransitioninca3mn2ge3o12garnet AT gaponvi effectoflinearlypolarizedlightonmetamagneticphasetransitioninca3mn2ge3o12garnet AT gnatčenkosl effectoflinearlypolarizedlightonmetamagneticphasetransitioninca3mn2ge3o12garnet |
| first_indexed |
2025-11-25T01:27:30Z |
| last_indexed |
2025-11-25T01:27:30Z |
| _version_ |
1849723768521359360 |
| fulltext |
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåpàòóp, 1999, ò. 25, ¹ 1, c. 38–42Â. À. Áåäàðåâ, Â. È. Ãàïîí, Ñ. Ë. Ãíàò÷åíêîÂëèÿíèå ëèíåéíî
ïîëÿpèçîâàííîãî ñâåòà íà ìåòàìàãíèòíûé ôàçîâûé ïåpåõîä â ãpàíàòå Ca3Mn2Ge3O12V. A. Bedarev, V. I. Gapon, and S. L. GnatchenkoEffect of linearly polarized light on
metamagnetic phase transition in Ca3Mn2Ge3O12 garnet38
Âëèÿíèå ëèíåéíî ïîëÿpèçîâàííîãî ñâåòà
íà ìåòàìàãíèòíûé ôàçîâûé ïåpåõîä â ãpàíàòå
Ca3Mn2Ge3O12
Â. À. Áåäàðåâ, Â. È. Ãàïîí, Ñ. Ë. Ãíàò÷åíêî
Ôèçèêî-òåõíè÷åñêèé èíñòèòóò íèçêèõ òåìïåðàòóð èì. Á. È. Âåðêèíà ÍÀÍ Óêðàèíû,
Óêðàèíà, 310164, ã. Õàðüêîâ, ïð. Ëåíèíà, 47
E-mail: bedarev@ilt.kharkov.ua
Ñòàòüÿ ïîñòóïèëà â påäàêöèþ 22 èþëÿ 1998 ã.
Îáíàðóæåíî èçìåíåíèå âåëè÷èíû ïîëÿ ìåòàìàãíèòíîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäà Ht â ãðàíàòå
Ca
3
Mn
2
Ge
3
O
12
âñëåäñòâèå îáëó÷åíèÿ êðèñòàëëà ëèíåéíî ïîëÿðèçîâàííûì ñâåòîì. Âåëè÷èíà H
t
óìåíü-
øàåòñÿ ïðè îáëó÷åíèè êðèñòàëëà ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé E || [110] è óâåëè÷èâàåòñÿ ïðè îáëó÷åíèè
ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé E || [110]. Ðàçëè÷èå çíà÷åíèé ïîëåé ïåðåõîäà äëÿ ýòèõ äâóõ ñëó÷àåâ ñîñòàâèëî
îêîëî 100 Ý ïðè òåìïåðàòóðå 7 Ê, äëÿ êîòîðîé Ht ≈ 31,2 êÝ â íåîáëó÷åííîì êðèñòàëëå. Èçìåíåíèå
âåëè÷èíû ïîëÿ ìåòàìàãíèòíîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäà ñâÿçûâàåòñÿ ñ èíäóöèðîâàíèåì ñâåòîì ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà, âåëè÷èíà è íàïðàâëåíèå êîòîðîãî çàâèñÿò îò ïîëÿðèçàöèè èíäóöèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ.
Âèÿâëåíî çìiíåííÿ âåëè÷èíè ïîëÿ ìåòàìàãíiòíîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäó Ht â ãðàíàòi Ca3Mn2Ge3O12
âíàñëiäîê îïðîìiíþâàííÿ êðèñòàëó ëiíiéíî ïîëÿðèçîâàíèì ñâiòëîì. Âåëè÷èíà Ht çìåíøóºòüñÿ ïðè
îïðîìiíþâàííi êðèñòàëó ñâiòëîì ç ïîëÿðèçàöiºþ E || [110] i çáiëüøóºòüñÿ ïðè îïðîìiíþâàííi ñâiòëîì
ç ïîëÿðèçàöiºþ E || [110]. Ðiçíèöÿ çíà÷åíü ïîëiâ ïåðåõîäó äëÿ öèõ äâîõ âèïàäêiâ ñêëàäຠáëèçüêî
100 E ïðè òåìïåðàòóði 7 Ê, äëÿ ÿêî¿ Ht ≈ 31,2 êÅ â íåîïðîìiíþâàíîìó êðèñòàëi. Çìiíåííÿ âåëè÷èíè
ïîëÿ ìåòàìàãíiòíîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäó ïîâ’ÿçóºòüñÿ ç iíäóêóâàííÿì ñâiòëîì ìàãíiòíîãî ìîìåíòó,
âåëè÷èíà i íàïðÿìîê ÿêîãî çàëåæàòü âiä ïîëÿðèçàöi¿ iíäóêóþ÷îãî âèïðîìiíþâàííÿ.
