Исследование релаксационной и нелинейной динамики магнитных и магнитоупругих колебаний пленок и частиц (1103248), страница 2
Текст из файла (страница 2)
На основерешений уравнений (1, 2) определены частоты ферромагнитного иакустического резонансов и исследована нелинейная и релаксационнаядинамика намагниченности в ферритовых пленках и частицах.Во второй главе проведена оценка корректности используемой вработе нелинейной модели и рассмотрена методика численного расчета решения системы уравнений, описывающей магнитную и магнитоупругую динамику пленок и частиц. Магнитная динамика описываласьна основе уравнения Ландау-Лифшица с релаксационным членом вформе Гильберта [1], упругая динамика описывалась на основе уравнения (2).
Рассмотрены методы определения основных слагаемых эффективного поля H eff и приведен вывод усредненной по пространственным координатам системы уравнений, описывающей магнитоупругую динамику пленок и частиц при наличии магнитной, магнитоупругой и упругой нелинейностей.В третьей главе исследованы линейные и нелинейные магнитные колебания и их релаксация в пленках при ФМР. Экспериментально исследована магнитная релаксация при условии линейного ФМР10нанокомпозитныхпленоксоставов(Fe45Co45Zr10)x(Al2O3)1-x,x–концентрация металлической фазы. Определены значения частот релаксации намагниченности fr в пленках в зависимости от x.
После некоторого увеличения fr наблюдается сильный спад fr (более, чем напорядок) при увеличении х от 0.32 до 0.6. Наличие такой зависимостиfr ( х) связано с тем, что изменение x приводит к изменению топологиинаноструктуры плѐнки, состоящей из ферромагнитной и диэлектрической фаз.
При малых x, топология наноструктуры представляет собойансамбль ферромагнитных наночастиц, распределѐнных в диэлектрической матрице, а при больших x, плѐнка становится почти сплошнойферромагнитной средой с хаотически распределѐнными в ней диэлектрическими наночастицами. Обнаружено резкое увеличение частотырелаксации намагниченности fr для пленок с доперколяционной концентрацией x<0.42, при охлаждении пленок до азотных температурили при отжиге пленок.Выявлены механизмы магнитной диссипации, ответственные засильную зависимость частоты релаксации от x.Исследовано поведение формы линии нелинейного ФМР перпендикулярно намагниченной ферритовой пленки, при изменении амплитуды СВЧ поля h0 , величины постоянного поля, параметра диссипации намагниченности .
Получена зависимость времени магнитнойрелаксации от величины внутреннего постоянного поля H 0in , h0 и по полуширине линии ФМР и по времени установления стационарногоколебательного режима.В четвертой главе исследованы особенности магнитоупругихколебаний и их релаксация в ферритовой пленке при ФМР, вблизиакустического резонанса (АР).
Определена зависимость времени ре-11лаксации магнитоупругих колебаний r при соблюдении условий АРот параметра магнитной диссипации , а также материальных параметров и внешних магнитных полей. В частности, показано, что сильное влияние на время релаксации r оказывают параметры, определяющие степень магнитоупругой связи: константа магнитоупругойсвязи b2 (рис. 1a) и намагниченность насыщения MS (рис. 1b).Рис. 1. Зависимость времени релаксации r магнитоупругих колебаний от и b2 при MS=600 Gs (a), а также от и MS приb2 1.8 107 erg/cm3 (b). H 0in =10 Oe, h0 =3 Oe.12Выявлена область значений , в которой взаимодействие магнитной и упругой подсистем является наибольшим. На рис. 1 эта область соответствует значениям , при которых наблюдается минимальное время r ().
Показано, что ширина области минимума r ()коррелирует с величиной B2 b2 / M S , определяющей эффективностьмагнитоупругой связи при АР. Область минимума времени релаксациисужается при уменьшении B2 (рис. 1). Выявлен нелинейный режимрелаксации магнитоупругих колебаний после действия импульса переменного поля, который проявляется в наличии нескольких, иногдасильно отличающихся (на порядок и более), времен релаксации.Описано возникновение магнитоупругих автоколебаний релаксационного типа вблизи АР при превышении порогового значения амплитуды переменного поля. Определена пороговая амплитуда возбуждения магнитоупругих автоколебаний от параметра магнитной диссипации , внутреннего постоянного магнитного поля H 0in (рис.
2), намагниченности насыщения материала пленки MS, константы магнитоупругой связи b2 (рис. 3) и относительной расстройки частоты магнитной и упругой подсистем : ( 0 1 ) 0 ,(3)где 1 - частота первой акустической моды, 0 - частота нелинейногоФМР. Из рис. 2 следует, что пороговая амплитуда возбуждения автоколебаний hthr немонотонно возрастает при увеличении параметра магнитной диссипации и постоянного поля. Из рис.
3 видно, что зависимость пороговой амплитуды hthr от константы магнитоупругой связи b2имеет осциллирующий характер. При некоторых значениях b2 возбуждение автоколебаний возникает при незначительной амплитуде поля в13области минимума hthr( b2 ). При увеличении намагниченности MS дляплѐнок, первый максимум, и следующий за ним минимум расширяется исмещается в область больших констант магнитоупругой связи b2 .Рис. 2. Зависимость пороговой амплитуды возбуждения автоколебанийhthr от при разных значениях H 0in (в Oe):- 5;- 10;- 20.37MS=300 Gs, b2 1.5 10 erg/cm , =0.015.Рис. 3.
