Некоторые особенности процессов переноса в магнитоупорядоченных средах (1104044)
Текст из файла
Московский государственный университетимени М.В. ЛомоносоваФизический факультетНа правах рукописиШЕВЕРДЯЕВА Полина МакаровнаНЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВПЕРЕНОСА В МАГНИТОУПОРЯДОЧЕННЫХ СРЕДАХСпециальность 01.04.11 – физика магнитных явленийАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукМосква, 2006Работа выполнена на кафедре магнетизма физического факультетаМосковского государственного университета им. М.В. ЛомоносоваНаучныйруководителькандидат физико-математических наук,доцент Н.С.
ПеровОфициальныеоппоненты:доктор физико-математических наук,г.н.с. Н.Г. Бебениндоктор физико-математических наук,профессор П.Н. СтеценкоВедущая организацияИнститут металлургии и материаловеденияимени А.А. Байкова Российской Академии НаукЗащита состоится ““ октября 2006 года в 16-00 часов на заседаниидиссертационного совета К 501.001.02 в Московском государственномуниверситете им. М.В. Ломоносова по адресу: 119992 ГСП-2, г.
Москва,Ленинские горы, МГУ, физический факультет, аудитория ЮФА.С диссертацией можно ознакомитьсяфакультета МГУ им. М. В. Ломоносова.вбиблиотекефизическогоАвтореферат разослан “ 19 ” сентября 2006 года.Ученый секретарьдиссертационного совета К 501.001.02,кандидат физико-математических наукИ. А. Никанорова1Общая характеристика работыАктуальность темыВ последние годы уделяется большое внимание исследованиювлияния магнитного поля на процессы электронного и ионного переноса вразличных системах. В диссертационной работе рассмотрены два важныхаспекта влияния магнитного поля на процессы переноса – на ионныйперенос в электрохимических системах и на электронный перенос ваморфных магнитных материалах.Исследование явлений, происходящих в электрохимических системах,важно как с прикладной, так и с фундаментальной точек зрения.
Вдиссертации рассматривается влияние магнитного поля на один изважнейших электрохимических показателей – на электродный потенциалметаллов. Детальное исследование этого эффекта необходимо дляпониманиямеханизмоввлияниямагнитногополянамногиеэлектрохимические процессы, связанные с электродным потенциалом(например, на электроосаждение и коррозию в магнитном поле), и напричины этого влияния, которые до сих пор еще остаются не до концаустановленными.
До сих пор не до конца выяснено, что отвечает заизменение электродного потенциала в магнитном поле – магнитное полеили намагниченность образца, и для заданного ферромагнитного илинеферромагнитного материала нельзя сказать достоверно, будет линаблюдаться изменение его электродного потенциала в магнитном поле.Неменьшийинтереспредставляютмагнитостатическиеикинетические свойства лент аморфных сплавов на основе Co.
Подобныесплавы широко используются в технике для создания датчиков магнитногополя. При изучении процессов переноса в аморфных лентах различногосоставаосновноевниманиеуделяетсяэффектугигантскогомагнитоимпеданса, который наблюдается на переменном токе в широком2диапазоне частот.
Аморфные ленты на основе Co вызывают особенныйинтерес в качестве материала для датчиков на основе этого эффекта,поскольку обладают близкой к нулю магнитострикцией (менее 10-7). В тоже время кинетические эффекты в аморфных лентах на постоянном токе,такие как эффект Холла и магнитосопротивление, изучены гораздо слабее,хотя, как показывает опыт исследований в кристаллических материалах,подобные данные необходимы для установления механизмов электронноготранспорта и взаимодействия магнитной и электронной подсистемматериала в формировании его свойств [1].Цели работы состояли в следующем:-исследовать влияние магнитного поля на электродный потенциалэлектродов Fe, Ni, Co и некоторых других ферромагнитных инеферромагнитных материалов в растворах солей различных кислот;-исследовать изменение полевой зависимости электродного потенциалаот концентрации электролита;-исследоватьмагнитостатическиесвойствалентыаморфногометаллического сплава на основе Co (Со66Fe4B14Si15), отожженной приразличных температурах, меньших температуры кристаллизации;-исследоватьприразличныхтемпературахэффектХоллаимагнитосопротивление ленты аморфного металлического сплава наоснове Co, отожженной при различных температурах, меньшихтемпературы кристаллизации;-выявитьвзаимосвязьмагнитостатическихсвойств этих лент.3игальваномагнитныхВ ходе выполнения работы решались следующие задачи:-создание установки, позволяющей исследовать влияние магнитногополя на электродный потенциал;-исследование влияния магнитного поля на электродный потенциалферромагнитных (железа, никеля, кобальта, пермаллоя) и некоторыхнеферромагнитных материалов в различных электролитах;-создание установки, позволяющей исследовать влияние магнитногополя на магнитотранспортные свойства аморфных лент при различныхтемпературах;-исследованиевлиянияотжиганамагнитостатическиеимагнитотранспортные свойства аморфных быстрозакаленных сплавов.Научная новизна-Обнаружено влияние величины магнитного поля и концентрацииэлектролита на электродный потенциал ряда металлов; предложенафеноменологическая модель, объясняющая влияние магнитного поляна электродный потенциал.-Впервые показано, что изменение электродного потенциала железногоэлектрода в хлориде железа (III) является линейной функциейлогарифма концентрации электролита при концентрациях от 0.005моль/л до 0.1 моль/л.-Впервые исследовано влияние процессов частичной кристаллизациинаэффектХоллаимагнитосопротивлениелентаморфногометаллического сплава на основе Co [Co66Fe4B14Si15], отожженных навоздухе и в вакууме, найдена корреляция в поведении коэффициентованомального эффекта Холла и сопротивления.4-Обнаружено появление положительного магнитосопротивления влентах аморфного сплава Co66Fe4B14Si15 после их отжига притемпературах от 3500С до 4000С.Научная и практическая ценность- Созданы:1) автоматизированная установка, позволяющая исследовать влияниемагнитного поля на электрохимические процессы в полях до 6 кЭ прикомнатных температурах;2)автоматизированнаяустановка,позволяющаяпроводитьисследования магнитотранспортных свойств образцов в полях до 16кЭ при температурах от 4.3К до комнатных.-Установлены факторы, обуславливающие изменение электродногопотенциала ферромагнитных металлов под влиянием магнитногополя.-Предложенамодель,объясняющаяпоявлениеположительногомагнитосопротивления в лентах аморфного сплава Co66Fe4B14Si15 притемпературах от 3500С до 4000С.ДостоверностьДостоверность результатов обеспечивается хорошей повторяемостьюрезультатов и использованием хорошо обоснованных методик.Апробация работыРезультатыисследований,составляющиеосновупредставлялись на следующих конференциях и семинарах:- НМММ-2002, Москва, Россия, 24 – 28 июня 2002 года- ICM 2003, Рим, Италия, 27 июля – 1 августа 2003 года5диссертации,- Ломоносов-2006, Москва, Россия, 12 апреля 2006 года- IWNS-2006, Oviedo, Spain, 20 – 23 июня 2006 года.Личный вклад автораАвтоматизированныеустановкидляизмеренияэлектродногопотенциала металлов и для измерения гальваномагнитных свойств пленоксозданыличноавтором.Самостоятельнонаписанопрограммноеобеспечение для управления установками.
