Введение
Глава 1. Особенности магнитных, резонансных и транспортных свойств примесных и слоистых систем, методы их описания 14
1.1. Примесные системы (I). Слаболегированные магнитоупорядоченные кристаллы 14
1.1.1. Локальные примесные состояния 14
1.1.2. Кристаллы магнитодиэлектриков, легированные 3d и 4f ионами .. 16
1.2. Примесные системы (II). Магнитоупорядоченные кристаллы с высоким уровнем допирования примесями 21
1.2.1. Образование примесных фаз 22
1.2.2. Явление электронного фазового расслоения 24
1.2.2.1. Экспериментальные доказательства фазового расслоения в манганитах 26
1.2.2.2. Теоретические модели фазового расслоения 29
1.3. Слоистые системы (I). Магнитные пленочные структуры 35
1.3.1. Особенности межслойной обменной связи в магнитных структурах 36
1.3.2. Эффект гигантского магнитосопротивления 38
1.3.3. Туннельное магнитосопротивление 42
1.4. Слоистые системы (И). Квазидвумерные магнитоупорядоченные кристаллы 44
Выводы и постановка задачи 46
Глава 2. Экспериментальные методы. Техника эксперимента. Приготовление образцов 49
2.1. Традиционные методы исследования - экспериментальные установки, некоторые новые технические решения 49
2.1.1. Установка для исследования магнитного резонанса 50
2.1.2. СВЧ генератор для спектрометра магнитного резонанса 52
2.1.3. Установка для исследования проводимости на постоянном токе.. 57
2.1.4. Универсальная схема для измерения электрических характеристик твердых тел 59
2.2. Методы, основанные на исследовании отклика системы при комбинированном воздействии 62
2.2.1. Метод двойного радио-оптического резонанса, экспериментальная установка 63
2.2.2. Метод детектирования магнитного резонанса по изменению проводимости образца 2.2.3. Метод исследования СВЧ проводимости образцов при воздействии транспортного тока 66
2.3. Синтез кристаллов, приготовление образцов 69
2.3.1. Монокристаллы гематита, легированные редкоземельными ионами 69
2.3.2. Примесные монокристаллы манганитов 71
2.3.3. Пленочные структуры 71
Основные результаты 72
Глава 3. Локальные магнитные анизотропные примесные состояния в монокристаллах гематита (особенности магнитных свойств монокристаллов гематита, легированных диамагнитными 3d и 4f ионами)... 73
3.1. Кристаллы гематита: магнитные, резонансные и оптические свойства 74
3.2. Магнитные и фотомагнитные свойства кристаллов гематита, легированных диамагнитными и 3d ионами 76
3.2.1. Магнитные анизотропные свойства 76
3.2.2. Фотоиндуцированные изменения магнитных анизотропных свойств 78
3.3. Примеси 4f ионов 85
3.3.1. Магнитная кристаллографическая анизотропия монокристаллов гематита, легированных ионами Но3+ 86
3.3.1.1. Эксперимент 86
3.3.1.2. Модельные представления 90
3.3.1.3. Расчет магнитного резонанса в монокристалле гематита, легированном ионами Но3+ 93
3.3.2. Спин-переориентационные фазовые переходы, индуцированные примесями редкоземельных ионов 100
3.3.2.1. Ионы Dy3+ 101
3.3.2.2. Ионы Tb3+ 105
3.3.3.Поляризационно-зависимые фотоиндуцированные изменения магнитной анизотропии, в кристаллах легированных редкозе мельными ионами 110
3.3.3.1. Ионы Ей 111
3.3.3.2. Ионы Yb 114
Основные результаты 126
Глава 4. Магнитные и транспортные свойства примесных кристаллов мар ганцевых оксидов со структурой перовскита 128
