Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Современная наука в теории и практике. Часть IV. Монография
.pdf
поведение которого при ее перемагничивании показано на рис. 15. В интенсивности зеркального отражения J(10) содержится информация о размерах доменов.
При низких температурах отжига наблюдалось слабое падение намагниченности пленок [45, 47], причину чего позволяют понять результаты опыта (рис. 16),
полученные на пленке толщиной 0.15 мкм. При H = 4 Э определялось направление намагниченности изготовленной пленки и в этом направлении прикладывалось поле H = 740 Э, после выключения которого при H = 4 Э была обнаружена однонаправленная текстура. Затем образец 8 месяцев находился вне зоны
действия заметных магнитных полей, после чего при H = 7 Э наблюдалась одноосная текстура. После приложения к пленке поля H = 740 Э и его снижения
до 7 Э получилась однонаправленная текстура. Эти результаты позволяют объяснить механизм «старения» (стабилизации) постоянных магнитов.
Рисунок 14. Интенсивности J(01) и J(10) (1 и 2) при H 75 Э (а) и 4 Э (б).
Рисунок 15. Полевые зависимости параметра S и интенсивности зеркального
отражения J(10).
31
Рисунок 16. Интенсивности J(01) и J(10) до (1) и после (2) намагничивания
пленки.
В некоторых опытах наблюдаются результаты (рис. 17), которые выглядят как следствие неэквивалентности противоположно намагниченных состояний. Но говорить о достоверности такого вывода можно лишь при точной ориентировке направления ЛО для двух серий измерений.
Рисунок 17. Поляризационные отношения S, измеренные при двух направлени-
ях перемагничивания пленки.
6.3. Массивный образец сплава Co
67Fe31V2
.Уникальное сочетание меха-
нических и магнитных свойств железокобальтовых сплавов широко используется в современной электротехнике при изготовлении изделий специального
назначения [54]. В зависимости от основного состава и содержания легирующих элементов, а также от режима термической обработки могут быть получены как магнитомягкие (гиперко, пермендюр), так и магнитожесткие (викаллой,
альнико, магнико и др.) материалы, что связано с разными степенями атомного
порядка [55]. Результаты малоуглового рассеяния (МР) нейтронов позволяют, в
частности, выбрать оптимальные режимы термообработки.
32
Полученные на пленках экспериментальные данные позволили нам предложить схему термомагнитного эффекта. Существует, однако, мнение, что физические свойства образцов в значительной степени зависят от их размеров.
Первые же измерения на пластинках сплава Co
67Fe31V2
показали существенное
отличие результатов, полученных на пленках и массивных образцах. Неожиданным оказалось поведение интенсивности нейтронов, прошедших через образец в направлении прямого пучка (рис. 18).
Каждая точка на кривых сумма 4-х интенсивностей J(mn), так как при
малых H интенсивности J(mn) одинаковы, что является следствием многократных изменений спиновых состояний нейтронов на магнитно-неколлинеарных
границах. Цифры на рисунках номера счетчиков нейтронов. В «нулевом»
счетчике измерялись интенсивности центральной части кривых МР. Угловое
положение остальных счетчиков – 2
T
= (13n)′.
n
Рисунок 18. (a) Изменения интенсивностей в разных счетчиках детекторной
системы при «низкотемпературном» отжиге сплава Co
67Fe31V2
. (b) Отжиг об-
разца при более высоких температурах.
Причиной роста интенсивностей рассеянных нейтронов является процесс
формирования некой мелкодисперсной фазы, который начинается при t ~
370qC. Из приведенных на рис. 19 результатов видно, что при таких температу-
рах начинается ФП с упорядочением атомов Co и Fe. Появление рефлексов
(100), (111) и (211) результат изменения трансляционной симметрии сплава.
Рост интенсивности рассеянных нейтронов приводит, конечно, к ее падению в направлении прямого пучка. При намагничивании образца, однако, был
обнаружен более интересный эффект [56].
33
Рисунок 19. а) Нейтронограммы сплава Co
67Fe31V2
для исходного состояния (1)
и после его отжига при 360qС (2). б) Нейтронограмма после отжига образца при
500qС.
Показанные на рис. 20 а угловые распределения интенсивностей J(mn)
для отожженного при 500qС образца получены следующим образом. Электромагнит с горизонтальным полем поворачивался вокруг вертикальной оси так,
чтобы между плоскостью образца, параллельно которой приложено поле H
4.65 kOe, и направлением нейтронного пучка получился угол
M
~ 25q. Детек-
торная система перемещалась с шагом ' ~ 0.87′ и при каждом ее положении последовательно измерялись интенсивности J(mn).