Зависимость пороговой амплитуды возбуждения автоколебанийhthr от b2 при разных значениях MS (в Gs):- 300;- 400;in- 600;- 800;- 1000. H 0 =10 Oe, =0.1, =0.015.14В пятой главе приведены результаты исследований зависимостей амплитуды и времени релаксации, нелинейных магнитоупругихколебаний ансамбля ферритовых частиц, возбуждѐнных двумя радиоимпульсами магнитного поля с интервалом . Получено аналитическоевыражение, описывающее сигналы магнитоакустического эха (МАЭ)для малых амплитуд возбуждающих импульсов.
Для случая большихамплитуд возбуждающих импульсов численно исследована зависимость амплитуды сигналов МАЭ от интервала между возбуждающими радиоимпульсами и от амплитуды поля. Проведѐн анализ экспериментальных и расчетных данных времени релаксации в зависимости отвеличины постоянного поля.В заключении приводятся основные выводы по диссертационной работе.СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ[1] Власов, В.С. Высокочастотная долговременная память в порошкахферритов [Текст] / В.С.
Власов // II Всероссийская конференция студентов-радиофизиков: тез. докл. (Санкт-Петербург, 1-2 декабря 1998г.). –СПб: из-во СПбГУ, 1998. – С. 23–25.[2] Власов, В.С. Расчет сигналов высокочастотной памяти в порошкахферритов на основе «внутренней» модели [Текст] / В.С.
Власов // IIIВсероссийская конференция студентов-радиофизиков: тез. докл.(Санкт-Петербург, 30 ноября-2 декабря 1999 г.). –СПб: из-во СПбГУ,1999. – С. 30–32.[3] Власов, В.С. Исследование долговременной памяти в ферритах[Текст] / В.С. Власов // 6 Всероссийская конференция студентов-15физиков и молодых учѐных (ВНКСФ-6): тез.
докл. (Томск, 28 марта-3апреля 2000 г.). –Томск: из-во АСФ России, 2000. – С. 406–407.[4] Власов, В.С. Электромагнитный отклик системы ферритовых частиц с учетом магнитоупругой связи [Текст] / В.С. Власов // IV Всероссийская конференция студентов-радиофизиков: тез. докл. (СанктПетербург, 5-7 декабря 2000 г.). –СПб: из-во СПбГУ, 2000. – С. 16–18.[5] Власов, В.С. Расчет сигналов магнитоакустического эха в порошкахферритов [Текст] / В.С.
Власов // Сборник научных работ аспирантов имолодых ученых Сыктывкарского Государственного Университета: –Сыктывкар: изд-во СыктГУ, 2002. Вып. 1. – С. 12–17.[6] Котов, Л.Н. Расчет сигналов магнитоакустического эха с учетомупругого ангармонизма [Текст] / Л.Н. Котов, В.С. Власов // «Новыемагнитные материалы микроэлектроники (НМММ-18)»: тр. XVIII междунар. шк. –сем. (Москва, 25-28 июня 2002 г.). – Москва, 2002. – С.830–832.[7] Kotov, L.N.
Calculation of magnetoacoustic echo signals in the ferritepowder [Text] / L.N. Kotov, V.S. Vlasov, S.N. Karpachev // 16th International Symposium on Nonlinear Acoustics (ISNA-16): abstr. of intern.symp. (Moscow, August 19-22, 2002). – Moscow: MSU, 2002. – P. 54.[8] Kotov, L.N. Calculation of Magnetoacoustic Echo in Ferrite Powders[Text] / L.N. Kotov, V.S. Vlasov, S.N.
Karpachev // «Nonlinear Acousticsat the Beginning of the 21st Century»: proceedings of intern. symp. (ISNA16). – Moscow: MSU, 2002. – V. 2. – P. 677–680.[9] Власов, В.С. Расчет сигналов магнитоакустического эха в областинасыщения [Текст] / В.С. Власов // 9 Всероссийская конференция сту-16дентов-физиков и молодых учѐных (ВНКСФ-9): тез. докл. (Красноярск, 28 марта-3 апреля 2003 г.).
– Т.1. –Екатеринбург; Красноярск: изво АСФ России, 2003. – С. 299–301.[10] Котов, Л.Н. Динамика намагниченности в ферритовых наночастицах с учѐтом магнитоупругой связи [Текст] / Л.Н. Котов, В.С. Власов, Ф.Ф. Асадуллин // «Выездная секция по проблемам магнетизма вмагнитных пленках, малых частицах и наноструктурных объектах»: тр.междунар. сем. (Астрахань, 7-10 сентября 2003 г.). – Астрахань: АГУ,2003. – С.
36–39.[11] Kotov, L.N. Nonlinear dynamics of the magnetization in ferrite nanoparticles in the area of the magnetoacoustic resonance [Text] / L.N. Kotov, V.S.Vlasov // «Functional Materials» (ICFM-2003): abstr. of intern. conf.(Ukraine, Crimea, Partenit, October 6-11, 2003). –Partenit, 2003. – P. 10.[12] Котов, Л.Н. Исследование релаксационных свойств намагниченности в ферритовых малых частицах [Текст] / Л.Н. Котов, В.С. Власов,Ф.Ф. Асадуллин, В.А.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