PACS: 75.30.Kz, 78.20.Ls
Âëèÿíèå ëèíåéíî ïîëÿpèçîâàííîãî ñâåòà íà ôàçîâûé ïåpåõîä â Ca3Mn2Ge3O12
Îáëó÷åíèå ãðàíàòà Ca3Mn2Ge3O12 ëèíåéíî ïî-
ëÿðèçîâàííûì ñâåòîì âëèÿåò íà ïðîöåññ ïåðåìàã-
íè÷èâàíèÿ ïîäðåøåòîê â ýòîì àíòèôåððîìàãíåòèêå
(ÀÔÌ) [1]. Íàáëþäàåìûé ýôôåêò îáúÿñíÿåòñÿ
ïîÿâëåíèåì â êðèñòàëëå ïîä äåéñòâèåì ñâåòà ôî-
òîèíäóöèðîâàííîãî ìàãíèòíîãî ìîìåíòà, âåëè÷è-
íà è íàïðàâëåíèå êîòîðîãî çàâèñÿò îò ïîëÿðè-
çàöèè èíäóöèðóþùåãî èçëó÷åíèÿ. Ìàãíèòíûé
ìîìåíò, èíäóöèðîâàííûé ñâåòîì, áûë èçìåðåí â
Ca3Mn2Ge3O12 ñ ïîìîùüþ ÑÊÂÈÄ ìàãíèòîìåòðà
[2]. Åãî âåëè÷èíà ñîñòàâèëà îêîëî 0,03 Ãñ ïðè
òåìïåðàòóðå T = 5 K.
Èçìåíåíèå ìàãíèòíîãî ñîñòîÿíèÿ ìàðãàíåö-
ãåðìàíèåâîãî ãðàíàòà (MnGeG) ïîä äåéñòâèåì
ñâåòà äîëæíî íå òîëüêî ïðîÿâëÿòüñÿ â ïðîöåññå
ïåðåìàãíè÷èâàíèÿ ïîäðåøåòîê â àíòèôåððîìàã-
íèòíîì ñîñòîÿíèè, íî è âëèÿòü íà ìåòàìàãíèòíûé
(ÌÌ) ôàçîâûé ïåðåõîä, íàáëþäàåìûé â ýòîì
êðèñòàëëå â ìàãíèòíîì ïîëå [3–5]. Öåëüþ äàííîé
ðàáîòû áûëî âûÿâëåíèå è èçó÷åíèå âîçäåéñòâèÿ
ëèíåéíî ïîëÿðèçîâàííîãî ñâåòà íà ìåòàìàãíèò-
íûé ôàçîâûé ïåðåõîä â ãðàíàòå Ca3Mn2Ge3O12 .
Èññëåäóåìûé îáðàçåö ïðåäñòàâëÿë ñîáîé ìî-
íîêðèñòàëëè÷åñêóþ ïëàñòèíêó òîëùèíîé îêîëî
130 ìêì, âûðåçàííóþ ïåðïåíäèêóëÿðíî òåòðàãî-
íàëüíîé îñè êðèñòàëëà [001]. Ïîñëå ìåõàíè÷åñêîé
îáðàáîòêè â ïëàñòèíêå âîçíèêàëè ïîâåðõíîñòíûå
íàïðÿæåíèÿ, êîòîðûå óñòðàíÿëèñü îòæèãîì ïðè
òåìïåðàòóðå 1000 °C â òå÷åíèå 6 ÷. Ñâîáîäíàÿ îò
ìåõàíè÷åñêèõ íàïðÿæåíèé ïëàñòèíêà MnGeG
ïîäâåðãàëàñü äîïîëíèòåëüíîé òåðìîîáðàáîòêå ìå-
òîäîì, îïèñàííûì â [6], ñ öåëüþ åå ìîíîäîìåíè-
çàöèè. Â ðåçóëüòàòå òåðìîîáðàáîòêè â îáðàçöà
óáèðàëàñü êðèñòàëëè÷åñêàÿ äîìåííàÿ ñòðóêòóðà,
âîçíèêàþùàÿ â MnGeG â ïðîöåññå ÿí-òåëëåðîâ-
ñêîãî ïåðåõîäà èç êóáè÷åñêîé â òåòðàãîíàëüíóþ
ôàçó ïðè T ≈ 520 K [6,7]. Îáðàçåö ïîìåùàëñÿ íà
õëàäîïðîâîäå â îïòè÷åñêîì ãåëèåâîì êðèîñòàòå è
íàõîäèëñÿ â âàêóóìå. Òåìïåðàòóðà èçìåðÿëàñü
òåðìîìåòðîì ñîïðîòèâëåíèÿ ñ òî÷íîñòüþ 0,1 K.
Ñâåðõïðîâîäÿùèé ñîëåíîèä ñîçäàâàë ìàãíèòíîå
© Â. À. Áåäàðåâ, Â. È. Ãàïîí, Ñ. Ë. Ãíàò÷åíêî, 1999
ïîëå, ïàðàëëåëüíîå òåòðàãîíàëüíîé îñè êðèñòàëëà
è íàïðàâëåíèþ ðàñïðîñòðàíåíèÿ ñâåòà.
