Способ определения интервалов спиновойпереориентации ортоферритов

Союз Советскнк Соцналнстичесння Реснубанк)2446259/18-2 исоединением за Государствеииый коми СССР по дедам изобретеии и открытийте 23) Приорите Опубликовано 300281. Бюллетень Йо 2 УДК 620.179 (088.8) описания 30078 Дата опублнко Авторыобретени Г.Н,Фалилеев едотова и А,П,Г изики твердого тела и полупроводникоелорусской ССР(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЙ ИНТЕРВАЛОВ СПИНОВО ПЕРЕОРИЕНТАЦИИ ОРТОФЕРРИТОВопределенияориентации предваритель инте орто Изобретение относится к физикетвердого тела, конкретно к измерениютемпературных областей фазовых переходов ортоферритов с помощью тепло 5вых средств, и может быть использовано в электронной йромышленности дляопределения фазовых переходов в ортоферритах.Известен способ определения температурных интервалов спиновой переориентации (ИСП) в монокристаллах ортоферритов по измерению теплоемкости,заключающийся в том, что к образцу,помещенному в вакуумированный калориметр, подводится определенное количество теплоты и фиксируется изменение температуры образца с известной массой. При температурах, соответствующих интервалу- спиновой переориентации, теплоемкость испытывает 20скачок 1,Однако определение интервала спиновой переориентации ортоферритов указанным способом требует значительнойзатраты времени вследствие необходимости проведения большого количестваизмерений, сложной аппаратуры, например криостатов с высоким вакуумом,калориметров, а процесс смены образца сложен и трудоемок, 30 Известен способ определения ИСП по намагниченности, заключающийся в том, что во внешнее магнитное поле помещают образец, ось антиферромагнетиэма которого направлена вдоль этого поля,и при некотором пороговом значении поля вектор антиферромагнетизма образца скачком устанавливается перпендикулярно магнитному полю, а спонтанный момент при этом ориентируется по полю. Вид кривых намагничивания, по которым определяется интервал спиновой переориентации, изменяется вблизи температуры переориентации 2.Однако для определения ИСП по данному способу необходимы высокие магнитные поля, создаваемые сверхпроводящими магнитами, либо проведение измерений в импульсных магнитных полях, в которых значительно снижается точность измерений и ограничен возможный температурный диапазон измерений.Кроме того, поскольку измерения ведутся по точкам, то для определения ИСП необходим большой набор результатов измерений.Известен также способрвалов спиновой переферритов, включающийМ 5 Цель изобретения - ускорение и упрощение процессов измерения.Указанная цель достигается тем, что образец размещают внутри измерительной катушки, расположенной в переменном внешнем магнитном поле величиной 5-25 Э и частотой 5-20 кГц,ориентируя ось образца параллельно направлению поля,и при непрерывном изменении температуры образца со скоростью 0,5-1 град/мин регистрируют 60 возникающую в измерительной катушке проинтегрированную ЭДС,пропорциональную проекции магнитного момента образца на направление внешнего магнитного поля, и по интервалу температур б 5 ную ориентацию образца относительновнешнего магнитного поля, основанный на измерении кривых крутящих моментов и заключающийся в том, чтоыривые угловой зависимости крутящегомомента во внешнем вращающемся магнитном поле зависят от магнитной симметрии кристалла и изменяются с изменением направления осей легкого намагничивания кристалла. Кривые крутящих моментов МЖ с периодом П дляодноосного кристалла с началом спиновой переориентации превращаютсяв .кривые П/2, свидетельствующие опоявлении двуосности кристалла.После завершения переориентации кривыеснова приобретают периодичность,равную.П, для этого образец предварительно ориентируют так, что егонормаль в плоскости совпадает с направлением оси вращения магнита, создающего внешнее магнитное поле 525 кЭ. Образец помещают в это поле,устанавливают определенную температуру и, поворачивая: магнит с помощью оптической системы, регистрируют угловую зависимость механических вращающихся моментов образца.Регистрацию кривых крутящих моментов образца ведут при различных температурах,. и поэтому для определенияинтервалов спиновой переориентацииодного образца необходимо произвес) ти от 20 до 200 измерений угловыхзависимостей вращающихся моментовпри различных температурах, при этомтолько в области спиновой переориентации наблюдается изменение периода З 5м(Ф) Г 3),Для осуществления указанного способа ввиду многократного снятия угловых зависимостей вращающихся моментов при различных температурах в маг Онитном поле величиной 5-25 кЭ требуется сложная установка(анизометр свращающимся магнитом, оптическая система) регистрация большого. числа измере ий и обработка измерений (построения графиков), на что затрачивается большое количество времени, труда и криогенных жидкостей. Кроме того, применяется сложная механическаясистема подвеса образца.50 между началом и концом изменения ЭДС определяют интервал спиновой переориентации ортоферритов.