Теоретичне дослідження властивостей вихрового стану симетричних наноточок (дисків, кілець, призм), і його поведінка в постійному зовнішньому полі. Механізми полярності вихору в диску під дією змінного зовнішнього магнітного поля кругової поляризації.
В результаті, внаслідок конкуренції між обмінною та магнітодипольною взаємодією, станові з найменшою магнітною енергією може відповідати суттєво неоднорідний розподіл намагніченості. Не дивлячись на те, що магнітні вихори у двовимірних гайзенбергівських магнетиках інтенсивно досліджуються вже протягом останніх трьох десятиліть, вихрові стани наномагнетиків - тривимірних магнітних часток субмікрометрових розмірів - лише в останні роки стали предметом інтенсивних досліджень. Дисертаційна робота виконувалась в рамках наступних науково-дослідних робіт, підтриманих МОН України: «Динаміка і статика магнетиків в масштабах нанометрів та пікосекунд» (№ держ. реєстрації 0107U008223, термін виконання 2007) та «Динаміка солітонів і вихорів у наномагнетиках» (№ держ. реєстрації 0108U005929, термін виконання 2008). Наукова новизна одержаних результатів полягає у зясуванні впливу нелокальної магнітодипольної взаємодії на властивості вихрового стану, його поведінку в зовнішньому магнітному полі, а також в дослідженні процесу перемикання полярності вихору під дією змінного поля кругової поляризації. А саме: (І) при яких геометричних параметрах диску чи кільця вихровий стан є для нього основним, зокрема, при якому мінімальному радіусі диск чи кільце ще може перебувати у вихровому стані, (ІІ) при яких геометричних параметрах маємо непланарний вихор, а при яких планарний, (ІІІ) які умови перемикання полярності вихора постійним поперечним полем, та полем, що обертається у площині диску.Вказана вище модель може бути сформульована у вигляді трьох тезисів: (і) Намагніченість вважається неперервною функцією координат та часу M=M(r,t) причому модуль вектора намагніченості є незмінним: M=MSM(r,t), де |m|=1. Uan - густина енергії магнітної анізотропії, для одновісних кристалів Uan = Ksin2, якщо вісь анізотропії співпадає з віссю ??=0,????Останні два доданки визначають енергію взаємодії з магнітними полями: зовнішнім магнітним полем H та полем, що створюється магнітними полюсами на поверхні та в обємі самого магнетика Hms. Тут гіровектор G=4HQEZ, а сила F=-?E/?R може бути спричиненою дією зовнішнього поля, взаємодією з іншим вихором чи неоднорідним розподілом матеріальних параметрів. Задача знаходження основного стану для дисків та кілець в певному вигляді розвязувалась раніше, проте стан ПРВ розглядається в даній роботі вперше і його дослідження є важливим при розгляді процесів перемикання полярності вихору. Для знаходження Evx - сумарної обмінної та магнітостатичної енергії вихрового стану було використано наближений варіаційний метод Рітца з пробною функцією, де варіаційні визначають відповідно розмір осердя вихору та величину його позаплощинної компоненти.В рамках феноменологічної моделі Ландау-Ліфшиця з урахуванням нелокальної магнітодипольної взаємодії досліджено властивості вихрового стану наномагнетиків симетричної форми. Основні оригінальні результати: Вихровий стан нанокілець є основним, якщо зовнішній радіус не перевищує деякого критичного значення, що визначається матеріальними параметрами та співвідношенням геометричних розмірів.
План
2. Основний зміст роботи
Вывод
В рамках феноменологічної моделі Ландау-Ліфшиця з урахуванням нелокальної магнітодипольної взаємодії досліджено властивості вихрового стану наномагнетиків симетричної форми. Основні оригінальні результати: Вихровий стан нанокілець є основним, якщо зовнішній радіус не перевищує деякого критичного значення, що визначається матеріальними параметрами та співвідношенням геометричних розмірів.
При збільшенні внутрішнього радіусу кільця величина позаплощинної компоненти осердя вихору швидко зменшується і при досягнені деякого критичного значення, яке залежить від товщини кільця, відбувається перехід до планарного вихору.
Існує певна область розмірів дисків, близьких до межі переходу між однодоменним та вихровим станами, які під дією зовнішнього поперечного поля можуть змінити свій основний стан з однодоменного на вихровий.
Під впливом однорідного магнітного поля, що рівномірно обертається у площині диску, є можливим перемикання полярності вихору. Однонапрямленому, контрольованому процесу перемикання відповідає обмежена в обох напрямках область частоти та амплітуди поля.
2. Кравчук В., Шека Д.Д. Тонкий ферромагнитный нанодиск в поперечном магнитном поле // Физика твердого тела. -2007. -Т. 49, № 10. -С. 1834-1841.
3. Controlled vortex core switching in a magnetic nanodisk by a rotating field / Kravchuk V.P., Sheka D.D., Gaididei Yu.B., Mertens F.G. // J. Appl. Phys. -2007. -Vol. 102, no. 4. -P. 043908.
4. Switching phenomena in magnetic vortex dynamics / Y.B. Gaididei, V.P. Kravchuk, F.G. Mertens, D.D. Sheka // Fizika Nizkikh Temperatur. -2008. -Vol. 34, no. 7. -Pp. 669-676.
7. Magnetic phase transitions in ferromagnetic nanorings / Kravchuk V.P., Sheka D.D, Gaididei Yu.B., Mertens F.G. // Proceedings of the I International Conference “Electronics and applied physics” (Kyiv, Ukraine, November 24-27, 2005). -Kyiv, 2005. -Pp. 32-33.
8. Kravchuk V.P., Sheka D.D. Magnetization reversal of cylinder shaped nanodots // Proceeding of the Sixth international young scientists’ conference on applied physics (Kyiv, Ukraine, June 14-16, 2006). -Kyiv, 2006. -Pp. 82-83.
9. The ultrafast control of the switching process in the vortex state magnetic nanodots / Kravchuk V.P., Sheka D.D, Gaididei Yu.B., Mertens F.G. // Proceeding of the Seventh international young scientists’ conference on applied physics (Kyiv, Ukraine, June 13-15, 2007). -Kyiv, 2007. -Pp. 59-60.
10. Kravchuk V.P., Sheka D.D., Mertens F.G., The ultrafast control of the switching process in the vortex state magnetic nanodots // Abstracts of the International Conference on Nanoscale Magnetism, ICNM-2007 (Istanbul, Turkey, June 25-29, 2007). -Istanbul, 2007. -P.69.
11. Ultrafast control of a vortex core dynamics in magnetic nanodisks / Kravchuk V.P., Sheka D.D., Gaididei Yu.B., Mertens F.G. // Abstracts of the International Conference “Functional Materials” (Partenit, Ukraine, October 1-6, 2007). - Partenit, 2007. -P.400.
12. Kravchuk V.P., Sheka D.D, Gaididei Yu.B. Magnetostatics as an effective anisotropy: applications for angular shaped nanodots // Proceedings of the III International Conference “Electronics and applied physics” (Kyiv, Ukraine, October 25-27, 2007). - Kyiv, 2007. -Pp. 44-45.
13. Vortex polarity switching in magnetic nanodots by a rotating magnetic field or a spin-polarized current / Mertens F.G., Sheka D.D., Gaididei Yu.B., Kravchuk V.P. // Abstracts of Eighth international young scientists’ conference on applied physics (Kyiv, Ukraine, June 11-13, 2008). - Kyiv, 2008. -Pp. 7.
Размещено на .ru
Вы можете ЗАГРУЗИТЬ и ПОВЫСИТЬ уникальность своей работы
