Введение
Часть I. Литературный обзор 14
Глава 1. Методы исследования магнитной структуры вещества 14
1.1. Магнитная нейтронография 14
1.1.1. Основы метода 14
1.1.2. Нейтронографические исследования магнитных материалов 16
1.1.3. Ограничения 18
1.2. Методы резонансной дифракции с использованием синхротронного излучения 19
1.2.1. Основные понятия 19
1.2.2. Исследования магнитных материалов с помощью XMCD 20
1.2.3. Магнитный EXAFS
1.3. Магнитная мёссбауэрография 24
1.4. Методы магнитометрии. Сравнительный анализ областей применения 29
1.5. Оптические магнитометры резонансного типа
1.5.1. Метод оптической накачки в парах атомов щелочных металлов 35
1.5.2. Магнитометры Мz- и Мx-типов 39
1.5.3. Алмазный магнитометр 41
1.6. Выводы и постановка задачи 43
Часть II. Экспериментальные методы 48
Глава 2. Аппаратура для магнитных измерений на основе сверхпроводящих квантовых интерферометров 49
2.1. Физические основы квантовой магнитометрии 50
2.1.1. Квантование магнитного потока 51
2.1.2. Эффект Джозефсона 52
2.2. ПТ СКВИД-магнитометр для исследования магнитных свойств материалов в интервале температур 4,2370 К 53
2.2.1. Общие положения 53
2.2.2. ПТ СКВИД: конструкция и принцип действия 54
2.2.3. Общая экспериментальная схема ПТ СКВИД-магнитометра 58
2.2.4. Криостат 61
2.2.5. Криогенная вставка 66
2.2.6. Электроника ПТ СКВИДа 69
2.2.7. Оптический тракт 87
2.2.8. Методы измерения магнитного момента 90
2.2.9. Калибровка 96
2.3. ВЧ СКВИД-магнитометр 96
2.3.1. Принцип действия ВЧ СКВИДа 97
2.3.2. Электроника ВЧ СКВИДа
2.4. Магнитометр MPMS XL-5 102
2.5. Основные результаты 106
Глава 3. Метод вибрационного магнитометра 108
3.1. Индукционные методы магнитных измерений 109
3.2. Вибрационные магнитометры: конструктивные решения и методы измерений 110
3.3. Автоматизированный вибрационный магнитометр с электромагнитом конструкции Пузея 1 3.3.1. Общая экспериментальная схема 114
3.3.2. Вибратор 117
3.3.3. Система катушек для вибрационного магнитометра 120
3.3.4. Устройство стабилизации параметров механических колебаний образца 122
3.4. Автоматизированный высокотемпературный вибрационный магнитометр 130
3.4.1. Общая экспериментальная схема 131
3.4.2. Вибратор 134
3.4.3. Приёмные катушки 136
3.5. Основные результаты 137
Часть III. Применение магнитометрических методов к физическим исследованиям 139
Глава 4. Исследование физических свойств монокристаллов металлооксидов 141
4.1. Слабый ферромагнетизм в метаборате меди CuB2O4 142
4.1.1. Синтез кристаллов 142
4.1.2. Экспериментальные результаты 144
4.1.3. Обсуждение 147
4.2. Новый магнитоупорядоченный кристалл CoBO3 148
4.2.1. Введение 148
4.2.2. Экспериментальные результаты и обсуждение 149
4.3. Магнитные свойства монокристалла Pb2Fe2Ge2O9 151
4.3.1. Введение 151
4.3.2. Синтез кристаллов 152
4.3.3. Экспериментальные результаты 154
4.3.4. Обсуждение 160
4.4. Одновременное антиферромагнитное упорядочение Fe3+ и Nd3+ в NdFe3(11BO3)4 162
4.4.1. Введение 162
4.4.2. Синтез кристаллов 164
4.4.3. Экспериментальные результаты и обсуждение 164
