Дополнительный материал к теме: «Магнитные материалы»

Магнитные свойства тонких ферритовых пленок. Доменная структура.

Магнитные домены представляют собой элементарные объемы ферромагнетиков, находящиеся в состоянии магнитного насыщения. В домене нескомпенсированные спиновые (спонтанной) намагниченности, которая происходит при температурах ниже некоторой так называемой точкой Кюри Тк. Для чистого железа Тк = 768°С, никеля Тк = 358°С, кобальта T=1131 С. Разбивка всего объема ферромагнетика на множество доменов энергетически выгодна. В отсутствие внешнего магнитного поля магнитные моменты доменов направлены так, что их результирующий магнитный момент равен или близок нулю. Домены имеют размеры около 0,001 — 10 мм3 при толщине пограничных слоев между ними (границ) в несколько десятков ангстрем. В доменных границах происходит постепенное изменение направления вектора намагниченности от одного домена к направлению вектора намагниченности в соседнем домене.

Как и живые организмы, некоторые доменные структуры обладают памятью. Реакция магнитных доменов на внешние воздействия может быть «адекватной» и «неадекватной». В ряде случаев доменная структура проявляет склонность к самоорганизации. Поведение больших массивов магнитных доменов резко отличается от поведения изолированных доменов тех же форм и размеров.

Характер роста доменов, доменной структуры зависит от действующего магнитного поля. В сильном поле домен разрастается без искажений доменных стенок. Если внешнее поле меньше поля насыщения магнитооптической плёнки, то в процессе расширения центрального магнитного домена формируются много - лепестковые искажения, а сами лепестки по мере удлинения, начинают ветвиться.

Когда домены растут в медленно убывающем магнитном поле, наблюдается совсем необычная картина: формируется спиральная структура, представляющая собой, по существу один – единственный домен.

Спираль закручивается до тех пор, пока не встретится с локальным дефектом или доменной структурой, прорастающей от другого центра.  При такой встрече заметно искажается только внешний виток спирали, а внутренние остаются практически неизменными.

 Перспективы применения.

1. Магнитные запоминающие устройства. Развитие устройств хранения данных на магнитных носителях. Доменная структура тонких магнитных пленок. Принцип действия запоминающих устройств на магнитных сердечниках. Исследование особенностей использования ЦДМ – устройств, при создании памяти.

2. Магнито – оптические исследования поверхностей.

3. Доменные структуры для тестирования в магнитосиловой микроскопии. Сущность визуализации процесса намагничивания. Структура доменных стенок в областях нахождения пикселей. Основные свойства  манганитов A1-xBxMnO3. Влияние высокого давления на структуру манганита Pr1-xSrxMnO3 с щелочноземельным металлом.

4. Магнитные материалы для микроэлектроники и наноэлектроники.

5. Технология получения и физические свойства тонких пленок.

Анализ физических свойств перовскитов, в которых сосуществуют электрическая и магнитная дипольные структуры. Общая характеристика пленок феррита висмута BiFeO3. Особенности взаимодействия электромагнитной волны и спиновой подсистемой магнитного кристалла

6. Магнитоупругий эффект.

Характеристика магнитоупругого эффекта как явления обратного магнитострикции, заключающееся в изменении намагниченности магнетика под действием механических деформаций. Использование данного эффекта для измерения силы, крутящего момента и давления.

7. Плёнки с полосовой доменной структурой используются для оптической записи изображений, в частности голографической. 

Приложение.

Доменные структуры и их изображения,  при исследовании в электроном микроскопе.

Информационные ресурсы:

1.Эшенфельдер А.: Физика и техника цилиндрических магнитных доменов. - М.: Мир, 1983

2.Craik D J, Tebble R S Ferromagnetism and Ferromagnetic Domains (Amsterdam: North-Holland, 1965)

3.Вонсовский С В Магнетизм (М.: Наука, 1971)

4.Браун У Ф Микромагнетизм (М.: Наука, 1972)

5.Привороцкий И А УФН 108 43 (1972); Privorotskii I A Sov. Phys. Usp. 15 555 (1973)

6.Бобек Э, Делла-Торре Э Цилиндрические магнитные домены (М.: Энергия, 1977)

7.Лисовский Ф В Физика ЦМД (М.: Сов. радио, 1978)

8.Барьяхтар В Г и др. УФН 121 593 (1977); Bar'yakhtar V G et al. Sov. Phys. Usp. 20 298 (1977)

9.Барьяхтар В Г, Боровик А Е, Попов В А ЖЭТФ 62 2233 (1972)