Магнітопружні хвилі в феромагнетиках в околі структурних фазових переходів у ґратці
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.9.836Ключові слова:
магнітопружна взаємодія, закон дисперсії, феромагнетик, пружні модуліАнотація
Розрахованi закони дисперсiї зв’язаних магнiтопружних хвиль для феромагнетикiв кубiчної та одновiсної симетрiї. Проведено аналiз особливостей отриманих законiв дисперсiї в околi спiн-переорiєнтацiйних фазових переходiв. Показано, що взаємодiя мiж звуковими та спiновими хвилями залежить вiд напрямку магнiтного моменту феромагнетика. Дослiджено вплив магнiтопружної взаємодiї на закон дисперсiї квазiспiнових хвиль у виродженому основному станi одновiсного феромагнетика “легка площина”. Розрахунки показують, що магнiтопружна взаємодiя знiмає виродження та приводить до появи магнiтоакустичної щiлини у спектрi. Проаналiзовано поведiнку спектрiв зв’язаних магнiтопружних хвиль в околi фазових переходiв в гратцi, а саме в околi мартенситних фазових перетворень в матерiалах з ефектом пам’ятi форми. Отриманi результати використанi для iнтерпретацiї експериментальних даних для сплаву Ni–Mn–Ga. Теоретично пояснене явище рiзкого зменшення пружних модулiв даного сплаву при наближеннi до мартенситних фазових переходiв. Показано, що при цьому основний вплив на пружнi характеристики матерiалу вiдiграє
неоднорiдна магнiтострикцiя. Побудована модель дисипативної функцiї, що описує релаксацiйнi процеси обумовленi затуханням зв’язаних магнiтопружних хвиль у феромагнетиках кубiчної та одновiсної симетрiї. Отримана модель дисипативної функцiї базується на врахуваннi симетрiї магнетика та описує як обмiнну, так i релятивiстську взаємодiю в кристалi.
Посилання
<li>C. Kittel. Interaction of spin waves and ultrasonic waves in ferromagnetic crystals. Phys. Rev. 110, 836 (1958).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRev.110.836">https://doi.org/10.1103/PhysRev.110.836</a>
</li>
<li>A.I. Akhiezer, V.G. Bar'iakhtar, S.V. Peletminskii. Coupled magnetoelastic waves in ferromagnetic media and ferroacoustic resonance. J. Exper. Theor. Phys. 35, 228 (1959).
</li>
<li>A.I. Akhiezer, V.G. Bar'yakhtar, and S.V. Peletminskii. Spin Waves (North Holland, 1968).
</li>
<li>V.G. Bar'yakhtar, E.A. Turov. Magnetoelastic excitations. In Spin Waves and Magnetic Excitations. Edited by A.S. Borovik-Romanov, S.K. Sinha (North Holland, 1988), Pt. 2, p. 333.
</li>
<li>E.A. Turov, V.G. Shavrov. Broken symmetry and magnetoacoustic effects in ferro- and antiferromagnetics. Sov. Phys. Usp. 26, 593 (1983).
<a href="https://doi.org/10.1070/PU1983v026n07ABEH004449">https://doi.org/10.1070/PU1983v026n07ABEH004449</a>
</li>
<li>V.A. Chernenko, V.V. Kokorin. Ni2MnGa as a new ferromagnetic ordered shape memory alloy. In Proceedings of the International Conference on Martensitic Transformations 1992, Monterey, California, USA (Monterey Institute for Advanced Studies, 1993), p. 1205
</li>
<li>V.A. Chernenko, J. Pons, C. Segu’?, E. Cesari. Premartensitic phenomena and other phase transformations in Ni–Mn–Ga alloys studied by dynamical mechanical analysis and electron diffraction. Acta Materialia 50, 53 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1016/S1359-6454(01)00320-2">https://doi.org/10.1016/S1359-6454(01)00320-2</a>
</li>
<li>L. Dai, J. Cullen, M. Wuttig. Intermartensitic transformation in a Ni–Mn–Ga alloy. J. Appl. Phys. 95, 6957 (2004).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.1687203">https://doi.org/10.1063/1.1687203</a>
</li>
<li>O. Heczko, H. Seiner, P. Sedl?ak, J. Kope?cek, M. Landa. Anomalous lattice softening of Ni2MnGa austenite due to magnetoelastic coupling. J. Appl. Phys. 111, 07A929 (2012).