4.1. Статические магнитные и транспортные свойства монокристаллов манганитов ЕиолРЬо.зМпОз и ЬаолРЬо.зМпОз 129
4.2. Особенности спектров магнитного резонанса монокристаллов манганитов при электронном фазовом расслоении 130
4.2.1. Монокристалл ЕиолРЬо.зМпОз 132
4.2.2. Монокристалл ЬполРЬо.зМпОз 142
4.3. Изменение проводимости монокристалла ЕиолРЬо.зМпОз, индуцированное магнитным резонансным СВЧ поглощением 147
4.4. Приближение эффективной среды для описания свойств манганитов с фазовым расслоением 153
4.5. Описание фазового расслоения в рамках феноменологических моделей 156
4.5.1. Простая феноменологическая модель в приближении молекулярного поля 156
4.5.2. Картина фазового расслоения в модели двухминимумного потенциала 160
4.6. Вариационный принцип для расчета смешанного двухфазного состоя
ния 164
4.6.1. Обоснование модели 164
4.6.2. Методика расчета двухфазного парамагнитного-ферромагнитного состояния 166
4.6.3. Свободная энергия двухфазной системы 169
4.6.4. Сравнение с результатами исследований спектров магнитного резонанса 171
4.7. Отклик СВЧ проводимости на воздействие транспортного тока в моно кристалле манганита Ьа0.7РЬ0.зМпО3 175
4.7.1. Постоянный ток 177
4.7.2. Переменный ток. Релаксационное поведение 177
4.7.3. Переменный ток. Резонансный отклик 180
4.7.4. Механизмы изменений проводимости примесных манганитов, индуцированных электрическим полем. Роль фазового расслоения 187
4.7.5. Релаксационный отклик СВЧ проводимости на воздействие переменного тока в рамках модели двухминимумного потенциала 190
Основные результаты 192
Глава 5. Магнитные статические свойства и спиновая динамика квазидву мерных кристаллов семейства (СН3]\Нз)2Сіі(С1, Вг)4 194
5.1. Кристалл (CH3NH3)2CuCl4 195
5.1.1. Магнитные свойства 195
5.1.2. Нелинейный магнитный резонанс 197
5.1.2.1. Экспериментальные результаты 197
5.1.2.2. Приближение нелинейного осциллятора 202
5.1.3. Светоиндуцированный переход между состояниями в бистабильном режиме при нелинейном магнитном резонансе 210
5.2. Кристалл (CH3NH3)2CuBr4 215
5.2.1. Статические магнитные свойства 217
5.2.1.1. Магнитоупорядоченное состояние 217
5.2.1.2. Парамагнитная область 218
5.2.1.2. Интерпретация результатов 221
5.2.2. Магниторезонансные исследования, нелинейный магнитный резонанс 222
Основные результаты 229
Глава 6. Магнитные и транспортные свойства слоистых пленочных структур 230
6.1. Трехслойные пленки Fe/Si/Fe 230
6.1.1. Магнитное состояние структур 231
6.1.2. Влияние оптического облучения на магнитное состояние 236
6.2. Структура Еи0.7РЬ0.зМпОз(монокристалл)/Ре(пленка) 239
6.2.1. Поляризованный по спину ток в магнитных структурах на основе манганитов 239
6.2.2. Магнитосопротивление туннельного типа в структуре Еи0.7РЬ0.зМпОз(монокристалл)/Ре(пленка) 241
Основные результаты 251
Приложение (Прикладные аспекты проводимых исследований) 252
П. 1. Слабые ферромагнетики FeB03 и а-Ре203 - потенциальные материалы для устройств функциональной магнитоэлектроники 252
П. 1.1. Применение кристаллов РеВОз в качестве гиромагнитных резонаторов 253
П. 1.2. Устройство для дистанционного измерения температуры 253
П. 1.3. Устройство для дистанционного контроля механических вибраций 256
П.2. Оптически управляемый СВЧ-выключатель 256
П.З. Способ нанесения медного покрытия на диэлектрик 259
Выводы 260
Заключение 261
Литература