4.5. Магнитные свойства монокристаллов людвигитов Cu2MBO5
(M = Fe3+, Ga3+) 171
4.5.1. Введение 171
4.5.2. Синтез кристаллов 172
4.5.3. Экспериментальные результаты и обсуждение 173
4.6. Магнитные и диэлектрические свойства PbFeBO4 183
4.6.1. Введение 183
4.6.2. Образцы и экспериментальные методы 184
4.6.3. Экспериментальные результаты 185
4.6.4. Обсуждение 192
4.7. Синтез и магнитные свойства -Cu3Fe4(VO4)6 197
4.7.1. Введение 197
4.7.2. Эксперимент 198
4.7.3. Результаты и обсуждение 198
4.8. Основные результаты 203
Глава 5. Магнитные измерения слабомагнитных веществ 206
5.1. Физические свойства кристалла FeSi 207
5.1.2. Приготовление образцов и методика эксперимента 208
5.1.3. Экспериментальные результаты 210
5.1.4. Обсуждение результатов
5.2. Физические свойства кристалла Fei xDyxSi 218
5.3. Основные результаты 224
Глава 6. Исследование свойств плёночных магнитных систем 225
6.1. Магнитные свойства трёхслойных плёнок Fe/Si/Fe 225
6.2. Влияние магнитного поля на межслоевое взаимодействие в плёнках
6.3. Магнетизм слоев Со в составе многослойных плёнок Co/Si 237
6.4. Большая магнитная вращающаяся анизотропия в эпитаксиальных Ll0CoPt (111) тонких плёнках 248
6.5. Магнитные свойства ферромагнитных (p-Ga7jMn2;3 и 5-Mn0;6Gao;4
6.5.1. Формирование Ga/Mn — (250 С) ф-Оа Мпгз —
(350 C)8-Mn0;6Gao;4 фазовой последовательности 259
6.5.2. Магнитные свойства (p-Ga7jMn2;3 a3bi 262
6.5.3. Магнитные свойства б-МпоеСаод-фазы
6.6. Структурные и магнитные свойства нанокомпозита ZnO Fe304 270
6.7. Основные результаты 280
Глава 7. Изучение фотоиндуцированного магнетизма в фотомагнитных кристаллах 282
7.1. СКВИД-магнитометры с оптическими приставками 282
7.2. Исследование фотоиндуцированной намагниченности в кристаллах РеВОз.
7.2.2. Приготовление образцов 295
7.2.3. Экспериментальные результаты 296
7.2.4. Модельные представления 301
7.2.5. Расчёт фотоиндуцированных изменений намагниченности 306
7.2.6. Обсуждение результатов 309
7.2.7. Изучение температурного поведения фотомагнитного эффекта в кристаллах FeBO3 3 7.3. Исследование фотоиндуцированной намагниченности в монокристалле -Fe2O3:Zn 321
7.4. Основные результаты 325
Глава 8. Применение СКВИД-техники для изучения квантовой интерференции в ВТСП-керамиках 327
8.1. ВТСП как джозефсоновская среда 328
8.2. Изучение квантовой интерференции в ВТСП-керамиках системы Tl–Ca–Ba–Cu–O
3 8.2.1. Приготовление образцов 331
8.2.2. Экспериментальные результаты 332
8.3. Изучение влияния транспортного тока на распределение контурных сверхтоков в ВТСП керамике Bi–Ca–Sr–Pb–Cu–O 336
8.3.1. Введение 336
8.3.2. Методика эксперимента 337
8.3.3. Экспериментальные результаты 338
8.3.4. Обсуждение результатов 341
8.4. ВЧ СКВИДы из ВТСП-керамик 347
8.4.1. Bulk-СКВИДы 347
8.4.2. СКВИДы конструкции Циммермана 349
8.3.5. Основные результаты 352
Приложение 353
П. 1. Программа для ЭВМ «VSMagnetometer» 353
П. 2. Программа для ЭВМ «ReadFile» 366
П. 3. Программа для ЭВМ «VSMAG» 369
Заключение 385
Список литературы
