325 К

305 К

в виде магнитно- или зарядовоунорядоченных кластеров. Структурные, магнитные и зарядовые неоднородности могут отражаться в локальных изменениях упругих свойств манганитов, что позволяет для их исследования использовать акустические методы наряду с магнитострикцией, магнитным резонансом, нейтронной дифракцией и рядом других методов. Акустическая спектроскопия, особенно с использованием волн на частотах 10-10 Гц, когда длина волны соответствует размерам неоднородностей, может быть использована для исследования индуцированных доменных структур, В03НИКП1ИХ

за счет магнитного или зарядового упорядочения.

В частности, по-видимому, впервые образование тонкой микроструктуры, состоягцей из структурных магнитоупругих доменов, было обнаружено с помогцью ультразвуковых исследований в лантан-стронциевом манганите с концентрацией ионов Sr порядка 0,17 [206]. Использование более высоких частот ультразвука (порядка 700 МГц) позволило обнаружить в манганите состава Lai SrMn03 {х = 0,175) трансформацию продольной акустической волны в магни-тоупругую волну с поперечной поляризацией в интервале температур 315-180 К [206, 207]. Было обнаружено, что помимо одного импульса, отнесенного но скорости распространения к продольной волне, возникает второй импульс, скорость которого соответствует поперечной волне (рис. 5.9). Причем с понижением температуры амплитуда продольного

,97 К

285 К

Рис. 5.9. Осциллограммы распространения ультразвуковых импульсов через образец: 1 - возбуждающий электромагнитный импульс; 2 - прошедший через составной резонатор импульс продольной акустической моды; .S*-импульс поперечной акустической моды

5 А. В. Голенищев-Кутузов и др.

импульса, прошедшего через образец, падает, а поперечного растет. Трансформация акустических волн выражалась в монотонном возрастании компоненты поперечной волны и таком же уменьшении компоненты продольной волны в интервале температур 315-270К (рис. 5.10). В экспериментах по прохождению через образец чисто поперечных воли, возбуждаемых

А, отн. ед.

300 Г, К

Рис. 5.10. Зависимость амплитуды продольной (а) и магнитоупругой (б) волн от температуры: □ - при нулевом магнитном поле; - в поле 1 Тл

преобразователями из ниобата лития ж-среза, трансформация не наблюдалась. Следует подчеркнуть, что в соответствии с теорией раснространения упругих волн в анизотропных средах в направлении (100) кубических кристаллов распространяются

две поперечные волны с одинаковой скоростью vt = ca,Jр. Поскольку манганиты можно отнести к квазикубическим кристаллам, обнаружение только одной поперечной волны при магнитоупругой трансформации мод вполне удовлетворяет теоретическим представлениям.

Приложение магнитного ноля в интервале температур выше 310 К не приводило к каким-либо значительным (более 5%) изменениям в затухании и скорости продольных и поперечных волн. Однако ниже 305 К наблюдалось резкое уменьшение амплитуды прошедших через образец продольных волн (рис. 5.10 а), в то время как амплитуда поперечных импульсов изменялась мало (рис. 5.10 6"). Такое различие в поведении амплитуд акустических импульсов А/ и в магнитном поле сопровождалось и соответствуюгцим изменением скоростей продольных и поперечных волн в приложенном ноле. Магнитное поле в основном приводило к увеличению скорости поперечной волны в том же температурном диапазоне 300-200 К (рис. 5.11).

Следует отметить, что образец манганита, в котором было обнаружено разделение импульсов, был практически однороден

3,0-2,9-

2,8-

2,7" 2,6"

2,5"

300 Г, К

по копцептрации попов марганца, что подтверждено рентгено-спектральным микроанализом. Было установлено, что размеры неоднородностей химического состава не превыгаают 1 мкм, т. е. меньгае длины волны ультразвука (А 5 мкм). Вследствие этого характер температурных и магнитных изменений акустических параметров в сочетании с температурным и магнитным ходом проводимости в интервале 315-200 К позволил сделать у]- 10, см/с вывод об определяюгцей роли магнитного упорядочения в этих изменениях, выражаю-гцегося в возникновении магнитно-двухфазного ферро-антиферромагнитного состояния в определенном диапазоне примесных концентраций и температуры манганитов. При этих же условиях (концентрации и температурные интервалы) наблюдается колоссальное магнитосопротивление и больгаая магиитострикция порядка 10~-10~. Таким образом, можно полагать, что колоссальное магнитосопротивление, больгаая объемная магиитострикция и возникновение двух типов акустических волн вызвано одной и той же причиной - возрастанием под действием магпитпого поля ферромагнитной области. Как показано в [208-210], внутри ферромагнитных капель сосредоточены носители заряда. В нагаем случае ими являются дырки. Более того, внутри капель происходит уменьгаение постоянных регаетки из-за перераспределения заряда. Приложение внеганего магнитного ноля приводит к возрастанию радиусов капель; магнитные моменты внутри капель упорядочиваются. С ростом магпитпого поля проявляется тенденция к слиянию капель и образованию однородного ферромагнитного состояния. Поскольку внеганее поле при Т Tq увеличивает степень ферромагнитного порядка вблизи примесных ионов Sr, поэтому ферромагнитный порядок сугцествует и выгае Tq. Таким образом, можно полагать, что разделение акустического импульса на два связано с распространением акустической волны одновременно в магнитоунорядоченной ферромагнитной и неупорядоченной парамагнитной фазах.

Рис. 5.11. Температурные зависимости скорости поперечных {Vt) мод колебаний в манганите Ьао,825 8го,175МпОз в поле Я = О (□) и Я = 10 кЭ ()