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, D.A. Yablonskii. On the magnetoelastic gap in the spin wave spectrum. Fiz. Met. Metalloved. 43, 645 (1977) (in Russian).
</li>
<li> V.V. Kokorin, M. Wuttig. Magnetostriction in ferromagnetic shape memory alloys, J. Magn. Magn. Mater. 234, 25 (2001).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0304-8853(01)00244-X">https://doi.org/10.1016/S0304-8853(01)00244-X</a>
</li>
<li> J. Worgull, E. Petti, J. Trivisonno, Behavior of the elastic properties near an intermediate phase transition in Ni2MnGa spectrum. Phys. Rev. B 54, 15695 (1996).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.15695">https://doi.org/10.1103/PhysRevB.54.15695</a>
</li>
<li> V.A. Chernenko, V. A. L'vov. Thermodynamics of martensitic transformations affected by hydrostatic pressure. Phil. Mag. 73, 999 (1996).
<a href="https://doi.org/10.1080/01418619608243700">https://doi.org/10.1080/01418619608243700</a>
</li>
<li> R.C. O'Handley, S.M. Allen. Shape-memory alloys, magnetically activated ferromagnetic shape-memory materials. In Encyclopedia of Smart Materials. Edited by M. Schwartz (Wiley, 2002).
<a href="https://doi.org/10.1002/0471216275.esm072">https://doi.org/10.1002/0471216275.esm072</a>
</li>
<li> P. Entel, V.D. Buchelnikov, M.E. Gruner, A. Hucht, V.V. Khovailo, S. Nayak, A.T. Zayak. Shape memory alloys: A summary of recent achievements. Mater. Sci. Forum 583, 21 (2008).
<a href="https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.583.21">https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.583.21</a>
</li>
<li> V.A. Chernenko, V.A. L'vov. Magnetoelastic nature of ferromagnetic shape memory effect. Mater. Sci. Forum 583, 1 (2008).
<a href="https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.583.1">https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.583.1</a>
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, A.G. Danilevich, V.A. L'vov. Magnetoelastic resonance in a crystal with lattice phase transition. Ukr. J. Phys. 56, 1068 (2011).
</li>
<li> L.D. Landau, E.M. Lifshitz. Theory of Elasticity. (Butterworth-Heinemann, 1986).
</li>
<li> L.D. Landau, E.M. Lifshits. On the theory of the dispersion of magnetic permeability in ferromagnetic bodies. Phys. Zs. Sowjet. 8, 153 (1935); reprinted in Ukr. J. Phys. 53, Special Issue, 14 (2008).
</li>
<li> T.L. Gilbert. A Lagrangian formulation of the gyromagnetic equation of the magnetization fields. Phys. Rev. 100, 1243 (1955).
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar. Phenomenological description of relaxation processes in magnetic materials. J. Exper. Theor. Phys. 60, 863 (1984).
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, A.G. Danilevich. Spin-wave damping at spin-orientation phase transitions. Low Temp. Phys. 32, 768 (2006).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.2219498">https://doi.org/10.1063/1.2219498</a>
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, A.G. Danilevich. Dissipation function of magnetic media. Low Temp. Phys. 36, 303 (2010).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.3421029">https://doi.org/10.1063/1.3421029</a>
</li>
<li> V.A. L'vov, E.A. Gomonaj, V.A. Chernenko. A phenomenological model of ferromagnetic martensite. J. Phys.: Condens. Matter 10, 4587 (1998).