Вероятность переворота спина нейтрона не зависит от его направления в
первичном пучке, поэтому J(01) J(10). Причиной же сильного отличия интенсивностей J(00) и J(11) оказалась интерференция падающих и рассеянных
нейтронных волн [56]. Количественной мерой этого эффекта можно считать
отношение интегральных интенсивностей Q(11)/Q(00), величина которого пропорционально «толщине» образца в направлении прямого пучка (рис. 20 б).
34
Рисунок 20. а) Угловые распределения интенсивностей J(00), J(11) и J(01)
M
при H = 4.65 кЭ и
~ 25q, где M угол между плоскостью образца и
направлением нейтронного пучка, сплошные линии результаты аппроксимации экспериментальных данных суммами функций Гаусса и Лоренца.
б) Зависимость отношения интегральных интенсивностей Q(11)/Q(00) от
эффективной толщины образца.
Таким образом, никаких противоречий результатов измерений на пленках
и массивных образцах не обнаружено. Но интерференционный эффект позволяет использовать новые возможности малоуглового рассеяния поляризованных
нейтронов, исследования которых продолжаются [57].
7. Спиральные магнитные структуры
В рамках рассматриваемой темы предметом особого внимания являются
геликоидальные магнитные структуры, в которых имеется ферромагнитная
компонента спонтанной намагниченности. Для образцов такого типа кристаллическая структура должна соответствовать принципу Неймана, и они могут
использоваться для обнаружения нарушений динамических принципов инвариантности [58, 59].
Гольмий. В работе [60] показано, что слабые взаимодействия электронов
проводимости с ионами гольмия приводят к небольшому отличию энергий левых и правых магнитных геликоидов, разность концентраций которых предлагалось определить методом рассеяния поляризованных нейтронов. В конечном
счете, величина относительной разности концентраций 'n ~ 210
чена следующим образом [61]. Текстурированный образец с отличиями направлений гексагональной оси в кристаллитах порядка 15q при высокой температуре скручивался вокруг оси текстуры и охлаждался до 88 K. При этой температуре выполнялись нейтронные измерения, затем образец нагревался, закручивался в обратном направлении и после повторения измерений обнаружено изменение величины и знака 'n.
-2
была полу-
35
Для трактовки полученного результата используем принципы симметрии.
Обычно предполагается, что ГПУ структура гольмия (пространственная группа
/mmc) сохраняется во всем температурном интервале существования трех
P6
3
типов магнитных структур: простая спираль (13388 K), некая сложная магнитная структура, геликоид с ферромагнитной компонентой при Т < 19 K. Принципы Кюри требуют соответствия симметрий кристалла и всех его свойств. Поэтому появление любого типа упорядочения элементарных магнитных моментов должно происходить одновременно с изменением кристаллической структуры.
Левые и правые магнитные спирали являются зеркально совместимыми
объектами. Эти спирали реализуются в разных кристаллических двойниках.
Понятно, что при Т < 19 K группа симметрии пространственного распределения
электрических зарядов должна быть подгруппой группы симметрии аксиального вектора f/m. Обнаружение разного количества «правых» и «левых» кристаллических двойников должна означать нарушение зеркальной симметрии.
Простая магнитная спираль (нет ферромагнитной компоненты), возможно, существует и в центросимметричных кристаллов, в которых зеркальные двойники
являются одинаковыми физическими состояниями. Но скручивание образца
приводит к исчезновению центра симметрии и возможности реализации разного количества энантиоморфных форм кристаллитов.
MnSi. Силицид марганца используется в качестве модельного вещества
при изучении физических свойств кристаллов, в которых имеется геликоидальная магнитная структура. Температура магнитного перехода около 29 K. Ферромагнитная компонента составляет несколько долей магнетона Бора. Кристаллизуется в нецентросимметричной кубической структуре B20, допускающей
рост энантиоморфных кристаллов. Примитивная элементарная ячейка содержит
четыре формульные единицы. В магнито-упорядоченной фазе спины образуют
левостороннюю несоразмерную спираль. Связь между структурной и магнитной киральностью пока еще не вполне ясна [62].