Èññëåäîâàíèÿ âëèÿíèÿ îáëó÷åíèÿ ëèíåéíî ïî-
ëÿðèçîâàííûì ñâåòîì íà ÌÌ ôàçîâûé ïåðåõîä
ïåðâîãî ðîäà â MnGeG ïðîâîäèëèñü ïóòåì èç-
ìåðåíèé ïîëåâûõ çàâèñèìîñòåé óãëà âðàùåíèÿ
ïëîñêîñòè ïîëÿðèçàöèè ñâåòà, à òàêæå âèçóàëüíî-
ãî íàáëþäåíèÿ äâóõôàçíîé äîìåííîé ñòðóêòóðû,
îáðàçóþùåéñÿ ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå. Îïòè÷åñ-
êàÿ ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè äëÿ âè-
çóàëüíîãî íàáëþäåíèÿ äâóõôàçíîé äîìåííîé
ñòðóêòóðû ïðåäñòàâëåíà íà ðèñ. 1. Ñâåò ëàìïû
íàêàëèâàíèÿ 1, ïðîéäÿ ÷åðåç ïîëÿðèçàòîð 6, ïî-
ïàäàë íà îáðàçåö 7, èçîáðàæåíèå êîòîðîãî ñòðî-
èëîñü ñ ïîìîùüþ îáúåêòèâà 9 íà ôîòîêàòîäå òå-
ëåêàìåðû 11 è âûâîäèëîñü íà ìîíèòîð 12 èëè
ôèêñèðîâàëîñü âèäåîìàãíèòîôîíîì 13. Ñâåò ëàì-
ïû íàêàëèâàíèÿ îñëàáëÿëñÿ ôèëüòðàìè. Åãî èí-
òåíñèâíîñòü íå ïðåâûøàëà 0,01 Âò/ñì2 è íå âëèÿëà
íà ìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå èññëåäóåìîãî êðèñòàëëà.
Íàáëþäàâøàÿñÿ â îêðåñòíîñòè ÌÌ ôàçîâîãî ïå-
ðåõîäà â MnGeG äâóõôàçíàÿ äîìåííàÿ ñòðóêòóðà
èìåëà ñëàáûé êîíòðàñò ìåæäó äîìåíàìè ÀÔÌ è
ÌÌ ñîñòîÿíèé. Ïîýòîìó äëÿ óñèëåíèÿ êîíòðàñòà
èçîáðàæåíèÿ ïðîâîäèëàñü åãî êîìïüþòåðíàÿ îá-
ðàáîòêà. Äëÿ îáëó÷åíèÿ îáðàçöà èñïîëüçîâàëñÿ
ãåëèé-íåîíîâûé ëàçåð 16 ñ äëèíîé âîëíû λ =
= 633 íì è ìîùíîñòüþ îêîëî 0,1 Âò/ñì2. Ïðè
ýòîì â îïòè÷åñêóþ ñõåìó óñòàíîâêè ââîäèëèñü
ïîâîðîòíûå çåðêàëà 14 è 15, à òàêæå ïîëåâàÿ
äèàôðàãìà 4 îïðåäåëåííîé ôîðìû, êîòîðàÿ ïîç-
âîëÿëà ëîêàëüíî îñâåùàòü âûáðàííûé ó÷àñòîê.
Èçîáðàæåíèå äèàôðàãìû íà îáðàçöå ñîçäàâàëîñü
ëèíçîé 5. Îïèñàííàÿ óñòàíîâêà ïîçâîëÿëà âèçó-
àëüíî íàáëþäàòü è çàïèñûâàòü íà ïëåíêó ïðîöåññ
ïåðåõîäà MnGeG èç ÀÔÌ â ÌÌ ñîñòîÿíèå â
íåîáëó÷åííîì è îáëó÷åííîì ñâåòîì ãåëèé-íåîíî-
âîãî ëàçåðà îáðàçöå.
Äëÿ èçìåðåíèÿ ïîëåâûõ çàâèñèìîñòåé ïëîñêîñ-
òè ïîëÿðèçàöèè ñâåòà ïðèìåíÿëàñü ìîäóëÿöèîí-
íàÿ ìåòîäèêà ñ ìîäóëÿöèåé ñâåòà ïî ïëîñêîñòè
ïîëÿðèçàöèè è ñèíõðîííûì äåòåêòèðîâàíèåì. Â
êà÷åñòâå èñòî÷íèêà ñâåòà ïðè ýòèõ èçìåðåíèÿõ
èñïîëüçîâàëñÿ ãåëèé-íåîíîâûé ëàçåð (λ = 633 íì).
×òîáû èçìåðèòåëüíûé ïó÷îê ñâåòà íå âëèÿë íà
ìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå êðèñòàëëà, ïëîòíîñòü ïîòîêà
èçìåðèòåëüíîãî ñâåòà, êàê è â ñëó÷àå âèçóàëüíîãî
íàáëþäåíèÿ äâóõôàçíîé äîìåííîé ñòðóêòóðû,
óìåíüøàëàñü äî 0,01 Âò/ñì2, òîãäà êàê äëÿ îáëó-
÷åíèÿ îáðàçöà èñïîëüçîâàëñÿ ãåëèé-íåîíîâûé ëà-
çåð ìîùíîñòüþ îêîëî 0,1 Âò/ñì2.
