Статические и динамические магнитные свойства аморфных микропроводов и их систем, страница 2

Анализ спектрального состава индуцированного в приемной катушке сигналапри перемагничивании однородных и смешанных систем микропроводов впеременном магнитном поле и его зависимости от параметров системы.Достоверность результатовРезультаты, представленные в диссертации, получены на основе экспериментов,проведенных на современном научном оборудовании, с использованием статистическихметодов обработки экспериментальных данных. Экспериментальные результаты были илиподтверждены теоретическими (аналитическими или численными) расчетами, основаннымина адекватно выбранных физических моделях анализируемых процессов, или для ихобоснованияпредложеныфеноменологическиемодели.Достоверностьполученныхрезультатов обеспечивалась набором взаимодополняющих экспериментальных методик ивоспроизводимостью результатов.

Результаты исследований неоднократно обсуждались нанаучных семинарах и докладывались на специализированных конференциях, подтверждалисьданными других исследователей.6Положения, выносимые на защиту:1. Доменная граница между центральной и внешней частью металлической жилымикропровода из сплава на основе Co при изменении механических напряжений, создаваемыхоболочкой, смещается, что изменяет вид полевых зависимостей перпендикулярной полюкомпоненты магнитного момента и дает возможность оценки объемной доли керна.2. Величина магнитного импеданса в микропроводах диаметром 30 мкм из сплава наоснове Со максимальна при оптимальной длине образца 12 - 15 мм и резко уменьшается придлине образца меньше 4 мм (критическая длина). Зависимость действительной частиимпеданса от длины микропровода из сплавов на основе Co описывается аналитическимвыражением.3.

Исследование магнитных свойств образцов микропроводов в стеклянной оболочке сразличными толщинами металлической жилы и стекла позволяет выделить вклады, связанныесо свойствами металлической жилы микропровода, с помощью математической обработки,включающей двухфакторный анализ экспериментальных данных.4. В системе взаимодействующих микропроводов, не обладающих по отдельностибистабильными петлями гистерезиса, возможно появление ступеней на петле гистерезиса. Этаособенность обнаружена экспериментально и объясняется в рамках феноменологическоймодели магнитной структуры микропровода.5.

Ступенчатая форма петли гистерезиса может наблюдаться на образце химическиоднородного микропровода, приготовленного при определенных технологических условиях, ав смешанной системе микропроводов – при изменении амплитуды перемагничивающего поля.6. Амплитуды нечетных гармоник в спектре сигнала, индуцируемого в приемнойкатушке системой микропроводов при перемагничивании периодически изменяющимсямагнитным полем, немонотонно зависят от номера гармоник, описываются аналитическимивыражениями и соответствуют результатам численного моделирования.Научная новизнаПроведенные исследования расширяют существующие представления о механизмахперемагничиванияимагнитныхсвойстваходиночныхмикропроводовиихвзаимодействующих систем:1.

Впервые проведен двухфакторный анализ зависимости магнитных свойстваморфного микропровода в стеклянной оболочке от параметров металлической жилы(зависящих от ее толщины d) и механических напряжений, создаваемых оболочкой(зависящих от параметра D/d). Показано существенное отличие полученных зависимостей отизвестных ранее, в частности, немонотонный характер зависимостей в определенномдиапазоне толщин.72.

Экспериментально обнаружено изменение распределения доменной структуры посечению микропровода за счет механических напряжений, создаваемых стекляннойоболочкой, в в тонком микропроводе из сплава на основе Co.3.Установленосущественноеразличиевзависимостяхкоэрцитивныхсилмикропроводов из сплавов на основе Co и Fe от их длины. Предложена феноменологическаямодель для объяснения полученных результатов.4. Впервые обнаружены ступенчатые петли гистерезиса на одиночном микропроводе ив системе взаимодействующих микропроводов с небистабильными петлями гистерезиса,предложено феноменологическое описание механизма их формирования.5.

Исследованы особенности и механизмы перемагничивания систем на основе разногочисла микропроводов двух типов при различных амплитудах внешнего магнитного поля.6.Аналитически рассчитана,численнопромоделированаиэкспериментальноподтверждена немонотонная зависимость амплитуд нечетных гармоник от их номера насистемах двух и более микропроводов, включающих микропровода из сплавов на основе Fe.Практическая значимостьВ ходе работы определены критическая и оптимальная длины микропровода из сплавана основе Co с диаметром металлической жилы 30 мкм.

Критическая длина – длина, прикоторой резко изменяются магнитные свойства микропровода, оптимальная – на которойнаблюдается максимум эффекта гигантского магнитоимпеданса при минимально возможнойдлине. Полученные результаты важны для миниатюризации датчиков магнитного поля наоснове эффекта гигантского магнитоимпеданса.Предложены принципиально новые методы формирования ступенчатых петельгистерезисахимическиоднородногомикропровода,системымикропроводовснебистабильными петлями гистерезиса и смешанных систем микропроводов. Определеныфакторы, влияющие на параметры полученных петель гистерезиса. Результаты исследованияпозволят изменять свойства меток для систем кодирования и идентификации информацииновыми, менее трудоемкими и более быстрыми по сравнению с существующими методами.Результаты исследований могут быть положены в основу разработки новых магнитныхметок.

Показано, что использование различных наборов микропроводов и изменениевеличины взаимодействия между ними дают возможность менять свойства меток(спектральный состав сигнала в приемном устройстве при перемагничивании таких систем) вболее широком диапазоне по сравнению с изменением состава и способа обработкиодиночного микропровода.

Подобрать набор или изменить величину взаимодействия междупроводами технологически проще, чем подбирать состав провода или метод его обработки.Это позволит упростить и удешевить разработку новых меток.8Личный вклад автораДля исследования магнитных свойств систем микропроводов индукционным методом ианализа спектрального состава сигналов автором собрана экспериментальная установка.

Всерезультаты, представленные в работе, получены либо лично автором, либо при егонепосредственномучастии.Обсуждениеианализполученныхэкспериментальныхрезультатов проводились авторами соответствующих работ совместно.Апробация работы и публикацииОсновные результаты диссертационной работы были представлены на 17 российских имеждународных конференциях в виде стендовых и устных докладов (тезисы которыхопубликованы в соответствующих сборниках): Международных конференциях студентов,аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (Москва, 2006, 2007), XXXI Международнойзимней школе физиков-теоретиков «Коуровка» (Челябинская обл., 2006), XX Всероссийскойшколе-семинаре «Новые магнитные материалы микроэлектроники» (Москва, 2006), и XXIМеждународной конференции «Новое в Магнетизме и Магнитных материалах» (Москва,2009), Ежегодных научных конференциях ИТПЭ ОИВТ РАН (Москва, 2006, 2007, 2008, 2009),The Eighth International Workshop on Non-Crystalline Solids (Gijon, Spain, 2006), The 1stInternational Symposium on Advanced Magnetic Materials (Jeju, Korea, 2007), Thirteenthinternational conference on Liquid and Amorphous Metals (Екатеринбург, 2007), Euro-AsianSymposium “Magnetism on a Nanoscale” (Казань, 2007), конференции «Материалы дляпассивных радиоэлектронных компонентов» (Пенза, 2007), Moscow International Symposium onmagnetism (Москва,2008),Научно-практической конференции«Фундаментальныеиприкладные аспекты инновационных проектов Физического факультета МГУ» (Москва, 2009),Soft Magnetic Materials, (Torino, Italy, 2009).По материалам диссертации опубликовано 30 работ, из них 13 – в российских изарубежных журналах и в сборниках трудов конференций.