Группа электромагнитных свойств конденсированных сред
Руководитель группы О.В.Геращенко, канд. физ.-мат. наук

Нейтроны и радиочастотные методы


   Немного истории. Идея о плодотворности исследования конденсированных сред двумя взаимодополняющими методами, нейтронным и радиочастотным, кажется тривиальной. Но нужно не только понимать, но и реализовать, что и сделал в свое время зав.сект.ИКС Г.М.Драбкин. Датировать это событие можно по вышедшей 5 апреля 1972 г. в "Письмах в ЖЭТФ" работе Г.М.Драбкина, Я.А.Касмана, В.В.Рунова, И.Д.Лузянина и Е.Ф.Шендера "Исследование магнитного фазового перехода в Y3Fe5O12", в которой были приведены результаты первого опыта с поляризованными нейтронами и радиочастотными измерениями восприимчивости. Установка располагалась прямо на пучке в зале реактора. Там же находились и операторы - авторы будущей статьи. Так в секторе ИКС возникло новое направление. Однако скоро стало ясно, что лобовой подход - одновременный эксперимент двумя методами - зачастую не годится из-за противоречивых требований к каждому методу. Но осталось главное - идейное научное единство в решении физических задач. Осталось справедливым и заключение Первой статьи - радиочастотный метод действительно оказался эффективным средством изучения магнитных систем.

   Наиболее плодотворным стало дальнейшее развитие этого метода - исследование нелинейных свойств по поведению высших гармоник намагниченности. Первые же эксперименты с использованием метода высших гармоник, начатые в 80-х гг., стали пионерскими, так как до этого времени нелинейные явления в магнитных системах практически не изучались ни экспериментально, ни теоретически. Изучая критическую динамику однородной намагниченности в кубических ферромагнетиках типа CdCr2Se4 И.Д.Лузянин и В.П.Хавронин (ЖЭТФ, 1982-1989) показали, что выше Тc существуют две температурные области, скейлинговая и аномальная, с различным характером критических явлений. В скейлинговой области экспериментально определенное поведение линейной восприимчивости и высших гармоник находится в согласии с ожиданиями теории подобия. Так как высшие корреляторы более сингулярны, чем парный, связанный с линейной восприимчивостью, то согласие экспериментальных и теоретических результатов для высших гармоник является более основательным подтверждением теории скейлинга. Аномальная же область, непосредственно примыкающая к точке Кюри, оказалась характерной "стекольным" поведением линейного отклика, явлением остаточной намагниченности и крайне слабым убыванием амплитуд гармоник с их номером (вблизи Тc регистрировалась и 27-ая гармоника).

   Исследования низкополевой электродинамики керамических ВТСП были выполнены также в тесном идейном контакте с нейтронными экспериментами и при теоретической поддержке С.Л.Гинзбургом. Если методом высших гармоник была установлена применимость концепции критического состояния к таким сверхпроводникам (Phys.Lett.A, 1989, Physica C, 1991 и др.), то группой Г.П.Гордеева был получен профиль потока в ВТСП керамике. Таким образом, в результате такого макро- и микро- подхода появилась картина проникновения магнитного поля в гранулированные сверхпроводники. Кроме того, впервые проведенных экспериментах как с линейно-поляризованным переменным магнитным полем, направленным под углом к постоянному, так и вращающимся переменным полем в присутствии постоянного магнитного поля, было показано (Supercond. Sci.Techn., 1998), что в гранулированных сверхпроводниках проникновение одного магнитного поля не "чувствует" анизотропии, наведенной другим. Наиболее вероятной причиной этого явления может быть самоорганизованная критичность джозефсоновской среды, каковой являются гранулярные сверхпроводники (С.Л.Гинзбург и др., работы последних лет).

   Кроме сверхпроводников, попрежнему исследуются и магнетики. В работе И.Д.Лузянина, А.Г.Яшенкина, С.В.Малеева, Э.А.Зайцевой и В.П.Хавронина (Phys.Rev.B, 1999) было показано, что при T << Tс в почти изотропном ферромагнетике CdCr2Se4 продольная динамическая линейная восприимчивость благодаря дипольным силам степенным образом возрастает с уменьшением частоты переменного магнитного поля, а низкочастотный переход к такой зависимости определяется внутренним полем. Это означает, что в идеальном случае (отсутствуют анизотропия, эффекты размагничивания и т.п.) в нулевом внутреннем поле восприимчивость будет проявлять такое "критическое" поведение вплоть до 0, т.е. магнитоупорядоченное состояние будет нестабильно.

   Недавно Рыжовым В.А., Лузяниным И.Д., Хаврониным В.П. и др. впервые был обнаружен полевой гистерезис второй гармоники намагниченности в парамагнитной фазе в керамических образцах манганита Sm1-xSrxMnO3 с x =0.25; 0.3 и 0.4, демонстрирующих эффект колоссального магнитосопротивления, в то же время как для линейной восприимчивости такой гистерезис появлялся только в упорядоченной фазе. Такой гистерезис мог быть связан только с образованием в парамагнитной матрице крупномасштабных ферромагнитных областей малого суммарного объема. В то же время Д.Ю.Чернышевом, А.И.Курбаковым и В.А.Труновым на изотопном образце были проведены нейтрон-дифракционные исследования, из которых следовало, что температура возникновения наблюдаемых макроскопическим методом упорядоченных областей весьма близка к температуре структурного перехода Ян-Теллера. Таким образом, появилось прямое указание на явление фазового разделения, вопрос о котором в настоящее время весьма актуален.

   Как видно, радиочастотные и нейтронные методы успешно продолжают шагать вместе.

На начало страницы


На главную страницу ОНИ