Ïðè ðàñïðîñòðàíåíèè èíäóöèðóþùåãî ñâåòà â
àíòèôåððîìàãíèòíîì ãðàíàòå Ca3Mn2Ge3O12
âäîëü òåòðàãîíàëüíîé îñè z || [001] íàâîäèëñÿ ìàã-
íèòíûé ìîìåíò mph, ïàðàëëåëüíûé ýòîé îñè, à åãî
âåëè÷èíà è íàïðàâëåíèå îïðåäåëÿëèñü ñîîòíîøå-
íèåì
mz
ph = A cos 2ϕ + B sin 2ϕ , (1)
ãäå ϕ — óãîë ìåæäó ïëîñêîñòüþ ïîëÿðèçàöèè
ñâåòà è íàïðàâëåíèåì [100] â êðèñòàëëå; À è Â —
êîíñòàíòû [1]. Ñîãëàñíî (1), mz
ph èìååò ïðîòèâî-
ïîëîæíûå çíàêè äëÿ ïîëÿðèçàöèé èíäóöèðóþ-
ùåãî èçëó÷åíèÿ E || [110] è E || [110]. Ïîýòîìó
ìîæíî îæèäàòü, ÷òî îáëó÷åíèå êðèñòàëëà ñâåòîì
ñ òàêèìè ïîëÿðèçàöèÿìè áóäåò ïî-ðàçíîìó âëèÿòü
íà ÌÌ ïåðåõîä. Äëÿ ïðîâåðêè ýòîãî ïðåäïîëîæå-
íèÿ ïðîâîäèëñÿ ñëåäóþùèé ýêñïåðèìåíò. Âíà÷à-
ëå â îáðàçöå ñîçäàâàëîñü îäíîðîäíîå àíòèôåððî-
ìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå ââåäåíèåì ìàãíèòíîãî ïîëÿ,
äîñòàòî÷íîãî äëÿ íàìàãíè÷èâàíèÿ. Êàê èçâåñòíî
[8], äëÿ ìîíîäîìåíèçàöèè àíòèôåððîìàãíåòèêà,
èìåþùåãî êîëëèíåàðíûå äîìåíû, êðîìå ïðîäîëü-
íîé êîìïîíåíòû ïîëÿ Hz , íåîáõîäèìî íàëè÷èå
êîìïîíåíò Hx è Hy . Â ýêñïåðèìåíòå ýòè êîìïî-
íåíòû ïîëÿ ïðèñóòñòâîâàëè âñëåäñòâèå íåòî÷íîé
îðèåíòàöèè H âäîëü òåòðàãîíàëüíîé îñè êðèñòàë-
ëà. Ïî îöåíêàì, îòêëîíåíèå íàïðàâëåíèÿ ïîëÿ îò
òåòðàãîíàëüíîé îñè ñîñòàâëÿëî îêîëî 3°. Ïðè
òàêèõ óñëîâèÿõ äëÿ ìîíîäîìåíèçàöèè èññëåäóå-
ìîãî îáðàçöà íåîáõîäèìî ïðèëîæèòü âíåøíåå
ïîëå H ≈ 20 êÝ (Hz ≈ 20 êÝ, Hx è Hy ≈ 1 êÝ) [1].
Èìåííî òàêàÿ âåëè÷èíà âíåøíåãî ìàãíèòíîãî
ïîëÿ áûëà íåîáõîäèìà äëÿ ìîíîäîìåíèçàöèè îá-
ðàçöà â íàøåì ýêñïåðèìåíòå. Êîíòðîëü çà ïðîöåñ-
ñîì íàìàãíè÷èâàíèÿ êðèñòàëëà îñóùåñòâëÿëñÿ âè-
çóàëüíî.
Ïîñëå çàâåðøåíèÿ ïðîöåññà ìîíîäîìåíèçàöèè
è âûêëþ÷åíèÿ ìàãíèòíîãî ïîëÿ âåðõíÿÿ ïîëîâèíà
êðèñòàëëà îáëó÷àëàñü ëàçåðíûì ñâåòîì ñ ïîëÿðè-
Ðèñ. 1. Îïòè÷åñêàÿ ñõåìà ýêñïåðèìåíòàëüíîé óñòàíîâêè äëÿ
âèçóàëüíîãî íàáëþäåíèÿ äîìåííîé ñòðóêòóðû: 1 — ëàìïà íà-
êàëèâàíèÿ; 2, 3, 5 — ëèíçû; 4 — ïîëåâàÿ äèàôðàãìà; 6 —
ïîëÿðèçàòîð; 7 — îáðàçåö; 8 — ñîëåíîèä; 9 — îáúåêòèâ;
10 — àíàëèçàòîð; 11 — òåëåêàìåðà; 12 — ìîíèòîð; 13 — âè-
äåîìàãíèòîôîí; 14, 15 — çåðêàëà; 16 — ãåëèé-íåîíîâûé
ëàçåð.
