Статья. Опубликована в Успехи физических наук, 1969 г. Май, Том 98, вып. 1, с. 3-25Традиционное представление о ферромагнетике как о веществе непрозрачном для электромагнитного излучения любой длины волны начало изменяться после синтезирования в середине 40-х годов достаточно качественных ферромагнитных диэлектриков — ферритов со структурой шпинели. Эти соединения, а затем и их аналоги оказались прозрачными в радио- и СВЧ диапазонах, что привело к известным техническим применениям и соответственно к бурному росту физических и технологических работ по ферродиэлектрикам. В последние семь — десять лет началось успешное изучение ферромагнитных диэлектриков, прозрачных в буквальном смысле этого слова, т. е. пропускающих инфракрасный и видимый
свет. Хотя прозрачность — понятие относительное, обычно принято считать прозрачными вещества, для которых глубина проникновения сравнима с длиной волны электромагнитного излучения. Список ферромагнитных соединений, имеющих окна прозрачности такого типа, уже достаточно обширен: здесь имеются и ферромагнетики, и редкоземельные ферримагнетики со структурой граната, а также иттриевый феррит-гранат и ферримагнетики с магнитоактивными d-ионами, и слабые ферромагнетики — редкоземельные ортоферриты. Получены весьма обнадеживающие в отношении практических применений степени прозрачности: совершенные монокристаллы феррита-граната иттрия имеют в ближней инфракрасной области коэффициент поглощения порядка 0.07 см^-1.Исследование прозрачных ферромагнетиков оптическими методами привело к обнаружению интересных физических эффектов. Обнаружены различные типы коллективных обменных резонансов в ферромагнетиках и обменное расщепление линий поглощения отдельных магнитоактивных ионов. Впервые изучена анизотропия обменного расщепления и доказано
существование неэквивалентных мест редкоземельных ионов в решетке феррита-граната с резко отличной от кубической локальной симметрией кристаллического поля. Наряду с обычным механизмом эффекта Фарадея в ферромагнетиках, обязанным спин-орбитальному взаимодействию, выявлен обменный механизм и механизм, связанный с прецессией
магнитного момента ферромагнетика на оптических частотах. В области прозрачности ферромагнетика, где вклад электрических дипольных переходов мал, удалось впервые измерить магнитную проницаемость ферромагнетика на оптических частотах. Существует область длин волн, в которой вещество является бигиротропным. Показано, что магнитооптическими методами можно определять ориентацию магнитных подрешеток ферромагнетиков. Обнаружено смещение края собственного поглощения ферромагнитных полупроводников под влиянием температуры и внешнего магнитного поля. Показано, что частота ферромагнитного резонанса изменяется под действием инфракрасного излучения.
Путем введения небольшого количества редкоземельных ионов в качестве индикатора удалось по тонкой структуре спектра поглощения этих ионов изучить характер обменных взаимодействий для отдельных соседств в ферромагнитном кристалле.Целью данного обзора является рассмотрение этих и родственных им физических эффектов, а также краткое обсуждение перспектив практического применения прозрачных ферромагнетиков. Мы не касаемся вопросов, относящихся к оптике прозрачных антиферромагнетиков, так как они рассмотрены в отдельном обзоре.
