临界场

天文学专有名词

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折要效应和第二级自旋波不稳定性的临界场

YIG单晶薄膜在垂直泵下铁磁共振折叠效应的实验结果已被报道了。进一步分析这些实验结果和讨论薄膜样品的第二级自旋波不稳定性的临界场。分析结果表明，连续波高功率激发的铁磁共振折叠效应主要是由于样品发热引起的。是在脉冲微波功率激发下，当静磁场平行薄膜平面时，铁磁共振不存在明显的折叠效应，但对静磁场垂直于薄膜平面的铁磁共振观察到折叠效应。

FMR吸收曲线形状

根据实验事实，通过对YIG单晶薄膜在垂直泵下的FMR吸收曲线形状的进一步分析得出：在连续波下高功率FM R折叠效应主要来自样品的热效应。在低占空因数、高峰值脉冲功率激发下，对静磁场处于薄膜平面内的FMR，不存在明显的折叠效应，FMR的主要表现是共振线宽变宽。只有对静磁场垂直于薄膜平面的FMR才观察到真实的折叠效应，这种情况与Anderson一Suhl的结论是一致的。但是在确定第二级自旋波不稳定性临界场时，采用给出的式子，得到的临界场值与实验结果符合得较好。

垂直泵下第二级自旋波不稳定性临界场

Suhl首先用自旋波不稳定性过程来解释垂直泵下高功率FMR非线性效应，并对均匀磁化样品和圆盘状样品分别给出了第二级自旋波临界场的计算公式。Schlomann给出了平行泵下非线性效应的自旋波临界场的计算公式。Patton在这两个理论的基础上，对小椭球铁氧体样品，把计算第一级自旋波不稳定临界场的公式推广到任意泵的情况。对YIG单晶薄膜样品在忽略立方晶体磁晶各向异性和外延单晶薄膜的感生各向异性，仅考虑样品形状各向异性的影响，对样品在三种不同场结构组成的垂直泵下的第二级自旋波不稳定性临界场作了详细的计算，得到如下的结果：当静磁场平行样品平面，交变磁场垂直或平行于样品平面时，计算临界场与实验结果偏离较大。

计算值和实验值

从三种场结构的垂直泵下得到的临界场的计算值和实验值可以看出，当交变磁场处于样品平面时，无论静磁场是平行样品平面还是垂直样品平面，从得到的临界场值是十分接近的，实验给出的两个临界场值又是相同的，而且这两种情况下临界场的计算值和实验值都比交变磁场垂直于样品平面时获得临界场的计算值和实验值要小30多左右。这说明垂直泵下的第二级自旋波不稳定临界场与施加交变磁场的方位有关，交变磁场在样品平面内激发自旋波不稳定性增长要比交变磁场垂直的情况来得容易。这个理论分析的结果和实验事实与Patton的预言是完全一致的。

展开螺旋结构的临界场

测量了铁电液晶SmC相在交变电场作用下展开螺旋结构的临界场与温度和频率的变化关系，在实验过程中观察到了滞后现象和重入现象。另外给出了高频临界的理论计算结果、理论和实验符合得较好。

临界场的滞后效应

在直流电场作用下已有人测得了临界场滞后效应，而关于交变电场的临界场滞后效应尚未见诸报道。着重讨论交变电场作用下临界场的滞后现象。

定义展开临界Er(unwinding)为最后一条螺距条纹消失时的电场；定义回复临界场Er(unwinding)为螺距完全展开后缓慢降下电场至第一条条纹出现时的电场。那么△Ec=△Eu-△Er 即为临界场的滞后部分。在实验中发现交变电场的低频区和高频区都存在临界场的滞后现象，并且临界场的滞后部分△Ec正比于临界场的大小。在高频区由于临界场比低频要高得多，相应临界场的滞后△Ec也比低频区高得多。在中频区发现不存在滞后现象，这主要是因为在中频区液晶分子较容易跟上电场的振动，其螺旋结构的展开是通过近晶层的形变来实现的，完全不同于低频区和高频区通过螺距条纹的消失来实现螺旋结构的展开。

理论上对直流临界的滞后效应也还没有和实验符合较好的模型，S。Kai等把滞后归结于自发极化矢量排列引起的内电场；而Dumrongrattana等人认为根据Glogrova提出的向错模型，±2π向错对的湮灭和产生之间也应该存在滞后。怎样在理论上更好地解释直流临界场的滞后效应并对交流临界的滞后效应作出解释是一个值得进一步探讨的问题。

临界场与温度的关系

实验测得的在50Hz和20kHz电场作用下其临界电场和温度的关系。50Hz和20kHz交变电场使螺旋结构展开临界场在温度离Tc较远时，两者相差不多；在T—Tc附近，20Hz、50Hz的临界场都在T—Tc时趋近于零，而20kHz的临界场在T —Tc附近时突然升到很高，这是高频电场下的重入现象。

临界场和频率的关系

△Ec与频率之间的关系，横坐标已取为对数。在低频区临界场随频率的升高而增加：在高频时，△Ec基本不随频率变化，成为饱和展开临界场；在中间区域有两个极值峰：一个在40Hz处，另一个在700Hz处。这两个峰的形成主要是因为近晶层的形变所致，近晶层形变如果产生了网格图案或λ图案时，这两种结构都比较稳定，难以展开，所以电场要一直增强到使尖刀型图案，出现而使网格图案或入图案展开。这两个极大峰正好对应于λ图案和网格图案，而在其中间的区域400—650Hz处近晶层的形变既不能形成网格图案，也不能形成λ图案，这样临界场在这个频区就有了大幅度的降低。另一个极小值在1.5kHz左右，也对应于近晶层发生弯曲而形成网格图案和近晶层由于外场频率太高而不能发生弯曲的转变点。当频率高于这个值时，弯曲阈值Eb就超过螺距展开的临界场，使近晶层不能产生弯曲。当频率进一步升高，由于自发极化项不起作用，所以在高频端螺距展开的临界场趋于饱和。以前认为在f >400Hz时分子跟不上电场振动，根据测量的结果，至少在f >500Hz以后分子才难以跟上电场振动，当f ≥4kHz时，分子完全跟不上电场振动而使临界场达到饱和。

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