Автореферат (1103092)

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

Текст из файла

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТимени М.В. ЛОМОНОСОВАФИЗИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТНа правах рукописиМатюнин Андрей ВалерьевичИССЛЕДОВАНИЕ 90-ГО ИМПУЛЬСНОГО НАМАГНИЧИВАНИЯПЛЁНОК ФЕРРИТОВ – ГРАНАТОВ С АНИЗОТРОПИЕЙ ТИПА"ЛЁГКАЯ ПЛОСКОСТЬ"01.04.11 - Физика магнитных явленийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание учѐной степеникандидата физико-математических наукМосква – 2009Работа выполнена на кафедре общей физики физического факультета МГУим. М.В. Ломоносова.Научный руководитель:доктор физико-математических наук,главный научный сотрудник,профессор,Колотов Олег СергеевичОфициальные оппоненты:доктор физико-математических наук,профессор,Грановский Александр Борисовичдоктор физико-математических наук,главный научный сотрудник,Клепарский Вадим ГеоргиевичВедущая организация:Институт общей физики Российской Академии Науким.

А.М. ПрохороваЗащита состоится «12» ноября 2009 года в 17 часов 30 минут на заседанииДиссертационного Совета Д-501.001.70 при Московском государственномуниверситете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119992, ГСП-2, Москва,Ленинские горы, д.1, стр.35, конференц-зал Центра коллективного пользованияфизического факультета МГУ им. М.В.

Ломоносова.С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультетаМГУ им. М.В. Ломоносова.Автореферат разослан «____» октября 2009 г.Учѐный секретарьДиссертационного Совета Д-501.001.70доктор физико-математических наук,профессорГ.С. Плотников2ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность проблемыПереходные процессы в магнитных материалах широко используются всовременнойтехникедляформированияимпульсов,получениямощныхрелятивистских пучков электронов, модуляции различного вида излучений, обработкии хранения информации. Открываются новые возможности применения магнетиков всвязи с развитием спинтроники и применением нанотехнологий.

Изучение переходныхпроцессов представляет и самостоятельный научный интерес. Действительно, ихпротекание связано с фундаментальными процессами взаимодействия спинов междусобой и с кристаллической решѐткой. Особенности этих взаимодействий проявляютсяв разнообразии механизмов импульсного намагничивания и перемагничивания,влияют на характер потерь энергии в магнитной подсистеме и, естественно,сказываются на скорости изменения намагниченности.Несмотря на актуальность обсуждаемой тематики, исследование переходныхпроцессов проводились всего лишь в 9-10 типах магнитных материалов.

Из них тольков пермаллоевых плѐнках, плѐнках ферритов-гранатов с вертикальной анизотропией,магнитомягких аморфных плѐнках и монокристаллах бората железа исследованиядоведены до понимания основных закономерностей поведения намагниченности. Ктому же полученная информация в основном относится к процессам 180°-гоперемагничивания.Цель работыВ настоящей диссертации в качестве объекта исследования выбраны плѐнкиферритов-гранатов с анизотропией типа "лѐгкая плоскость".

Такие плѐнки отличаютсяот перечисленных материалов как типом и количественными характеристикамианизотропии, так и значением намагниченности насыщения, что неизбежно должносказыватьсяматериаламинадляихимпульсныхустройствсвойствах.интегральнойОниоптики:являютсяперспективнымискоростныхмодуляторовинфракрасного излучения, управляемых волноводов, рециркуляторов и т.д.

В связи сэтим необходимо исследование процессов 90°-го импульсного намагничивания.Какая-либо информация о 90°-ом импульсном намагничивании плѐнокферритов-гранатов с анизотропией типа "лѐгкая плоскость" в литературе отсутствует.Практически отсутствует информация и о других переходных процессах, а также об3основных характеристиках плѐнок, могущих оказывать влияние на их импульсныесвойства.

Так, было известно, что в этих плѐнках наряду с анизотропией типа "лѐгкаяплоскость", в их плоскости проявляется двухосная анизотропия. Однако в литературенет никаких данных о величине эффективного поля двухосной анизотропии.В свете сказанного, целью диссертационной работы было исследованиезакономерностей процесса 90°-го импульсного намагничивания плѐнок ферритовгранатов и их зависимости от плоскостной и двухосной анизотропий. Все исследуемыепроцессы инициировались при помощи полей, прикладываемых в плоскости плѐнок.Научная новизна результатов, полученных в диссертации:Впервые исследованы процессы 90-го импульсного намагничивания плѐнокферритов-гранатов с анизотропией типа лѐгкая плоскость.

Обнаружено, чтоповедение намагниченности в указанных плѐнках существенно отличается отповедения намагниченности в ранее исследованных магнетиках.Получены следующие результаты:I.Впервые наблюдались квазилинейные свободные колебания намагниченностипод действием магнитных полей, прикладываемых в плоскости плѐнки.Установлено, что наличие плоскостной анизотропии (с эффективным полемHKp) приводит к увеличению коэффициента затухания колебаний. Показанавозможность определения эффективных полей плоскостной и двухоснойанизотропийпутѐманализасвободныхколебанийнамагниченности.Информация о значениях эффективного поля двухосной анизотропии плѐнокферритов-гранатов получена в работе впервые.II.Обнаружено, что нелинейный процесс 90-го импульсного намагничиванияплѐнок ферритов-гранатов характеризуется следующими особенностями:1.малым интервалом значений угла  ( 5-6), в пределах которого происходитобратимое вращение намагниченности;2.широким диапазоном длительностей (~10-6-10-9 с);3.возможностью изменения направления намагниченности на угол, близкий к90 при значениях амплитуды намагничивающего импульса Hm ( 5-6 Э),много меньших эффективного поля двухосной анизотропии HK2 (~ 30-70 Э);44.наличием излома на кривой импульсного намагничивания, наблюдаемом вполе Hm* (~ 15-20 Э) и обусловленном переходом к механизму однородноговращения намагниченности;5.наличием глубокого минимума на продольных сигналах намагничивания,наблюдаемых в полях Hm < Hm*, свидетельствующего о том, что начальноевращение намагниченности тормозится силами анизотропии, а затем сменяетсяболее медленным механизмом намагничивания;6.слабой зависимостью интенсивности нелинейных колебаний намагниченности,сопровождающих процесс 90-го импульсного намагничивания в поляхHm > Hm*, от длительности фронта намагничивающего импульса.III.Выполнены расчѐты полей излома кривых импульсного намагничивания Hm* иуглов начального вращения намагниченности in в полях Hm < Hm*.