Обнаружение взаимосвязи киральностей кристаллических и магнитных
геликоидальных структур являются основной задачей исследований, которые, в
частности, выполнялись на кристаллах Fe
Si [63]. Вообще говоря, правые и
1-xCox
левые формы кристаллов связывают с направлением вращения плоскости поляризации света, но авторы предлагают методику дифракционных измерений
(синхротронное излучение) для определения левых и правых структур. Выполненные при комнатной температуре измерения показали, что при x = 0.1 атомы
металлов имеют левую, а при x = 0.25 правую спиральности. Соответственно,
при гелиевых температурах наблюдались (малоугловая дифракция поляризованных нейтронов) левые и правые спиральные магнитные структуры. Подобные результаты означают «полное» нарушение зеркальной симметрии при
МФП.
Теперь можно предположить, что на кристаллах с геликоидальными магнитными структурами можно обнаружить и нарушение принципа Т-
инвариантности. Действительно, операция Т изменяет направление ферромагнитной компоненты F, но не киральности магнитной и кристаллических струк-
36
тур. Поэтому особый интерес представляют результаты опытов, в которых одновременно определяются знаки киральности и направление вектора F. Заме-
тим, что при нарушении Т-инвариантности в кристалле с определенным типом
киральности должна наблюдаться макроскопическая намагниченность без приложения внешнего магнитного поля.
8. Заключение
Проблема постоянного магнита автору настоящей работы знакома более
40 лет. За это время в литературных источниках не удалось найти ни одного
упоминания идеи А. С. Компанейца, в которой, фактически, говорилось, что
для существования ферромагнетизма необходимо сильное нарушение принципа
Т-инвариантности при МФП. Эта идея, последний раз опубликованная в сборнике научно-популярных статей [12], могла остаться незамеченной соответствующими специалистами. Но при изучении фазовых переходов в магнитных
кристаллах и их физических свойств практически не используются принципы
Пьера Кюри, что кажется удивительным. Причиной такой ситуации являются,
вероятнее всего, существующие представления о механизме нарушения динамических принципов инвариантности. Современные теории позволяют получить очень слабые нарушения этих принципов. Для магнитных кристаллов это
означает малое отличие энергий двойников, связанных операцией Т, что приводит к известной проблеме устойчивости ферромагнитного состояния. Поэтому
пока можно спокойно говорить лишь о нарушении Т-четности при МФП, которое оказывается простым следствием принципов Кюри.
Взаимосвязь многих явлений в магнитных материалах можно, однако,
легко объяснить в рамках гипотезы о сильном нарушении принципа Т-
инвариантности при МФП. Результат этого нарушения (диссимметрия магнитных кристаллов) выглядит очень просто: направление вектора спонтанной
намагниченности в магнитном домене однозначным образом задается пространственной ориентацией его кристаллической структуры. Простыми примерами такой взаимосвязи являются электромагниты и постоянные магниты. Для
объяснения их отличий необходимо учитывать и соотношение величин спонтанной деформации и магнитострикции.
Удобными объектами для экспериментального решения рассматриваемой
проблемы оказываются образцы трех типов: сегнетомагнетики; кристаллы, в
которых имеются геликоидальные магнитные структуры; некоторые магнитные
монокристаллы, которые позволяют сравнительно просто определить направление аксиального вектора (вращательного направления) их кристаллической
структуры.
Таким образом, фундаментальные проблемы о нарушении динамических
принципов инвариантности имеют прямое отношение к решению практических
задач физики магнитных материалов.
Литература
1. Шубников А. В. УФН 59, 591 (1956).
37
2. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Электродинамика сплошных сред. М.: Госте-
хиздат, 1957. 532 с.
3. Фейнман Р., Лейтон Р., Сэндс М. Фейнмановские лекции по физике. Физи-
ка сплошных сред. М.: Мир, 1966, 187 с.
4. Шувалов Л. А. //Современная кристаллография. Т. 4. М.: Наука, 1981. С. 7
46.
5. Ковалев А. В. Принципы симметрии и свойства магнитных материалов.
Препринт ПИЯФ2857. Гатчина, 2011, 30 с.
6. Mnyukh Y. American Journal of Cond. Mat. Phys. 2(5), 109 (2012)
7. Yang Sen., Ren Xiaobing., Song Xiaoping. Phys. Rev. B. 78, 174427 (2008).
8. Yang S., Ren X B. Phys. Rev. B. 77, 014407 (2008).
9. Yang Sen, Bao Huixin, Zhou Chao, Wang Yu, Ren Xiaobing, Song Xiaoping,Yoshitaka Matsushita, Yoshio Katsuya, Masahiko Tanaka, Keisuke Kobayashi. Chin. Phys. B. 22, 046101 (2013).
