Особенности нелинейной динамики одномерных магнитных неоднородностей в ферро- и антиферромагнетиках

• Автор: Ломакина, Ирина Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 137 с. : ил.

ГЛАВА I. МАГНЕТИКИ. ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЕ И ФАЗОВЫЕ

ПЕРЕХОДЫ

1.1 Ферромагнетики

1.1.1 Введение

1.1.2 Перемагничивание ферромагнетиков

1.1.3 Описание динамики магнитных неоднородностей

в ферромагнетиках

1.2 Редкоземельные ортоферриты

1.2.1 Введение

1.2.2 Фазовые переходы в антиферромагнетиках со слабым

ферромагнетизмом

1.2.3 Структура зародышей новой фазы и перемагничивания
1.2.4 Описание динамики магнитных неоднородностей
в антиферромагнетиках со слабым ферромагнетизмом
ГЛАВА II. ДИНАМИКА ЗАРОДЫША ПЕРЕМАГНИЧИВАНИЯ В
ФЕРРОМАГНЕТИКЕ
2.1 Плотность энергии. Вывод динамических уравнений, описывающих
эволюцию параметров солитонов
2.2 Динамика зародыша перемагничивания
Заключение к главе II
ГЛАВА III. ДИНАМИКА ЛОКАЛИЗОВАННЫХ МАГНИТНЫХ
НЕОДНОРОДНОСТЕЙ В СЛАБЫХ ФЕРРОМАГНЕТИКАХ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ ПРИ НАЛИЧИИ ЗАТУХАНИЯ
3.1 Постановка задачи. Уравнения движения

3.2 Вывод динамических уравнений, описывающих эволюцию параметров двухсолитонных решений
3.3 Динамика зародыша перемагничивания
3.4 Динамика взаимодействующих 180-градусных доменных стенок одинаковой полярности
3.4.1 Влияние конечности образца
3.5 Динамика взаимодействующих 180-градусных стенок
разной полярности
Заключение к главе III
ГЛАВА IV. ДИНАМИКА ЗАРОДЫША НОВОЙ ФАЗЫ ВБЛИЗИ ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ПЕРВОГО РОДА В АНТИФЕРРОМАГНЕТИКАХ С ВЗАИМОДЕЙСТВИЕМ ДЗЯЛОШИНСКОГО
4.1 Уравнения движения. Солитонные решения
4.2 Динамика зародыша устойчивой фазы в недрах метастабильной
4.2.1 Влияние плоских магнитных включений
4.3 Динамика взаимодействующих 90-градусных межфазных стенок
с противоположными топологическими зарядами
4.4 Динамика взаимодействующих 90-градусных межфазных стенок
с одинаковыми топологическими зарядами
Заключение к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Принцип действия многих технических устройств основан на использовании временных и пространственных изменений намагниченности, в том числе явлений намагничивания и перемагничивания магнитных материалов. Намагничивание и перемагничивание определяются сугубо нелинейными процессами поворота намагниченности на значительные углы. Строгое их теоретическое рассмотрение в настоящее время далеко от завершения и представляет собой важную фундаментальную задачу физики конденсированного состояния и магнитных явлений.
Многие физические свойства магнитных материалов, в том числе процессы перемагничивания, определяются особенностями доменной структуры [1-10]. Намагничивание ферритов-гранатов и редкоземельных ортоферритов, которые на протяжении многих десятилетий остаются широко используемыми в технике материалами, осуществляется преимущественно движением доменных границ. При этом процесс перемагничивания в начальной и конечной стадиях сопровождается зарождением домена обратной намагниченности, образованием ограничивающих его взаимодействующих 180-градусных доменных стенок и их последующей аннигиляцией или образованием 360-градусной доменной стенки [7, 11].
С точки зрения солитонной физики уединенная 180-градусная доменная граница представляет собой односолитонное образование, называемое кинком или топологическим солитоном [12]. Две сильно взаимодействующие доменные стенки представляют собой двухсолитонное образование. К таким образованиям относятся локализованные в пространстве магнитные неоднородности в виде динамической ноль-градусной доменной стенки и динамической 360-градусной доменной стенки. 360-градусную доменную стенку в магнитном поле можно рассматривать как зародыш метастабильной фазы в недрах стабильной. Напротив, ноль-градусную стенку - как зародыш устой-

на удвоенной частоте динамической перестройки структуры стенки (см. рис. 2.3а).
В случае малых полей, как видно из рис. 2.5, частота колебаний стремится к малым величинам. Например, при (2 = 10, к = 0.001 частота бризера в разродыша в виде бризера может попасть в область частот ЯМР
ность исследования зародыша перемагничивания в виде бризера методом ЯМР, аналогично тому, как исследуется ЯМР ядер в обычных доменных стенках (см., например, [6]).
Другая особая точка динамической системы (2.11)
в отсутствие затухания является центром (см. рис. 2.2), а при наличии затухания — неустойчивым фокусом. Отклонение системы от этой особой точки при О0 > 0 (/г > е), как показывают численные исследования, приводит к затуханию бризера (О -> 1). При этом имеет место преобразование неелевской структуры в блоховскую и обратно (см. рис. 2.3). Частота преобразования при наличии затухания со временем также возрастает, как и в случае колебаний вблизи особой точки (2.19) (см. рис. 2.4).
В дальнейшем подробно проанализируем поведение зародыша перемагничивания, состояние которого в начальный момент времени близко к (2.19), (2.20). Расстояние между стенками, определяемое как расстояние между точками перегиба кривой 9 = 9(^), задаваемой (2.8), равно
—3 3
мерных переменных со^, =2-10 уЯд. При М5=10Гс, А-= 6 • 10 эрг/см ,
7—1 2 5
имеем СО£=5-10 с , а при Мх= 10 Гс, К = 6-10 эрг/см имеем

со* =5-10 с . Видно, что в малых полях частота колебаний магнитного за7 8
(©/7~10 -10 Гц) ядер Ае в ферритах-гранатах. Это открывает возможФо=^(2я + 1)> &о=к-е, (п = 0,±1,...)
(2.21)