Разделы презентаций


Двулучепреломление

Содержание

Магнитооптические материалы. Магнитооптическая добротностьПленки ферритов-гранатов. ВыращиваниеМагнитооптические свойстваЭффект Фарадея в двухподрешеточном ферримагнетикеОртоферритыБорат железа

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1Двулучепреломление.
Оптическая ось.
Двулучепреломление.
Двулучепреломление в одноосном кристалле.
Линейно поляризованная волна в одноосном

кристалле.
Эллиптичность волны
Случай изотропной среды

Двулучепреломление.Оптическая ось.Двулучепреломление.Двулучепреломление в одноосном кристалле. Линейно поляризованная волна в одноосном кристалле.Эллиптичность волныСлучай изотропной среды

Слайд 2Магнитооптические материалы.
Магнитооптическая добротность
Пленки ферритов-гранатов.
Выращивание
Магнитооптические свойства
Эффект Фарадея в двухподрешеточном

ферримагнетике
Ортоферриты
Борат железа

Магнитооптические материалы. Магнитооптическая добротностьПленки ферритов-гранатов. ВыращиваниеМагнитооптические свойстваЭффект Фарадея в двухподрешеточном ферримагнетикеОртоферритыБорат железа

Слайд 3Магнитооптическая добротность
I – интенсивность света, прошедшего через пластинку толщиной z,


Io – интенсивность падающего света, α – коэффициент поглощения,
φ

– угол «падения».

θF – удельное фарадеевское вращения.

Магнитооптическая добротностьI – интенсивность света, прошедшего через пластинку толщиной z, Io – интенсивность падающего света, α –

Слайд 4Выберем оптимальную толщину образца, чтобы интенсивность свет, проходящего через него,

была максимальной.
- оптимальная толщина образца
- магнитооптическая добротность

Выберем оптимальную толщину образца, чтобы интенсивность свет, проходящего через него, была максимальной.  - оптимальная толщина образца-

Слайд 5Вычислим интенсивность света, прошедшего через образец при оптимальной толщине образца.
Эта

интенсивность – функция добротности

Вычислим интенсивность света, прошедшего через образец при оптимальной толщине образца.Эта интенсивность – функция добротности

Слайд 6Прозрачные ферромагнетики: ферриты-гранаты, ортоферриты и борат железа.
Нельсон и Дирборн [Neilson

J.W., Dearborn E.F. Physics Chem. Solids, 5, 202 (1958)] вырастили

монокристаллы непроводящего железоиттриевого граната Y3Fe5O12.

Примерно в то же время были выращены кристаллы ортоферрита иттрия YFeO3.

Эти материалы прозрачные в видимой и ИК области спектра и обладают большим удельным фарадеевским вращением.

Борат железа FeBO3 известен с 1963 г. Свойства исследованы в 1975.

Прозрачные ферромагнетики: ферриты-гранаты, ортоферриты и борат железа.Нельсон и Дирборн [Neilson J.W., Dearborn E.F. Physics Chem. Solids, 5,

Слайд 7Ферриты-гранаты Технология изготовления ЦМД чипа
Выращивание кристаллов немагнитных гранатов для подложек
Изготовление самих

подложек из массивных кристаллов
Выращивание магнитных цмд пленок на подложках
Обработка цмд

пленок (например, ионная имплантация для подавления жестких цмд)
Создание управляющих структур на цмд пленке
Разрезание полученных пластин на одиночные приборные чипы.
Ферриты-гранаты Технология изготовления ЦМД чипа Выращивание кристаллов немагнитных гранатов для подложекИзготовление самих подложек из массивных кристалловВыращивание магнитных

Слайд 8Выращивание подложек
(немагнитная и монокристаллическая, твердая, плоская, гладкая, бездефектная, обладать малой

электропроводностью и большой теплоемкостью, постоянная решетки подложки должна быть близка

к постоянной решетки пленки)

Выращивание монокристаллов гранатов по методу Чохральского

Скорость роста 0,8 – 1,5 см/ч, температура раствора-расплава 1700 С, скорость вращения 20-25 об/мин.

