Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году

Корреляция магнитных характеристик и фрактальной размерности магнитооптических изображений постоянных магнитов

А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин, Е.М. Семенова, А.Ю. Карпенков, А.И. Иванова, Н.Ю. Сдобняков

ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.119

Оригинальная статья

Аннотация: Статья продолжает цикл исследования постоянных магнитов с разными механизмами перемагничивания (механизм зародышеобразования, механизм смещения доменных границ). В данной работе установлена корреляция между магнитными характеристиками постоянных магнитов (Y25 и AlNiCo) и фрактальной размерностью магнитооптических изображений их полей рассеяния. В качестве индикатора использовалась висмутсодержащая феррит-гранатовая плёнка. Показано, что предельные значения фрактальной размерности: 1,76 для ферритового магнита и 1,85 для магнита AlNiCo согласуются с результатами, полученными для магнитов NdFeB (марка N35) и SmCo (марка КС37), как и поведение полевой зависимости фрактальной размерности. Поведение полевой зависимости намагниченности Mmo(Hrev) имеет схожие черты с аналогичной зависимостью, зарегистрированной для постоянного магнита NdFeB (марка N35), но величины размагничивающих полей у образца Y25 намного меньше. В работе обсуждается взаимосвязь механизмов перемагничивания постоянных магнитов с ходом зависимости Mmo(Hrev).

Ключевые слова: постоянные магниты, фрактальная размерность, магнитооптика, зависимость dM(Hrev)/dHrev

  • Зигерт Александр Дмитриевич – старший преподаватель кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Кузьмин Николай Борисович – студент 2 курса магистратуры кафедры физической химии, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Семенова Елена Михайловна – к.ф.-м.н., доцент кафедры физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Карпенков Алексей Юрьевич – к.ф.-м.н., доцент, заведующий кафедрой физики конденсированного состояния, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Иванова Александра Ивановна – к.ф.-м.н., доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»
  • Сдобняков Николай Юрьевич – д.ф.-м.н., доцент кафедры общей физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет»

Ссылка на статью:

Зигерт, А.Д. Корреляция магнитных характеристик и фрактальной размерности магнитооптических изображений постоянных магнитов / А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин, Е.М. Семенова, А.Ю. Карпенков, А.И. Иванова, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2024. — Вып. 16. — С. 119-127. DOI: 10.26456/pcascnn/2024.16.119.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Сдобняков, Н.Ю. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография / Н.Ю Сдобняков, А.С. Антонов, Д.В, Иванов. – Тверь: ТвГУ, 2019. – 168 с.
2. Zhou, W. Fractal analysis on surface topography of thin films: a review / W. Zhou, Y. Cao, H. Zhao et al. // Fractal and fractional. – 2022. – V.6. – I. 3. – Art. № 135. – 30 p. DOI: 10.3390/ fractalfract6030135.
3. Иванов, Г.С. Фрактальная геометрическая модель микроповерхности / Г.С. Иванов, Ю.В. Брылкин // Геометрия и графика. – 2016. – Т. 4. – № 1. – С. 4-11. DOI: 10.12737/18053.
4. Брылкин, Ю.В. Тестирование алгоритма моделирования рельефа шероховатой поверхности на основе теории фракталов / Ю.В. Брылкин, А.Л. Кусов, А.В. Флоров // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. – 2014. – Т. IV. – № 5. – С. 86-89.
5. Иванова, А.И. Влияние дефектов на магнитные характеристики феррит-гранатовых пленок / А.И. Иванова, Е.М. Семенова, Г.Г. Дунаева, С.В. Овчаренко, С.А. Третьяков, А.Д. Зигерт // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 103-112. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.103.
6. Зигерт, А.Д. Фрактальный анализ лабиринтной доменной структуры феррит-гранатовых пленок в процессе перемагничивания / А.Д. Зигерт, Г.Г. Дунаева, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2021. – Вып. 13. – С. 134-145. DOI: 10.26456/pcascnn/2021.13.134.
7. Довбня, Л.А. Фрактальная модель перемагничивания напряженной феррогранатовой пленки / Л.А. Довбня, Д.Е. Наумов, Б.В. Храмов // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2001. – T. 73. – Вып. 7. – С. 410-413.
8. Zigert, A.D. Fractal dimension behaviour of maze domain pattern in ferrite-garnet films during magnetisation reversal / A.D. Zigert, G.G. Dunaeva, E.M. Semenova et al. // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. – 2022. – V. 35. – I. 8. – P. 2187-2193. DOI: 10.1007/s10948-022-06301-w.
9. Зигерт, А.Д. Поведение фрактальной размерности доменных структур в феррит-гранатовых пленках / А.Д. Зигерт, Г.Г. Дунаева, Н.Б. Кузьмин, Е.М. Семенова, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2023. – Вып. 15. – С. 97-107. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.098.
10. Зигерт, А.Д. Фрактальный анализ магнитооптических изображений поверхности магнита после воздействия импульсным полем / А.Д. Зигерт, Е.М. Семенова, Н.Б. Кузьмин, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2022. – Вып. 14. – С. 101-107. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.101.
11. Зигерт, А.Д. Закономерности изменения фрактальной размерности магнитооптических изображений магнитов после воздействия импульсным полем / А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин, Е.М. Семенова и др. // Физика твердого тела. – 2023. – T. 65. – Вып. 15. – C. 2121-2124. DOI: 10.61011/FTT.2023.12.56738.5091k.
12. Зигерт, А.Д. Фрактальный анализ магнитооптической визуализации перемагничивания постоянного магнита в импульсном поле / А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин, Н.Ю. Сдобняков и др. / Известия РАН. Серия физическая. – 2023. – Т. 87. – № 10. – С. 1385-1388. DOI: 10.31857/S0367676523702423.
13. Kim, D.-H. Correlation between fractal dimension and reversal behavior of magnetic domain in Co/Pd nanomultilayers / D.-H. Kim, Y.-C. Cho, S.-B. Choe, S.-C. Shin // Applied Physics Letters. – 2003. – V. 82. – № 21. – P. 3698-3700. DOI: 10.1063/1.1578185.
14. Комогорцев, С.В. Влияние фрактальной размерности на кривую намагничивания обменно-связанного кластера магнитных наночастиц / С.В. Комогорцев, Р.С. Исхаков, В.А. Фельк // Журнал экспериментальной и теоретической физики. – 2019. – Т. 155. – Вып. 5. – С. 886-893. DOI: 10.1134/S0044451019050122.
15. Polyakova, O.P. Remagnetization of a fractal magnetic structure / O.P. Polyakova, M.L. Akimova, P.A. Polyakova // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. – 2020. – V. 84. – I. 2. – P. 166-168. DOI: 10.3103/S106287382002029X.
16. Han, B.-S. Fractal study of magnetic domain patterns / B.-S. Han, D. Li, D.-J. Zheng, Y. Zhou // Physical Review B. – 2002. – V. 66. – I. 1. – P. 014433-1-014433-5. DOI: 10.1103/PhysRevB.66.014433.
17. Persson, B.N.J. On the fractal dimension of rough surfaces / B.N.J. Persson // Tribology Letters. – 2014. – V. 54. – I. 1. – P. 99-106. DOI: 10.1007/s11249-014-0313-4.
18. Bathany, C. Morphogenesis of maze-like magnetic domains / C. Bathany, M.L. Romancer, J.N. Armstrong, H.D. Chopra // Physical Review B. – 2010. – V. 82. – I. 18. – P. 184411-1-184411-14. DOI: 10.1103/PhysRevB.82.184411.
19. Fei, W.D. Fractal characteristic of the microstructure in Alnico8 / W.D. Fei, W.G. Chu, D.Z. Yang // Journal of Materials Science Letters. – 2000. – V. 19. – I. 14. – P. 1221-1223. DOI: 10.1023/A:1006700908456.
20. Zhukov, A.S. Structural studies of additive hard magnetic alloy Alnico24 / A.S. Zhukov, B.K. Barakhtin, V.V. Bobyr, A.D. Titova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – 2020. – V. 919. – Art. № 022021. – 6 p. DOI: 10.1088/1757-899X/919/2/022021.
21. Otsu, N. A threshold selection method from gray-level histograms / N. Otsu // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. – 1979. – V. 9. – I. 1. – P. 62-66. DOI: 10.1109/TSMC.1979.4310076.
22. Свидетельство № 2023660111 Российская Федерация. Fractal domains Pro: программа анализа 2D микрофотографий поверхности и определения ее фрактальной размерности / Н.Ю. Сдобняков, В.А. Анофриев, А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО «Тверской государственный университет». – № 2023617714; заявл. 26.04.2023; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 17.05.2023. 1 с.

⇐ Предыдущая статья | Содержание | Следующая статья ⇒