Автореферат (1105316), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Из графиков следует, что при некотором значении ||такая конфигурация оказывается энергетически более выгодной по сравнению с полученной из однородного распределения вектора намагниченности.Отклонение двух точек от сплошной линии вблизи значения = 0 связанос тем, что в отсутствие электрического поля топологически нетривиальнаяконфигурация распределения вектора намагниченности является нестабильной.На рисунке 4 б представлены распределения вектора намагниченности~ и электрической поляризации P~ для значения = −2. Знак z-компонентыMвнешнего электрического поля Ez задает киральность полученного скирмиона, определяемую знаком радиальной проекции Mr .
Отметим, что в системах,где скирмионы были обнаружены экспериментально, их стабильность обуславливалась взаимодействием Дзялошинского-Мория. Его знак и сила немогли быть изменены, поскольку определялись кристаллической структуройобразца. Стабильность рассматриваемой структуры, напротив, контролируется внешним электрическим полем, что создает дополнительную степень18свободы в управлении магнитоэлектрическими скирмионами.В заключении приведены основные результаты и выводы.Заключение1. Построена аналитическая модель микромагнитной структуры доменных границ в кристалле с неоднородным магнитоэлектрическим эффектом, позволяющая качественно изучать их электростатические свойства. В рамках этой модели показано, что отклонение вектора намагниченности в доменах от плоскости доменной границы с необходимостьюприводит к наличию у границы электрической поляризации.
Установлено, что действие внешнего магнитного поля может приводить к изменению поверхностного электрического заряда доменной границы. Полученные зависимости поверхностного заряда доменных границ от угласкручивания находятся в качественном согласии с экспериментальнымиданными.2. Рассчитано распределение электрического заряда в скрученной доменной границе в кристалле с неоднородным магнитоэлектрическим эффектом.
Показано, что скрученная доменная граница обладает поверхностным и объемным электрическими зарядами разных знаков; знакзарядов каждого вида совпадает у разных границ.3. Проведено численное моделирование микромагнитной структуры доменных границ в феррит-гранатовых пленках с учетом кубической инаведенной магнитной анизотропии согласно модели, описанной в [11],а также неоднородного магнитоэлектрического эффекта. Микромагнитное моделирование проводилось методом имитации отжига. Основныерезультаты моделирования заключаются в следующем:• Установлено, что наличие ромбической анизотропии, плоскость которой отклонена от плоскости доменной границы, приводит к наличию у границы поверхностного электрического заряда в отсутствие внешнего магнитного поля. При отличных от нуля значениях19напряженности внешнего магнитного поля отклонение плоскостиромбической анизотропии приводит к появлению разницы в энергиях доменных границ различной киральности.• Установлено, что при наличии в кристалле эффективного электри~ 0 = (0, 0, E0 ) равенство энергий доменных границческого поля Eразной киральности осуществляется при отличном от нуля значении напряженности внешнего магнитного поля Hx = HxT .• Показано, что переходное значение напряженности внешнего магнитного поля HxT не зависит от величин константы Kr и азимутального угла ϕr ромбической анизотропии.
Установлено, что величина HxT прямо пропорциональна напряженности эффективногоэлектрического поля E0 .• Установлено, что характер зависимости линейной плотности поверхностного электрического заряда доменной границы от напряженности внешнего магнитного поля определяется соотношениемконстант одноосной анизотропии Ku и ромбической анизотропииKr .4. Рассмотрен альтернативный неоднородному магнитоэлектрическому эффекту механизм магнитоэлектрического взаимодействия, основанныйна изменении констант магнитной анизотропии под действием неоднородного электрического поля [12]. Показано, что эффект разнонаправленного смещения доменных границ под действием электрического поля одной полярности, наблюдаемый в присутствии магнитного поля, неможет быть описан в рамках данной модели.5. Показано, что в кристалле с неоднородным магнитоэлектрическим эффектом вертикальная блоховская линия обладает поверхностным электрическим зарядом, имеющим разный знак на противоположных поверхностях пленки и равным по модулю Q = γχe Ms2 π 2 Λ.
Точка Блохаобладает объемным электрическим зарядом, равным по модулю 2Q. Методом непрерывных деформаций распределения вектора намагниченно20сти показано, что знак электрического заряда точки Блоха не связан сознаком ее топологического заряда.6. Продемонстрирована принципиальная возможность зарождения магнитного скирмиона посредством локального воздействия электрического поля в кристалле с неоднородным магнитоэлектрическим эффектом.Необходимая для этого величина напряженности электрического поляможет быть оценена по порядку величины как 106 В/см, что лежит вдиапазоне экспериментально достижимых значений. Показано, что направление внешнего электрического поля определяет киральность микромагнитной структуры.Список литературы1. Барьяхтар В.Г., Львов В.А., Яблонский Д.А. Теория неоднородного магнитоэлектрического эффекта // Письма В ЖЭТФ.
1983. Т. 37, № 12.С. 565.2. Mostovoy M. Ferroelectricity in Spiral Magnets // Physical Review Letters.2006. Vol. 96, No. 6. P. 067601.3. Малоземов А., Слонзуски Дж. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами. М.: Мир. 1982.4. Logginov A.S., Meshkov G.A., Nikolaev A.V. et al. Electric field control ofmicromagnetic structure // Journal of Magnetism and Magnetic Materials.2007. Vol. 310, No. 2. P. 2569–2571.5.