Âëèÿíèå ëèíåéíî ïîëÿpèçîâàííîãî ñâåòà íà ôàçîâûé ïåpåõîä â Ca3Mn2Ge3O12
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåpàòóp, 1999, ò. 25, ¹ 1 39
çàöèåé E || [110], à íèæíÿÿ — ñâåòîì ñ E || [110] â
òå÷åíèå 5 ìèí. Çàòåì ïðîâîäèëèñü âèçóàëüíûå
íàáëþäåíèÿ ïåðåõîäà èç àíòèôåððîìàãíèòíîãî â
ìåòàìàãíèòíîå ñîñòîÿíèå. Íà ðèñ. 2 ïðèâåäåíû
ôîòîãðàôèè äâóõôàçíîé äîìåííîé ñòðóêòóðû, îá-
ðàçóþùåéñÿ â ïðîöåññå èíäóöèðîâàííîãî ïîëåì
ôàçîâîãî ïåðåõîäà â îáëó÷åííîì îáðàçöå. Øòðèõ-
ïóíêòèðíîé ëèíèåé îáîçíà÷åíà ãðàíèöà ìåæäó
ÀÔÌ è ÌÌ ôàçàìè, à äâóìÿ ïóíêòèðíûìè ëè-
íèÿìè ïîêàçàíà ãðàíèöà ðàçäåëà ìåæäó îáëàñòÿ-
ìè êðèñòàëëà, îáëó÷åííûìè ñâåòîì ñ ïîëÿðèçà-
öèÿìè E || [110] è E || [110] (îáëàñòü ìåæäó
ïóíêòèðíûìè ëèíèÿìè ñîîòâåòñòâóåò íåòî÷íîñòè
óñòàíîâêè ïîëåâîé äèàôðàãìû ïðè çàñâåòêå âíà-
÷àëå îäíîé ÷àñòè îáðàçöà ñâåòîì ñ E || [110], à
çàòåì äðóãîé ÷àñòè îáðàçöà ñâåòîì ñ E || [110] ).
Êàê âèäíî íà ðèñ. 2,à, â âåðõíåé ÷àñòè îáðàçöà
ïåðåõîä ÀÔÌ—ÌÌ ïðîèñõîäèò ðàíüøå, ÷åì â
íèæíåé. ×òîáû óáåäèòüñÿ, ÷òî ðàçëè÷èå â ïîëÿõ
ïåðåõîäà â âåðõíåé è íèæíåé ÷àñòÿõ îáðàçöà
âûçâàíî ñâåòîâûì îáëó÷åíèåì, à íå ñëó÷àéíûìè
ôàêòîðàìè (âíóòðåííèìè ìåõàíè÷åñêèìè íàïðÿ-
æåíèÿìè, òåìïåðàòóðíûì ãðàäèåíòîì è ò.ä.), âî
âòîðîé ÷àñòè ýêñïåðèìåíòà âåðõíÿÿ ÷àñòü îáðàçöà
îáëó÷àëàñü ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé E || [110], à
íèæíÿÿ — ñâåòîì ñ E || [110].  ýòîì ñëó÷àå
íàáëþäàëñÿ îáðàòíûé ýôôåêò, à èìåííî, ïåðåõîä
ÀÔÌ—ÌÌ çàäåðæèâàëñÿ â âåðõíåé ÷àñòè îáðàç-
öà (ðèñ. 2,á). Òàêèì îáðàçîì, ïðîâåäåííûå âè-
çóàëüíûå íàáëþäåíèÿ ïîçâîëÿþò ñäåëàòü âûâîä,
÷òî ñâåò ñ ïîëÿðèçàöèåé E || [110] ñòèìóëèðóåò
ôàçîâûé ïåðåõîä èç ÀÔÌ â ÌÌ ñîñòîÿíèå â
ãðàíàòå Ca3Mn2Ge3O12 , òîãäà êàê ñâåò ñ ïîëÿðè-
çàöèåé E || [110] åãî çàäåðæèâàåò.
Äëÿ îïðåäåëåíèÿ âåëè÷èíû ôîòîèíäóöèðîâàí-
íîãî ñìåùåíèÿ ïîëÿ ôàçîâîãî ïåðåõîäà ∆Ht èçó-
÷àëè ïîëåâûå çàâèñèìîñòè âðàùåíèÿ ïëîñêîñòè
ïîëÿðèçàöèè ñâåòà ϕ(H), ïðèâåäåííûå íà ðèñ. 3.
Ýòè çàâèñèìîñòè èçìåðÿëèñü íà îäíîì è òîì æå
ó÷àñòêå îáðàçöà äèàìåòðîì îêîëî 100 ìêì, îáëó-
÷åííîì âíà÷àëå ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé E || [110],
à çàòåì ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé E || [110]. Â îáîèõ
ñëó÷àÿõ èíòåíñèâíîñòü è äëèòåëüíîñòü ñâåòîâîãî
îáëó÷åíèÿ áûëè îäèíàêîâûìè. Ìåòàìàãíèòíîìó
ôàçîâîìó ïåðåõîäó ïåðâîãî ðîäà ñîîòâåòñòâóåò
ñêà÷oê íà êðèâîé ϕ(H). Êàê âèäíî íà ðèñ. 3,
ðàçíèöà â ïîëÿõ ïåðåõîäà 2∆Ht = Ht2 − Ht1 äëÿ
ñëó÷àåâ îáëó÷åíèÿ êðèñòàëëà ñâåòîì ñ ïîëÿðèçà-
öèÿìè E || [110] è E || [110] ñîñòàâëÿåò îêîëî
100 Ý ïðè òåìïåðàòóðå îáðàçöà T = 7 K, ò.å.
