Введение к работе
Актуальность темы В современных исследованиях в области физики магнитных явлений изучение неоднородных магнетиков является одним из приоритетных направлений научной мысли. Достоверные научные знания, получаемые на основе теоретического и экспериментального изучения дисперсных материалов, необходимы для синтеза магнетиков с заданными заранее магнитными свойствами, что является актуальным при разработке современных носителей информации.
A75D
Теоретическое изучение магнетиков со структурными неоднородно-стямн очень проблематично, что связано с весьма сложной реальной структурой материалов. В связи г чтим исследователи прибегают к численному моделированию физических процессов и таких магнетиках на ЭВМ или к модельному представлению, несколько упрощающему реальную структуру, но позволяющему получать более или менее достоверные результаты.
Весьма перспективными для исследований и наиболее часто встречающимися в реальных материалах являются неоднородности магнитной анизотропии. Несмотря на широкое освещение к настоящему времени проблем неоднородного локального поля анизотропии, некоторые вопросы, имеющие как научный, так и практический интерес до сих пор не изучены. В частности, следует отметить, что предыдущие исследования базировались на моделях с одним или, в лучшем случае, с двумя типами иеоднородностями поля локальной анизотропии. Вместе с тем, в реальных материалах флуктуации локальных констант анизотропии (любого порядка), флуктуации направлений легких осей намагничивания (ЛОЛ), флуктуации пространственных размеров неоднородностей, как и их пространственной размерности, присутствуют одновременно. Названные неоднородности анизотропии все вместе или по-отделыюсти оказывают существенное влияние на свойства стохастической магнитной структуры (CMC) поліікристаллііческнх и аморфных материалов.
В ранней литературе практически отсутствуют сведения об исследованиях влияния различных типов флуктуации магнитных параметров на CMC и их сравнительный анализ. Несмотря па детальное изучение моделей, содержащих в себе по отдельности различные типы хаоса, ранее не обсуждалась возможность перехода одной модели в другую посредством задания специфических законов распределения флуктуации параметров локальной анизотропии.-
В последние годы уже устоявшимися являются представления о блочной или кластерной структуре намагниченности в случайно неоднородных ферромагнетиках (блок - область с относительно однородной намагниченностью). В связи с чтим представляет интерес вопрос о влиянии типов пеоднородннстей па --эффективные параметры анизотропии
кластеров намагниченности и на спин-переориснтациопные переходы, индуцированные изменениями в значениях эффективных параметров блоков.
Настоящая работа призвана частично восполнить пробелы в изучении влияния флуктуации различных типов неоднородностей поля анизотропии на статистические свойства стохастической магнитной структуры нанокрнсталличеекпх ферромагнетиков.
Цели исследования Цели настоящего исследования заключаются в следующем:
-
Установление степени и характера совместного и раздельного влияния различных типов неоднородностей в ноле локальной анизотропии на параметры стохастической магнитной структуры ферромагнетиков.
-
Изучение связи корреляционных свойств намагниченности и корреляционных свойств неоднородностей в случае присутствия флуктуации различных параметров локальной анизотропии и специфических распределений этих параметров.
-
Изучение влияния флуктуации различных параметром локальной анизотропии па эффективные параметры блоков.
-
Исследование влияния блочной структуры намагниченности и эффективных параметров блоков на спин-переорнентационные переходы в неоднородных нанокрнсталличеекпх магнетиках.
Научная новизна. И диссертации с помощью наиболее естественного для рассматриваемого класса задач микромагнитного подхода исследуется структура намагниченности мультпелонпого ферромагнетика с одновременным присутствием флуктуации локальных констант, флуктуации в направлениях ЛОЛ, флуктуации в размерах неоднородностей. Ранее подобные исследования практически не предпринимались.
Оригинальным методом аналитически вычислены размеры кластеров (блоков) намагниченности для моделей ферромагнетиков с различными типами неоднородностей поля анизотропии. Аналитически получены выражения для аффективных параметров анизотропии блоков
как функции дисперсности различных параметров локальной анизотропии. Впервые исследован вопрос о роли различных видов хаоса в образовании стохастической магнитной структуры.
Численными методами моделировалось распределение намагниченности иод неоднородности локальной анизотропии. Выявлены качественные отличия поведения магнетиков с флуктуацнямн различных параметров поля анизотропии при перемагничнвапин. Численный эксперимент подтвердил полученные аналитические результаты.
Автор выносит на защиту:
-
Функциональные зависимости размера блока и ширины межблочных областей от степени текстурированности магнетика, дисперсии флуктуации пространственных размеров кристаллитов и дне; Персии флуктуации локальных' констант пиигштропии.
-
Аналитически рассчитанные структурные функции намагниченности мультислойных магнетиков с флуктуацнямн различных параметров анизотропии.
-
Функциональные зависимости эффективных параметров анизотропии блоков (эффективные константы, направления эффективных осей анизотропии) от степени текстурированности и дисперсности ферромагнетика.
-
Исследованные в численном эксперименте спин-переорнентационные переходы. Аналитические выражения для межфазных границ ферромагнетика с флуктуацнямн параметров локальнойанизотропии-
с учетом блочной структуры намагниченности.
Научная и практическая ценность работы. Полученные в работе результаті»! но сравнительному анализу влияния различных типов неодно-родностей в поле локальной анизотропии подсказывают направления, по которых следует вести целенаправленный поиск способов изготовления магнитных материалов с заданными свойствами.
Выявленная связь между типами хаоса в пеодиородностях анизотропии и макроскопическими свойствами магнетика предоставляет возможность получения информации о структурном состоянии намагниченности в паиокрппалличеекпх материалах.
)
Аналитические результаты и результаты численного моделирования могут быть применимы не только и физике магнитных явлений, по и и любой отрасли знаний, оперирующих методологией случайных процессов.
Апробації л работы. Результаты диссертационной работы излагались в двух докладах на Международном симпозиуме по спиновым волнам (С.-Петербург 1998 г.), в трех сообщениях на Международной зимней школе физиков-теоретиков гКоуровка-2(Н)0", семинаре Института Физики им. Л.В. Кнрепского СО РАН в г. Красноярске.
Публикации. Основные результаты диссертации представлены в 4 публикациях центральных изданий.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Материал изложен на 99 страницах текста, содержит 19 рисунков, 2 таблицы и библиографию из 89 наименований.