ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2014, № 11 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Формирование магнитного затухания за счет упругой диссипации в схеме ротационного магнетометра

П.М. Ветошко1, В.Г. Шавров1, В.И. Щеглов1

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст УДК 537.874; 537.624 EDN TMZXHX

Аннотация

Рассмотрена классическая схема ротационного магнетометра, предназначенного для измерения слабых магнитных полей. Показана важность механизма формирования магнитного затухания за счет возбуждения упругих волн в магнитоупругой среде. Рассмотрена нелинейная задача о возбуждении прецессии намагниченности в ферритовой пластине, обладающей магнитоупругими свойствами. Показано, что затухание ферромагнитного резонанса в значительной степени формируется за счет связи с упругой системой. Выявлено расщепление резонансной кривой, тем более ярко выраженное, чем константа магнитоупругой связи больше. Для ротационного магнетометра указано на возбуждение вращающимся полем шлейфа магнитных колебаний, затухание которых формируется за счет возбуждения упругих волн.

  • слабые магнитные поля
  • ротационный магнетометр
  • магнитоупругое взаимодействие
  • магнитное затухание
Abstract (in English)

The classic rotational magnetometer scheme intended for weak magnetic field measuring is considered. It is shown the importance of magnetic relaxation formation mechanism at elastic waves excitation expense in magnetoelastic medium. It is investigated the nonlinear task about the magnetization precession excitation in ferrite plate having the magnetoelastic properties. It is shown that the ferromagnetic resonance dissipation in the great degree is formed by the connection with elastic medium. It is found the resonance line splitting the more pronounced the more the magnetoelasticity constant is larger. For rotational magnetometer there is shown the magnetic vibrations train excitation by rotational field where the dissipation is formed by the elastic waves excitation.

Для цитирования

Ветошко П.М., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Формирование магнитного затухания за счет упругой диссипации в схеме ротационного магнетометра // Журнал радиоэлектроники. – 2014. – № 11.