Выращивание подложек(немагнитная и монокристаллическая, твердая, плоская, гладкая, бездефектная, обладать малой электропроводностью и большой теплоемкостью, постоянная решетки подложки

Слайд 9Ян Чохра́льский
(1885 — 1953) — польский химик, изобретатель широко

известного в настоящее время метода выращивания монокристаллов из расплава путём

вытягивания их вверх от свободной поверхности, названного впоследствии его именем.
Ян Чохра́льский (1885 — 1953) — польский химик, изобретатель широко известного в настоящее время метода выращивания монокристаллов

Слайд 10Подготовка подложки.

С помощью оптического контроля определить ориентацию
Разрезать булю на пластинки
Отполировать

их поверхность: сначала механически, а потом химически (горячей фосфористой кислотой).

При полировке снимается около 120 мкм.

Для получения из монокристаллической були законченной подложки необходимо выполнить операции:

Подготовка подложки.С помощью оптического контроля определить ориентациюРазрезать булю на пластинкиОтполировать их поверхность: сначала механически, а потом химически

Слайд 11Выращивание пленок.
Установка для выращивания гранатовых пленок методом жидкофазной эпитаксии
Держатели подложек

для выращивания гранатовых пленок
ω=100 об/мин
Скорость роста 1 –

3 мкм/мин
Выращивание пленок. Установка для выращивания гранатовых пленок методом жидкофазной эпитаксииДержатели подложек для выращивания гранатовых пленок ω=100 об/мин

Слайд 12Установка по выращиванию монокристаллов по методу Чохральского (НПО «Карат», Львов,

Украина)
Кристаллическая буля Cd3Ga5O12:Nd направление выращивания [111]

Установка по выращиванию монокристаллов по методу Чохральского (НПО «Карат», Львов, Украина)Кристаллическая буля Cd3Ga5O12:Nd направление выращивания [111]

Слайд 13Станок прецизионной резки монокристаллических материалов
Технологическая линия шлифовально-полировальных станков
Лазерный интерферометр для

контроля качества обработки рабочих поверхностей монокристаллических оптических элементов

Станок прецизионной резки монокристаллических материаловТехнологическая линия шлифовально-полировальных станковЛазерный интерферометр для контроля качества обработки рабочих поверхностей монокристаллических оптических

Слайд 14Установка для выращивания монокристаллических слоев методом жидкофазной эпитаксии
Эпитаксиальные пленки на

подложке из гадилиний-галлиевого граната

Установка для выращивания монокристаллических слоев методом жидкофазной эпитаксииЭпитаксиальные пленки на подложке из гадилиний-галлиевого граната

Слайд 15Ферриты-гранаты
Ферриты-гранаты M3Fe5O12, M – трехвалентный ион Y, Cd, Dy, Ho,

Er, Tm, Lu, Yb, Sm, Er, Tb. Кристаллическая структура изоморфна

структуре граната Сa3Al2(SiO4)3. В элементарной ячейке граната содержится 8 формульных единиц.

{M33+}(Fe33+)[Fe23+]O12; {} – додекаэдрическая, () –тетраэдрическая и [] – октаэдрическая подрешетки.

Ферриты-гранатыФерриты-гранаты M3Fe5O12, M – трехвалентный ион Y, Cd, Dy, Ho, Er, Tm, Lu, Yb, Sm, Er, Tb.

Слайд 16Ферриты-гранаты.
Сильновзаимодействующие подрешетки железа можно считать единой подрешеткой. Следовательно в первом

приближении магнитную структуру граната можно считать двухподрешеточной.
Точка Нееля редкоземельных

ферритов-гранатов практически не зависит от входящих в них редкоземельных ионов (TN=563±15o К).

Размер доменов от 0,1 до 103 мкм;
Намагниченность насыщения до 2∙103 Гс;
Константа одноосной анизотропии от 10-3 до 105 эрг/см3;
Параметр затухания Гильберта от 10-4 до 1.

Ферриты-гранаты.Сильновзаимодействующие подрешетки железа можно считать единой подрешеткой. Следовательно в первом приближении магнитную структуру граната можно считать двухподрешеточной.