Logginov A.S., Meshkov G.A., Nikolaev A.V. et al. Room temperature magnetoelectric control of micromagnetic structure in iron garnet films // AppliedPhysics Letters. 2008. Vol. 93, No. 18. P. 182510.6. Милов Е.В., Кадомцева А.М., Воробьев Г.П. и др. Обнаружение переключения спонтанной электрической поляризации в мультиферроикеDyMnO3 // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т.
85, № 10. С. 610–614.217. Murakawa H., Onose Y., Kagawa F. et al. Rotation of an Electric PolarizationVector by Rotating Magnetic Field in Cycloidal Magnet Eu0.55 Y0.45 MnO3 //Physical Review Letters. 2008. Vol. 101, No. 19. P. 197207.8. Fiebig M., Lottermoser Th., Fröhlich D. et al. Observation of coupled magnetic and electric domains. // Nature. 2002. Vol. 419, No. 6909. P. 818–20.9. Mühlbauer S., Binz B., Jonietz F.
et al. Skyrmion lattice in a chiral magnet. //Science (New York, N.Y.). 2009. Vol. 323, No. 5916. P. 915–919.10. Cambel V., Karapetrov G. Control of vortex chirality and polarity in magnetic nanodots with broken rotational symmetry // Physical Review B. 2011.Vol. 84, No. 1. P. 014424.11. Дикштейн И.Е., Лисовский Ф.В., Мансветова Е.Г., Чижик Е.С.Наведенная и магнитокристаллическая анизотропия эпитаксиальныхмагнитных пленок.
Препринт №17(492). М.: ИРЭ АН СССР. 1988.12. Кабыченков А.Ф., Лисовский Ф.В., Мансветова Е.Г. Магнитоэлектрический эффект в пленках гранатов с наведенной магнитной анизотропиейв неоднородном электрическом поле // Письма в ЖЭТФ. 2013. Т. 97,№ 5. С. 304–308.Список публикацийПубликации в рецензируемых журналахA1. Pyatakov A.P., Zvezdin A.K, Sergeev A.S., Sechin D.A., Nikolaeva E.P.,Nikolaev A.V., Logginov A.S. Spin Flexoelectricity and New Aspects ofMicromagnetism // Advances in Science and Technology.
2010. Vol. 67.P. 149-157.A2. Pyatakov A.P., Sergeev A.S., Sechin D.A., Meshkov G.A., Nikolaeva E.P.,Nikolaev A.V., Logginov A.S., Zvezdin A.K. Magnetic domain wall motion22triggered by electric field // Journal of Physics: Conference Series. 2010.Vol. 200. P. 0320059.A3. Pyatakov A.P., Sechin D.A., Sergeev A.S., Nikolaev A.V., Nikolaeva E.P.,Logginov A.S., Zvezdin A.K. Magnetically switched electric polarity of domainwalls in iron garnet films // Europhysics Letters.
2011. Vol. 93. P. 17001.A4. Pyatakov A.P., Zvezdin A.K, Vlasov A.M., Sergeev A.S., Sechin D.A.,Nikolaeva E.P., Nikolaev A.V., Chou H., Sun S.J., Calvet L.E. Spin Structuresand Domain Walls in Multiferroics // Ferroelectrics. 2012. Vol. 438. P. 79–88.A5. Сергеев А.С., Сечин Д.А., Павленко О.В., Николаева Е.П., Николаев А.В., Косых Т.Б., Пятаков А.П. Влияние магнитного поля на микромагнитную структуру и электростатические свойства доменных границ// Известия Российской академии наук.
Серия физическая. 2013. Т. 77,№10. С. 1523–1526.Публикации в сборниках трудов конференцийA6. Сергеев А.С., Сечин Д.А. Теория магнитоэлектрических свойств доменных границ в пленках феррит-гранатов // Материалы докладов XVIМеждународной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов-2009», секция «Физика», подсекция «Физика магнитных явлений». Москва. 2009. С. 18.A7. Сечин Д.А., Сергеев А.С. Магнитоэлектрические свойства доменныхграниц в пленках феррит-гранатов // XXI Международная конференция “Новое в магнетизме и магнитных материалах”, сборник трудов.Москва. 2009.
С. 329-330.A8. Pyatakov A.P., Zvezdin A.K., Sergeev A.S., Sechin D.A., Nikolaeva E.P.,Nikolaev A.V., Logginiov A.S. Spin Flexoelectricity and new aspects ofmagnetism // 12th International Ceramics Congress, book of abstracts.Montecatini Terme, Tuscany, Italy. 2010. P. 149-157.23A9.
Pyatakov A.P., Sechin D.A., Sergeev A.S., Nikolaev A.V., Nikolaeva E.P.,Meshkov G.A., Logginov A.S., Zvezdin A.K. Ferroelectricity of micromagneticstructure // Euro-Asian Symposium on Magnetism: Nanospintronics. Ekaterinburg, Russia. 2010. P. 171.A10. Sergeev A.S., Sechin D.A., Pavlenko O.V., Pyatakov A.P., Nikolaeva E.P.,Nikolaev A.V. Magnetic-field-tuned electric polarization of micromagneticstructures // Moscow International Symposium on Magnetism, book ofabstracts. Moscow, Russia.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
