§ 4. Затухание магнитоупругих волн

Затухание магнитоупругих волн представляет собой сложный процесс. Он определяется взаимодействиями волн двух подсистем — упругой и магнитной, причем в общем случай необходимо учитывать как взаимодействия внутри каждой подсистемы — фонон-фононные, магнон-магнонные взаимодействия, так и взаимодействия между двумя подсистемами [21. Однако в пределах широкого диапазона температур взаимодействия внутри каждой из подсистем выражены значительно сильнее, чем взаимодействия между подсистемами. Поэтому при феноменологическом описании затухания магнитоупругих волн можно пользоваться приближением, в котором затухание за счет магнон-фононных взаимодействий не учитывается. Для простоты будем, кроме того, считать, что в релаксационном члене (2.13) отсутствует слагаемое, описывающее изменение величины магнитного момента, т. е. . Затухание упругих волн будем описывать с помощью изотропного тензора вязкости

Если считать, что магнитоупругая волна распространяется вдоль оси анизотропии, то от дисперсионных уравнений (3.3) для рассмотренных выше циркулярно поляризованных поперечных волн можно перейти к более общим дисперсионным уравнениям, учитывающим диссипативные процессы [1]:

Здесь . Как уже отмечалось в продольная волна, распространяющаяся вдоль оси анизотропии, не взаимодействует со спиновой подсистемой, поэтому для нее временной декремент затухания определяется так же, как и в чисто упругом случае, т. е.

где Для определения декрементов затухания магнито-упругих волн необходимо найти мнимые части корней дисперсионных уравнений (4.1) при заданном значении волнового вектора k. Так же, как и в § 3, при решении этих уравнений целесообразно различать два случая соотношений между частотами . В частности, при , т. е. в окрестности магнитоакустического резонанса, для частот связанных магнитоупругих волн, отмеченных цифрами 2 и 4 на рис. 14.4, можно получить

    (4.3)

Из (4.3) следует, что в случае достаточно сильной связи между магнитной и упругой подсистемами, а именно, при декременты затухания магнитоупругих волн равны и определяются выражениями . Если же связь мала по сравнению с затуханием, т. е. и Интересно рассмотреть случай, когда решеточные потери значительно меньше потерь в спиновой системе, т. е. Вдали от резонанса для декрементов поперечной волны с левой круговой поляризацией и спиновой волны имеем

а при резонансе . Таким образом, при затухание звука в окрестности магнитоакустического резонанса возрастает в раз, т. е. на несколько порядков. Если выполняется обратное соотношение — то раз увеличивается затухание спиновой волны. Экспериментально увеличение поглощения звука вблизи резонанса наблюдалось во многих работах (см., например, [3, 17, 18, 19]).