Топология и динамика магнитных неоднородностей в магнетиках с одно- и двумерными дефектами

• Автор: Муртазин, Рамиль Равилевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1Л Динамика доменных границ в ферромагнетиках и слабых ферромагнетиках
1.2 Уравнение синус-Гордона
1.3 Статика и динамика доменных границ в магнетиках с пространственнонеоднородными магнитными параметрами
ГЛАВА 2. НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА МАГНИТНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ФЕРРОМАГНЕТИКАХ С НЕОДНОРОДНОЙ КОНСТАНТОЙ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ
2.1 Основные уравнения и численный метод решения
2.1.1 Выбор метода решения
2.1.2 Аппроксимация уравнений, начальных и граничных условий
2.1.3 Вычислительный алгоритм
2.1.4 Расчет основных динамических характеристик
2.1.5 Проверка схемы
2.2 Динамика срыва ДГ из области одномерного дефекта
2.3 Колебания ДГ в области дефекта
2.4 Влияние внешнего магнитного поля на условия генерации магнитных неоднородностей в области одномерной НКМА
2.5 Генерация магнитных неоднородностей в области двумерной НКМА 70 Выводы к главе
ГЛАВА 3. НЕЛИНЕЙНАЯ ДИНАМИКА МАГНИТНЫХ НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В ФЕРРОМАГНЕТИКАХ С НЕОДНОРОДНОЙ КОНСТАНТОЙ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ И ОБМЕНА
3.1 Основные уравнения и численный метод решения
3.2 Динамика ДГ при наличии ступенчатой пространственной модуляции параметров системы
3.3 Влияние точечного дефекта на динамику ДГ
3.4 Динамика ДГ при наличии локализованной пространственной модуляции параметров системы
3.4.1 Динамика прохождения ДГ через область дефекта
3.4.2 Генерация магнитных неоднородностей в области дефекта в случае слабого магнитного поля
3.4.3 Генерация магнитных неоднородностей в области дефекта в случае сильного магнитного поля
3.5 Генерация двумерных магнитных неоднородностей в области
дефекта
Выводы к главе
ГЛАВА 4. ДИНАМИКА ДОМЕННОЙ ГРАНИЦЫ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИМПУЛЬСНОГО И ГРАДИЕНТНОГО МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В СЛАБЫХ ФЕРРОМ АГНЕТИК АХ
4.1 Основные уравнения и численный метод решения
4.2 Динамика ДГ под действием импульсного и градиентного магнитных полей
4.3 Сравнение численного расчета с экспериментальными результатами 132 Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
АВТОРСКИЙ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Внимание исследователей достаточно давно привлекает изучение различных видов дефектов в магнитноупорядоченных кристаллах [1]. В магнетиках существуют доменные границы, различного рода магнитные неоднородности, которые образуются в области дефектов. Указанные магнитные неоднородности оказывают определяющее влияние на многие наблюдаемые явления в магнитных материалах, например, процессы перемагничивания магнитных материалов, закономерности ферромагнитного резонанса, гистерезиса, распространения спиновых и упругих волн и других практически важных явлений [2].
Прямая экспериментальная задача получения детальной информации о распределении и величине магнитных неоднородностей в реальном (дефектном) образце является достаточно сложной, и часто не имеет удовлетворительного решения. Однако свойства доменных границ связаны с макроскопическими измеряемыми параметрами, и одним из важных способов получения информации о свойствах кристалла может быть изучение взаимодействия доменных границ с дефектами [1].
В последнее время широко исследуются многослойные магнитные структуры в связи с возможностью их практического применения [1]. Часто они представляют собой периодически чередующиеся слои двух материалов с различными физическими свойствами. В настоящее время изучается динамика спиновых волн и магнитных неоднородностей, распространяющихся в таких системах вдоль и перпендикулярно границам раздела слоев. Во втором случае часто используются одномерные модели, изучение которых позволяет понять влияние тех или иных магнитных параметров на рассматриваемый процесс [3].
При исследовании динамики линейных и нелинейных волн намагниченности распространяющихся перпендикулярно слоям существует два подхода. В первом из них, используемом часто для изучения динамики спиновых волн, для описания динамики намагниченности в слое рассматривается уравнение Ландау-Лифшица с постоянными параметрами материала, а на границе слоев

О-градусные ДГ или статические солитоны [128]. В ряде экспериментальных данных [129, 130] было обнаружено существование ДГ с подобной структурой. Теоретические расчеты [131] для эпитаксиальных пленок феррит-гранатов, где содержатся два типа анизотропий различной природы, показывают, что в определенных условиях могут зарождаться магнитные неоднородности солитонного типа, но они не являются стабильными. Стабильными они могут быть в магнетиках с неоднородными внутренними полями и оказывать значительное влияние на физические свойства материалов. Результаты работы [128] показали, что учет размагничивающих полей пластины и взаимодействия с конечным по толщине магнитным включением типа однонаправленной анизотропии, приводит к их стабильному состоянию.
В работах [11, 132] численно исследовались процессы перемагничивания кубических ферромагнетиков с комбинированной анизотропией при наличии в нем дефектов. Установлено, что приемлемым модельным представлением магнитных неоднородностей, возникающих в области дефектов, являются 0-градусные ДГ. Определено влияние внешнего магнитного поля на структуру магнитных неоднородностей. Найдены области их устойчивости, в зависимости от параметров материала и характеристик дефекта, и выявлена их роль в кинетике спин-переориентационного фазового перехода.
Влияние одномерных дефектов магнитной анизотропии на динамику зародыша домена вблизи фазового перехода первого рода в магнетиках было исследовано в [15]. Показано сильное влияние одномерных дефектов магнитной анизотропии на динамику такого зародыша и определены условия локализации зародыша новой фазы в области дефекта.
Использование современных вычислительных методов позволяет исследовать статику и динамику двух- и трехмерных конфигураций намагниченности в таких системах, в том числе, и наноразмерных (см., например, [133, 134]). Часто они представляют собой периодически чередующиеся слои двух материалов с различными физическими свойствами. Большой интерес к исследованиям различных физических свойств к таким системам вызван в связи с