10. Yang Sen, Bao Huixin, Zhou Chao, Wang Yu, Ren Xiaobing, Yoshitaka
Matsushita, Yoshio Katsuya, Masahiko Tanaka, Keisuke Kobayashi, Song
Xiaoping, Gao Jianrong. Phys. Rev. Lett. 104, 197201 (2010)
11. Padilla-Pantoja J., Frontera C., Castaño O., García-Muñoz J. L. Phys. Rev. B.
81, 132405 (2010).
12. Компанеец А. С. Симметрия в микро- и макромире. М.: Наука, 1978. 207 с.
13. Меньшенин В. В., Куркин М. И., Николаев В. В. Макроскопический сим-
метрийный подход в теории магнетизма. //XXXII Международная зимняя
школа физиков-теоретиков «Коуровка – 2008. Тезисы докладов, Екатеринбург 2008. С. 133.
14. Сиротин Ю. И., Шаскольская М. П. Основы кристаллофизики. М.: Наука,
1975, 680 с.
15. Шубников А. В., Флинт Е. Е., Бокий Г. Б. Основы кристаллографии. М.
Л.: Изд
-во АН СССР.1940. 487 с.
16. Wu С. S., Ambler E., Hayward R. W., Hoppes D. D., Hudson R. P. Phys. Rev.
Lett. 105, 1413. (1957).
17. Salam A. Nuovo Cim. 5, 229 (1957)
18. Ландау Л. Д. ЖЭТФ. 32, 405 (1957).
19. Вигнер Е. Этюды о симметрии. М.: Мир, 1971, 318 стр.
20. Шубников А. В., Подиско В, С. О связи между морфологической и физи-
ческой диссимметрией некоторых кристаллов. //Труды Инст-та кристаллогр., 1955, вып. 11, с. 212-220.
21. Андреев А. Ф. УФН. 168, 655 (1998)
22. Стишов С. М. УФН. 186, 953 (2016).
23. Намбу Й. УФН. 179, 1323 (2009).
24. Аветисов В. А., Гольданский В. И. УФН. 166, 873.(1996).
25. Рогачева Э. Д., Белюстин А. В., Бабушкин Ю. А., Баженова Н. Н. Кристал-
лография. 16, 646 (1971).
26. Schubnikov A. Zs. Kristallogr. 50, 19 (1911)
38
27. Ковалев А. В. Диссимметрия магнитных кристаллов по отношению к опе-
рации обращения времени. //Сб. докл. Междун. конф. «Актуальные проблемы физики твердого тела». Минск, 2005. Т. 1. С. 2628.
28. Шубников А. В. Новое в учении о симметрии и его применении. В кн.:
Общее собрание АН СССР. М.
Л.: Изд-во АН СССР, 1945, с. 212-227.
29. Akulov N. Zs. Phys. 52, 389 (1928).
30. Акулов Н. С. Ферромагнетизм. М.Л.: ОНТИ, 1939. 187 с.
31. Ковалев А. В. Проблема РТ-инвариантности в физике магнитных кристал-
лов. Препринт ПИЯФ-2400. Гатчина, 2000, 23 с.
32. Шубников А. В.. Симметрия и антисимметрия конечных фигур. Изд-во
АН СССР. 1951. 172 с.
33. Ковалев А. В. Перспективные материалы. 2004. № 3. С. 5.
34. Aoki Y., Tsuchiya A., Kanayama T., Saha S. R., Sugawara H., Sato H., Higemoto W., Koda A., Ohishi K., Nishiyama K., Kadono R. Phys. Rev. Lett. 91,
067003 (2003)
35. Яржемский В. Г., В.И. Нефедов В. И. ФТТ. 51, 423 (2009).
36. Kaminski A., Rosenkranz S., Fretwell H. M., Campuzano J. C., . Li Z., Raffy
H., Cullen W. G., .You H., Olson C. G., Varma C. M., Höchst H. Nature. 416,
610 (2002).
37. Ovchinnikova M. Ya. ЖЭТФ. 123, 1082 (2003).
38. Kobayashi J., Sato Y., Schmid H. Phys. Stat. Sol. (a). 10, 259 (1972).
39. Schmid H. J. Phys. Soc. Japan. 28, Suppl., 354 (1970).
40. Ковалев А. В., Плахтий В. П., Бедризова М. Н., Андреева Г. Т. ФТТ. 19,
3244 (1977).
41.
