Магнитооптическое исследование гольмиевого феррита-граната Ho3Fe5O12

Анотація

Объемный гольмиевый феррит-гранат Ho₃Fe₅O₁₂ является кубическим ферримагнетиком с температурой Кюри T_C = 567 К и точкой компенсации намагниченности T_comp в области 130–140 К. В работе представлены результаты магнитооптического исследования эпитаксиальной пленки гольмиевого феррита-граната Ho₃Fe₅O₁₂ толщиной ~10 мкм, выращенной на подложке типа (111) гадолиний-галлиевого граната Gd₃Ga₅O₁₂. Особенностью данной структуры является близость параметров объемного материала, из которого выращена пленка, и подложки. Изучены температурные и полевые зависимости эффекта Фарадея, а также температурная зависимость доменной структуры в нулевом поле. Установлено, что точка компенсации для данной структуры составляет 127 К. Показано, что температурная зависимость характерного размера доменной структуры имеет расходимость в этой точке. На основании полученных результатов установлено, что магнитная анизотропия этого материала определяется одноосным и кубическим вкладами, причем каждый из них характеризуется различной температурной зависимостью. Сложная форма петель гистерезиса и резкая перестройка доменной структуры при изменении температуры указывают на наличие переходов из коллинеарной в неколлинеарную фазу. Была также исследована генерация второй оптической гармоники под действием лазерных импульсов длительностью 100 фс и центральной энергией фотона E = 1,55 эВ. Электродипольный вклад в генерацию второй гармоники, как кристаллографический, так и магнитный, был надежно зарегистрирован, несмотря на малое рассогласование параметров пленки феррита-граната и подложки.