Файл: Физика магнитных диэлектриков..pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 243

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

^4г> ^2rfi D ih

 

о

-

Хи

X12 Хіз 0

 

0

 

Хі2 Хп Хіз 0

 

0

 

0

 

Xіз

Хіз

Хзз

0

 

0

 

0

 

0

0

0

4Хіз

0

 

0

 

0

0

0

0

 

4Хіз

0

 

_0

0

0

0

 

0

 

X to |_

Гексагональная система

Г

1

 

 

0

 

0

 

0

Хп

з Хп Хіз

 

 

1

Хп Хіз

0

 

0

 

0

3 Хп

 

 

Хіз

Хіз Хзз

0

 

0

 

0

0

0

0

 

4Хіз

0

 

0

0

0

0

 

0

4Хіз

0

0

0

0

 

0

 

0

 

4

 

 

 

3-Хп

 

Кубическая система

 

Хп

Хі2

Хі2

0

 

0

 

о

-

X12

Хп

Хі2

0

 

0

 

0

 

Хі2

X32

Хп

0

 

0

 

0

 

0

0

0

4Хіг

0

 

0

 

0

0

0

0

 

і2 0

 

_0

0 0 0

 

0

 

і2 -

 

Т а б л и ц а

4.

16

 

 

(4 )

( 3 )

(2)

Матрицы тензора магшітоунругііх постоянных в одноосных II кубических кристаллах

Тригоналъпап система

 

 

 

c

s , £з»

 

 

 

*п

Ь і2

Ь і з

 

*14

*13

 

0,2

*п

*із

-

•6Ы ~

Ь 15

- * ю

 

*31

' *31

*3 3

 

0

0

0

 

*4і

- * «

0

 

* 4 4

*45

* 4 6

~

*40

*40

0

-

‘*45

644

2 * 4 1

2

2

 

* ы

*16

0

- ’ * 15

*14

*11 *1 2

~

2

2

297


 

 

С 3 „

г > , ,

Л 8 /

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

* 1 2

*13

 

*14

0

 

0

-

 

Ь у 2

0 , 1

*13

 

*14

0

 

0

 

 

* з і

*31

*33

 

0

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*41 *41

0

 

*44

0

 

0

 

 

0

0

0

 

0

 

*41 2* 4,

 

(«)

_ 0

0

0

 

0

 

* 1 1

* 1 1 —

* 1 2 —

 

 

 

 

 

 

 

Тетрагональная система

 

 

 

 

С 4, 5 4,

^

4Л

 

 

 

- * ч

&_12

* , з 0

 

 

0

й М)

-

 

* 1 2

 

*13 0

 

 

0

 

 

 

* 3,

*31

*33 0

 

 

0

0

 

 

0

0

0

 

б «

 

 

* і з 0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

 

*45

*41

 

(10)

61

— * 3, 0

0

 

 

0

 

 

 

С» Did

D

 

,

D 4Л

 

 

_

* 1 1

* 1 2

*13 0

 

0

 

0

 

 

 

* 1 2

* 1 1

*13 0

 

0

 

0

 

 

 

*31

*31

*33

0

 

0

 

0

 

 

 

0

0

0

*44

0

 

0

 

 

 

0

0

0

0

 

*41 0

 

 

 

_0 0 0 0 0

*.

( 7)

 

 

Гексагональная система

 

 

-

*11

 

С6, Сзь Си

*1 6

 

 

*12 *1 3

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

*12 * п

*13

0

 

0

 

- _*10

 

 

 

*31

*31

*3 3

0

 

0

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

0

0

*44

*45

0

 

 

 

0

0

0

-*45

*41

0

 

 

 

* 1 6

*іп

0

. 0

 

0

 

*11— *12

(S)

 

2

2

 

 

 

 

 

 

 

DЗА»

 

7?с» DGA

 

 

 

С Ос»

 

 

 

V

* 1 2

*13 0

0

 

0

-

 

 

 

* 1 2

* 1 1

*13 0

i r '

0

 

 

 

 

*31

*31

*33 0

о "

0

 

 

 

 

0

0 1

0

*44

0

-

0

 

 

 

 

0_'

О -

0

0

*44

0

 

 

 

 

_ о _ - 0 _ 0

0

0

 

* 1 1 ' * 1 2 —

 

( 6 )


Кубическая система

 

 

 

Т,

Тк

 

 

'11

*12

*J3

0

0

0

 

'13

*11

*12

0

(1

0

 

'12

*13

*11

0

0

0

 

 

0

0

 

0

и

 

 

0

0

0

*44

0

 

 

0

0

0

0

*.14.

