Автореферат (1149605)

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

Текст из файла

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТНа правах рукописиДубицкий Илья СеменовичПоведение локальной намагниченности в ферромагнитныхинвертированных опалах в магнитном поле: микромагнитноемоделирование и экспериментСпециальность: 01.04.07 – физика конденсированного состоянияАВТОРЕФЕРАТдиссертации на соискание ученой степеникандидата физико-математических наукСанкт-Петербург2018 г.Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университетеНаучный руководитель:Сыромятников Арсений Владиславович, доктор физикоматематических наук, профессор кафедры Ядерно-физическихметодов исследования Санкт-Петербургского государственногоуниверситетаОфициальныеДмитриенкоВладимирЕвгеньевич,докторфизико-оппоненты:математических наук, главный научный сотрудник Отделатеоретических исследований Института кристаллографии им.

А.В.Шубникова“Федеральногонаучно-исследовательскогоцентра” «Кристаллография и фотоника» РАНСутуринСергейМихайлович,кандидатфизико-математических наук, старший научный сотрудник отделенияфизики твердого тела, лаборатории спектроскопии твердого телаФедерального государственного бюджетного учреждения наукиФизико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российскойакадемии наукВедущая организацияОбъединённый институт ядерных исследований, г. ДубнаЗащита состоится «___» ___________ 2018 г. в ____:00 на заседании диссертационногосовета Д 212.232.33 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук, насоискание ученой степени доктора наук на базе Санкт-Петербургского государственногоуниверситета по адресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Ульяновская ул., д.

1, малыйконференц-зал.С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке им. М. Горького СанктПетербургскогогосударственногоуниверситетапоадресу:199034,Санкт-Петербург,Университетская наб., д. 7/9. Диссертация и автореферат диссертации размещены на сайтеhttps://disser.spbu.ru.Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью, просьба направлять поадресу: 198504, Санкт-Петербург, Петродворец, Ульяновская ул., д. 1, ученому секретарюдиссертационного совета Д 212.232.33 А.М. Поляничко.Автореферат разослан «___»____________2018 гУченый секретарь Совета Д 212.232.33,кандидат физ.-мат. наук, доцент .А.М.

Поляничко3ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫАктуальность темы. Быстрое развитие технологий синтеза упорядоченных магнитныхнаноструктур и методов их исследования привело к существенному росту интереса к такимобъектам. В частности, в последние годы появилась возможность создания наносистем снаперед заданными геометрическими свойствами. Такие системы могут быть использованы вмедицине [1], устройствах записи и передачи информации [2], а также для изученияфундаментальных физических моделей. Так, например, искусственные спиновые льдыизначально создавались в попытке копирования свойств атомных спиновых льдов со структуройпирохлора [3]. Впоследствии богатый арсенал методов изготовления и аттестации наноструктурпозволил получить системы, демонстрирующие неожиданные физические свойства и неимеющие природных аналогов.Однако подавляющее большинство изучаемых в настоящий момент магнитныхнаноструктур представляет собой двумерные системы.

В самое последнее время были успешносинтезированы наночастицы сложной формы и трехмерныеупорядоченные массивынаноэлементов [4]. Не вызывает сомнений, что дальнейшее развитие исследований в областинаномагнетизма будет связано именно с трехмерными системами.

Однако методики изучениямагнитных свойств таких систем в настоящий момент разработаны слабо. Не существует какойлибо одной экспериментальной техники, позволяющей однозначно определить распределениенамагниченности в трехмерных массивах наночастиц. Теоретическое изучение магнитныхконфигураций, реализующихся в трехмерных магнитных наноструктурах, также тольконачинает развиваться. Для корректной идентификации магнитного состояния необходимоприменятьнескольковзаимодополняющихповерхностно-чувствительныеметоды,экспериментальныхинтегральныетехник,магнитометрическиенапример,методикиималоугловое рассеяние нейтронов.