∆Ht ≈ 50 Ý. Ïîëå ÌÌ ôàçîâîãî ïåðåõîäà â èññëå-
äîâàííîé îáëàñòè îáðàçöà äî åãî îáëó÷åíèÿ, îïðå-
äåëåííîå ïî ïîëîæåíèþ ñðåäíåé òî÷êè ó÷àñòêà
ðåçêîãî èçìåíåíèÿ óãëà âðàùåíèÿ íà çàâèñèìîñ-
òè ϕ(H), Ht ≈ 31,2 êÝ, ÷òî áëèçêî ê çíà÷åíèþ
(Ht1 + Ht2)/2.
Èñïîëüçóÿ çíà÷åíèå ôîòîèíäóöèðîâàííîãî
ìàãíèòíîãî ìîìåíòà, ïîëó÷åííîå â [2], ìîæíî
îöåíèòü âåëè÷èíó ñìåùåíèÿ ïîëÿ ìåòàìàãíèòíîãî
ôàçîâîãî ïåðåõîäà ∆Ht â MnGeG, âûçâàííîå îá-
ëó÷åíèåì ëèíåéíî ïîëÿðèçîâàííûì ñâåòîì. Ñ
ýòîé öåëüþ ýíåðãèþ ìàãíåòèêà â ïîëå ïðåäñòàâèì
â âèäå ðàçëîæåíèÿ ïî ñòåïåíÿì H [9]:
Ðèñ. 2. Äâóõôàçíàÿ äîìåííàÿ ñòðóêòóðà, îáðàçóþùàÿñÿ â
ïëàñòèíêå ãðàíàòà Ca3Mn2Ge3O12 ïðè ôàçîâîì ïåðåõîäå
ÀÔÌ—ÌÌ ïîñëå îáëó÷åíèÿ êðèñòàëëà ëèíåéíî ïîëÿðèçî-
âàííûì ñâåòîì. Øòðèõ-ïóíêòèðíîé ëèíèåé ïîêàçàíà ìåæôàç-
íàÿ ãðàíèöà ÀÔÌ—ÌÌ: à — îáëàñòü 1 ïëàñòèíêè (âûøå
ïóíêòèðíîé ëèíèè) îáëó÷åíà ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé
E || [110], à îáëàñòü 2 (íèæå ïóíêòèðíîé ëèíèè) — ñâåòîì ñ
ïîëÿðèçàöèåé E || [110]; á — îáëàñòü 1 îáëó÷åíà ñâåòîì ñ ïî-
ëÿðèçàöèåé E || [110], à îáëàñòü 2 — ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé
E || [110].
Ðèñ. 3. Ïîëåâûå çàâèñèìîñòè âðàùåíèÿ ïëîñêîñòè ïîëÿðè-
çàöèè ñâåòà, èçìåðåííûå íà ó÷àñòêå îáðàçöà Ca3Mn2Ge3O12
äèàìåòðîì îêîëî 100 ìêì, êîòîðûé ïðåäâàðèòåëüíî îáëó÷àë-
ñÿ ëèíåéíî ïîëÿðèçîâàííûì ñâåòîì ñ ïîëÿðèçàöèåé E || [110]
èëè ïîëÿðèçàöèåé E || [110]. Òåìïåðàòóðà îáðàçöà T = 7 K.
