石榴石高功率临界场h_c(H)蝶形曲线形状和拐点磁场与晶粒尺寸关系研究

观测了三组晶粒尺寸不同的钇钆钆石榴石YGdIGs和铋钙钒石榴石BiCaVIGs样品在平行激励下的高功率临界场hc与外加直流磁场H的关系,发现了阶状蝶形曲线。金相分析表明这可能与晶粒均匀性有关。实验表明隔离器的功率承受能力与材料蝶形曲线拐点磁场以上的走势密切相关。基于渡越时间模型讨论了观测到的蝶形曲线拐点磁场H′min与晶粒尺寸的关系。分析了Patton和Borghese在关于自旋波不稳定模最低波数kmin及相应的H′min上的不同观点和所分别适用的粗、细晶粒场合。用存在有表面感生各向异性场Hs的晶粒表层模型解释了渡越时间理论。

石榴石的铁磁共振线宽△H、有效线宽△H_(eff)及自旋波线宽△H_k

Dy:YGdIG(DyxY3-b-z-xGdzCabGebInaFe5-a-bO12)的△H,△Heff,△Hk与Dy取代量呈线性增加关系。随饱和磁化强度Ms的增加Dy:YGdIG的优值系数Fhp(≈(2ω/ωm)(δ△Hk/δ△Heff))和δ△Heff/δ△Hk值均呈线性下降。CaGe:YGdIGs(Y2-xGd1.0CaxGexInaFe5-a-xO12)的△H,△Heff,△Hk随Ge含量的增加而线性增大,可分别用Ms的下降进行解释。由CaGe:YGdIGs和YBiCaVIGs的△H,△Heff与Ms的关系得出△Heff∝Ms-0.8(YBiCaVIG),Ms-1.4(YGdCaGeIG)的实验规律,与非共振△Heff的晶粒表层自旋波共振激发模型较为一致。由Gd:YIG(GdxY3-xFe5O12),Gd:YCaGeInIG(GdxY3-x-aCaaGeaInbFe5-a-bO12)实验,发现少量CaGeIn的取代可使YGdIG的△H明显降低而不影响△Hk。由不同晶粒尺寸样品的hc(H)蝶形曲线,发现了阶梯状蝶形曲线,讨论了晶粒尺寸对△Hk、hc(H)蝶形曲线的影响,以及拐点磁场与理论Hmin之间的差距。