Стохастический резонанс в системе однодоменных магнитных частиц

• Автор: Исавнин, Алексей Геннадьевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Набережные Челны
• Количество страниц: 230 с. : ил.

ГЛАВА I. Явление стохастического резонанса

1-1. Основные понятия и методы исследования

1-2. Стохастический резонанс в магнитных системах

1-2.1. Тепловые надбарьерные скачки намагниченности

1-2.2. Динамика, определяемая туннельными переходами

ГЛАВА II. Стохастический резонанс в системе суперпармагнитных частиц

И-1. Одноосная суперпарамагнитная частица как

бистабильная система

П-2. Автокорреляционная функция и спектральная плотность

П-З. Отношение сигнала к шуму, динамическая

магнитная восприимчивость

П-4. Возможность усиления переменного сверхтонкого поля
ГЛАВА III. Учет непрерывного изменения вектора магнитного момента
III-1. Недостатки модели дискретных ориентаций 76 Ш-2. Уравнение Фоккера-Планка с периодическим
дрейфовым слагаемым
Ш-З. Сравнение с результатами квазиадиабатического приближения
ГЛАВА IV. Мёссбауэровские спектры модулированных суперпарамагнитных частиц
IV-1. Амплитуда резонансного рассеяния
1У-2. Сечение поглощения и спектр гамма-излучения
ГУ-3. Супероператоры эволюции и рекуррентные
соотношения между ними

IV-4. Произвольное периодическое поле на ядре 111 ГЛАВА V. Эффекты квантовых флуктуаций
намагниченности
V-1. Скорость туннелирования вектора магнитного момента
V-1.1. Полное отсутствие термической активации
V-1.2. Случай конечных температур
V-2. Характеристики стохастического резонанса 137 ГЛАВА VI. Влияние постоянного поля на динамику магнитного момента частицы в условиях
стохастического резонанса
VI-1. Постоянное магнитное поле, приложенное
перпендикулярно легкой оси
VI-2. Динамическая магнитная восприимчивость модулированной одноосной суперпарамагнитной частицы по отношению к пробному полю
VI-3. Постоянное магнитное поле, приложенное
параллельно легкой оси
VI-4. Произвольное постоянное магнитное поле
ГЛАВА VII. Учет зависимости частоты попыток от параметров системы суперпарамагнитных частиц в модели двух состояний
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

Актуальность темы исследования.
Изучение свойств мелкодисперсных магнитных систем представляет собой важную и интересную область исследований физики конденсированного состояния. Физические и химические свойства мелких частиц могут значительно отличаться от соответствующих свойств массивных образцов. Малые магнитные частицы, обладающие специфическими, зачастую уникальными, особенностями, определяют характеристики таких материалов, как магнитные основы для записи и хранения информации [1], феррожидкости [2-4], кластерные структуры [5-9], пигменты красителей, высокоэффективные катализаторы [10] из тонкодисперсных порошков или керамики с зернами нанометрового размера, применяемые в авиации радиопоглощающие керамические материалы, в матрице которых беспорядочно распределены мелкодисперсные металлические частицы, широко применяемые аэрозоли и т.д. Направления работ в этой области охватывают методы получения нанокристаллических структур (компактирование порошков, осаждение на подложку, кристаллизация аморфных сплавов, интенсивная пластическая деформация и другие) [11-15], методы экспериментальных исследований их свойств [16-22], а также теоретические разработки, относящиеся к природе магнетизма малых и ультрамалых частиц [23-28]. Важность изучения свойств подобных частиц определяется в том числе и тем, что особенности того или иного вещества, явления, процесса создаваемых природой, закладываются на уровне атомов и молекул, размеры которых сопоставимы с размерами нанообъектов. Именно с подобными структурами оперируют нанотехнологии, применяемые в самых различных областях, например для изготовления легких, прочных и термостойких деталей, например,

ГЛАВА II.
СТОХАСТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАНС В СИСТЕМЕ СУПЕРПАРМАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ
Данная Глава IIосвящена исследованию явления стохастического резонанса в системе малых магнитных частиц с анизотропией типа «легкая ось». В рамках модели дискретных ориентаций и квазиадиабатического приближения получены выражения, определяющие отношение сигнал/шум и динамическую магнитную восприимчивость системы суперпарамагнитных частиц. В качестве механизма реализации стохастического резонанса рассмотрен надбарьерный процесс перемагничивания одноосных частиц, определяемый тепловыми переходами вектора магнитного момента частицы между двумя направлениями легкой оси. Интенсивности таких переходов зависят от степени термической активации системы. Магнитная восприимчивость системы вычислена также на основе теории линейного отклика. Характерные немонотонные кривые зависимости характеристик стохастического резонанса от интенсивности шума (температуры) дают возможность определить оптимальный диапазон изменения внутренних и внешних параметров системы, в котором достигается максимальная корреляция динамики системы и внешнего сигнала. Рассмотрен вопрос об усилении слабого радиочастотного поля в системе суперпарамагнитных частиц. Показана эффективность такого явления для ядерно - физических методов исследования.