Фотоіндукована анізотропія і процеси перемагнічування в гранатових структурах

<p style="font-family: 'Times New Roman', 'Times', serif; font-size: 18px; background-color: #ffffff;"><span style="background-color: #ffffff;">Розділ2<br />ПЕРЕМАГНІЧУВАННЯ В УМОВАХ ІСНУВАННЯ ПРОСТОРОВО НЕОДНОРІДНОЇ ФОТОІНДУКОВАНОЇ АНІЗОТРОПІЇ<br />2.1. Вплив фотоіндукованої анізотропії на<br /> доменну структуру і доменні границі<br /> З попереднього розгляду випливає, що результатом впливу активного оптичного випромінювання на фотомагнітне середовище є поява й існування в ньому просторово неоднорідної фотоіндукованої анізотропії. Причому характер і величина анізотропії залежать від поляризації ініціюючого світлового пучка.<br /> Як уже відзначалося, важливим і найбільш очевидним наслідком фотоіндукованої зміни анізотропії є перебудова доменної структури і зміна структури і ступеня стабілізації ДГ. Останнє докладно досліджувалося авторами [42,50,91,92]. Отримані результати свідчать про те, що в області з просторовими неоднорідностями анізотропії відбувається метастабільна стабілізація границь зі зростанням енергії ДГ. У [92]представлено результати дослідження змін структури границі при зміщенні її зі стабілізованого стану. <br /> Дослідженню фотоіндукованого перемагнічування присвячена велика кількість експериментальних і теоретичних робіт. У найбільш ранніх із них (див., наприклад, [48,49]) приводяться лише непрямі свідчення фотоіндукованої зміни намагніченості: під впливом лінійно поляризованого світла спостерігався поворот дихроічної осі кристала до напрямку вектора поляризації світла. З цього був зроблений висновок про відповідну переорієнтації напрямку намагніченості. Такі дослідження не давали можливості детально досліджувати механізми й особливості процесів фотоіндукованого перемагнічування.<br /> Удосконалення технології виготовлення високоякісних гранатів з високою магнітооптичною добротністю і низькою дефектністю, а також розвиток методів обробки оптичних зображень у наступні роки дозволили перейти від інтегральних непрямих досліджень фотоіндукованого перемагнічування до безпосередньої оптичної візуалізації, реєстрації й обробки зображень доменних структур.<br /> Вперше візуалізація фотоіндукованої перебудови ДС була здійснена на об'ємних монокристалічних зразках ЗІГ:Si [51,52] (див.рис.1.1 і 1.2). Зразок Y3Fe4..96Si0.04O12 був вирізаний у формі диска діаметром 5 мм і товщиною 0.6 мм у площині (110) [51]. Доменна структура візуалізовалася магнітооптичним способом з використанням ефекту Фарадея. Параметри зондувального випромінювання вибиралися таким чином, щоб воно не спричиняло впливу на спінову систему фотомагнетика (мала інтенсивність, або неактивна для ФІМЕ довжина хвилі, або орієнтація вектора поляризації світла паралельно осі важкого намагнічування).<br /> У вихідному стані (до опромінення) ДС пластини при Т=77К являла собою лабіринтові домени з намагніченістю , перпендикулярною площини пластини (структура фарадеєвського типу). Існування такої структури обумовлено наявністю одноосьової магнітної анізотропії, що зв'язана, імовірно, з механічною обробкою пластини і може бути знята, як було перевірено експериментально, термічним відпаленням і травленням поверхні кислотою. Поле ж, що розмагнічує, обумовлює тенденцію встановлення в пластині іншого типу ДС - коттонівського, у якому вектор намагніченості лежить у площині пластини. <br /> При освітленні пластини активним світлом з довжиною хвилі ?=1.15 мкм відбувається перебудова структури фарадеєвського типу в смугову ДС коттонівського типу. Швидкість перебудови залежить від орієнтації вектора поляризації активного світла щодо кристалографічних осей пластини (див. рис.1.1 [51]). Намагніченість у процесі такої перебудови орієнтується в напрямку ОЛН, що лежить у площині зразка. Її роль грає та просторова діагональ елементарної кубічної комірки, з якою вектор утворює найменший кут. <br /> При зміні напрямку найближчою стає інша ВЛН, що супроводжується відповідною перебудовою ДС. Цей процес оборотний. Після вимикання активного світла сформована ДС зберігається доти, поки підтримується криогенна температура.<br /> Незважаючи на те, що в даний час ЗІГ:Si є найбільш експериментально вивченим фотомагнітним матеріалом, відносно невелика кількість робіт присвячена дослідженням ФІМЕ в тонких епітаксійних плівках. Очевидно, це зв'язано з труднощами експериментального спостереження відносно малих по величині фотомагнітних ефектів у тонких плівках. Цим обумовлюється більша кількість відомих експериментальних досліджень ФІМЕ, що не залежать від поляризації світла [84,93,94], у порівнянні з поляризаційно-залежними. Дослідження останніх у тонких плівках ЗІГ:Si, а саме фотоіндукованої перебудови ДС, почалися відносно недавно [54,95] і можуть розглядатися скоріше як епізодичні, а не як систематичні дослідження. Однак, слід зазначити, що ускладнення експериментальної методики при дослідженнях на тонких епітаксійних плівках компенсуються простотою зміни складу і магнітних параметрів зразків і тому такі дослідження можуть розглядатися як дуже перспективні.<br /> Експериментально [96] було встановлено, що фотоіндукована перебудова ДС в об'ємних монокристалічних зразках носить пороговий характер. На рис.2.1 [96] зображена залежність інтенсивності I оптичного випромінювання, що пройшло через локальну область монокристала між схрещеними поляризатором і аналізатором, від часу опромінення. Показано, що в процесі опромінення локальної області монокристала лінійно поляризованим світлом існує деякий інтервал часу (допороговий час ?з на рис.2.1), протягом якого зміни вихідної ДС відсутні . При подальшому опроміненні протягом часу ?s відбувається зміна інтенсивності світла на виході зі зразка, що відповідає перемагнічуванню зразка. Тривалість інтервалу допорогового часу ?із залежить від відстані між центром світлової плями і сусідньою 180-градусною ДГ коттонівської ДС, від діаметра світлової плями й інтенсивності оптичного випромінювання на поверхні монокристала.<br />Рис.2.1<br />Нормована залежність інтенсивності оптичного випромінювання, що пройшло через локальну область фотомагнітного середовища між схрещеними поляризатором і аналізатором, від часу опромінення її лінійно поляризованим світлом [91].<br /> Авторами [9</span></p>