Подготовка образцов иизмерения магнитных и транспортных свойств также проводились личноавтором.Обсуждениеианализполученныхэкспериментальныхрезультатов проводились авторами соответствующих работ совместно.Структура и объем диссертацииДиссертация состоит из введения, четырех глав, основных результатови выводов и списка литературы. Она изложена на 133 страницах ипроиллюстрирована 52 рисунками. Список цитируемой литературысодержит 106 наименований.Краткое содержание работыВо введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, научнаяновизна и практическая ценность проведенных исследований, а такжесформулирована цель и перечислены задачи работы. Приводится списокпубликаций и указывается личный вклад автора.В первой главе приведен обзор литературы.
Первая часть обзора(параграф 1.1) посвящена влиянию магнитного поля на электродныйпотенциал.Электродным потенциалом называют э.д.с. электрохимической цепи,построенной из стандартного водородного электрода и электрода6окислительно-восстановительнойполуреакции.Какбылопоказаномногими авторами [2], при помещении второго электрода в магнитноеполе величина электродного потенциала изменяется. Для железногоэлектрода величина изменения всегда положительна и достаточно велика –в поле 8 кЭ были получены значения смещения электродного потенциала∆E до 80 мВ [2].
Результаты сильно зависят от типа и концентрацииэлектролита, в котором находится электрод. Величина ∆E при этомнелинейно зависит от поля, намагниченности и концентрации электролитаи не имеет насыщения в магнитном поле. Данные для остальныхматериалов противоречивы: некоторые исследования обнаруживаютвлияние магнитного поля на электродный потенциал никеля, кобальта инекоторых неферромагнитных материалов [3], другие отрицают наличиеэтого влияния [4]. Основные модели электрохимии показывают, что дляжелезного электрода в магнитном поле 10 кЭ величина ∆E не должнапревышать величины порядка 10 мкВ, то есть на три порядка меньше, чемэкспериментально полученные значения. С другой стороны, моделимагнитогидродинамики [4] не могут объяснить исключительную рольферромагнетизма в данном эффекте, так как в больших магнитных поляхэффект должен наблюдаться для всех материалов.Вторая часть обзора (параграф 1.2) посвящена кинетическимэффектам в аморфных магнитных лентах.
В ней приводятся основныетеоретическиепонятия,методикарасчетагальваномагнитныххарактеристик и полученные к настоящему времени результаты повлиянию отжига на магнитостатические и гальваномагнитные свойствааморфных магнитных лент. Основное внимание в этой части уделяетсявлиянию отжига на магнитостатические и гальваномагнитные свойствааморфных магнитных лент на основе Со. Данные ленты хорошоисследованы с точки зрения влияния отжига на их магнитоимпедансные7свойства.
К настоящему моменту основные исследования по влияниюструктурной релаксации на гальваномагнитные свойства проведены длялент на основе железа [5]. Гальваномагнитные свойства аморфных лент наоснове кобальта исследованы только в аморфном и кристаллическомсостояниях[6].Сопоставлениеданныхмагнитоимпедансныхигальваномагнитных измерений могло бы дать новые сведения о структуреэтих лент.Вторая глава посвящена вопросам методики эксперимента иустановкам, изготовленным автором.
В параграфе 2.1 описываетсяустановкапоисследованиювлияниямагнитногополянаэлектрохимические процессы. Установка позволяет исследовать изменениеэлектродного потенциала под влиянием магнитного поля при комнатныхтемпературах в полях до 6 кЭ. Работа установки и обработка результатовизмерений полностью автоматизированы. В параграфе приводится блоксхема установки, назначение компонентов, алгоритм работы программногообеспеченияиметодикарасчетавеличинысдвигаэлектродногопотенциала ∆E в магнитном поле. В параграфе 2.2 приводятся данные обобразцахдляэлектрохимическихисследований.Использовалисьферромагнитные электроды – Fe (0.9999), Ni (0.9999), Co (0.9999), Py (45%Ni) – и неферромагнитные – Cu (0.999), Al (0.999), Bi (0.999), нержавеющаясталь 08Х18Н10.
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}