a á
Â. À. Áåäàðåâ, Â. È. Ãàïîí, Ñ. Ë. Ãíàò÷åíêî
40 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåpàòóp, 1999, ò. 25, ¹ 1
E = E0 − mi
0Hi − χijHiHj + ... , (2)
ãäå E0 — ýíåðãèÿ ìàãíåòèêà â îòñóòñòâèå ìàãíèò-
íîãî ïîëÿ: m0 — ñïîíòàííûé ìàãíèòíûé ìîìåíò:
χij — ìàãíèòíàÿ âîñïðèèì÷èâîñòü. Èíäóöèðîâà-
íèå ñâåòîì ìàãíèòíîãî ìîìåíòà ïðèâåäåò ê èçìå-
íåíèþ ýíåðãèè ìàãíåòèêà íà âåëè÷èíó mphH. Ñ
ó÷åòîì ýòîé äîáàâêè, îãðàíè÷èâàÿñü â ðàçëîæå-
íèè ïî H ÷ëåíîì âòîðîãî ïîðÿäêà, âûðàæåíèå (2)
äëÿ ýíåðãèè ìàãíåòèêà ïåðåïèøåì â âèäå
E = E0 − mi
0Hi − χijHiHj − mi
phHi . (3)
Êàê îòìå÷àëîñü âûøå, ëèíåéíî ïîëÿðèçîâàí-
íûé ñâåò èíäóöèðóåò ìàãíèòíûé ìîìåíò â ÀÔÌ
ñîñòîÿíèè. ×òî æå êàñàåòñÿ ÌÌ ñîñòîÿíèÿ, òî, ïî
äàííûì èçìåðåíèé ëèíåéíîãî äâóïðåëîìëåíèÿ
[10,11] è ëèíåéíîãî äèõðîèçìà [11], ëèíåéíûé
ìàãíèòîîïòè÷åñêèé ýôôåêò (ËÌÎÝ) â MnGeG â
ýòîì ñîñòîÿíèè íå íàáëþäàåòñÿ. Åñëè ËÌÎÝ â
ÌÌ ñîñòîÿíèè îòñóòñòâóåò, òî â ýòîì ñîñòîÿíèè
îòñóòñòâóåò è ôîòîèíäóöèðîâàííûé ìàãíèòíûé
ìîìåíò, ïîñêîëüêó ýôôåêò íàâåäåíèÿ ëèíåéíî ïî-
ëÿðèçîâàííûì ñâåòîì mph â MnGeG ÿâëÿåòñÿ îá-
ðàòíûì ËÌÎÝ [1]. Ïîëàãàÿ mph = 0 â ÌÌ ñîñòîÿ-
íèè è ó÷èòûâàÿ îòñóòñòâèå ñïîíòàííîãî ìàãíèòíîãî
ìîìåíòà â ÀÔÌ ñîñòîÿíèè, èç óñëîâèÿ ðàâåíñòâà
ýíåðãèé ÀÔÌ è ÌÌ ñîñòîÿíèé â òî÷êå ôàçîâîãî
ïåðåõîäà ìîæíî çàïèñàòü ñëåäóþùèå óðàâíåíèÿ
äëÿ ñëó÷àåâ îáëó÷åíèÿ êðèñòàëëà ñâåòîì ñ ïîëÿ-
ðèçàöèÿìè E || [110] è E || [110]:
E0
A − χAHt1
2 + mz
phHt1 = E0
M − mz
0Ht1 − χMHt1
2 ,
(4)
E0
A − χAHt2
2 − mz
phHt2 = E0
M − mz
0Ht2 − χMHt2
2 .
(5)
 óðàâíåíèÿõ (4) è (5) îáîçíà÷åíèÿ À è Ì
îòíîñÿòñÿ ñîîòâåòñòâåííî ê ÀÔÌ è ÌÌ ôàçàì, à
mz
0 — ñïîíòàííàÿ íàìàãíè÷åííîñòü â ÌÌ ñîñòîÿ-
íèè. Ïðè íàïèñàíèè ýòèõ óðàâíåíèé ó÷òåíî, ÷òî
mz
ph â ñîîòâåòñòâèè ñ (1) èìååò ïðîòèâîïîëîæíûå
çíàêè â ñëó÷àÿõ E || [110] è E || [110]. Ðåøàÿ
ñèñòåìó óðàâíåíèé (4) è (5), íàõîäèì âûðàæåíèå
äëÿ ôîòîèíäóöèðîâàííîãî ñìåùåíèÿ ïîëÿ ìåòà-
ìàãíèòíîãî ôàçîâîãî ïåðåõîäà:
∆Ht = mz
ph/[2(χM − χA) + mz
0/Ht] . (6)
Ïðè âûâîäå âûðàæåíèÿ (6) ó÷èòûâàëîñü, ÷òî
Ht = (Ht1 + Ht2)/2. Ïîäñòàâëÿÿ â (6) çíà÷åíèå
mz
ph, ïîëó÷åííîå â [2], à òàêæå χM − χA è mz
0 èç
ðàáîò [3,5], íàõîäèì ∆Ht ≈ 15 Ý. Îòìåòèì, ÷òî
mz
0 îïðåäåëÿëîñü ýêñòðàïîëÿöèåé ëèíåéíîé ïîëå-
âîé çàâèñèìîñòè íàìàãíè÷åííîñòè â ÌÌ ñîñòîÿíèè
ê H = 0. Ðàññ÷èòàííîå çíà÷åíèå ∆Ht â íåñêîëüêî
ðàç ìåíüøå èçìåðåííîãî. Îäíàêî, ó÷èòûâàÿ, ÷òî â
[2] mph èçìåðÿëñÿ äëÿ íàïðàâëåíèÿ ðàñïðîñòðàíå-
íèÿ ñâåòà è ìàãíèòíîãî ïîëÿ âäîëü [100] îñè
êðèñòàëëà, à òàêæå áîëüøèå ïîãðåøíîñòè ïðè
îïðåäåëåíèè χM − χA è mz
0 â ïîëèäîìåííûõ îáðàç-
öàõ [3,5], ñîãëàñèå ýêñïåðèìåíòàëüíî ïîëó÷åííîé
âåëè÷èíû ∆Ht è çíà÷åíèÿ, îöåíåííîãî èç (6),
ìîæíî ñ÷èòàòü âïîëíå óäîâëåòâîðèòåëüíûì.
