Исследование структуры доменных границ для разработки тонкопленочных магнитных наноэлементов для цифровой записи

• Автор: Семенов, Владимир Семенович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 273 с. : ил.

Содержание
Введение

Глава 1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ ДОМЕННЫХ ГРАНИЦ В ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ (ОБЗОР)

1.1. Основные положения микромагнетизма доменных границ в магнитных пленках

1.2. Одномерные доменные границы Блоха и Нееля

1.2.1. Решение Ландау-Лившица для доменных границ Блоха в массивном материале

1.2.2. Одномерные доменные границы Блоха

1.2.3. Одномерные доменные границы Нееля

1.3. Двумерные доменные границы

1.3.1. Вычисление энергии двумерной доменной границы методом

Ла Бонта
1.3.2. Выбор аналитических выражений для описания двумерного распределения намагниченности в доменной границе
1.3.3. Рекомендации по выбору аналитических функций для описания двумерных структур доменных границ
Глава 2. ДВУМЕРНЫЕ 180° ДОМЕННЫЕ ГРАНИЦЫ БЛОХА И НЕЕЛЯ
2.1. Метод определения двумерных моделей доменных границ Блоха и Нееля
2.1.1. Определение функции 5(5) и ее производных
2.1.2. Нахождение линии перегиба а.'о(з) и функции д(з)
2.2. Двумерная 180° доменная граница Блоха
2.2.1. Результаты численного расчета и их обсуждение
2.2.2. Изменение структуры доменной границы Блоха с ростом толщины пленки
2.3. Двумерная 180° доменная граница Нееля
2.4. Сравнение с методом Хуберта
2.5. Выводы по второй главе
Глава 3. ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ДВУМЕРНЫЕ ДОМЕННЫЕ ГРАНИЦЫ БЛОХА И НЕЕЛЯ В МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ
3.1. Промежуточные двумерные доменные границы Блоха
3.2. Промежуточные двумерные доменные границы Нееля
3.3. Переход доменной границы Блоха в доменную границу Нееля
3.4. Выводы по третьей главе
Глава 4. ЗАРЯЖЕННЫЕ ДОМЕННЫЕ ГРАНИЦЫ В ТОНКИХ МАГНИТНЫХ ПЛЕНКАХ
4.1. Область существования заряженных доменных границ
4.2. Вычисление энергии заряженных доменных границ
4.3. Заряженные доменные границы Нееля
4.3.1. Заряженные доменные границы Нееля с одномерным изменением намагниченности в ядре
4.3.2. Результаты расчета для одномерной заряженной доменной границы Нееля
4.3.3. Заряженная доменная граница Нееля с двумерным распределением намагниченности в ядре
4.4. Заряженные доменные границы Блоха
4.4.1. 180° симметричная заряженная доменная граница Блоха
4.4.2. 180° асимметричная заряженная доменная граница Блоха

4.4.3. Энергия двух магнитостатически связанных заряженных доменных границ Блоха
4.5. Выводы по четвертой главе
Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПОЛЮСА ТОНКОПЛЕНОЧНОЙ МАГНИТНОЙ ГОЛОВКИ ЗАПИСИ
5.1. Определение исходной доменной структуры полюса
5.2. Период доменной структуры полюса
5.3. Поворот намагниченности в основных доменах полюса
5.3.1. Параметры краевой зоны полюса
5.4. Расчет параметров двухполюсной тонкопленочной магнитной головки для высокоплотной записи
5.5. Выводы по пятой главе
Глава 6. РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ СИСТЕМЫ МАГНИТНЫЙ ДИСК-МАГНИТНАЯ ГОЛОВКА ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ЗАПИСИ С ПИЛООБРАЗНЫМ ПЕРЕХОДОМ НАМАГНИЧЕННОСТИ
6.1. Составляющие энергии и условия изменения параметров пилообразного перехода намагниченности с учетом коэрцитивной силы рабочего слоя
6.1.1. Определение параметров пилообразного перехода намагниченности в процессе записи
6.1.2. Определение параметров пилообразного перехода намагниченности в процессе размагничивания
6.2. Расчет системы магнитный диск - магнитная головка для цифровой записи
6.2.1. Процесс записи и характеристики перехода
6.2.2. Процесс размагничивания

можно исследовать структуру ДГ в зависимости от намагниченности насыщения. Тем не менее структура ДГ Блоха, полученная Хубертом, очень близка к структуре ДГ, полученной Ла Бонтом.
Большой вклад в теоретические и экспериментальные исследования доменных границ в тонких магнитных пленках внесли российские ученые: Шишков А.Г. (МГУ, Москва) [7], [8], Колотов О.С. (МГУ, Москва) [9], Антонов Л.И. (МГУ, Москва) [10], [11], [12] и Филиппов Б.Н. (Институт физики металлов, Екатирин-бург) [14] - [24].
Аарони [88] впервые рассмотрел симметричную двумерную модель границы Блоха, описываемую двумя функциями: одна функция для центральной части (ядра), а другая для флангов. В модель была заложена некоторая замкнутость намагниченности: поверхностные магнитные заряды отсутствовали, а объемные магнитные заряды заключены в центральной части границы. В этой модели было получено значительное понижение энергии границы в пермаллоевых пленках по сравнению со значениями, полученными для любых одномерных распределений намагниченности.
Ла Бонт распространил численный метод нахождения распределения намагниченности для одномерной ДГ Блоха для определения распределения намагниченности в двумерных границ [70]. Двумерное распределение намагниченности, которое получил Ла Бонт для пленки толщиной 1000 А, показано на рис. 1.7.
Из этого рисунка хорошо видна асимметрия в направлении оси х. В центральной плоскости, параллельной поверхностям пленки, тх = 0, и изменение намагниченности аналогично одномерной границе Блоха1. На поверхностях пленки изменение намагниченности происходит как в границе Нееля. Обменная энергия вносит основной вклад в полную энергию границы. Это распределение намагни-
1По этой причине такую доменную границу называют доменной границей Блоха, хотя, на мой взгляд, такая граница должна носить имя автора, который впервые получил такое распределение намагниченности, а именно: доменная граница Ла Болта