Автореферат (1102845)
Текст из файла
На правах рукописиЧичай Ксения АнатольевнаДинамика движения доменной границы в структурах сцилиндрической симметрией, управляемаямагнитоупругим взаимодействиемСпециальность 01.04.11 – физика магнитных явленийДиссертация на соискание ученой степеникандидата физико-математических наук.Калининград 2017Работа выполнена в Институте Физико-Математических Наук и ИнформационныхТехнологий Балтийского федерального университета имени Иммануила КантаНаучный руководитель:Родионова Валерия Викторовна, кандидат физико-математических наук, зав.лабораторией новых магнитных материалов НТП «Фабрика» ФГАОУ «Балтийскийфедеральный университет имени Иммануила Канта», доцент института физикоматематических наук и информационных технологий ФГАОУ «Балтийский федеральныйуниверситет имени Иммануила Канта».Официальные оппоненты:Пастушенков Юрий Григорьевич, доктор физико-математических наук, профессор,заведующий кафедрой физики конденсированного состояния физико-техническогофакультета ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет».Гудошников Сергей Александрович, кандидат физико-математических наук, ведущийнаучный сотрудник кафедры цветных металлов и золота ФГАОУ ВПО «Национальныйисследовательский технологический университет «МИСиС».Ведущая организация:Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшегообразования "Московский технологический университет"Защита состоится 1 июня 2017 года в 16:00 часов на заседании Диссертационного советаД 501.001.70 на базе Московского государственного университета имени М.В.Ломоносова по адресу: 119991 Москва ГСП-1, Ленинские горы, д.1, стр.
35, конференцзал Центра коллективного пользования МГУ имени М.В.Ломоносова,С авторефератом и диссертацией можно ознакомиться в научной библиотекеим. А.М. Горького МГУ имени М.В.Ломоносова (Ломоносовский проспект, д. 27,фундаментальнаябиблиотека)ивсетиInternetпоэл.адресуhttp://www.phys.msu.ru/rus/research/disser/sovet-D501-001-70/Автореферат разослан «» ________________ 2017 г.Ученый секретарьдиссертационного совета Д 501.001.70кандидат физико-математических наук, доцентА.И.
ЕфимоваОбщая характеристика работыАктуальность темыНа сегодняшний день интерес в изучении динамики движения доменной границы внано- и микропроводах значительно увеличился из-за возможности создания новых типовлогических устройств и новых видов магнитной памяти, основанных на быстром движениидоменной границы при перемагничивании [1-8]. Быстродействие таких устройств будетзависеть от скорости движения доменной границы. Микропровод с цилиндрическойсимметрией с механизмом перемагничивания посредством движения доменной границывдоль его оси - практически идеальная система, которая может быть использована дляразработки новых приложений [1-4]. Скорость движения доменной границы достигаетвеличины 2-3 км/с, и ее динамика обладает интересными, до конца не изученнымихарактеристиками [9, 10, 11].
В связи с этим ведутся активные исследования по поискупутей контроля динамики движения доменной границы. Важным фактором являетсявозможность в широком диапазоне контролировать поле переключения микропровода, атакже скорость и подвижность доменной границы посредством изменения магнитоупругойанизотропии.Одним из наиболее сложных вопросов является определение формы доменнойграницы и исследование ее изменения во время распространения [12, 13]. Этихарактеристики оказывают существенное влияние как на саму скорость движениядоменной границы, так и на дальнейшие попытки захватить, удержать, инжектировать – тоесть контролировать движение доменной границы. Сложности связаны, прежде всего, сустановленным размером доменной границы, которая может достигать несколько сотенмикрометров.
Численное моделирование динамики движения доменной границы, котороеуспешно применяется для нанопроводов [14-17], для микро- масштабов стало возможнымтолько последние годы в связи с развитием вычислительных мощностей. Однако на данныймомент отсутствуют результаты моделирования микромагнитной структуры микропроводаи динамики движения доменной границы в нем.
Таким образом, с одной стороны нетметодоввизуализациивнутреннеймикромагнитнойструктурывмикропроводе(поверхностная микроструктура будет существенно отличаться) – чтобы проследитьдинамику движения доменной границы, с другой стороны - невозможно достоверноечисленное моделирование в объектах микро-масштаба с учетом комплекса их свойств (втом числе, напряженность состояния). Микропровод находится на своеобразном стыкетеории и эксперимента, не перекрывается ни первым, ни вторым, и только разработкасистемы комплексных методик позволит получить ответы на существующие вопросы, чтооткрывает большое поле деятельности для магнитологов.На сегодняшний день теория и феноменологические модели, описывающиеформирование микромагнитной структуры и особенностей динамики движения доменнойграницы в аморфных ферромагнитных микропроводах в стеклянной оболочке, неучитывают такую важную особенность описываемых объектов как взаимосвязь междувкладами, определяющими магнитоупругую энергию.
