Магнитодинамика наночастиц в сильном переменном поле

• Автор: Поперечный, Игорь Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 155 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Обзор: динамический гистерезис в магнитных наночастицах
1.1. Магнитные наночастицы
1.2. Суперпарамагнитная релаксация
1.3. Динамический магнитный гистерезис суперпарамагнетика
Глава 2. Динамический гистерезис одноосного суперпарамагнетика в наклонном поле
2.1. Постановка задачи
2.2. Решение кинетического уравнения Брауна
2.3. Петли динамического магнитного гистерезиса
2.4. Угловая зависимость поглощаемой энергии
2.5. Заключение
Глава 3. Влияние поля смещения на динамический гистерезис одноосного суперпарамагнетика
3.1. Петли динамического гистерезиса в поле смещения
3.2. Влияние поля смещения на площадь петли динамического гистерезиса
3.3. Заключение
Глава 4. Эффективная коэрцитивная сила одноосного суперпарамагнетика
4.1. Зависимость от амплитуды перемагничивающего поля
4.2. Влияние угла наклона поля

4.3. Температурная зависимость коэрцитивной силы
4.4. Заключение
Заключение
Литература
Приложение А
А.1. Двухуровневая модель динамического гистерезиса

Список основных условных сокращений и обозначений
ДМГ — динамический магнитный гистерезис;
СВ — Стонер и Вольфарт (модель Стонера-Вольфарта);
ЭКС — эффективная коэрцитивная сила;
р — вектор магнитного момента;
Н — вектор напряженности переменного поля;
Нь — вектор напряженности поля смещения;
е — едичный вектор магнитного момента;
п — единичный вектор оси анизотропии;
/г — единичный вектор вдоль направления переменного поля;
J — оператор бесконечно малого поворота;
— функция распределения направлений магнитного момента; т — средняя нормированная проекция магнитного момента
частицы на направление поля;
М3 — намагниченность насыщения;
К —- константа объемной одноосной анизотропии;
у — объем магнитной частицы;
д,(р — углы ориентации магнитного момента;
ф — угол между направлением поля и осью анизотропии;
и — частота переменного поля;
а — параметр обратной температуры;
д — безразмерная величина напряженности переменного поля;
А — площадь петли гистерезиса;
И к ~ критическое поле перехода к одноямному потенциалу;
дс — безразмерная эффективная коэрцитивная сила;
к в — постоянная Больцмана;
Т — температура.

где углы dk являются решениями тригонометрического уравнения
sin 2'$ = 2gsin('i/> — $).
(1.59)
Наибольшее время релаксации вычисляется по формуле
т — (Г12 + Г21)
8htdu0

Заметим, что формулы (1.57) и (1.60) не применимы для малых значений gsin?/>, а именно при gsin < 0.03 [34]. В этом пределе для вычисления времен релаксации неоходимо использовать выражения (1.50) и (1.55).
1.3. Динамический магнитный гистерезис суперпарамагнетика
1.3.1. Обзор исследований
В этом разделе дан краткий обзор работ по изучению магнитного гистерезиса в однодоменных частицах. Магнитный гистерезис — это неоднозначная связь намагниченности М с приложенным внешним полем Н; направление и величина М в заданном состоянии определяется не только мгновенным значением поля, но и предысторией перехода в это состояние. Наличие “памяти” является характерной чертой всех ферромагнитных материалов. Ключевыми для явления гистерезиса являются понятия метастабильности и времени релаксации [36]. Метастабильным называется состояние равновесия, которое соответствует локальному минимуму свободной энергии. Переход в основное состояние (глобальный минимум энергии) происходит через через промежуток времени, называемый временем релаксации. Если время релаксации имеет порядок периода приложенного поля, то наблюдается динамический магнитный