Слайд 17 Температурная зависимость парциальных и результирующей намагниченностей в случае, когда существует

температура компенсации.

Температурная зависимость парциальных и результирующей намагниченностей в случае, когда существует температура компенсации.

Слайд 18Температурная зависимость намагниченностей некоторых редкоземельных ферритов-гранатов.

Температурная зависимость намагниченностей некоторых редкоземельных ферритов-гранатов.

Слайд 19Основные механизмы вращения плоскости поляризации света в ферритах-гранатах. (R3Fe5O12)
Гиромагнитный, связан

с ферромагнитным и обменным резонансами, собственные частоты которых лежат в

далекой ИК области;
Гироэлектрический обменный, связан с обменным расщеплением энергетических уровней редкоземельных ионов;
Гироэлектрический спин-орбитальный, связан со спин-орбитальным расщеплением энергетических уровней ионов железа;
Гироэлектрический, связан с интенсивными электронными переходами в редкоземельный ионах, собственные частоты которых расположены в УФ области спектра.
Основные механизмы вращения плоскости поляризации света в ферритах-гранатах. (R3Fe5O12)Гиромагнитный, связан с ферромагнитным и обменным резонансами, собственные частоты

Слайд 20Дисперсия эффекта Фарадея в редкоземельных ферритах-гранатах R3Fe5O12: R= Tb(1)65;

Gd (2)64; Dy

(3)66; Y (4)39; Eu (5)63; Er (6)68.
Дисперсия эффекта Фарадея в редкоземельных ферритах-гранатах R3Fe5O12:  R= Tb(1)65;      Gd (2)64;

Слайд 21Концентрационная зависимость эффекта Фарадея в пленках состава Y3Fe5-хGaхO12 (1), Y3-хPrхFe5O12

(2), Y3-хPb2+хM4+xFe5-xO12 (3), BixGd3-x Fe5O12 (4), BixY3-x Fe5O12 (5), λ=0,63

мкм.
Концентрационная зависимость эффекта Фарадея в пленках состава  Y3Fe5-хGaхO12 (1),  Y3-хPrхFe5O12 (2),  Y3-хPb2+хM4+xFe5-xO12 (3), BixGd3-x

Слайд 22Спектры удельного фарадеевского вращения системы R3-xBixFe5O12 с различным содержанием висмута.

Спектры удельного фарадеевского вращения системы  R3-xBixFe5O12 с различным содержанием висмута.

Слайд 23Спектры поглощения системы Y3-xBixFe5O12 с различным содержанием висмута.
Iо, I- интенсивность


падающего и
прошедшего
света

Спектры поглощения системы  Y3-xBixFe5O12 с различным содержанием висмута.Iо, I- интенсивность падающего и прошедшего света

Слайд 24Ферриты-гранаты
В первом приближении магнитную структуру граната можно считать двухподрешеточной.
Магнитные свойства

изменяются в широком диапазоне.
Материалы удобные для магнитооптических исследований.

Ферриты-гранатыВ первом приближении магнитную структуру граната можно считать двухподрешеточной.Магнитные свойства изменяются в широком диапазоне.Материалы удобные для магнитооптических

Слайд 25Эффект Фарадея в двухподрешеточном ферримагнетике
обменные константы

Эффект Фарадея в двухподрешеточном ферримагнетикеобменные константы

Слайд 26С учетом вида тензора ν
Уравнения Ландау-Лифшица имеют вид:
Эти

уравнения описывают прецессию векторов М1 и М2, связанных друг с

другом обменным взаимодействием, которое характеризуется константой обменного поля ν.

Найдем собственные частоты этой системы, т.е. частоты, с которыми вектора М1 и М2 могут совершать когерентное прецессионное движение вокруг положения равновесия.
С учетом вида тензора ν Уравнения Ландау-Лифшица имеют вид: Эти уравнения описывают прецессию векторов М1 и М2,

Слайд 27Разложим М1 и М2 на статические и динамические составляющие
Направления

вращения векторов m1 и m2 одинаковы и определяются знаком ω.


