Главная  Развитие электрики 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [ 18 ] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43]

3.2. Индуцированные домены в магнетиках

Равновесная магнитная структура, возникаюгцая ниже температуры магпитпого фазового перехода, определяется минимумом полной энергии магнетика, включаюгцей энергию обменного взаимодействия, магнитной анизотропии, магнитостатическую и упругую энергии. Конкретная форма доменной структуры, помимо энергетических факторов, зависит также от формы и размеров образца, температуры, внеганего магнитного ноля и других параметров. Конкретный набор этих параметров и определяет тип магнитных доменов. Для магнитных пленок резуль-тируюгцая магнитная анизотропия определяет тип магнитной структуры и характер процессов намагничивания. Например, паибольгаее применение для записи информации получили магнитные пленки с нерпендикулярной поверхности осью легкого намагничивания. В таких материалах образуются стабильная полосовая или лабиринтная доменная структуры, или регаетка, состоягцая из цилиндрических магнитных доменов.

В последние годы был предпринят ряд попыток формирования в магнитных пленках смегаанной доменной структуры. Так, в работе [158], на равновесную полосовую структуру, образованную в пленке феррит-граната (В1Тт)з(ГеОа)5012, воздействовали сфокусированным лазерным пучком. В результате лазерного нагрева выгае температуры Кюри Тс в области полосового домепа происходило локальное разругаение ферромагнитного состояния. Это, но мнению авторов, приводило к возникновению неравновесной смегаанной доменной структуры: полосовой ферромагнитный домен-цилиндрический парамагнитный домен внутри него. С течением времени нагрева такая нестационарная доменная структура видоизменялась за счет увеличения размера цилиндрического домена и соответствуюгцего этому процессу искажения исходной полосовой структуры. После окончания лазерного воздействия и охлаждения нагретой области происходил обратный процесс восстановления равновесной полосовой структуры.

железа. Поскольку вокруг этих ионов поле спонтанной поляризации будет частично компенсироваться собственным полем иона, то и условия переполяризации будут более легкими. Также возможно образование зародыгаей вблизи таких структурных ионов, которые замегцают другие структурные ионы в регаетке для кристаллов конгруэнтного состава. Например, для ниобата лития такими ионами являются ионы ниобия, замегцаюгцие ионы лития.



3.3. Динамические магнитные доменные структуры

Как теоретически показано в работах [59, 114], акустические волпы могут индуцировать динамические НДС в однородно упорядоченных магнетиках, причем ширина доменов и доменных границ будут определяться длиной акустической волны и ее амплитудой. Причиной тому является возникновение дополнительной одноосной магнитной анизотропии, обусловленной маг-нитострикцией. Этот эффект наиболее сильно должен проявиться вблизи ориептациопных магнитных фазовых переходов типа «легкая ось»-«легкая плоскость». При достаточной амплитуде акустической волны будет происходить периодическое изменение значения и знака константы магнитной анизотропии, приводягцее к анизотропии «легкая плоскость» в области сжатия и к анизотропии «легкая ось» в области растяжения (ири положительном знаке константы магнитострикции ). При выполнении условия, что энергия анизотропии значительно превосходит обменную энергию, ранее магнитооднородный образец будет разбиваться на отдельные слои с чередуюгцимися направлениями намагниченности: вдоль и поперек направления распространения акустической волны. При распространении в магнетике бегугцей волны индуцированная доменная структура будет пе-ремегцаться по образцу со скоростью акустической волны; при возбуждении стоячей волны ПДС будет иметь устойчивое пространствепное распределение, определяемое периодом стоячей волны.

Таким образом, в магнетиках может возникать полосовая доменная структура с 90°-пыми доменными границами. Показано, что намагниченность будет успевать подстраиваться под упругие деформации, создаваемые акустической волной, если время релаксации меньше периода колебаний. Для реальных

Устойчивая квазиравновесная смешанная структура, подобная описанной выше, была создана в пленке состава (Bio,7Luo,3)3 (Feo,8Gao,2)5012 воздействием только магнитного поля [133]. Необходимая конфигурация - цилиндрический домен внутри полосовой доменной структуры - создавалась определенной последовательностью приложения импульсных магнитных полей вдоль и перпендикулярно поверхности пленки. В результате наблюдалась смешанная структура, состоягцая из полосовых домепов с шириной порядка 16 мкм и ЦМД диаметром 6,75 мм внутри (рис. 2.2).



магнетиков таким условиям удовлетворяют акустические колебания с частотами до нескольких мегагерц.

Кинетика образования акустически индуцированных доменов будет качественно отличаться от процессов обычного доменообразования в магнетиках. Поскольку соотногаение гаирины домена d и доменной границы зависит от амплитуды деформации и в акустической волпе сл едуюгцим образом:

d=-S, (3.4)

где 6 = (aX/ju), А - константа неоднородного обмена, то с увеличением амплитуды и гаирипа доменной границы умень-гаается, а гаирина домена растет до А/2. Полосовая доменная структура возникает и при 6 d, однако изменение направления намагниченности будет меньгае 90°.

Теоретические расчеты получили подтверждение в носледу-югцих экспериментах. Так, в работе [62] была обнаружена бегу-гцая доменная структура, созданная продольной акустической волной в легкоплоскостном аптиферромагпетике ГеВОз. Стоячая и бегугцая периодические доменные структуры наблюдалась в гематите [160]. При этом бегугцая ПДС неремегцалась со скоростью бегугцей акустической волны.

В работе [161] наблюдалось резонансное усиление акустических колебаний на индуцированной доменной структуре в борате железа в условиях, когда по толгцине образца размегцалось целое число доменов. Поскольку кристаллы ГеВОз обладают сильным магнитоупругим взаимодействием, то для возбуждения акустических колебаний использовался бесконтактный электромагнитный способ. При этом исследуемые монокристаллические образцы ГеВОз, изготовленные в виде тонких пластинок с толгцинами L = 1,24; 0,77 и 0,26 мм, номегцались в катугаку индуктивности частотно перестраиваемого колебательного контура. Переменное H{t) и постоянное Н магнитные ноля были приложены в базисной плоскости (111) кристаллов перпендикулярно друг другу {H{t) L i7 L (7з, где Cs - ось третьего порядка). В такой геометрии возбуждаются сдвиговые магнитоупругие волны, связанные с компонентой Ьи магпитоупругого тензора [2, 162] и распрострапяюгциеся вдоль оси (7з {кп \\ (7з). При размерном упругом резонансе, когда параметр L кратен длине полуволны, волновой вектор кп определяется выражением

А; = (2п + 1), п = 0, 1, 2, ... (3.5)

Сигнал упругого размерного резонанса регистрировался по изменению добротности радиочастотного колебательного конту-



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [ 18 ] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43]

0.0016