Определение ИСП проводится в два тапа. На первом этапе по регистрации сигнала при большой скорости изменение температуры (20-50 град/мин) определяется приблизительная область расположения ИСП. На втором этапе, начиная с температуры, которая на 5-10 фС ниже приблизительно определенной нижней границы ИСП, регистрируется сигнал при плавном изменении температуры со скоростью 0,5-1 град/ мин. Начало и конец изменения сигнала, записываемого на двухкоординатный самописец как функции температуры, соответствуют определяемым границам ИСП.Предлагаемый сПособ заключается в том, что определение ИСП осуществляют регистрацией температурной области изменения проинтегрированной ЭДС, т.е, сигнала, пропорционального велйчине проекции магнитного момента образца на направление магнитного поля соленоида, возникающей в измерительной котушке, расположенной внутри, соленоида вблизи образца.При плавном изменении температуры образца 0,5-1 град/мин в интервале спиновой переориентации происходит поворот магнитного момента кристалла относительно кристаллографических осей, в свя" зи с чем изменяется величина проекции магнитного момента и следовательно, изменяется величина сигнала Ос, Вне ИСП уровень сигнала практически остается постоянным. Интервал температуры (Т -Т) между началом и концом изменения сигнала 0 соответствует интервалу спиновой переориентации. Сигнал регистрируется в виде электрического напряжения при непрерывном изменении теьйературы образца, то процесс измерения легко автоматизируется, на получение конечного результата затрачивается количество времени (около 30 мин)На чертеже представлена схема измерительной части установки для определения ИСП ортоферритов.оИзмерительная часть установки включает соленоид 1, измерительную катуш-ку 2, компенсирующую катушку 3 (катушки 2 и 3 расположены внутри соленоида 1 .и включены навстречу друг другу) 1 образец 4, наклеенный на держа-, тель 5, в контакте с термопарой б расположенный осью параллельно направлению магнитного поля соленоида 1. Способ осуществляется следующим образом.Монокристалл ортоферрита - образец 4 - помещают в переменное магнитное поле катушек 2 и 3. Образец предварительно ориентирован относи851220 Формула изобретения Составитель В.МещеряковТехред,А, Бабинец Корректор ор И. Михеева,Щомак,е аказ 634 60 Тираж 907 ПоНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий13035, Москва, Ж, Раушская наб., д дписн лиал ППП фПатентф, г. ужгород, ул. Проектн тельно магнитного поля соленойда 1и тогда на выходе интегрирующей цепочки ЙС наблюдается сигнал Ос раэбаланса катушек 2 и 3, пропорциональ"ный проекции магнитного момента Вобразца на направление матнитногополя соленоида 1 Нс т.е, В=ВсоэЧ,где В - магнитный момент образца;Ю - угол между направлением магнитного момента и направлением магнит"ного поля соленоида. При этом выполняется условие Носат НАн,где Ндн - поле магнитной анизотропии кристалла ортоферрита. Например,при Нс д 6 10 Э Ндн 1 о 4-Ю Э,присоблюдении этого условия магнитноеполе соленоида Нсо практически неизменяет направлейие магнитного мо"мента образца.После усиления сигнал Ос подается на осциллограф и параллельно че"рез выпрямитель на У самописца. НаХ самописца заводится сигнал от датчика температуры, который находитсяв контакте с образцом, Таким образом,на двухкоординатном самописце регистрируется сигнал, пропорциональныйВ т Всо 9 (проекции магнитной индукции образца на напряжение магнитногополя Исоа ) в зависимости от температуры образца. По границам изменениясигнала определяют ИСП.Использование предлагаемого способа определения интервалов спиновой переориентации ортоферритов обеспечивает возможность определения ИСПортоферритов разного состава произвольной фобы и размеров в широкоминтервале температур; простоту и надежность измерения ИСП; возможность автоматизации процесса измерений ИСПпри незначительных затратахвремении криогенных жидкостей.1 Способ определения интервалов спиновой переориентации ортоферритов.,включающий предварительную ориентаЮ цию образца относительно внешнегомагнитного поля, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью ускорения иупрощения процесса измерений, образец размещают внутри измерительной1 Я катушки, расположенной в переменномвнешнем магнитном поле, величиной 525 Э и частоой 5-20 кГц, ориентиРуя ось образца параллельио направлению поля, и при непрерывном изме 20 нении температуры образца со скоростью 0,5-1 град/мин регистрируютвозникающую в измерительной катушкепроинтегрированную ЭДС, пропорциональную проекции магнитного моментаобразца на направление внешнего магнитного поля, и по интервалу температур между началом и концом измене,ния ЭДС определяют интервал спиновойпереориентации ортоферритовИсточники информации,30 принятые во внимание при экспертизе1. Мо 1 йогег е 1 а 1. - фРЬуэ Веч.ге., 1971, 26, р. 1257.2. Белов К.П. и др.-ффЖЭТФ, 1966,Р 51, с. 1966.З 5. 3. Белов К.П., Кадамцева А.М, -