Магнитно-силовая микроскопия неоднородных магнитных состояний в ферромагнитных наноструктурах

• Автор: Ермолаева, Ольга Леонидовна
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 175 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Применение методов МСМ для исследования магнитных состояний

ферромагнитных наноструктур (литературный обзор)

1.1. Магнитно-силовая микроскопия

1.1.1. Зонды магнитно-силового микроскопа

1.1.2. Влияние поля МСМ зонда на распределение намагниченности

исследуемого объекта

1.1.3. Компьютерное микромагнитное моделирование в магнитно-силовой микроскопии

1.2. Исследования магнитных состояний субмикронньтх ферромагнитных частиц

1.2.1. Антивихревое распределение намагниченности

1.2.2. Доменные стенки в нанопроволоках
1.2.3. Геометрически фрустрированные магнитные системы
1.3. Выводы
Глава 2. Эффекты магнитостатического взаимодействия зонда МСМ
с образцом
2.1. Поле рассеяния зонда магнитно-силового микроскопа
2.2. Влияние взаимодействия полей образца и зонда магнитно-силового микроскопа на формирование МСМ изображений
2.2.1. Эффекты, связанные с изменением траектории движения зонда в магнитном поле образца
2.2.2 Возмущение распределения намагниченности образца
полем зонда МСМ
2.3 Воздействие поля зонда магнитно-силового микроскопа
на магнитный вихрь
2.3.1.Энергия взаимодействия магнитного вихря с полем зонда МСМ
2.3.2.Воздействие поля зонда МСМ на намагниченность кора вихря
2.3.3.Воздействие поля зонда МСМ на намагниченность оболочки вихря
2.3.4.Компьютерное моделирование смещения магнитного вихря в поле зонда МСМ
2.4. Индуцируемое зондом МСМ перемагничивание частиц с перпендикулярной
анизотропией
2.4.1. Экспериментальные исследования индуцированного зондом перемагничивания частиц СоР1
2.4.2. Микромагнитное моделирование индуцированного зондом МСМ перемагничивания частиц
2.5. Оценка предельной плотности записи на массивах магнитных наночастиц с помощью зонда МСМ
2.5.1. Анализ зависимости амплитуды фазового контраста от формы и размера зонда
2.5.1.1. Сферический зонд
2.5.1.2. Зонд в форме цилиндра
2.5.1.3. Зонд в форме параболоида
2.5.1.4. Зонд в форме параболоида с магнитным покрытием
2.5.2. Оптимизация параметров системы для записи информации на основе массива ферромагнитных частиц и магнитно-силового микроскопа
2.6. Выводы
Глава 3. Магнитные состояния ферромагнитных наночастиц сложной формы
3.1. Магнитные состояния частиц крестообразной формы
3.1.1. Экспериментальные исследования магнитных состояний в крестообразных частицах
3.1.2. Перемагничивание крестообразных частиц несимметричной формы в однородном магнитном поле
3.1.3. Индуцированное полем зонда магнитно-силового микроскопа перемагничивание симметричных крестообразных частиц
3.2. Магнитные состояния в гофрированной пленке Со
3.3. Выводы
Глава 4. Магнитные состояния ферромагнитных наносистем с сильным
магнитостатическим взаимодействием
4.1 Эффекты пиннинга доменной стенки в гибридной системе нанопроволока-наночастицы

4.1.1. Теоретический анализ энергии доменной стенки в ферромагнитной нанопроволоке и микромагнитное моделирование движения и пиннинга доменной стенки
4.1.2. Экспериментальные МСМ исследования эффекта пиннинга доменной стенки
4.1.3.Магнитная логическая ячейка
4.2. Коллективные эффекты во фрустрированных массивах ферромагнитных наночастиц на гексагональной решетке
4.2.1. Микромагнитное моделирование процессов перемагничивания
массивов наночастиц
4.2.2 Экспериментальные исследования эффектов перемагничивания
массивов наночастиц
4.2.2.1. Массив из шести частиц в однородном магнитном поле
4.2.2.2. Массив из шести частиц в поле зонда магнитно-силового микроскопа
4.2.2.3. Перемагничивание большого плотноупакованного массива наночастиц в однородном магнитном поле
4.2.3. Ферромагнитный резонанс в массиве из шести частиц
4.3 Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
СПИСОК РАБОТ АВТОРА

Подобные искусственно созданные фрустрированные магнитные системы привлекают внимание исследователей из-за возможности их использования для создания новых типов магнитных элементов микроэлектроники, в частности, магнитных логических элементов и ассоциативной магнитной памяти.
Большое количество работ было посвящено исследованию и анализу основного и возбужденного состояний в двухмерных массивах однодоменных ферромагнитных частиц с дипольным взаимодействием между соседними частицами [94-101]. Наиболее часто исследуемыми геометрическими конфигурациями таких массивов являются квадратная решетка частиц [94-97], шестиугольная решетка, обладающая симметрией пчелиных сот [98,99] и решетка со сложной симметрией, получившая в литературе название «кагоме» [100,101].
Основной подход, применяемый при изучении таких систем, состоит в анализе статистики магнитных состояний частиц, расположенных вблизи отдельных узлов решетки. Для квадратной решетки теоретически было показано [95], что основным состоянием такой системы является антиферромагнитное (антивихревое) упорядочение магнитных моментов [рис. 1.21 (а)]. Однако экспериментальные наблюдения [96] свидетельствуют о том, что в реальных массивах упорядоченных в форме квадратной решетки наиболее часто встречается ферромагнитное упорядочение системы [рис. 1.21(6)].
1 4 * * 1 4
4 4 4 4
4 4 4 4 4
-4— 4 4 4 4
♦ 4 4 4 4 4
4 4 4 4

Рис. 1.21. Схематические изображения магнитных состояний квадратной решетки (а) антиферромагнитное упорядочение; (б) ферромагнитное упорядочение [95].