 

 

T ä , О ,

1Oh

 

 

' l l

Ьjo ь, ,

0

0 0

 

'12 *11 * 12 0

0

0

 

'12 *12 * .10

0

0

 

О ()_

О <>,,()

О

 

О 0'

0

0

Ьи

О

 

_о о

о о о' ьи _

О)

Используя табл. 4.1, в которой приведены матрицы тензора Xijti Для кристаллов разной симметрии, и исклю­ чая из энергии слагаемые типа а^+ сс^-{-а?, получаем

следующее выражение для энергии анизотропии кубиче­ ского кристалла:

или

К,

(4.21)

И4,„ = -

+ + 4).

- f К

где Ä'!=6x12—2уа1.

 

кристалла имеем

В случае гексагонального

IVa = K№ + K#t

Объединяя это выражение с (4. 19), получаем оконча­ тельную формулу для энергии магнитной анизотропии гексагонального кристалла

= ЛГів| + К 24 ,

(4. 22)

где

1 = Хгг ' Х.хх 6 Xl3 2уц,

К2 = Хзз + Хп — бхіз-

Ввыражение для упругой энергии WY—1/2 (с^.к1 utjUkl)

входит тензор упругих постоянных

Он является

299



тензором четвертого ранга, •симметричным по переста­ новке индексов внутри первой и второй пары и по переста­ новке пар. Соответственно 'в самом общем случае тензор Cijkl имеет 21 независимую компоненту, и для кристалла

низшей симметрии упругая энергия записывается в виде

1

М7)’ = ~2

с 22идд +

C33« J ,) -)-

С1

+

с У,и х х и г г +

Т ^'2’Р у

“Ь ^

Н-

5 ^ x x llxz “I“ ^ \Gllx x ^ x y

T

^24^ y y ^ y z

+ CosiiyyuX3 -j- c2$uyyuxy -J- с ^и гзиуг -)- с.л ихзихз +

 

с;-віі33ііху +

+

с44|,уг +

c 5ä!,L +

с 60к 1-у) +

/l ( с 45u y z u x z

+

 

“Ь ^iG ^ y z ^ x y + cbG ^xz^xy) ’

 

 

В1,

где компоненты тензора упругих постоянных даны в мат­ ричных обозначениях, причем c;j.kl =с при любых р и q.

В гексагональных и кубических кристаллах число не­ зависимых компонент тензора cfj kl составляет соответ­

ственно 5 и 3 [14], и выражения для упругой энергии имеют следующий вид: в кубическом кристалле

~ 2

( и х х Т Гіуд

мгг) Т ^12 i Lix x u y y “Ь и х х 11S3 Т

и y y u zz) Т

 

+

2с44 («“- + и % , + и%ѵ )

(4.24)

и в гексагональном —

W , z= 2 СП і ІІх х и уу)

~2 C33u zz “Ь c12u x x lly y Т с13 ( ^ x x ^ z z

T“

+ u y y u zz) + 2cj4

(u^. + U-x z ) + (cn — с12) u \ y .

(4.25)

Последнее слагаемое в выражении (4. 2) \ѴЩ= ~^ijkiuijajc ai представляет собой магнитоупругую энергию. Тензор магнитоупругих постоянных bijkl симметричен

по перестановке индексов внутри первой и второй пары и, таким образом, по свойствам симметрии подобен тензору пьезооптических коэффициентов п , [14]. В общем слу­

чае число независимых компонент тензора bijkl равно 36,

однако, учитывая зависимость магпитоупругой энергии только от направления намагниченности, но не от ее вели­ чины [7], получаем, что в общем случае в выражение для магнитоупругой энергии входит лишь 30 независимых комбинаций bfjkl. При записи энергии в явном виде удобно

300