К вопросу об исследовании процессов перемагничивания одноосных магнитных материалов из анализа трансформации их доменной структуры: эксперимент и компьютерное моделирование
Г.Г. Дунаева, А.Ю. Карпенков
ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.096
Оригинальная статья
Аннотация: В настоящей работе представлены результаты комплексных исследований, включающих прямой эксперимент и компьютерное моделирование, процессов перемагничивания монокристаллического образца SmCo5 и феррит-гранатовой пленки (GdBiLu)3(FeGa)5O12. Анализ изображений доменной структуры во внешнем магнитном поле обоих образцов позволил построить полевые зависимости намагниченности. Установлено, что полевая зависимость намагниченности феррит-гранатовой пленки совпадает с данными магнитометрии. Для монокристалла SmCo5 поле насыщения поверхности соответствует полю насыщения, полученному из данных измерений на магнитометре, однако ход полевой зависимости M(H) отличается. Анализ изображений основных доменов монокристалла SmCo5 во внешнем магнитном поле и компьютерное моделирование показали, что значения полей исчезновения доменной структуры на поверхности пленки, расположенной над монокристаллическим образцом, значительно меньше полей насыщения по данным магнитометрии. Приложение внешнего магнитного поля 0,02 Тл приводит к насыщению всего объема феррит-гранатовой пленки в направлении поля, что не позволяет в дальнейшем наблюдать трансформацию основной доменной структуры объемного образца и ограничивает применимость метода индикаторной пленки.
Ключевые слова: феррит-гранатовая пленка, монокристалл, магнитная доменная структура, эффект Керра, процессы перемагничивания
- Дунаева Галина Григорьевна – аспирантка 3 года обучения, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
- Карпенков Алексей Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент, заведующий кафедрой физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
Ссылка на статью:
Дунаева, Г.Г. К вопросу об исследовании процессов перемагничивания одноосных магнитных материалов из анализа трансформации их доменной структуры: эксперимент и компьютерное моделирование / Г.Г. Дунаева, А.Ю. Карпенков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 96-109. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.096.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Skomski, R. Magnetic materials / R. Skomski, J.M.D. Coey // In book: Permanent Magnetism; ed by. J.M.D. Coey. – New York: Routledge, 2019. – Ch. 5. – P. 247-302. DOI: 10.1201/9780203743829.
2. Coey, J.M.D. Permanent magnet applications / J.M.D. Coey // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2018. – V. 248. – I. 3. – P. 441-456. DOI: 10.1016/s0304-8853(02)00335-9.
3. Buschow, K.H.J. Physics and application of novel magnet materials / K.H.J Buschow // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 1989. – V. 80. – I. 1. – P. 1-8. DOI: 10.1016/0304-8853(89)90313-2.
4. Coey, J.M.D. Magnetism and magnetic materials / J.M.D. Coey. – Cambridge: Cambridge University Press. – 2010. – XII+614 p. DOI: 10.1017/CBO9780511845000.
5. McCallum, R.W. Practical aspects of modern and future permanent magnets / R.W. McCallum, L.H. Lewis, R. Skomski, M.J. Kramer, I.E. Anderson // Annual Review of Materials Research. – 2014. – V. 44. – P. 451-477. DOI: 10.1146/annurev-matsci-070813-113457.
6. Chen, H. Quantifying the nucleation effect of correlated matrix grains in sintered Nd-Fe-B permanent magnets / H. Chen, Y. Yao, F. Yun et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2020. – V. 498. – Art. № 166099. – 25 p. DOI: 10.1016/j.jmmm.2019.166099.
7. Aharoni, A. Theoretical search for domain nucleation / A. Aharoni // Reviews of Modern Physics. – 1962. – V. 34. – I. 2. – P. 227-238. DOI: 10.1103/RevModPhys.34.227.
8. Weller, D. Thermal effect limits in ultrahigh-density magnetic recording / D. Weller, A. Moser // IEEE Transactions on Magnetics. – 1999. – V. 35. – I. 6. – P. 4423-4439. DOI: 10.1109/20.809134.
9. Hubert, A. Magnetic domains. The analysis of magnetic microstructures / A. Hubert, R. Schäfer. – Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2008, XXIII+696 p.
10. Suzuki, D.H. Measurement of Kerr rotation and ellipticity in magnetic thin films by MOKE magnetometry / D.H. Suzuki, G.S.D. Beach // Journal of Applied Physics. – 2024. – V. 135. – I. 6. – P.063901-1-063901-8. DOI: 10.1063/5.0185341.
11. Karpenkov, A.Yu. Quantitative analyses of surface and bulk magnetization in Nd2Fe14B and SmCo5 single crystals: towards understanding the large Neff in nucleation-type magnets / A.Yu. Karpenkov, K.P. Skokov, G.G. Dunaeva et al. // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2022. – V. 55. – № 45. – P. 455002-1-455002-10. DOI: 10.1088/1361-6463/ac90d2.
12. Карпенков, А.Ю. Метод анализа процессов перемагничивания магнетиков по изображениям магнитной доменной структуры / А.Ю. Карпенков, Г.Г. Дунаева, П.А. Ракунов, Е.М. Семенова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2018. – Вып. 14. – С. 338-344. DOI: 10.26456/pcascnn/2018.10.338.
13. Liu, D. Otsu method and K-means / D. Liu, J. Yu // 2009 Ninth International conference on hybrid intelligent systems, 12-14 August 2009, Shenyang, China. – New York: IEEE Publ., 2009. – P. 344-349. DOI: 10.1109/HIS.2009.74.