Файл: Гуревич, А. Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках.pdf

§ 9.0] И О Н Н А Я Р Е Л А К С А Ц И Я 557

ратурных ходов с экспериментом позволяет установить, что боль­ шую роль играют рамановские процессы.

Для других редкоземельных ионов с сильной спин-орбиталь- иой связью, не имеющих резких сближений энергетических уров­

жения уровней ионов, которые былп рассмотрены в § 2.2, пред­ ставляют собой статические изменения резонансного поля (бН ) 0 (см. выражение (9.5.31')). Они не зависят от частоты, пх можно наблюдать и при измерении статических вращающих моментов 1390]. Одновременно в окрестностях точек сближения уровней, конечно, имеют место и динамические сдвиги резонансного поля (6ІУ)Ш, но пх в этом случае трудно выделить на фоне мощных «статических» пиков.

Максимумы поглощения, которыми сопровождались пики Н рез в иттрий-железном гранате с примесыо ТЬ3+, были обнаружены

558 П Р О Ц Е С С Ы Р Е Л А К С А Ц И И [ Г Л . 9

Диллоном и Нильсеном [379]. Температурные и угловые зависи­ мости АН в гранатах с различными редкоземельными ионами, имеющими сближения уровней, изучали подробно Гуревич, Соловьев и Агеев [397, 406, 409].

Рассмотрим, например, результаты, полученные в [406] для

имеют место пики іГ рез и полосы поглощения, обусловленные сближениями энергетических уровней ионов Но3+. Пики //роз и максимумы поглощения для направлений <100) приблизительно

в 2 раза больше, чем для направлений <110). Это можно объяс­ ни ь, если Припять, что сближения уровней имеют место, когда

шести неэквивалентных узлов. Таким образом, для направлений

структуру» — в центре полосы находится минимум А Н . Он свя­ зан с обращением в нуль производных 3(Деѵ)/<ЭѲ и д ( А е ч) / д ф в фор­ муле (9.6.34) в точке сближения уровней. Наличие этого мини­ мума, как уже отмечалось, является характерным признаком механизма медленной релаксации.

Температурные зависимости ширины резонансной кривой длятого же кристалла (рис. 9.6.14) имеют, вообще говоря, два мак­ симума.

Положение и величина низкотемпературного максимума существенно зависят от направления М0, при достаточном уда­ лении от точек сближения он исчезает. Приведенные на рис. 9.6.12; угловые зависимости характеризуют именно этот максимум, обус­ ловленный двумя сближающимися уровнями. Второй — высо­ котемпературный максимум мало зависит от направления М 0; он обусловлен вкладом всех несближающихся уровней. Низкотем­ пературный максимум хорошо описывается формулой (9.6.29) н

Жэ

Рис. 9.6.14. Температурные зависимости шпрппы рсзопансной кривой в итгрпп-желеэ- ном гранате с 0,1 мол.% Но3-*- 1406]. Тот же образец, что на рис. 9.6.12. Частота 8,9 Ггік Обозначения у кривых— направления постоянного поля.

предположении прямых процессов релаксации ионов при рас­ стояниях между уровнями в направлениях (100) и <110> соот­ ветственно 8 с м ' 1 и 5 с м ' 1 .

Итак, • приведенные экспериментальные данные для иттрпйжелезного гранатас ионами Но3+ находят полное описание в рамках теории медленной (продольной) релаксации. Теория медленной релаксации хорошо объясняет также температурные и угловые зависимости ширины резонансной кривой в иттрий-железном гра­ нате с ионами ТЪ3+ [392, 397J. Этп зависимости во многом ана­ логичны приведенным выше зависимостям для случая Но3+. Отличаются лишь положения точек сближения; для ТЬ 3+, как по­ казал Хюбер [396], сближения уровней происходят тогда, когда направления намагниченности лежат на конической поверхности с осью, направленной по одной из локальных осей иона, и углом при вершине 142°. В результате пики Н $ ез и полосы поглощения наблюдаются в плоскости {110} при трех направлениях намаг-

560 ПРОЦЕССЫ РЕЛАКСАЦИИ [ГЛ. 9

ничснности (си. рис. 2.2.11), не совпадающих, в отличие от Но3+, с осями симметрии кристалла.

При исследовании ферромагнитного резонанса в иттрий-же- лезном гранате с ионами Y b 3+, наряду с рассмотренными выше зависимостями, как уже отмечалось, наблюдались «аномалии» [392, 404]. Они заключались в том, что при низких температурах для некоторых направлений намагниченности (в плоскости {110} —

жением температуры, во всяком случае, до 1,5 °К . Эти аномалии в течение ряда лет оставались иеобъясненнымн. Их можно было бы понять, если бы для указанных направлений имели место сближения уровней Y b 3+, причем с очень малыми (Ае)МШІ. Од­ нако таких сближений нет для той структуры уровней иона Y b 3+

нение 140 VI оказалось неожиданно простым: ионы Y b 3+ в гранате

жения энергетических уровней наблюдались также [409] в нт-

уровнями ионов с поглощением магноиов, характерные для п о п е р е ч ­

же характер температурных зависимостей АН в случае Рг3+ [409] говорят в пользу механизма поперечной релаксации. Одиако если 1/т будет порядка (Ае)ШІІІ//і, т. е. порядка со, то и механизм продольной релаксации может быть эффективен. Таким образом, в случаях, когда минимальное расстояние между сближающи­ мися уровнями оказывается одного порядка с Тип, возникает интересная и сложная ситуация, когда оба механизма, попереч­ ной и продольной (медленной) релаксации, могут действовать «одновременно.