Литература

  1. Вонсовский С.В. Магнетизм. М.: Наука. 1971.
  2. Физическая энциклопедия. Т.4. М.: Советская энциклопедия. 1994. С.539. Статья «Сквид».
  3. Физическая энциклопедия. Т.1. М.: Советская энциклопедия. 1988. С.602. Статья «Джозефсона эффект».
  4. Robbes D. // Sensors and Actuators A. 2006. V.129. P.86.
  5. Korepanov V., Marusenkov A. // Surv Geophys. 2012. V.33. P.1059.
  6. Ветошко П.М. // Магнитометр. Патент № 21000819. Приоритет от 30.09.1996.
  7. Никитин П.И., Ветошко П.М. // Измеритель магнитной восприимчивости. Патент РФ № 2177611. Приоритет от 09.03.2000.
  8. Vetoshko P.M., Volkovoy V.B., Zalogin V.N., Toporov A.Yu. // J. Appl. Phys. 1991. V.70. №10. P.6298.
  9. Perlov A.Ya., Vetoshko P.M., Volkovoy V.B. // J. Appl. Phys. 1994. V.75. №10. P.5922.
  10. Валейко М.В., Ветошко П.М., Перлов А.Я., Топоров А.Ю. // ФТТ. 1994. Т.36. №10. С.3067.
  11. Nikitin P.I., Kasatkin S.I., Muravjov A.M., Vetoshko P.M., Valeiko M.V., Konov V.I., Meydan T. // Sensors and Actuators A. 2003. V.106. №1-3. P.26.
  12. Vetoshko P.M., Valeiko M.V., Nikitin P.I. // Sensors and Actuators A. 2003. V.106. №1-3. P.270.
  13. Nikitin P.I., Vetoshko P.M., Ksenevich T.I. // J. Magn. Magn. Mat. 2007. V.311. P.445.
  14. Skidanov V., Vetoshko P. // Procedia Enineering. 2010. V.5. P.989.
  15. Vetoshko P., Skidanov V., Stempkovskiy A. // Sensor Letters. 2013. V.11. P.59.
  16. Dufay B., Saez S., Cordier C., Dolabdjian C., Dubic C., Hristoforou E., Ubizskii S. // IEEE Sensors Journal. 2011. V.11. №12. P.3211.
  17. LeCraw R.C., Spencer E.G., Porter C.S. // Phys. Rev. 1958. V.110. №6. P.1311.
  18. ЛеКроу Р., Спенсер Е., Портер К. // В сб. "Ферриты в нелинейных сверхвысокочастотных устройствах". Ред.: Гуревич А.Г. // М.: ИЛ. 1961. С.433.
  19. Гуревич А.Г. Ферриты на сверхвысоких частотах. М.: Гос.Изд.физ.-мат.лит. 1960.
  20. Гуревич А.Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука. 1973.
  21. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Физматлит. 1994.
  22. Clogston A.M., Suhl H., Walker L.R., Anderson P.W. // J. Phys. Chem. Solids. 1956. V.1. №3. P.129.
  23. Клогстон А., Сул Г., Уокер Л., Андерсон П. // В сб. "Ферриты в нелинейных сверхвысокочастотных устройствах". Ред.: Гуревич А.Г. // М.: ИЛ. 1961. С.598.
  24. Sparks M., Loudon R., Kittel C. // Phys. Rev. 1961. V.122. P.791.
  25. Sparks M. Ferromagnetic relaxation theory. McGraw-Hill Book Co. 1964.
  26. Hurben M.J., Patton C.E. // J. Appl. Phys. 1998. V.83. P.4344.
  27. McMichael R.D., Stiles M.D., Chen P.J., Egelhoff W.F. // J. Appl. Phys. 1998. V.83. P.7037.
  28. Arias R., Mills D.L. // Phys. Rev. B. 1999. V.60. P.7395.
  29. Safonov V.L., Bertram H.N. // Phys. Rev. B. 2001. V.63. P.094419.
  30. Abrahams E., Kittel C. // Phys. Rev. 1952. V.88. P.1200.
  31. Suhl H. // IEEE Trans on Magn. 1998. V.34. №4. P.1834.
  32. McMichael E.D., Kunz A. // J. Appl. Phys. 2002. V.91. №10. P.8650.
  33. Rossi E., Heinonen O.G., MacDonald A.H. // Phys. Rev. B. 2005. V.72. №17. P.174412(11).
  34. Widom A., Vittoria C., Yoon S. // J. Appl. Phys. 2010. V.108. №7. P.073924(4).
  35. Widom A., Sivasubramanian S., Vittoria C., Yoon S., Srivastava Y.N. // Phys. Rev. B. 2010. V.81. №21. P.212402(4).
  36. Vittoria C., Yoon S.D., Widom A. // Phys. Rev. B. 2010. V.81. №1. P.014412(6).
  37. Вашковский А.В., Стальмахов В.С., Шараевский Ю.П. Магнитостатические волны в электронике сверхвысоких частот. Саратов. Изд.Саратовского университета. 1993.
  38. Адам Дж.Д. // ТИИЭР. 1988. Т.76. №2. С.73.
  39. Исхак В.С. // ТИИЭР. 1988. Т.76. №2. С.86.
  40. Adam J.D., Davis L.E., Dionne G.F., Schloemann E.F., Stitzer S.N. // IEEE Trans. on Micr. Theor. and Tech. 2002. V.50. №3. P.721.
  41. Курушин Е.П., Нефедов Е.И. // Микроэлектроника. 1977. Т.6. №6. С.549.
  42. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е. // РЭ. 1978. Т.23. №5. С.897.
  43. Gilbert T.L. // IEEE Trans. on Magn. V.40. №6. P.3443.
  44. Suhl H. // J. Phys. Chem. Sol. 1957. V.1. №4. P.209.
  45. Сул Г. // В сб. "Ферриты в нелинейных сверхвысокочастотных устройствах". Ред.: Гуревич А.Г. // М.: ИЛ. 1961. С.163.
  46. Моносов Я.А. // Нелинейный ферромагнитный резонанс. М.: Наука. 1971.
  47. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2009. Т.54. №7. С.863.
  48. Temiryazev A.G., Tikhomirova M.P., Zilberman P.E. // J. Appl. Phys. 1994. V.76. №12. P.5586.
  49. Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // ЖЭТФ, 1995. Т.108. №1. С.281.
  50. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // РЭ. 1999. Т.44. № 10. С.1262.
  51. Гуляев Ю.В., Зильберман П.Е., Темирязев А.Г., Тихомирова М.П. // ФТТ. 2000 Т.42. №6. С.1062.
  52. Gerrits Th., Schneider M.L., Kos A.B., Silva T.J. // Phys.Rev.B. 2006. V.73. №9. P.094454(7).
  53. Семенцов Д.И., Шутый А.М. // УФН. 2007. Т.177. № 8. С.831.
  54. Kittel C. // Phys. Rev. 1948. V.73. № 2. P.155.
  55. Walker L.R. // Phys. Rev. 1957. V.105. № 2. P.390. С.470.).
  56. Уокер Л. // В сб. "Ферриты в нелинейных сверхвысокочастотных устройствах". Ред.: Гуревич А.Г. // М.: ИЛ. 1961. С.470.
  57. Ле-Кроу Р., Комсток Р. В кн.: У. Мэзон (ред.): Физическая акустика. Т.3Б. Динамика решетки. М.: Мир. 1968. С.156.
  58. Карпачев С.Н., Власов В.С., Котов Л.Н. // Вестник МГУ. Сер.3. 2006. № 6. С.60.
  59. Власов В.С. // Исследование релаксационной и нелинейной динамики магнитных и магнитоупругих колебаний пленок и частиц. Диссертация на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук. М.: МГУ. 2007.
  60. Тихонов А.Н., Самарский А.А. Уравнения математической физики. М.: Наука. 1972.
  61. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. М.: Наука. 1973.
  62. Schlömann E., Joseph R.I., Kohane T. // Proc. IEEE. 1965. V.53. №10. P.1495.
  63. Шлёман, Джозеф, Кохейн // ТИИЭР. 1965. Т.53. №10. С.1685.
  64. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2011. Т.56. №1. С.84.
  65. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2011. Т.56. №6. С.719.
  66. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2011. Т.56. №9. С.1120.
  67. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2012. Т.57. №5. С.501.
  68. Власов В.С., Кирушев М.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2013. Т.58. №8. С.806.
  69. Власов В.С., Кирушев М.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2013. Т.58. №9. С.857.
  70. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. // РЭ. 2010. Т.55. №6. С.689.
  71. Малоземов А., Слонзуски Дж. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами. М.: Мир. 1982.