Анотація до роботи:

Сірюк Ю. А. “Особливості доменних структур у ферит-гранатових плівках з точкою компенсації і спіновою переорієнтацією”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.11 – магнетизм. – Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України, Донецьк, 2008.

В дисертації представлені результати візуальних досліджень особливостей рівноважної доменної структури (ДС) при зміні температури і/або магнітного поля в плівках феритів-гранатів. Температурний інтервал досліджень 90-500К. Для пояснення експериментальних результатів застосовується як феноменологічний, так і мікроскопічний підхід.

Виявлено, що в регулярних доменних структурах (гратці ЦМД і стільниковій ДС) відбуваються спонтанні фазові переходи (ФП) I роду як зі збереженням числа часток (доменів), так і зі зменшенням числа часток. Характер фазових переходів визначається як магнітостатичним тиском цих доменних структур, так і знаком зміни характеристичної довжини плівки.

Досліджено механізм спін-переорієнтаційного фазового переходу в плівках зі змішаною анізотропією. Показано, що фазові переходи відбуваються в доменних межах і, як наслідок, усередині домена.

З'ясовано, що спіральні домени з великим числом витків стабілізуються граткою ЦМД, яка оточуює їх, а також оточенням інших спіральних доменів (у гратці спіральних доменів). Фазові переходи в співіснуючих доменних структурах взаємопов'язані. Зародком спірального домена є гантелевидний домен.

В результаті проведених досліджень визначено механізм, закономірності і особливості фазових переходів, що відбуваються в доменній структурі ферит-гранатових плівок при зміні температури і/або магнітного поля; і, як наслідок, показана можливість моделювання фазових переходів в твердих тілах.

В результаті проведення наукових досліджень за темою дисертаційної роботи вирішена проблема моделювання фазових переходів у твердих тілах, визначення закономірностей і особливостей фазових переходів на візуально спостережуваних завдяки ефекту Фарадея доменних структурах. Основні результати роботи можна сформулювати у вигляді таких висновків:

1. Розроблено метод створення в магнітних плівках феритів-гранатів рівноважних ДС, які є стійкими, але не рівноважними в певному інтервалі температур і магнітних полів. Такі ДС створюються імпульсним монополярним магнітним полем, перпендикулярним площині плівки. Досліджені наступні ДС: гратка ЦМД, страйп-домени, неврегульовані ЦМД-структури з різним ступенем порядку, стільникові домени, спіральні домени з числом витків N>50, гратка спіральних доменів.

   Для інтерпретації експериментальних результатів вперше застосовано магнітостатичний тиск ДС як силу магнітостатичної природи, що діє на одиницю поверхні, яка охоплює фазу ДС і направлена по зовнішній нормалі до цієї поверхні. Показано, що в регулярних ДС (гратка ЦМД і стільникова ДС) спонтанні фазові переходи 1-го роду із збереженням числа часток (доменів) та зі зміною їх числа (колапсуванням) визначаються магнітостатичним тиском структури і знаком зміни енергії доменних меж з температурою. Остання характеристика визначає наявність гістерезису при ФП, оскільки від знаку dl/dt залежать умова зростання об'єму “нової” фази та інтервал стійкості попередньої фази.

   3. Досліджено механізм спін-переорієнтаційних фазових переходів у плівках із змішаною анізотропією. Теоретично і експериментально показано, що:

   - у плівці з сильною одновісною анізотропією відбувається СПФП 1-го роду шляхом зародкоутворення “нової” кутової фази на доменній межі попередньої осьової фази. У багатодоменному зразку дві фази співіснують в деякому температурному інтервалі. При цьому між “новою” і попередньою фазами візуально не існує межі;

   - у плівці з малою одновісною анізотропією відбувається СПФП 2-го роду з однієї кутової фази в іншу кутову фазу шляхом переорієнтації магнітного моменту всього домена в енергетично вигідніший стан. Фазові переходи відбуваються в доменних межах і, як наслідок, усередині домену;

   - у двошаровій плівці, що має в одному з шарів точку магнітної компенсації, фазові переходи в ДС відбуваються шляхом повороту вектора намагніченості в одному з шарів під впливом підмагнічуючого поля іншого шару. Поблизу Т_к спостерігається результат сумарної дії намагніченості рідкісноземельної підгратки і підмагнічуючого поля іншого шару. При наближенні до Т_к (охолодження) завдяки цьому з'являється кутова фаза і відбувається СПФП. Спостерігається також у певному інтервалі температур енергетично вигідна крізна доменна структура при паралельній орієнтації векторів намагніченості обох шарів.

