Автореферат (1097535), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Зависимость импеданса ленты Z от внешнего поля He при различных значениях  :f = 100 кГц (a) и f = 10 МГц (б). Параметры, использованные при расчётах: D = 20 мкм,16 1a = 5 мкм,  = 10 с , M = 600 Гс, Ha = 1 Э,  / MHa a = 0.5, Hb = 0.5 Э,  = 0.1,  = 0.15.Во втором разделе главы предложена модель, учитывающая влияние поверхностных кристаллических слоёв на асимметричный ГМИ в лентах, основанная на решении уравнений Максвелла и линеаризованного уравненияЛандау–Лифшица. Аналитические решения для распределения полей и импеданса ленты получены для случая высоких частот, когда вкладом движения доменных границ в магнитную проницаемость можно пренебречь.

Проведённыйанализ показал, что величина импеданса уменьшается с увеличением толщиныкристаллического слоя вследствие возрастания его относительного вклада вимпеданс, и учёт конечной толщины поверхностного кристаллического слояявляется существенным для высоких частот возбуждающего тока.В третьем разделе главы приведены результаты исследования недиагонального магнитоимпеданса в аморфных лентах, отожжённых на воздухе вприсутствии внешнего магнитного поля. Недиагональный магнитоимпеданс влентах возникает, когда статическое распределение намагниченности неоднородно по толщине ленты. Такая неоднородность связана с различной толщинойповерхностных кристаллических слоёв: d1 и d2.

Различие в толщине кристаллических слоёв обусловлено особенностями процесса отжига, во время которогоодна часть ленты находится на подложке, а другая на открытом воздухе.Распределение полей в ленте определялось из решения уравнений Максвелла с учётом условий непрерывности полей на границах раздела междуаморфной областью и поверхностными кристаллическими слоями. Рассчитанная зависимость недиагонального импеданса Zc от внешнего поля являетсяасимметричной и имеет два максимума. Асимметрия возрастает с увеличением15Рис.

4. Зависимость недиагонального импеданса ленты Zс от внешнего поля He при различных частотах. Символы – экспериментальные данные, сплошные линии – результаты расчётов. Параметры, использованные при расчётах: M = 600 Гс, Ha = 1 Э, Hu = 200 Э, Hb = 0.3 Э,16 1 = 0.05,  = 0.35,  = 10 с , D = 20 мкм, d1 = 1 мкм, d2 = 0.65 мкм,  = 0.1.поля сдвига, максимум в области отрицательных полей уменьшается, и максимум при положительном значении поля возрастает. Значения полей, при которых наблюдаются максимумы, сдвигаются к направлению поля отжига с увеличением Hb , что связано с существованием продольной компоненты поля сдвига.Недиагональный импеданс и асимметрия между максимумами возрастают суменьшением угла наклона оси анизотропии, однако асимметрия исчезает вслучае поперечной анизотропии ( = 0), когда зависимость Zc от поля становится симметричной и только сдвигается по отношению к внешнему полю.

Приэтом недиагональный импеданс отличен от нуля даже при наличии полосовойдоменной структуры, так как поле сдвига изменяет равновесные значения угланамагниченности в доменах и приводит к различию в относительном объёмедоменов.Сравнение рассчитанных зависимостей недиагонального импеданса ленты от внешнего поля с экспериментальными данными показано на Рис. 4. Экспериментальные исследования были проведены в Research Center for AdvancedMagnetic Materials (ReCAMM), Chungnam National University (Daejeon, Republicof Korea) на аморфных лентах состава Co66Fe4Si15B15, которые отжигались навоздухе в течение 8 ч в присутствии магнитного поля величиной 3 Э, приложенного вдоль ленты.

Из Рис. 4 следует, что рассчитанные зависимости находятся в качественном согласии с результатами эксперимента, и результаты расчётов и экспериментальные данные имеют один и тот же порядок величины.16Предложенная модель позволяет объяснить изменения недиагональногомагнитоимпеданса при стравливании одного из поверхностных слоёв, наблюдавшиеся в экспериментах, проведённых в ReCAMM. С уменьшением толщиныболее толстого кристаллического слоя недиагональный импеданс сначалауменьшается, достигает нуля при d1 = d2 , а затем начинает возрастать.

