Магнитостатическое взаимодействие в разбавленных случайных магнетиках

• Автор: Харитонский, Петр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Владивосток
• Количество страниц: 257 с. : ил

Содержание
Введение

Глава I. Магнитостатическое взаимодействие и процессы

намагничивания ансамблей малых частиц (обзор)

1.1. Возможные подходы к описанию магнитостатического взаимодействия в ансамбле

1.2. Приближение локального поля (случайного поля взаимодействия)

1.3. Метод характеристических функций (метод Хольцмарка)

1.4. Кривые перемагничивания с учетом взаимодействия

Глава II. Модифицированный метод моментов и расчет плотности

распределения случайного поля

2.1. Моменты плотности распределения полей взаимодействия случайно рассеянных магнитных диполей
2.2. Асимптотические ряды Эджворта и Грама-Шарлье для
плотности распределения
2.3. Метод моментов для объема цилиндрической формы и условия удовлетворительности аппроксимации
2.4. Сравнение результатов, полученных методом моментов и численным моделированием
Глава Ш. Метод Хольцмарка для тонкого слоя и тонкой нити
3.1. Зависимость магнитостатического взаимодействия от размерности ансамбля ферромагнитных частиц
3.2. Плотность распределения полей случайного взаимодействия
для тонкого слоя
3.3. Плотность распределения полей случайного взаимодействия
для тонкой нити
Глава IV. Магнитостатическое взаимодействие в системе
растущих суперпарамагнитных частиц
4.1. Зависимость критического объема суперпарамагнетизма от
поля магнитостатического взаимодействия

4.2. Характерные поля взаимодействия в системе растущих
суперпарамагнитных частиц
Глава V. Моделирование процессов намагничивания систем типа
«разбавленный ферромагнетик»
5.1. Процессы намагничивания и магнитостатическое взаимодействие
в системах однодоменных частиц (обзор)
5.2. Химическая (кристаллизационная) намагниченность
5.2.1. Кристаллизационная намагниченность системы
одноосных частиц
5.2.2. Зависимость Мгс от ширины спектра критических полей
5.2.3. Кристаллизационная намагниченность ансамбля частиц со случайным распределением осей легкого намагничивания
5.2.4. Изменение кристаллизационной намагниченности в
нулевом внешнем поле при температуре ее создания
5.3. Сравнение некоторых видов намагниченности ансамблей с «сильным» и «слабым» магнитостатическим взаимодействием
5.3.1. Идеальная намагниченность и сравнение ее
с кристаллизационной
5.3.2. Сравнение термоостаточной и кристаллизационной намагниченностей
5.3.3. Некоторые диагностические признаки термоостаточной и химической намагниченностей ансамбля однодоменных частиц
5.4. Кривые перемагничивания и намагниченность насыщения
5.4.1. Влияние магнитостатического взаимодействия на гистерезис тонкого слоя разбавленного случайного
магнетика (однодоменные частицы)
5.4.2. Влияние магнитостатического взаимодействия на гистерезис тонкого слоя разбавленного случайного
магнетика (суперпарамагнитные частицы)
5.4.3. Анизотропия остаточной намагниченности насыщения как результат магнитостатического взаимодействия частиц
5.5. Осадочная намагниченность

Глава VI. Модифицированный метод Роудса-Роуландса, или метод
«магнитных прямоугольников»
6.1. Методы расчета магнитостатической энергии (обзор)
6.1.1. Размагничивающее поле и энергия размагничивания
6.1.2. Метод скалярного потенциала
6.1.3. Энергия размагничивания сферы и эллипсоида вращения
6.1.4. Саморазмагничивание в неэллипсоидальных зернах
6.2. Метод Роудса-Роуландса для расчета энергии размагничивания прямоугольных призм (обзор)
6.3. Модифицированный метод Роудса-Роуландса
6.3.1. Взаимодействие параллельных поверхностей
6.3.2. Взаимодействие перпендикулярных поверхностей
6.3.3. Магнитостатическое взаимодействие двух кубических частиц
6.3.4. Обсуждение метода
Глава VII. Метастабильность магнитного состояния малых
двухфазных феррочастиц
7.1. Моделирование магнитных микрочастиц (обзор)
7.1.1. Основные принципы микромагнетизма
7.1.2. Магнитная свободная энергия
7.1.3. Структура намагниченности в ферромагнитных частицах
7.1.4. Моделирование химически неоднородных частиц
7.2. Равновесные состояния двухфазных частиц с различной ориентацией легких осей фаз
7.2.1. Предварительные замечания
7.2.2. Описание модели двухфазной частицы с бесконечно
тонкой межфазной границей
7.2.3. Магнитная энергия двухфазной частицы
7.2.4. Равновесные состояния двухфазных частиц
7.2.5. Диаграммы равновесных состояний и магнитная метастабильность двухфазных частиц
7.2.6. Влияние тепловых флуктуаций на стабильность
двухфазных частиц

Е = “ПгЯ0 соб2# - (т,Н + Н( ),
(4.2)
где 9 - угол между осью легкого намагничивания и магнитным моментом ш = уМ 5. Если т параллелен Н (0 = 0 - первое состояние), то

т(на+ |Н + Н;))

н+н, <я,

(4.3)
2тЯ + Нг Во втором состоянии (0 = я)
Н + Н, >ЯП
АЕ2 =
т(яо-|Н + Н,.|)

н + н. <я,

|н + н,.|>я0.
(4.4)
Необходимо отметить, что при |Н + Н;| >Я0 второму состоянию (0 = я)
соответствует состояние с максимальной энергией, т.е. второй минимум энергии исчезает, и для более корректного решения следует обратиться к уравнению Фок-кера-Планка. Для наших целей, как это станет ясно ниже (см. п. 5.2), достаточным будет следующее приближение. Так как энергетические барьеры определяют вероятности перехода в единицу времени из одного состояния в другое Р (0,2г) = /0ехр[- АЕ1/(кТ])] ,
Р2М) = /0ехР[-ДЕ2/(Д:Г)] ,
то времена "жизни" магнитного момента в каждом из состояний равны -г, = Рх 1 и
(4.5)
Го — Р

Нетрудно заметить, что
т, >т2,
причем отношение
Г1г2 = ех
р[2 |Н "Ь экспоненциально нарастает с увеличением объема
зерна. Поэтому, считая заблокированными моменты, для которых г, больше времени измерения I, получим зависимость блокирующего объема от поля Н,:
[ / ( ІН + Н |
1+] -
/ Но /
/ ( 4ІН + Н,. N
уь/ / —!
. / 1 н0 /
|Н + Н,.|<Я0 ,
|н + н,.|>яп .
(4.6)
Здесь vb*ШTb|{Ms{Tb)■H,(Tb)), т.к. время I порядка нескольких секунд.