Каждый из этих методов позволяет получить некоторуюкосвенную информацию о магнитном упорядочении. В этой связи становится очевиднанеобходимость построения микромагнитной модели исследуемой структуры. Параметры данноймодели могут быть скорректированы в соответствии с результатами экспериментов. В своюочередь, микромагнитные расчеты позволяют провести интерпретацию всех экспериментов врамках единой модели распределения намагниченности. Данная работа посвящена реализациитакой программы в одной из первых известных трехмерных магнитных наноструктур –инвертированном опале, выполненном из ферромагнитного материала (никеля или кобальта).Инвертированныеопалыполучаютзаполнениемпустотмеждумикросферами,образующими ГЦК решетку, ферромагнитным металлом с последующим удалением самих сфер.Магнитное упорядочение в подобных системах представляет значительный интерес.

Так, наоснованиирезультатовэкспериментовпомалоугловомурассеяниюнейтроновбыласформулирована гипотеза о принадлежности инвертированных опалов к классу искусственныхтрехмерных спиновых льдов [5]. В настоящий момент неизвестны трехмерные магнитные4наноструктуры, являющиеся искусственными спиновыми льдами. В связи с этим доказательствопринадлежности инвертированных опалов к данному семейству соединений и выявление ихмагнитных свойств с помощью микромагнитного моделирования представляет собойактуальную задачу.Целью работы является исследование магнитной структуры инвертированных опалов,выполненных из никеля и кобальта, с помощью совместного применения микромагнитногомоделирования и экспериментальных методов.Объектами исследования были выбраны инвертированные опалы, выполненные изникеля и кобальта и характеризующиеся гранецентрированной кубической структурой спостоянной решетки порядка 700 нм.В соответствии с целью исследования были сформулированы следующие задачи:1.

Определить пространственное строение элементарной ячейки инвертированныхопалов и его зависимость от степени деформации сфер, из которых был изготовленисходный опал.2. Вычислить распределение локальной намагниченности в элементарной ячейкеинвертированных опалов в зависимости от величины и направления внешнегомагнитного поля.3. На основе полученных результатов определить пределы применимости правиласпинового льда в инвертированных опалах, выполненных из никеля или кобальта, взависимости от степени деформации сфер, образующих первичный коллоидныйкристалл.4. Показать возможность изучения структуры инвертированных опалов с помощьюмалоуглового рассеяния синхротронного излучения в скользящей геометрии.Провести аттестацию качества поверхности инвертированных опалов этим методомдля дальнейшего изучения магнитных свойств данных систем с помощьюповерхностно-чувствительных методов.5. При помощи микромагнитного моделирования распределения намагниченностиописать экспериментальные данные, полученные методами SQUID-магнитометрии,малоугловой дифракции нейтронов и магнитно-силовой микроскопии.Научная новизна1.

Впервые проведено микромагнитное моделирование распределения намагниченностив элементарной ячейке ферромагнитного инвертированного опала. Показано, чтоперемычки,связывающиеинвертированногоопала,тетраэдрическиепоявляютсявирезультатеоктаэдрическиедеформацииучасткимикросфер,5образующих исходный опал. Впервые с помощью численного моделированияустановлено выполнение правила спинового льда в инвертированном опале.2. Впервые проведена теоретическая интерпретация данных малоуглового рассеяниянейтронов на инвертированных опалах с помощью вычисления магнитного формфактора элементарной ячейки.3. Вычисленаперпендикулярнаявнешнемумагнитномуполюкомпонентанамагниченности, возникающая при приложении поля вдоль направления [121] ГЦКструктуры инвертированного опала.4.

Впервые осуществлено исследование поверхности инвертированных опалов методоммалоуглового рассеяния синхротронного излучения в скользящей геометрии.Определена зависимость качества поверхности от толщины образцов.5. Впервые проведено исследование распределения намагниченности на поверхностиинвертированныхмикроскопии.опаловнаНаблюдаемыйосновефазовыйникелясконтрастпомощьюмагнитно-силовойсопоставленсрезультатамимикромагнитных вычислений.Научная и практическая значимостьС помощью методов микромагнитного моделирования достоверно показано, чтоинвертированные опалы, выполненные из никеля и кобальта, относятся к классутрехмерных искусственных спиновых льдов. В настоящий момент неизвестны другиетрехмерные наноструктуры, проявляющие аналогичные свойства. Изучение магнитныхсвойствинвертированныхопаловвноситсущественныйвкладвфизикуфрустрированных систем.

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