Подставляя векторы М1 и М2 в виде сумм динамических и статических слагаемых, проектируя уравнения на оси координат, получим уравнения для амплитуд

Разложим М1 и М2 на статические и динамические составляющие Направления вращения векторов m1 и m2 одинаковы и

Слайд 28Запишем уравнения системы
Уравнение для х компонент первого и второго уравнений:

Запишем уравнения системыУравнение для х компонент первого и второго уравнений:

Слайд 29Где

и M1>M2
Однородная система уравнений имеет решение,

если ее определитель равен нулю.

Сгруппируем по m1 и m2:

Где             и M1>M2 Однородная система

Слайд 30Обменные поля составляют порядка 105 – 107 Э и, следовательно,



как правило
Преобразуем выражения для
Пренебрежем первым слагаемым под

корнем и разложим в ряд.

Рассмотрим «высокую» и «низкую» частоты

0

Обменные поля составляют порядка 105 – 107 Э и, следовательно, как правило Преобразуем выражения для  Пренебрежем

Слайд 31«Высокая» частота
Пренебрежем слагаемыми с Н
Эта частота определяется эффективным обменным

полем – частота обменного резонанса.
Лежит в далекой ИК области.
0
0

«Высокая» частота Пренебрежем слагаемыми с НЭта частота определяется эффективным обменным полем – частота обменного резонанса. Лежит в

Слайд 32«Низкая» частота
Величина γэфф характеризует гиромагнитные свойства вещества как единой системы

и имеет смысл только в том случае, когда вектора М1

и М2 параллельны. В случае, когда γ1=γ2, ωr – это частота ферромагнитного резонанса.

Частота ωr не зависит от константы молекулярного поля и совпадает с обычной резонансной частотой ферромагнетика с гиромагнитным отношением γэфф.

Эта частота находится в СВЧ области.

«Низкая» частотаВеличина γэфф характеризует гиромагнитные свойства вещества как единой системы и имеет смысл только в том случае,

Слайд 33Типы прецессий в ферримагнетике с двумя подрешетками M1>M2.
Частоты ωr

и ωобм имеют противоположные знаки, следовательно, соответствующие им прецессии происходят

в противоположных направлениях.

Т.о. ферримагнетик с двумя подрешетками имеет две различные собственные частоты. Одна из них совпадает с резонансной частотой ферромагнетика, а вторая является прямым следствием наличия подрешеток.

Типы прецессий в ферримагнетике с двумя подрешетками M1>M2.  Частоты ωr и ωобм имеют противоположные знаки, следовательно,

Слайд 34Если в уравнение Ландау-Лифшица добавить член, учитывающий высокочастотное поле, и

решить его аналогично случаю ферромагнетика, то можно получить выражения для

компонент тензора восприимчивости.

Удельное фарадеевское вращение
в ферромагнетике:

Аналогичный расчет для двухподрешеточного ферримагнетика
при ω >> ωr, ωобм

Переписывая
эту формулу в виде

видно, что θF определяется вкладом как ферромагнитного (первое слагаемое), так и обменного резонансов.

Если в уравнение Ландау-Лифшица добавить член, учитывающий высокочастотное поле, и решить его аналогично случаю ферромагнетика, то можно

Слайд 35Эффект Фарадея в ферритах-гранатах иттрия (Y), эрбия (Er) и гольмия

(Ho) в инфракрасной области спектра при Т=290оК и в феррите-гранате

иттрия при Т=77оК

Частотно-независимый эффект Фарадея – следствие магнитной восприимчивости на оптических частотах.

Эффект Фарадея в ферритах-гранатах иттрия (Y), эрбия (Er) и гольмия (Ho) в инфракрасной области спектра при Т=290оК

Слайд 36Магнитооптические материалы.
Магнитооптическая добротность
Пленки ферритов-гранатов.
Выращивание
Магнитооптические свойства
Эффект Фарадея в двухподрешеточном

ферримагнетике
Ортоферриты
Борат железа

Магнитооптические материалы. Магнитооптическая добротностьПленки ферритов-гранатов. ВыращиваниеМагнитооптические свойстваЭффект Фарадея в двухподрешеточном ферримагнетикеОртоферритыБорат железа

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика