Исследование магнитных свойств микро- и нанонеоднородных систем (1097561), страница 2
Текст из файла (страница 2)
Условия оптимизациипараметров магнитномягких материалов, позволяющие на порядки величиныповысить чувствительность датчиков на гигантском магнитоимпедансе.5. Экспериментальное подтверждение неоднородности распределения намагниченностина концах ультарамагнитномягких микропроволок на масштабе, превышающем на 2-3порядка диаметр проволоки, что проявляется как в их квазистатических, так ивысокочастотных магнитных свойствах.6. Способ криогенной обработки аморфных и нанокристаллических сплавов прискоростях охлаждения, близких к скоростям закалки, приводящий к необратимомуизменению их микроструктуры и улучшению их магнитных свойств.7. Экспериментальное обнаружение обменного сдвига петли гистерезиса в спинвентильных структурах, сопровождаемого значительной магнитной вязкостью вполях, близких к коэрцитивной силе, когда перемагничивание осуществляется завремя порядка нескольких минут.8.
Доказательство существования в нанокомпозитах типа металл-диэлектрик присоставах, близких к порогу перколяции, магнитно-скоррелированных областей сразмерами, существенно превышающими размер самих гранул, что определяетсовокупность их магнитных, оптических, магнитооптических и магнитотранспортныхсвойств.9. Экспериментальноедоказательствосуществованияферромагнетизмапритемпературах выше комнатной в разбавленных магнитных оксидах TiO2-δ:Co,полученных методом магнетронного напыления, при концентрация Co от 1 до 4%,определяемого ферромагнитным упорядочением магнитных моментов отдельныхионов Co, а не кластеров Co.10. Экспериментальноеподтверждениевозникновениядальнегоферромагнитногоупорядочения при комнатной температуре в слоях Si, имплантированных Mn, за счетобразования и упорядочения магнитных моментов на дефектах типа разорванных-6-связей, так как образующиеся наночастицы силицидов марганца обладают низкойтемпературой Кюри, либо являются суперпарамагнитными.Апробацияработы.Основныерезультатыдиссертационнойработыбылипредставлены на 64 российских и международных конференциях в виде 120 стендовых,устных и приглашенных докладов, в частности, на: XIII, XIV, XV, XVI, XVII, XVIII, XIX,XX Всероссийских школах-семинарах "Новые магнитные материалы микроэлектроники"(Москва, 1992, 1994, 1996, 1998, 2000, 2002, 2004, 2006), XXI Международной конференции“Новое в магнетизме и магнитных материалах” (2009, Москва), Intermag 98, 99, 2002 (SanFrancisco, USA, 1998; Kyongiu, Korea, 1999; Amsterdam, Netherlands, 2002), MoscowInternational Symposium on magnetism (Moscow, 1999, 2002, 2005, 2008), Internationalconference “Trends in Magnetism” EASTMAG (Ekaterinburg, 2001, 2004), European Conferenceon magnetic sensors and actuators EMSA (Cardiff, UK 1995, Athens, Greece, 2002, Cardiff, UK2006), International Symposium on Magnetic materials and applications (Daijon, Korea, 2002,Taivan, Taipei 2006), International Conference on magnetism (Rome, Italy, 2003, Kioto, Japan,2006, Karlsruhe 2009, Germany),Публикации: Основные результаты диссертации опубликованы в 90 статьях впериодических изданиях, 34 статьях в сборниках трудов конференций и 2 патентах наизобретения.Структура и объем диссертации.
Диссертация состоит из введения, семи глав изаключения. Общий объем работы 248 страниц, включая 109 рисунков и 11 таблиц. Списокцитированной литературы содержит 447 наименований.ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИВо введении обосновывается актуальность работы, формулируются цели и задачи работы,отмечается новизна и практическая значимость работы, приводятся положения, выносимыена защиту, даются сведения об апробации работы, кратко излагается структура и содержаниеработы.Перваяглаваобобщаетнаноструктурированныхизвестныесистем,даетсявихлитературекраткаяработыклассификацияпосвойствамиосновныехарактеристики.
Обсуждаются методы изготовления и исследования таких систем, ихособенности, анализируются источники погрешностей измерений их физических свойств.Во второй главе дается краткое изложение особенностей разработанных методик иописание использованных методов магнитометрии. С середины 60-х годов прошлого века-7-магнитометр с вибрирующим образцом (вибрационный магнитометр) благодаря удобствуиспользования и достаточно большой чувствительности становится одним из наиболеераспространенных методов магнитометрии магнитных материалов.
За прошедшие полвекабылоопубликованоогромноеколичествостатей,посвященныхмодернизацииимодификации метода. Краткий анализ всех достижений был проведен самим Фонером встатье, посвященной 40-летию магнитометра [10]. Одна из основных проблем магнитометра– конструкция приемного узла. Предложенная оригинальная конструкция приемного узлавибрационного магнитометра позволила существенно увеличить не только чувствительностьприбора, но и значительно расширить его функциональные возможности. В частности, новаяконструкция позволила реализовать заявленный ранее Шпиньковым Н.И.
с соавторами [11]принципиально новый метод измерения намагниченности тонких пленок и проволок, нетребующий знания объема или массы образца, а также разработать метод определенияраспределения осей легкого намагничивания магнитных включений в плоском образце поориентациям (см. Рис. 1).Рис. 1.Схемаопределенияфункциираспределения магнитных включений в плоскомобразце по углам. L – направление оси легкогонамагничивания образца. Hi – направлениенасыщающего поля после поворота образца наугол θi. Заштрихованный сектор соответствуеттем ориентациям осей легкого намагничиваниямагнитных включений, которые полем Hi будутперемагничены необратимо.
Для расчетовиспользуются значения ориентаций остаточногомагнитного момента образца.Было получено выражение для относительной доли Pi частиц с легкими осями,ориентированными в интервале углов между θi и θi-1:Pi =Ai − Bi * ctgϕ i,{[sin θ i − sin θ i −1 ]ctgϕ i − [cos θ i − cos θ i −1 ]}( 1)где ϕi – ориентация остаточного магнитного момента образца, коэффициенты Ai и Biзадаются рекуррентными соотношениями:A1=1; Ai=Ai-1+Pi-1(cosθi-1-cosθi-2);( 2)B1=0; Bi=Bi-1+Pi-1(sinθi-1-sinθi-2);( 3)Относительный объем частиц Сi, ориентированных в i-м секторе (численно равныйотношению объема частиц, ориентированных осями легкого намагничивания в пределахсектора θi-1<θ<θi, к полному объему частиц в образце) принимает, с учетом соотношения( 1), вид-8-Ci =Vi ⋅ Δθ i Pi K П ⋅ Δθ i=,2V( 4)где Vi и V – объемы перемагнитившихся частиц и всего образца, соответственно, а Δθi=θi-θi-1.Аналогичное выражение для распределения частиц магнитных включений в каждом угловомсекторе по полям необратимого перемагничивания, полученное в диссертации, здесь неприводится из-за его громоздкости.Следуетобратитьвниманиенаособенности,расширяющиевозможностииспользованных методик и установок, реализованные во многом благодаря широкомуиспользованию вычислительной техники не только для обработки экспериментальныхданных, но для управления экспериментом.
Разработка устройств, обеспечивающихвозможность прямой передачи управляющих сигналов и информации от приборов установкив ЭВМ (компьютер) и обратно, была одним из важных направлений деятельности автора впроцессе выполнения настоящей работы. За прошедшие годы были не только изготовленысоответствующие устройства сопряжения, но и выработаны принципы построенияуправляющих измерительно-вычислительных комплексов (УИВК), позволившие разработатьуниверсальные схемы, алгоритмы и программы, успешно работающие более 20 лет,несмотря на неоднократную кардинальную смену аппаратных и программных средстввычислительной техники: начиная с программируемых калькуляторов 15ВСМ5 и заканчиваякомпьютерами Pentium IV. В частности, еще в 80-е годы удалось успешно реализовать методцифрового синхронного детектирования, который не только ускоряет процесс измерения, нои повышает его точность и универсальность.
Следует отметить, что в настоящее время этотметод широко используется во всех цифровых синхронных детекторах.В главе отмечается, что в связи с комплексностью проводимых исследований частьизмерений выполнялась в рамках совместных работ на установках, имеющихся в другихорганизациях, и полученные данные использовались для анализа магнитных свойствобразцов. В конце главы приведены ее основные результаты.В третьей главе рассматриваются результаты исследования магнитостатических свойствсистем взаимодействующих микрочастиц и наночастиц. Экспериментальные данныеполучены как с помощью измерений на вибрационном магнитометре-анизометре, так и спомощью резонансных методов (ЯМР и ФМР), описанных в главе 2.
Кроме того, дляподтверждения некоторых выводов проводится сопоставление с данными нейтронныхизмерений и магнитооптических исследований, выполненных по инициативе и при участииавтора диссертации в анализе полученных данных. К исследованным системам, в частности,относятся такие модельные объекты как ансамбли микрочастиц, составляющие основуматериаловдлямагнитнойзаписи,гранулированные-9-пленки“металл-металл”инанокомпозиты “металл-диэлектрик”, пористые материалы с магнитным заполнением пор.Основное внимание уделяется изучению влияния взаимодействия между составляющимиансамбль частицами на их свойства, возможности определения распределения частиц поразмерам, влиянию формы частиц и технологических параметров на параметры петлигистерезиса. Все исследуемые образцы были структурно аттестованы, но структурныеданные в данной главе приводятся только там где, это необходимо, а детали приведены всоответствующих публикациях.В первом параграфе третьей главы описаны результаты исследования ФМР впромышленных лентах для магнитной записи на основе CrO2.
В частности, удалосьустановить, что легкая ось кристаллографической магнитной анизотропии частиц СrO2ориентирована под углом ~60° к оси частиц. Методом ЯМР на ядрах немагнитной матрицыбыли проведены непосредственные измерения полей магнитных взаимодействий частиц вансамбле. Кроме того, была предложена феноменологическая модель, позволяющая оценитьзависимость параметров спектра ЯМР от концентрации магнитных включений. Полученовыражение для расчета произвольного момента спектра поглощения. Показано хорошеекачественное совпадение измеренных и рассчитанных параметров спектра для малыхконцентраций магнитной компоненты.Во втором параграфе приведены результаты исследования магнитных свойствгранулированных сплавов и нанокомпозитов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
