Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Формирование упорядоченных доменных структур в пленках ферритов-гранатов в импульсном магнитном поле Моисеев, Николай Владимирович

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Моисеев, Николай Владимирович. Формирование упорядоченных доменных структур в пленках ферритов-гранатов в импульсном магнитном поле : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.11.- Саранск, 1998.- 138 с.: ил. РГБ ОД, 61 99-1/5-2

Введение к работе

Актуальность темы. Доменная структура и характер ее перестройки во внешнем магнитном поле важны для понимания физики магнитных явлений и определяют механизмы перемагничивания образцов, восприимчивость, динамические свойства и т.д. В последнее время интенсивно исследуются процессы упорядочения в доменной структуре магнитных пленок. Обнаружено формирование спиральных, кольцевых доменов, различных модификаций решеток цилиндрических магнитных доменов (ЦМД) и гантелевидных доменов [1-4], что дало новый импульс развитию физики доменных структур.

Подобного рода исследования являются основой для создания разнообразных технических устройств. Например, кристаллы и пленки с гигантскими магнитооптическими эффектами нашли широкое применение в запоминающих и оптоэлектронных устройствах - модуляторах, дефлекторах, изоляторах, оптических процессорах [5]. Устойчивая работа таких приборов определяется в первую очередь возможностями управления параметрами доменных структур.

Объектами многих экспериментальных и теоретических исследований динамических свойств являлись доменные границы и ЦМД. Поведение полосовых доменов в импульсном поле изучено в меньшей степени, а динамика массива полосовых доменов изучалась лишь в единичных работах. В то же время полосовые домены являются основой спиральных, кольцевых и других доменных структур. Динамические свойства доменов в пленках ферритов-гранатов сложным образом зависят от магнитного поля, что связано как с динамическими преобразованиями структуры доменных границ, так и с комбинированным характером анизотропии пленок.

Наиболее полно теоретически и экспериментально изучены статические свойства упорядоченных доменных структур. Экспериментально исследованы условия образования структур в переменных и импульсных магнитных полях. При проведении экспериментов регистрировали усредненный либо конечный (статический, после оконча-

ния импульса поля) вид доменной структуры; сведений об исследовании динамики процессов формирования упорядоченных структур очень мало [4,6]. В опубликованных работах не приводились данные о динамических параметрах пленок (скорости, подвижности доменных границ, константе затухания), что не позволяет сделать однозначные выводы о связи наблюдавшихся явлений с параметрами магнетиков. Во многом это обусловлено отсутствием аппаратуры, позволяющей регистрировать, накапливать и обрабатывать большой массив данных фотографий динамических доменов. Немаловажно и то, что использование проекционной печати вносит заметные искажения з изображения доменов.

В большинстве работ для формирования доменных структур использовали переменное магнитное поле звуковых и ультразвуковых частот. Для формирования структур необходимы 102 - 104 периодов поля и структуры существовали только в динамике. В импульсном юле формирование структур возможно в результате приложения серии импульсов или даже единичного импульса, что значительно упрощает интерпретацию экспериментальных результатові

Отметим отсутствие теоретических работ по исследованию динамики процессов формирования упорядоченных доменных структур.

Цель работы: исследование закономерностей динамических процессов формирования упорядоченных доменных структур в плен-;<ах ферритов-гранатов в импульсных магнитных полях. Для достижения поставленной цели в работе решались следующие конкретные задачи:

1. Отработать методику исследования динамики доменных
структур в импульсных магнитных полях методом высокоскоростной
фотографии с последующей компьютерной обработкой фотографий
динамических доменов.

2. Разработать программу расчета параметров анизотропии как
одного из основных факторов, определяющих свойства доменных
структур, для пленок ферритов-гранатов с различной кристаллогра
фической ориентацией .

3. Исследовать динамику расширения одиночных полосовых
доменов и массива прямолинейных полосовых доменов в областях
линейной и нелинейной динамики доменных границ.

4. Провести исследование закономерностей динамики формиро
вания упорядоченных доменных структур в пленках ферритов-
гранатов (сотовой, кольцевой, спиральной структур) в однородном
импульсном магнитном поле.

Научная новизна представленных в диссертации результатов заключается в следующих положениях, выносимых на защиту:

  1. Отработана методика исследований динамических процессов формирования упорядоченных доменных структур в импульсном магнитном поле с помощью высокоскоростной фотографии с последующей компьютерной обработкой фотографий динамических доменов.

  2. Установлены закономерности развития изгибной неустойчивости полосового домена в магнитных полях, соответствующих линейной динамике доменных границ.

  3. Обнаружен и исследован механизм формирования сотовой доменной структуры в пленках ферритов-гранатов непосредственно из лабиринтной под действием серии импульсов магнитного поля. Установлено, что процесс зависит не от частоты следования импульсов, а от их числа.

  4. Методом высокоскоростной фотографии установлены, механизмы генерации кольцевых доменов и условия образования концентрических кольцевых структур в импульсном поле. Выявлена ключевая роль дефектов материала в данных процессах перестройки доменной структуры.

  5. Исследовано влияние температуры, постоянных и импульсных магнитных полей на закономерности динамических процессов формирования упорядоченных доменных структур. Показано, что формирование-кольцевых и спиральных доменов возможно в магнитных полях, соответствующих линейной динамике доменных границ. Процессы сжатия/расширения доменов в упорядоченных структурах при изменении магнитного поля проходят с гистерезисом, приче.

ширина'гистерезиснои области по полю в несколько раз превышает коэрцитивную силу пленки.

6. Установлено, что зависимости равновесной ширины доменов в полосовой, спиральной, кольцевой структурах от поля смещения лежат на одной кривой, а период полосовой структуры существенно превышает период спиральной доменной структуры.

Практическая значимость работы заключается в том, что полученные результаты вносят существенный вклад в понимание механизмов перестройки доменной структуры пленок ферритов-гранатов при воздействии импульсных магнитных полей, приводящих к формированию сотовых, кольцевых, спиральных доменных структур, и могут быть использованы при проектировании доменных логических и оп-тоэлектронных устройств. Разработанная программа расчета параметров анизотропии для пленок ферритов-гранатов с различной кристаллографической ориентацией на основе метода фазовых переходов позволяет оперативно получать информацию о параметрах одноосной, кубической, ромбической анизотропии пленок ферритов-гранатов.

Апробация работы. Результаты исследований, изложенные в диссертации, докладывались на XIV и XV Всероссийских школах-семинарах "Новые магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, 1994; Москва, 1996), на международной научно-технической конференции "Проблемы и прикладные вопросы физики" (Саранск, 1997), на конференциях молодых ученых Мордовского госуниверситета им. Н.П.Огарева (Саранск, 1996; Саранск, 1997).

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 10 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Она содержит 138 страниц машинописного текста, включая 48 рисунков, 3 таблицы и 189 наименований цитируемой литературы.