Совпадениерезультатов расчѐтов с экспериментальными данными свидетельствует о том,что плотность энергии двухосной анизотропии в реальных плѐнках ферритовгранатов хорошо описывается известным выражением W2=  K2∙cos4, а дляописанияповедениянамагниченностиприменимамодельоднородноговращения.IV.Проведѐн численный расчѐт сигналов 90-го импульсного намагничивания. Ихсопоставление с экспериментальными сигналами свидетельствует о том, чтонелинейныеколебания,сопровождающиепроцесс90-гоимпульсногонамагничивания, имеют магнитостатическую природу.V.Предложен метод определения эффективного поля двухосной анизотропии,основанныйнаизмеренииполяизломаHm*кривойимпульсногонамагничивания.

Для оперативного определения поля излома Hm* можноиспользовать зависимость амплитуды начального пика на продольном сигнале90-го импульсного намагничивания от амплитуды поля Hm.Практическая значимостьРезультаты, полученные в диссертации, существенно расширяют накопленные влитературе знания о характере поведения намагниченности в быстроизменяющихсямагнитных полях. Эти результаты способствуют решению одной из основных задачимпульсной магнитодинамики – установлению взаимосвязи между временнымисвойствамимагнетиковиихмагнитной5структурой,атакжеосновнымивзаимодействиями внутри магнитной и кристаллической подсистем магнетика.

Вчастности, в данной работе впервые обращается внимание на то, что наличиеплоскостной анизотропии может быть целенаправленно использовано для повышениябыстродействия устройств на магнитных материалах.Основные положения диссертации, выносимые на защиту:I.Результаты исследования свободных колебаний намагниченности, показавшие,что коэффициент затухания колебаний пропорционален эффективному полюанизотропии типа лѐгкая плоскость, а также подтвердившие возможностьиспользованиясвободных колебанийнамагниченностидляопределенияэффективных полей двухосной анизотропии и анизотропии типа лѐгкаяплоскость;II. Результаты исследования процесса 90-го импульсного намагничивания плѐнокферритов-гранатов с анизотропией типа лѐгкая плоскость, показавшие, чтоэтот переходной процесс характеризуется следующими особенностями:1.малым интервалом значений азимутального угла  ( 5-6), в пределахкоторого происходит обратимое вращение намагниченности;2.широким диапазоном длительностей процесса (~10-6-10-9 с);3.возможностью изменения направления намагниченности на угол, близкий к90, при значении амплитуды магнитного поля Hm  5-6 Э, значительноменьшего эффективного поля двухосной анизотропии (~ 30-70 Э);4.наличием излома на кривой импульсного намагничивания, наблюдаемом вполе Hm* ~ 15-20 Э и обусловленном переходом к механизму однородноговращения намагниченности;5.наличием глубокого минимума на продольных сигналах намагничивания,наблюдаемого в полях Hm < Hm*, свидетельствующего о том, что начальноевращение намагниченности тормозится силами анизотропии, а затем сменяетсяболее медленным механизмом намагничивания;6.слабой зависимостью интенсивности нелинейных колебаний намагниченности,сопровождающих процесс 90-го импульсного намагничивания в поляхHm > Hm*, от длительности фронта намагничивающего импульса f.III.Результаты расчѐтов полей излома кривых импульсного намагничивания Hm* иуглов начального вращения намагниченности в полях Hm < Hm* и их6сопоставления с экспериментальными данными, показавшие, что для описанияповедения реальных плѐнок применима модель однородного вращениянамагниченности, а плотность энергии двухосной анизотропии хорошоописывается выражением W2=  K2∙cos4;IV.Результаты расчѐтов сигналов импульсного намагничивания и их сопоставленияс экспериментальными сигналами, показавшие, что нелинейные колебания,сопровождающиепроцесс90-гоимпульсногонамагничивания,имеютмагнитостатическую природу;V.Предложен метод определения эффективного поля двухосной анизотропии,основанныйнаизмеренииполяизломаHm *кривойимпульсногонамагничивания.

Для оперативного определения поля излома Hm* можноиспользовать зависимость амплитуды начального пика на продольном сигнале90-го импульсного намагничивания от амплитуды поля Hm.Достоверность полученных результатов подтверждается применением установки,обеспечивающей достаточную точность исследования временных и импульсныхсвойств плѐнок, совпадением проведѐнных в работе расчѐтов с экспериментами, атакже повторяемостью результатов для всех пяти исследованных в работе плѐнок.Личный вкладБольшинство из описанных в работе экспериментов проведены диссертантомсамостоятельно.

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.

Список файлов диссертации