   4. З'ясовано, що спіральні домени з великим числом витків стабілізуються граткою ЦМД, яка оточує їх, а також оточенням інших спіральних доменів (в гратці спіральних доменів), що пов'язано з рівністю магнітостатичного тиску доменних фаз. Тому фазові переходи в співіснуючих доменних структурах взаємопов'язані: фазовий перехід в гратці ЦМД (якщо порушується умова рівності тиску) викликає фазовий перехід в спіральному домені.

   5. Вивчена неврегульована ЦМД-структура: кластерна, аморфна і комірчаста. Показано, що “ефект пам'яті” і температурний інтервал стійкості доменної структури залежать від ступеня невпорядкованості ДС, структури доменних меж та визначається доменним тиском.

Публікації автора:

1. Заблоцкий В. А. Влияние поля на плотность и стабильность решеток цилиндрических магнитных доменов / В. А. Заблоцкий, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // УФЖ. – 1988. – Т. 33, №3. –С. 403-406.

2. Мамалуй Ю. А. Определение параметров доменных структур магнитных пленок методом куметрии / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк, Г. С. Ярош // ЖТФ. – 1987. – Т. 57, №7. – С. 1431-1433.

3. Zablotskii V. A. Film–cooling–induced phase transitions in magnetic bubble lattices / V. A. Zablotskii, Ju. A. Mamalui, Ju. A. Siryuk // J. Phys.Condens.Matter. –1992. – Vol. 3, №4. – P. 2623-2627.

4. Заблоцкий В. А. Спонтанные фазовые переходы в сосуществующих доменных структурах феррит-гранатовых пленок / В. А. Заблоцкий, К. В. Ламонова, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // ФТВД. –1996. – Т. 6, №2. – С. 34-40.

5. Заблоцький В. А. Температурна стійкість гексагональних решіток ЦМД / В. А. Заблоцький, Э. А. Завадський, Ю. О. Мамалуй, Ю. А. Сірюк // Докл. АН УРСР. – 1986. – сер. А, №11. – С. 49-52.

6. Мамалуй Ю. А. Решетки цилиндрических магнитных доменов вблизи точки компенсации / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк, А. В. Безус // ФТТ. – 2003. – Т. 45, №9. – С. 1645-1652.

7. Безус А. В. Влияние подмагничивающих полей на доменную структуру в феррит-гранатовой пленке / А. В. Безус, Т. Ю. Борисенко, Ю. А. Сирюк, В. В. Смирнов // ФТВД. – 2008. –Т. 18, №1. – С. 42-46.

8. Мамалуй Ю. А. Термодинамический подход при изучении фазовых переходов в решетках цилиндрических магнитных доменов / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк, Э. А. Завадский // Известия РАН, серия физическая. – 2005. – Т. 69, №7. – С. 1023–1026.

9. Завадский Э. А. Влияние магнитостатического давления на доменную структуру магнитных пленок со смешанной анизотропией / Э. А. Завадский, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // Известия РАН. серия физическая. –2006. –Т. 70, №7. – С. 966-968.

10. Толпыго К. Б. Влияние флуктуаций на устойчивость РЦД / К. Б. Толпыго, В. А. Заблоцкий, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // ДАН УССР, сер. А. – 1987. – Т. 4. – С. 74-76.

11. Безус А. В. Неупорядоченные доменные структуры и доменные границы в тонких магнитных пленках / А. В. Безус, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // Известия РАН. серия физическая. –2008. – Т. 72, №8. –С. 1088-1090.

12. Ламонова К. В. Спиральные домены в тонких пленках ферритов-гранатов. / К. В. Ламонова, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // ФТВД. 1996. – Т. 6, №1. – С. 33-40.

13. Lamonova K. V. Studying of the behaviour and properties of a periodic ring domain. / K. V. Lamonova, Ju. A. Mamalui, Ju. A. Siryuk // ФТВД. – 1996. – Vol. 6, №4. – P. 49-52.

14. Сирюк Ю. А. Влияние дефектов на формирование спиральных доменных структур в тонких феррит-гранатовых пленках. /Ю. А. Сирюк, В. В. Смирнов // ФТВД. – 1999. – Т. 9, №3. – С. 102-104.

15. Мамалуй Ю. А. Влияние магнитостатического давления на условие сосуществования доменных фаз. / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // ФТВД. – 1999. – Т. 9, №4. – С. 88-93.

16. Сирюк Ю. А. Области существования двух типов спиральных доменных структур в феррит-гранатовых пленках. / Ю. А. Сирюк, В. В. Смирнов // ФТВД. – 2001. – Т. 11, №2. – С. 108-115.