Так, величина коэффициентамагнитострикции обычно берется равной величине магнитострикции объемного материала,хотя в реальности значение магнитострикции сильно зависит от внутренних механическихнапряжений, которые в микропроводе достигают значений ГПа. Установление механизмовэтой взаимосвязи даст возможность понять природу формирования особенностей движениядоменной границы в аморфных ферромагнитных микропроводах и, как следствие,эффективней управлять ей.Цели и задачи диссертационного исследованияЦелью диссертационной работы является установление механизмов раздельного исовместного влияния факторов, определяющих особенности магнитных свойств идинамики движения доменной границы вдоль оси микропровода.Для достижения данной цели были решены следующие задачи:1.
Установление раздельного и совместного влияния внутренних механическихнапряженийикоэффициентамагнитострикциинамагнитныесвойствамикропровода.2. Изучение влияния параметров микропровода на динамику движения доменнойграницы вдоль его оси.3. Изучение новых способов управления динамикой движения доменной границывдоль оси микропровода.Достоверностьполученныхрезультатов.Результаты,представленныевдиссертации, получены на основе экспериментов, проведенных на современном научномоборудовании, с использованием статистических методов обработки экспериментальныхданных.Достоверностьполученныхрезультатовобеспечиваласьнаборомвзаимодополняющих экспериментальных методик, воспроизводимостью получаемыхрезультатов и корректностью использованных приближений.Положения, выносимые на защиту1. Релаксация внутренних механических напряжений, происходящая вследствиеотжига аморфного ферромагнитного микропровода в стеклянной оболочке, ведет кувеличению коэффициента магнитострикции его металлической жилы.2.
В случае околонулевого (~10-7) отрицательного коэффициента магнитострикции длямикропровода с металлической жилой из сплава на основе FeCoNi релаксациянапряжений вследствие отжига приводит к изменению знака коэффициентамагнитострикции с отрицательного на положительный, и, как следствие,значительному изменению магнитных свойств: исходный микропровод с S-образнойпетлей гистерезиса с околонулевой коэрцитивной силой приобретает свойствамагнитно-бистабильного микропровода, который перемагничивается посредствомдвижения доменной границы типа head-to-head или tail-to-tail, скорость иподвижностькоторойвыше,чемдляисходномагнитно-бистабильногомикропровода.3.
Увеличение отношения диаметра металлической жилы к полному диаметрумикропровода из сплавов на основе FeCo и Fe, то есть уменьшение внутреннихмеханических напряжений, создаваемых стеклянной оболочкой, приводит кувеличению скорости движения доменной границы вдоль оси микропровода.4. Отжиг исходно магнитно-бистабильных микропроводов с околонулевым (~10-7)положительнымкоэффициентоммагнитострикцииведеткувеличениюкоэффициента магнитострикции, что в свою очередь, приводит к снижениюподвижности доменной границы и уменьшению ее скорости.5.
В случае большой величины коэффициента магнитострикции (~10-5), релаксациянапряжений ведет к значительному возрастанию подвижности доменной границы иувеличению ее скорости в 1,6 раз, несмотря на изменение коэффициентамагнитострикции.6. Вмикропроводахподвижностьсприобретеннойдоменнойграницывследствиеувеличивается,отжигачтобистабильностьюделаетихболееперспективными с точки зрения приложений, по сравнению с изначальнобистабильными отожженными микропроводами, где подвижность доменнойграницы уменьшается со временем.Научная новизна работы:1. Установлено, что в случае околонулевого (~10-7) коэффициента магнитострикциидля микропровода из сплава на основе FeCoNi, его величина является функциейвнутренних механических напряжений, связанных как с различием коэффициентовтеплового расширения металла и стекла и ассоциируемых с соотношениемдиаметров d/D, так и закалочных напряжений, релаксирующих во время отжига.2.
Впервые при рассмотрении факторов, определяющих магнитоупругую энергию, аименно внутренних механических напряжений и коэффициента магнитострикцииметаллической жилы микропровода, учтена их взаимосвязь друг с другом.3. Исследовано влияние параметров отжига на динамику движения доменной границымикропроводов с приобретенной вследствие отжига магнитной бистабильностью.4. Установлено,чтоотжигмикропроводасоколонулевымотрицательнымкоэффициентом магнитострикции может вести к полному изменению механизмаперемагничивания и магнитных свойств.5. Показано, что отжиг микропровода с околонулевым отрицательным коэффициентоммагнитострикции, находящегося под действием растягивающих аксиальныхнапряжений, дает возможность изменять его магнитные свойства и управлятьдинамикой движения доменной границы вдоль его оси в широком диапазоне каквеличин скорости движения доменной границы, так и значений магнитного поля, вкотором реализуется перемагничивание посредством движения одной доменнойграницы.6.
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
