Анотація до роботи:

Леміш П.В. Механізми перемагнічування аморфних стрічок з гелікоїдальною магнітною анізотропією. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.11 – магнетизм.

Робота присвячена дослідженню формування та динаміки шаруватої доменної структури в аморфній стрічці (сплаву Co₆₈Fe₄Cr₄Si₁₃B₁₁, l_s ~ 10^-7) з наведеною гелікоїдальною магнітною анізотропією та аналізу основних характеристик динамічних петель гістерезису. Розроблено методику визначення координат доменних стінок шаруватої доменної структури та залежністі коефіцієнта тертя і полів розсіювання від координати доменної стінки на основі вимірювання миттєвих значень Е.Р.С. котушок поля та індукції і Е.Р.С. Маттеуччі. Оцінено розподіл осей легкого намагнічування по товщині стрічки, що формується в результаті термомагнітної обробки в гелікоїдальному магнітному полі. Знайдено, що при малих амплітудах поля перемагнічування аморфної стрічки здійснюється рухом двох доменних стінок від серединної площини стрічки до її поверхонь. При достатньо великих значеннях магнітного поля домінує процес формування фронту перемагнічування біля поверхонь стрічки, що знаходить якісне пояснення в рамках теорії стійкості орієнтації спонтанної намагніченості. Компонента коефіцієнта демпфування, яка обумовлена вихровими струмами, (b_e.c.) має максимум (кг м^-2 с^-1) біля серединної площини стрічки та зменшується до нуля із наближенням доменної стінки до поверхні стрічки. Розроблено модель інверсії намагніченості в доменах шаруватої доменної структури під дією імпульсних полів розсіювання в стрічці з гелікоїдальним розподілом осей легкого намагнічування, що приводить до зміни напрямку макроскопічного руху доменної стінки.

Робота присвячена дослідженню формування та динаміки шаруватої доменної структури в аморфній стрічці з наведеною гелікоїдальною магнітною анізотропією та аналізу основних характеристик динамічних петель гістерезису. Результати роботи вказують на можливі шляхи покращення магнітних властивостей: збільшення магнітної проникності, зменшення втрат на перемагнічування, зменшення часу перемагнічування. Вивчення умов формування шаруватої доменної структури та її динаміки в аморфних матеріалах може сприяти розширенню меж їх практичного застосування та пошуку шляхів зниження магнітних втрат.

В дисертаційній роботі представлений розв’язок актуальної наукової задачі – виявленню механізмів перемагнічування та їх вплив на формування магнітних властивостей аморфних магнітом’яких матеріалів з гелікоїдальною поперечною анізотропією.

1. Розроблено методику визначення координат доменних стінок шаруватої доменної структури на основі вимірювання миттєвих значень Е.Р.С. котушок поля та індукції і Е.Р.С. Маттеуччі між кінцями стрічки з гелікоїдальною магнітною анізотропією. Розроблений метод також дозволяє визначати залежність коефіцієнта тертя і полів розсіювання від координати доменної стінки. В рамках методики оцінено розподіл осей легкого намагнічування по товщині стрічки, що є досить складною експериментальною задачею.

2. Експериментальні результати дослідження динамічного перемагнічування (f = 1.55 kГц) аморфної стрічки (сплаву Co₆₈Fe₄Cr₄Si₁₃B₁₁) з наведеною гелікоїдальною магнітною анізотропією (К_u ~ 10 Дж/м) добре описуються в рамках моделі шаруватої доменної структури. При малих амплітудах поля перемагнічування здійснюється рухом двох доменних стінок від серединної площини стрічки до її поверхонь, що обумовлено неоднорідністю магнітної проникності по товщині стрічки. При переході до стану насичення домінує процес формування фронту перемагнічування біля поверхонь стрічки, що знаходить якісне пояснення в рамках теорії стійкості орієнтації спонтанної намагніченості. Чітко виражене поле старту петель динамічного перемагнічування поздовжньої та поперечної індукції відповідає закінченню формування фронтів перемагнічування.

3. В рамках розробленої моделі шаруватої доменної структури показано, що повний коефіцієнт демпфування руху доменної стінки b_tot має мінімальне значення біля середини та поверхні стрічки. В середині пробігу доменної стінки коефіцієнт b_tot має максимум, що призводить до призупинки доменної стінки (кгм^-2 с^-1). Компонента коефіцієнта демпфування, яка обумовлена вихровими струмами, (b_e.c.) має максимум (кг м^-2 с^-1) біля серединної площини стрічки та зменшується до нуля із наближенням доменної стінки до поверхні стрічки, у відповідності з сучасними теоретичними уявленнями. Зменшення втрат на вихрові струми в шаруватій доменній структурі призводить до звуження петель динамічного перемагнічування в області коерцитивної сили.

4. Причиною збільшення коефіцієнта b_tot по відношенню до коефіцієнта b_e.c. є поява полів розсіювання в об’ємі стрічки під час руху доменної стінки. Ці поля приблизно перпендикулярні до локальної осі легкого намагнічування шару, в якому знаходиться доменна стінка. Такий їх напрямок зменшує протидію полів розсіювання зміщенню доменних стінок.

5. На базі експериментальних даних розроблено модель інверсії намагніченості в доменах шаруватої доменної структури під дією імпульсних полів розсіювання в стрічці з гелікоїдальним розподілом осей легкого намагнічування. В магнітних доменах такої структури імпульсні поля розсіювання ініціюють необоротний процес повертання векторів намагніченості, який завершується під дією поля магнітної анізотропії. В результаті, в ідеальному випадку, формується 180-градусна доменна стінка в тому ж самому місці, де вона знаходилась на початку інверсії. Під дією прикладеного поля доменна стінка рухається в напрямку, протилежному до напрямку її руху до інверсії.

Публікації автора:

1. Zhmetko D. N., Lemish P. V. The magnetizing mechanism of the amorphous ribbons with the helical magnetic anisotropy // J. Magn. Magn. Mater. – 1999. – Vol. 196-197. – P. 816-818.

2. Zhmetko D. N., Lemish P. V. Frequensy dependence of EMF Matteucci and domain wall motion in amorphous ribbon // Mater. Sсi. Forum. – 2001. – Vol. 373-376. – Р. 229-232.

3. Zhmetko D.N., Savin V.V., Lemish P.V., Troschenkov Y.N. Domain walls dynamics in the amorphous ribbon with a helical magnetic anisotropy // J. Magn. Magn. Mater. – 2006. – Vol. 299. – P. 176-187.

4. Zhmetko D.N., Savin V.V. and Lemish P.V. Motion and annihilation of domain walls in amorphous ribbon with helical magnetic anisotropy // Joint European Magnetic Symposia. – Dresden (Germany). – 2004. – P. 219.