FMR linewidth and resonance frequency shift caused by double exchange in doped lanthanum manganites

Abstract

A mechanism is proposed for FMR broadening and resonance frequency shift in a ferromagnetic conducting sample (hopping conductivity) of a doped lanthanum manganite due to the double exchange (DE) under FMR conditions (i.e. by the dynamic double exchange, DDE). It has been shown that the mechanism defines the resonance frequency shift and the FMR damping coefficient ω" (the band width). This shift and broadening mechanism is effective when the variable field frequency ω is of the order of the mobile electron relaxation rate τ⁻¹. The inequality τ⁻¹>> ω" should be met for the mechanism validity. The expressions obtained for ωτ<1 agree qualitatively with the observed dependence of the FMR band width on the exciting variable field frequency as well as (under certain conditions) with experimental data on the temperature dependence of the FMR spectrum. In our opinion, this research may favor the obtaining of quantitative data on the DE constants.

Запропоновано механізм зсуву резонансної частоти та розширення ФМР у феромагнітному провідному зразку (стрибкова провідність) допованого лантанового манганіту, обумовлений подвійним обміном (ПО) в умовах ФМР (динамічним подвійним обміном, ДПО) . Показано, що цей механізм обумовлює зсув резонансної частоти та коефіцієнті згасання ω" (ширину лінії) ФМР. Зап ропонований нами механі зм зсу ву та розширення, обумовлений ДПО, є ефективним, коли частота змінного поля ω має порядок швидкості релаксації рухливих електронів τ⁻¹. Для справедливості цього механізму необхідним є виконання нерівності τ⁻¹ >> ω". Одержані вирази при ωτ<1 якісно узгоджуються зі спостережуваною залежністю ширини лінії ФМР від частоти змінного поля , що його збуджує, а також, за певних умов, з експериментальними даними з температурної залежності спектру ФМР. Вважаємо, що це дослідження може сприяти отриманню кількісної інформації проконстанти ПО.

Предложен механизм сдвига резонансной частоты и уширения ФМР в ферромагнитном проводящем образце (прыжковая проводимость) допированного лантанового манганита, обусловленный двойным обменом (ДО) в условиях ФМР (динамическим двойным обменом, ДДО). Показано, что этот механизм обусловливает сдвиг резонансной частоты и коэффициент затухания ω" (ширину линии) ФМР. Предложенный механизм сдвига и уширения, обусловленный ДДО, является эффективным, когда частота переменного поля ω имеет порядок скорости релаксации подвижных электронов τ⁻¹. Для справедливости предложенного механизма необходимо выполнение неравенства τ⁻¹ >> ω". Полученные выражения при ωτ<1 качественно согласуются с наблюдаемой зависимостью ширины линии ФМР от частоты возбуждающего его поля, а также, при определенных условиях, с экспериментальными данными по температурной зависимости спектра ФМР. По нашему мнению, данное исследование может способствовать получению количественной информации о константах ДО.