17. Мамалуй Ю. А. Влияние магнитостатического давления на стабилизацию двухфазной доменной структуры в тонких пленках ферритов-гранатов. / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // ФТТ. – 2001. – Т. 43, №8. – С. 1458-1461.

18. Мамалуй Ю. А. Фазовые переходы в ЦМД-структурах при спиновой переориентации в феррит-гранатовых пленках / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк, А. В. Безус, А. А. Леонов // ФТТ. – 2004. – Т. 46, №2. – С. 277-281.

19. Мамалуй Ю. А. Фазовые переходы в ЦМД-структурах при спиновой переориентации вблизи температуры компенсации в феррит-гранатовых пленках / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк, А. В. Безус // Ж. Кристаллография. – 2004. – Т. 49, №4. – С. 743-746.

20. Bezus A. V. The domain structure of two-layered magnetic films with the different characteristics of layers / A. V. Bezus, Ju. A. Mamalui, Ju. A. Siryuk // J. Functional Materials. – 2004. – Vol. 11, №3. – P. 491-49 5.

21. Сірюк Ю. А. Поведінка доменної структури поблизу точки компенсації та спінової переорієнтації / Ю. А. Сірюк, Ю. О. Мамалуй // Ж. “Фізика і хімія твердого тіла”. – 2006. – Т. 7, №4. – С. 650-655.

22. Granovskii Ja. I. Energy and orientation of Bloch type domain walls in magnetics with mixed anisotropy / Ja. I. Granovskii, A. A. Leonov, Ju. A. Mamalui, Ju. A. Siryuk // J. Functional Materials. – 2006. – Vol. 13, №3. – P. 526 - 530.

23. Мамалуй Ю. А. Влияние намагниченности редкоземельной подрешетки на доменную структуру двуслойной феррит-гранатовой пленки / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // Известия РАН, серия физическая. – 2007. –Т. 71, №5. – С. 656-658.

24. Bezus A. V. Spin reorientation phase-transitions in thin magnetic films of different anisotropy / A. V. Bezus, Ju. A. Mamalui, Ju. A. Siryuk // J. Functional Materials. – 2008. – Vol. 15, №2. – P. 218- 222.

25. Безус А. В. Поведение доменной структуры в феррит-гранатовой пленке с малой одноосной анизотропией / А. В. Безус, Т. Ю. Борисенко, Ю. А. Сирюк, В. В. Смирнов // ФТВД – 2008. – Т. 18, №2. – С. 70-76.

26. Mamalui Ju. A. Magnetostatic pressure as a factor of spiral domain stabilization in ferrite garnet films / Ju. A. Mamalui, Ju. A. Siryuk // J. Functional Materials. – 2008. – V.15, №3. – P. 376-379.

27. А.с. 1341681 СССР. Способ формирования решетки цилиндрических магнитных доменов в магнитоодноосной пленке / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк , Г. С. Ярош (СССР). – №4066126; заявл. 05.05.86; опубл. 17.11.87, Бюл. №36.

28. А. с. 1461259 СССР. Способ формирования равновесной решетки цилиндрических магнитных доменов / В. А. Заблоцкий, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк, Г. С. Ярош. – №4240061; заявл.09.03.87; не публ. в открытой печати.

29. Сирюк Ю. А. Применение концепции химпотенциала и магнитостатического давления при исследовании фазовых переходов в доменных структурах. / Ю. А. Сирюк, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Кузин // Новые магнитные материалы микроэлектроники : XIX междунар. школа-семинар (НМММ-19), 28 июня – 2 июля 2004 г.: сб. трудов. – М., 2004. – С. 734-736.

30. Мамалуй Ю. А. Устойчивые спиральные домены в пленках ферритов-гранатов. / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // Упорядочение в минералах и сплавах : X междунар. симпозиум (ОМА-10), сентябрь 2007 г. : сб. трудов. – Р.-на-Д., 2007, ч.II. – С. 35-38.

31. Леонов А. А. Спин-переориентационные фазовые переходы в пленках ферритов-гаранатов / А. А. Леонов, Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // Новые магнитные материалы микроэлектроники : XX междунар. школа-семинар (НМММ-20), июнь 2006 г. : сб.трудов. – М., 2006 – С. 455-457.

32. Мамалуй Ю. А. Влияние спиновой переориентации на доменную структуру / Ю. А. Мамалуй, Ю. А. Сирюк // Порядок, беспорядок и свойства оксидов : XI междунар. симпозиум (ODPO-11), сентябрь 2008 г. : сб. трудов. – Р.-на-Д., 2008, ч.2. – С. 108-111.