Исследование нелинейной динамики намагниченности частиц и пленок в СВЧ поле

• Автор: Голов, Антон Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Сыктывкар
• Количество страниц: 123 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Обзор литературы
1.1. Монодоменные малые ферромагнитные частицы и их ансамбли
1.2. Суперпарамагнетизм малых ферромагнитных частиц
1.3. Уравнение движения и эффективные магнитные поля в группах монодоменных частиц
1.3.1. Обменное поле
1.3.2. Магнитоупругое поле и поле анизотропии
1.3.3. Размагничивающее поле
1.3.4. Диполь-дипольное взаимодействие между магнитными частицами
1.4. Межслойное взаимодействие в многослойных магнитных структурах
1.5. Линейный магнитный резонанс в ферромагнетиках
1.6. Магнитная релаксация и переориентация вектора намагниченности
1.7. Постановка задачи
Глава 2. Моделирование динамики намагниченности в композитных структурах
2.1. Уравнение движения намагниченности пленки
2.2. Расчет эффективных полей композитной пленки
2.2.1. Обменное поле
2.2.2. Поле анизотропии
2.2.3. Стохастическое тепловое поле
2.2.4. Размагничивающие поля
2.3. Применение быстрого преобразования Фурье в микромагнитном моделировании
2.4. Выводы по второй главе

Глава 3. Магнитная переориентация в группах монодоменных частиц под действием СВЧ поля
3.1. Магнитная переориентация в антиферромагнитных телах малых размеров под действием СВЧ поля
3.2. Магнитная переориентация под действием СВЧ поля в группах эллипсоидальных монодоменных частиц в отсутствии полей анизотропии
3.3. Магнитная переориентация под действием СВЧ поля в группах монодоменных ферромагнитных частиц кубической формы
3.4. Выводы по третьей главе
Глава 4. ФМР и магнитные свойства композитных и многослойных пленок
4.1. Состав и характеристики и композитных и многослойных пленок
4.2. Теоретическое объяснение ширины линии ФМР композитных и многослойных пленок
4.2.1. Диполь-дипольное уширение
4.2.2. Обменное сужение
4.2.3. Поведение внутренних обменных полей в композитных и многослойных пленках
4.3. Расчет усреднённых полей композитных материалов
4.4. Выводы по четвертой главе
Заключение
Список литературы
Авторский список

Введение
Актуальность темы.
В последние десятилетия проявляется большой интерес к исследованию электродинамических свойств искусственных сред, которые могут значительно отличаться от естественных веществ [1-2]. Это может быть твердотельная магнитная среда малых размеров из малых магнитных частиц и тонкие магнитные пленки. Поверхностные и объемные свойства с учетом малых размеров этих сред приводят в определенных случаях к появлению аномальных магнитных эффектов, таких как, отличие значений магнитных моментов на поверхности от их объемных значений, осциллирующее обменное взаимодействие между соседними магнитными слоями и большой биквадратный обмен в многослойных структурах [3-8]. Необычные свойства магнитных структур этих сред вызывают интерес у инженеров при разработке и конструировании современных устройств магнитной записи, магнитных сенсоров и устройств, работающих в нелинейных режимах.
В современных магнитных накопителях информации, достигнут предел увеличения скорости записи информации, поскольку в них используются механика. Хорошим альтернативным накопителем с гораздо меньшим временем записи и доступа к информации могут стать устройства на основе записи с помощью СВЧ поля [9]. Улучшение характеристик таких носителей информации необходимых для внедрения, требует изучения нелинейной динамики намагниченности систем частиц или магнитных областей пленок и пластин при действии на них СВЧ магнитного поля. В данной работе исследована динамика вектора намагниченности магнитных частиц при сильной нелинейности и воздействии СВЧ поля. В основе исследований лежат нелинейные дифференциальные уравнения, решение которых становится возможным благодаря численным методам и новым компьютерным технологиям [10].

член в уравнении Ландау-Лившица-Гильберта (1.44) перпендикулярен вектору намагниченности, то данное уравнение также отвечает условию сохранения модуля вектора намагниченности.
При воздействии на магнитную систему непрерывных внешних сил, возбуждающих в системе собственные колебания, то достижение термодинамического равновесия системы не всегда возможно, несмотря на присутствие релаксационных процессов в этой системе. Во время такого воздействия магнитная система ферромагнетика может находиться в неустойчивом состоянии, в котором происходит непрерывный отток поступающей извне энергии от магнитной системы благодаря релаксационным процессам [50].
Магнитная система, находящаяся в состоянии термодинамического равновесия, может быть выведена из этого состояния внешним магнитным полем и перемагничена в другое состояние устойчивого равновесия. Переориентация вектора намагниченности магнитных ячеек, частиц или доменов из одного устойчивого состояния в другое как механизм хранения и записи информации хорошо известен и широко используется в современной технике и аппаратуре [60, 61].
Существуют различные характерные для монодоменных частиц процессы изменения ориентации вектора намагниченности, например, идеальное намагничивание монодоменной малой частицы: намагничивание вызвано когерентным вращением магнитного момента частицы под действием переменного магнитного поля, при таком намагничивании потери энергии отсутствуют [60]. В некоторых случаях при намагничивании магнетиков прикладывают упругие напряжения к телу или нагревают тело практически до температуры Кюри, что облегчает процесс перемагничивания, например, как в магнитооптических дисках, когда область диска нагревают лазером, что снижает коэрцитивность материала поверхности, а затем перемагничивают эту область в процессе записи информации [62]. В настоящее время одним из самых быстрых из существующих способов записи информации считается