<a href="https://doi.org/10.1088/0953-8984/10/21/015">https://doi.org/10.1088/0953-8984/10/21/015</a>
</li>
<li> A.G. Danilevich, V.A. L'vov. Strong influence of ferromagnetic ordering and internal pressure on the elastic modulus of shape memory alloy. J. Magn. Magn. Mater. 333, 108 (2013).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2012.12.021">https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2012.12.021</a>
</li>
<li> P.J. Webster, K.R.A. Ziebeck, S.L. Town, M.S. Peak. Magnetic order and phase transformation in Ni2MnGa. Phil. Mag. B 49, 295 (1984).
<a href="https://doi.org/10.1080/13642817408246515">https://doi.org/10.1080/13642817408246515</a>
</li>
<li> R. Tickle, R.D. James. Magnetic and magnetomechanical properties of Ni2MnGa. J. Magn. Magn. Mater. 195, 627 (1999).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0304-8853(99)00292-9">https://doi.org/10.1016/S0304-8853(99)00292-9</a>
</li>
<li> L. Dai, J. Cui, M. Wuttig. Elasticity of austenitic and martensitic Ni–Mn–Ga. Proc. SPIE 5053, 595 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1117/12.484083">https://doi.org/10.1117/12.484083</a>
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, I.M. Vitebsky, Yu.G. Pashkevich, V.L. Sobolev, V.V. Tarasenko. Striction effects and dynamics of the magnetic subsystem in spin-reorientation phastransitions. Symmetry aspects. J. Exper. Theor. Phys. 60, 587 (1984).
</li>
<li> V.I. Ozhogin, V.L. Preobrazhenskii. Nonlinear dynamics of coupled systems near magnetic phase transitions of the "order-order" type. J. Magn. Magn. Mater. 100, 544 (1991).
<a href="https://doi.org/10.1016/0304-8853(91)90840-7">https://doi.org/10.1016/0304-8853(91)90840-7</a>
</li>
<li> N.N. Bogoliubov, D.V. Shirkov. Quantum Fields (Benjamin-Cummings, 1982).
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, A.G. Danilevich. The Higgs effect and the magnetoelastic gap in ferromagnets. Low Temp. Phys. 41, 379 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1063/1.4921337">https://doi.org/10.1063/1.4921337</a>
</li>
<li> V.G.Bar'yakhtar,B.A. Ivanov,V.N.Krivoruchko,A.G.Danilevich. Modern Problems of Magnetization Dynamics: From the Basis to the Ultrafast Relaxation (Himgest, 2013) (in Russian).
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, V.M. Loktev, S.M. Ryabchenko. Rotational invariance and magnetoflexural oscillations of ferromagnetic plates and rods. J. Exper. Theor. Phys. 61, 1040 (1985)
</li>
<li> L.D. Landau, E.M. Lifshitz, L.P. Pitaevskii. Electrodynamics of Continuous Media (Butterworth-Heinemann, 1984).
</li>
<li> V.V. Eremenko, V.N. Krivoruchko, N.M. Lavrinenko, D.A. Yablonskii. Excitation of exchange magnetic oscillations in CsMnF3 by an alternating electric field. Fiz. Tverd. Tela 30, 3605 (1988) (in Russian).
</li>
<li> V.G. Bar'yakhtar, V.V. Eremenko, S.A. Zvyagin, Yu.G. Pashkevich, V.V. Pishko, V.L. Sobolev, V.V. Shakhov. Line width of magnetic resonance exchange modes in a four-sublattice orthorhombic antiferromagnet. J. Exper. Theor. Phys. 73, 1046 (1991).
</li>
<li> Yu.G. Pashkevich, V.A. Blinkin, V.P. Gnezdilov, V.V. Tsapenko, V.V. Eremenko, P. Lemmens, M. Fischer, M. Grove, G. Guntherodt, L. Degiorgi, P. Wachter, J.M. Tranquada, D.J. Buttrey. Stripe conductivity in La1.775Sr0.225NiO4. Phys. Rev. Lett. 84, 3919 (2000).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.3919">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.84.3919</a>
</li>
</ol>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