С уменьшением толщины тонкого кристаллического слоя недиагональный импедансвозрастает и достигает максимума, когда тонкий кристаллический слой исчезает. Результаты расчётов находятся в качественном согласии с экспериментальными данными, если предположить, что более толстый кристаллический слойсоответствует части ленты, находящейся на воздухе в процессе отжига.В четвёртом разделе главы исследовано возникновение второй гармоникив недиагональном магнитоимпедансе аморфных лент. При низких частотах,когда скин-эффектом можно пренебречь, поперечное магнитное поле Hac , создаваемое переменным током, линейно изменяется по толщине ленты. Так какполе однонаправленной анизотропии в кристаллических слоях велико, откликнапряжения в измерительной катушке связан только с изменением намагниченности в аморфной области. В рамках квазистационарного приближения распределение продольной Mz (x,t) = Msin и поперечной My (x,t) = Mcos компонентнамагниченности определяется условиями минимума плотности свободнойэнергии U, которая имеет вид:U  MH a sin 2 (   )  MHb cos(   )  MHe sin   MHac cos .(16)Напряжение в измерительной катушке можно представить в виде21MMdM y M z d yzVc  V0 (2 I 0 / cwM ) cos(2ft) ,P1P20 0(17)P1  ( H a / M )[(M y2  M z2 ) cos 2  2M y M z sin 2 ] M z ( H e  H b sin  )  M y [(2 I 0 / cw) sin( 2ft)  H b cos ] ,P2  ( H a / M )[(M y  M z ) cos 2  2M y M z sin 2 ]22(18) M z ( H e  H b sin  )  M y [(2 I 0 / cw) sin( 2ft)  H b cos ] ,где V0 = 4 NMfwD / c,  = 2x / D,  1 = 1  2d1 / D и  2 = 1  2d2 / D.При малых амплитудах тока период зависимости Vc (t) совпадает с периодом изменения тока.

С увеличением I0 поведение напряжения в катушке существенно изменяется. При достаточно больших I0 зависимость Vc (t) трансформируется в функцию с периодом в два раза меньшим, чем период изменения тока, и вторая гармоника становится основной в частотном спектре напряжения.217Рис. 5. Зависимости амплитуд первой V1 и второй V2 гармоник от внешнего поля He при различных амплитудах тока I0 . Символы  экспериментальные данные, линии  результаты расчётов. Параметры, использованные при расчётах: M = 600 Гс, Ha = 1 Э, Hb = 0.25 Э,  = 0.05, = 0.35, D = 20 мкм, d1 = 1 мкм, d2 = 0.65 мкм.Изменение напряжения в катушке с увеличением амплитуды тока связанос особенностями распределения поля тока по сечению ленты.

При малых амплитудах тока, когда вклад поперечного магнитного поля в свободную энергиюмал, изменения намагниченности в двух частях ленты x > 0 и x < 0 дают противоположный вклад в напряжение в катушке вследствие антисимметричногораспределения поперечного магнитного поля по толщине ленты. Отклик напряжения в этом случае пропорционален разнице в толщине поверхностных слоёв,так как вклады в напряжение от других частей ленты полностью компенсируются. С увеличением амплитуды тока антисимметричное распределение поперечного магнитного поля приводит к разнице в изменении намагниченности вдвух частях ленты.

Эта разница возрастает с увеличением амплитуды тока, чтовызывает увеличение вклада второй гармоники в частотный спектр напряжения. При этом в отличие от первой гармоники, амплитуда второй гармоники неравна нулю даже в случае одинаковой толщины поверхностных слоёв.Сравнение рассчитанных зависимостей амплитуд первой и второй гармоник от внешнего магнитного поля с результатами экспериментальных исследований, проведённых в ReCAMM, показано на Рис. 5. Зависимости амплитудгармоник от поля являются асимметричными, что связано с влиянием магнитостатического взаимодействия между фазами. Амплитуда второй гармоники2возрастает примерно пропорционально I0 , и при больших амплитудах тока вторая гармоника становится основной в частном спектре напряжения. Рассчитанные зависимости амплитуд гармоник от внешнего поля и амплитуды тока хорошо согласуются с экспериментальными данными.18В следующем разделе главы в рамках квазистационарного приближенияпроанализировано влияние постоянного тока Idc на недиагональный магнитоимпеданс аморфных лент с поверхностными кристаллическими слоями.Для положительных значений Idc асимметрия в недиагональном импедансе возрастает с увеличением постоянного тока.

При малых отрицательных значениях Idc асимметрия между максимумами импеданса уменьшается. При некотором значении постоянного тока Icr зависимость Zc от поля становится симметричной, и при дальнейшем увеличении модуля Idc максимум недиагонального импеданса при отрицательных полях становится больше, чем максимумпри положительных полях.Влияние постоянного тока на асимметричный недиагональный магнитоимпеданс ленты связано с изменением эффективного поля сдвига. При нулевомпостоянном токе асимметрия в зависимости недиагонального импеданса от поля обусловлена поперечной компонентой поля сдвига Hb cos .

Характеристики

Список файлов диссертации