Ковалев А. В., Плахтий В. П., Андреева Г. Т. Магнитный переход и де-
формация кристаллической решетки в FeI бораците. Препринт ЛИЯФ-
591. Ленинград, 1980, 20 с.
42. Ковалев А. В. Исследование фазовых переходов в борацитах методами
дифракции нейтронов и рентгеновских лучей. /Диссертация на соискание
ученой степени канд. физ.-мат. наук. Л.: ЛИЯФ АН СССР, 1981.
43. Kovalev A. V. //Proc. of Moscow Intern. Symp. on Magnet. MSU. M. Part 2.
383 (1999).
44. Ковалев А. В., Шмелев Г. Е. Поверхность. Рентген., синхротрон. и
нейтронные исследования. 2001. № 4. С. 33.
45. Ковалев А. В. Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтронные иссле-
дования. 2004. № 10. С. 51.
46. Ковалев А. В. Письма в ЖТФ. 1998. Т. 24. В. 19. С. 51.
47. Ковалев А. В. Перспективные материалы. 2004. № 4. С. 86.
48. Ковалев А. В., Шмелев Г. Е. Спонтанная деформация кубического фер-
ромагнетика. Препринт ПИЯФ-2286. Гатчина, 1999, 37 с.
49. Kovalev A. V., Akselrod L. A. On direction of spontaneous magnetization in a
“cubic” ferromagnet. ArXiv: cond-mat/0011424, 2000, 4 p.
50. Ковалев А. В. Поверхность. Рентген., синхротрон. и нейтронные иссле-
дования. 2002. № 8. С.106.
39
51. Kovalev A.V., Peskov B.G., Ul‘ynov V. A., Shmelev G., Korneev D. A. An
Ключевые слова: виды искусства, культура, стиль,
синергетика, синергетический подход, самоорганизация.
anisotropy of ferromagnetic films. //PNPI Res. Rep. 1996–1997. Gatchina,
1998. P. 264.
52. Ковалев А. В., Рунов В. В. Эл. журн. “Исследовано в России” (2003). №
92. С. 1027.
http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2003/092.pdf.
53. Ковалев А. В. ФТТ. 52, 883 (2010).
54. Sourmail T. Prog. Mater. Sci. 50, 816 (2005).
55. Лященко Б. Г., Литвин Д. Ф., Абов Ю. Г. Кристаллография 6, 553 (1961).
56. Ковалев А. В., Смирнов О. П. ФТТ. 56, 81 (2013).
57. Ковалев А.В. Интерференция нейтронных волн при малоугловом рассея-
нии на ферромагнитных сплавах. //Сб. докл. Междун. конф. «Актуальные
проблемы физики твердого тела». Минск, 2016. Т. 1. С. 3032.
58. А.В. Ковалев А.В. Киральная симметрия кристаллической структуры фер-
ромагнетиков. Препринт ПИЯФ-2439. Гатчина, 2001, 22 с.
59. Kovalev A.V. J. Mag. Mag. Mater. 300, e550 (2006).
60. Жижимов О. Л., Хриплович И. Б. ЖЭТФ. 84, 342 (1983).
61. Fedorov V. I., Gukasov A. G., Kozlov V. I., Maleev S. V., Plakhty V. P., Zobkalo I. A. Phys. Lett. A. 224, 372 (1997).
62. Стишов С. М., Петрова А. Е. УФН. 181, 1157 (2011).
63. Grigoriev S.V., Chernyshov D., Dyadkin V. A., Dmitriev V., Maleyev S. V.,
Moskvin E. V., Menzel D., Schoenes J., Eckerlebe H. Phys. Rev. Lett. 102,
037204 (2009).
РАЗДЕЛ 2. ГУМАНИТАРНЫЙ ЦИКЛ
УДК 7.03
ГЛАВА II. ВИДЫ ИСКУССТВА В ИСТОРИИ КУЛЬТУРЫ:
ОТ СРЕДНЕВЕКОВЬЯ К СОВРЕМЕННОСТИ
Грушко Г.И.
«Воронежский музыкальный колледж имени Ростроповичей», «Воронежский
государственный педагогический университет», г. Воронеж
Представление об истории искусства как о едином, непрерывном потоке,
нерасчлененном на отдельные этапы, свойственно ученым, полагающим, что
никаких законов его развития не существует: «…человеческая история в целом…не подчиняется каким-либо общим положениям, хотя бы внешне напоминающим те законы, которые устанавливаются естественными науками»[13, 422].
Раз в истории нет повторений, значит и в истории искусства отсутствуют общие и
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]