Исследование 90°-го импульсного намагничивания плёнок ферритов - гранатов с анизотропией типа "лёгкая плоскость"

• Автор: Матюнин, Андрей Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 134 с. : ил.

Глава I. Основная информация о процессах 90°-го импульсного намагничивания и перемагничивания магнитных материалов (по литературным данным)

§1.1. Введение

§ 1.2. Уравнения движения намагниченности. Особенности их применения к

исследованию переходных процессов в пермаллоевых плёнках

§1.3. Свободные колебания намагниченности в пермаллоевых плёнках

§ 1.4. Основные результаты исследования режимов 90°-го импульсного

намагничивания и перемагничивания в пермаллоевых плёнках

§1.5. Результаты исследования процессов 90°-го импульсного

намагничивания и перемагничивания монокристаллов бората железа

§1.6. Определение эффективных полей анизотропий на установках, предназначенных для исследования переходных процессов в магнитных
плёнках
§1.7. Информация об импульсных свойствах плёнок ферритов-гранатов с
анизотропией типа "лёгкая плоскость"
§ 1.8. Постановка задачи исследования
Глава II. Методика исследования импульсных свойств плёнок ферритовгранатов с анизотропией типа "лёгкая плоскость"
§2.1. Введение
§2.2. Импульсная индукционная установка
§2.3. Некоторые вопросы формирования намагничивающих импульсов
§2.4. Обеспечение требуемой геометрии опыта и отбор исследуемых
плёнок
Глава III. Исследование свободных колебаний намагниченности
СУ

§3.1. Особенности применения уравнений Ландау-Лифшица-Гильберта к анализу переходных процессов в плёнках ферритов-гранатов с анизотропией
типа “лёгкая плоскость”
§3.2. Анализ свободных колебаний намагниченности в плёнках ферритовгранатов
§3.3. Применение свободных колебаний намагниченности для исследования
анизотропии в плёнках ферритов-гранатов
§3.4. Исследование процесса затухания свободных колебаний
Глава IV. Исследование 90°-го импульсного намагничивания
§4.1. Исследование интегральных импульсных характеристик процесса 90°-го
импульсного намагничивания
§4.2. Исследование угла <рт начального вращения намагниченности
§4.3. Исследование поля излома кривой импульсного намагничивания
§4.4. Анализ нелинейных колебаний намагниченности, сопровождающих процесс 90°-го импульсного намагничивания плёнок ферритов-гранатов....104 §4.5. Сводка основных особенностей поведения намагниченности в плёнках ферритов-гранатов с анизотропией типа “лёгкая плоскость” при их
импульсном 90°-ом намагничивании
§4.6. Численный анализ сигналов импульсного намагничивания
§4.7. Применение режима 90°-го импульсного намагничивания для
определения эффективного поля двухосной анизотропии
Основные результаты и выводы
Список литературы

Переходные процессы в магнитных материалах широко используются в современной технике для формирования импульсов [1-3], получения мощных релятивистских пучков электронов [4,5], модуляции различного вида излучений [6-12], обработки и хранения информации [13,14]. Открываются новые возможности применения магнетиков в связи с развитием спинтроники [15] и применения нанотехнологий [16,17]. Однако изучение переходных процессов имеет не только прикладное значение, но и представляет самостоятельный научный интерес. Действительно, их протекание связано с фундаментальными процессами взаимодействия спинов между собой и с кристаллической решёткой. Особенности этих взаимодействий проявляются в разнообразии механизмов импульсного намагничивания и перемагничивания, влияют на характер потерь энергии в магнитной подсистеме и, естественно, сказываются на поведении суммарной намагниченности магнетика.
Несмотря на очевидную актуальность обсуждаемой тематики, исследование переходных процессов проводились всего лишь в 9-10 типах магнитных материалов. Из них только в пермаллоевых плёнках, плёнках ферритов-гранатов с вертикальной анизотропией, магнитомягких аморфных плёнках и монокристаллах бората железа исследования доведены до понимания основных закономерностей поведения намагниченности. Результаты исследования этих четырёх материалов способствовали становлению современной импульсной магнитодинамики. Однако полученная информация в основном относится к процессам 180°-го перемагничивания.
Очевидно, что для дальнейшего развития магнитодинамики желательно расширение как объектов исследования, так и исследуемых переходных процессов. В настоящей диссертации в качестве такого объекта выбраны плёнки ферритов-гранатов с анизотропией типа "лёгкая плоскость". Рассматриваемые плёнки отличаются от перечисленных материалов как типом и количественными характеристиками анизотропии, так и значением намагниченности насыщения, что неизбежно должно сказываться на их импульсных свойствах. Они являются перспективными материалами для устройств интегральной оптики: скоростных модуляторов инфракрасного излучения, управляемых волноводов, рециркуляторов и т.д. [9-11]. В связи с этим необходимо исследование процессов 90°-го импульсного

бы выделить информацию о самой наводке с помощью одной из пар катушек создаётся импульсное магнитное поле, направленной вдоль намагничивающего поля Нт и поступающее на плёнку примерно за 40-50 мкс до начала исследуемого процесса. Таким образом, к моменту поступления импульса намагничивающего поля, плёнка оказывается насыщенной вдоль этого поля и на выходе стробоскопического преобразователя вырезка будет нести информацию о наводке. Частота следования насыщающих импульсов (с длительностью » 60-70 мкс) выбрана вдвое меньшей частоты следования намагничивающих импульсов. Таким образом, на выходе стробоскопического преобразователя создаётся последовательность "вырезок", одна из которых несёт информацию о мгновенном значении сигнала, искажённого электромагнитными наводками, а следующая за ней - информацию о самих наводках. Вырезки поступают на вход блока автоматического вычитания помех, где происходит их разделение по соответствующим каналам и последующее вычитание одной из другой. С вычитающего устройства сигнал поступает на вход низкочастотного осциллографа. При желании, сигналы с этих каналов могут быть поданы на соответствующие входы самописца (типа ЛКД4-003), в котором также может быть осуществлена операция вычитания. С помощью рассматриваемой системы обеспечивается коэффициент ослабления наводок не хуже 500. Для ослабления шумов в канале регистрации используется 7?С-цепь.
Для обеспечения исходного состояния намагниченности необходимы так называемые установочные поля. Одно из них — с напряжённостью ~ 4-5 Э — используется при исследовании 90°-го импульсного намагничивания. Другое - с напряжённостью до 60-70 Э - при исследовании свободных колебаний намагниченности. Использование для этих целей постоянного поля затруднено, поскольку при требуемых нам значениях установочного поля исключается возможность использования автоматического вычитания помех. Действительно, в этом случае для выделения сигнала помехи потребовался бы слишком мощный источник импульсов, насыщающий образец в направлении действия намагничивающего импульсного поля Нт. Чтобы обеспечить работу устройства вычитания помех, используется магнитное поле Н0 в виде импульсов того же порядка длительности, что и насыщающие импульсы, также следующих с частотой, вдвое меньшей частоты следования намагничивающих импульсов, но поступающих на образец в тот период времени, когда отсутствуют насыщающие импульсы. Импульсы магнитного поля II(] прикладываются к образцу за 40-50 мкс до поступления намагничивающего импульса