Òàêèì îáðàçîì, ïðîâåäåííûå èññëåäîâàíèÿ ïî-
êàçàëè, ÷òî ëèíåéíî ïîëÿðèçîâàííûé ñâåò âû-
çûâàåò èçìåíåíèå âåëè÷èíû ïîëÿ ìåòàìàãíèòíîãî
ôàçîâîãî ïåðåõîäà â ãðàíàòå Ca3Mn2Ge3O12 .
Çíà÷åíèå ïîëÿ ïåðåõîäà ìîæåò âîçðàñòàòü èëè
óìåíüøàòüñÿ ïî ñðàâíåíèþ ñ Ht â íåîáëó÷åííîì
êðèñòàëëå â çàâèñèìîñòè îò ïîëÿðèçàöèè èíäóöè-
ðóþùåãî ñâåòà.
Àâòîðû âûðàæàþò áëàãîäàðíîñòü ñîòðóäíèêó
Ëàáîðàòîðèè ôèçèêè òâåðäîãî òåëà ÍÖÍÈ Ôðàí-
öèè Ä. Ì. Äåâèíó (Dr. J.-M. Desvignes, CNRS,
Laboratoire de Physique des Solides, Meudon-Bel-
levue, France) çà ïðåäîñòàâëåíèå ìîíîêðèñòàëëîâ
ìàðãàíåö-ãåðìàíèåâîãî ãðàíàòà. Ðàáîòà ÷àñòè÷íî
ïîääåðæàíà ãðàíòîì INTAS ¹ 97-0366.
1. Í. Ô. Õàð÷åíêî, Â. À. Áåäàðåâ, ÔÍÒ 19, 52 (1993).
2. S. L. Gnatchenko, N. F. Kharchenko, M. Baran, and R.
Szymczack, Abstracts of the ICM’97, Australia, M3-9
(1997).
3. Ç. À. Êàçåé, Á. Â. Ìèëü, Â. È. Ñîêîëîâ, Ïèñüìà â
ÆÝÒÔ 31, 338 (1980).
4. Ç. À. Êàçåé, Í. Ï. Êîëìàêîâà, Ä. È. Ñèðîòà, Â. È.
Ñîêîëîâ, Ïèñüìà â ÆÝÒÔ 37, 240 (1983).
5. D. Esteve, R. Plumier, P. Feldmann, and H. Le Gall,
Phys. Status Solidi A57, K83 (1980).
6. Ñ. Ë. Ãíàò÷åíêî, Â. Â. Åðåìåíêî, Ñ. Â. Ñîôðîíååâ, Í.
Ô. Õàð÷åíêî, Ä.-Ì. Äåâèí, Ï. Ôåëüäìàí, À. Ëå Ãàëëü,
ÆÝÒÔ 90, 179 (1986).
7. W. Grraeff, J. Kub, and K. Wieteska, Phys. Status Solidi
A126, 477 (1991).
8. À. Â. Áèáèê, Í. Ô. Õàð÷åíêî, Ñ. Â. Ïåòðîâ, ÔÍÒ 15,
1280 (1989).
9. G. Gorodetsky, B. Sharon, and S. Shtrikman, Solid State
Communs. 5, 739 (1967).
10. V. V. Eremenko, S. L. Gnatchenko, N. F. Kharchenko, S.
V. Sofroneev, J.-M. Desvignes, P. Feldmann, and H. Le
Gall, Acta Physica Polonica A68, 419 (1985).
11. Í. Ô. Õàð÷åíêî, Â. Â. Åðåìåíêî, Ñ. Ë. Ãíàò÷åíêî, À. À.
Ìèëüíåð, Ñ. Â. Ñîôðîíååâ, ÔÍÒ 11, 215 (1985).
Âëèÿíèå ëèíåéíî ïîëÿpèçîâàííîãî ñâåòà íà ôàçîâûé ïåpåõîä â Ca3Mn2Ge3O12
Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåpàòóp, 1999, ò. 25, ¹ 1 41
Effect of linearly polarized light on
metamagnetic phase transition in
Ca3Mn2Ge3O12 garnet
V. A. Bedarev, V. I. Gapon, and S. L. Gnatchenko
It has been found that the field Ht of metamag-
netic phase transition in Ca3Mn2Ge3O12 garnet
changes when the crystal is illuminated with linearly
polarized light. The value of H
t
decreases under
illumination with the light polarization E || [110]
and it increases in the case of the light polarization
E || [110]. The difference in the transition fields in
these two cases was about 100 Oe at temperature
T = 7 K when Ht ≈ 31,2 kOe in an unexposed crys-
tal. The change of the field of the metamagnetic
phase transition is attributed to the light induction
of the magnetic moment whose value and direction
depend on polarization of induced light.
Â. À. Áåäàðåâ, Â. È. Ãàïîí, Ñ. Ë. Ãíàò÷åíêî
42 Ôèçèêà íèçêèõ òåìïåpàòóp, 1999, ò. 25, ¹ 1
|