Фазовая диаграмма двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации в присутствии одноосной анизотропии

Аннотация

В геометрии осевой симметрии вдоль направления постоянного поля рассмотрена зависимость ориентации намагниченностей подрешеток двухподрешеточного ферримагнетика от поля. На основе минимизации полной плотности энергии ферримагнетика построена полная фазовая диаграмма материала в целом. Предложен алгоритм численного построения нижней ветви диаграммы, состоящий из трех последовательных этапов, на первом из которых варьируется ориентации намагниченностей подрешеток, на втором варьируется поле и на третьем варьируется температура. С использованием предложенного алгоритма выполнено построение зависимости поля перехода от коллинеарной антипараллельной фазы к угловой в широком интервале температур. Показано, что введение поля анизотропии приводит к повышению зависимости поля перехода от температуры. Приведена качественная физическая интерпретация повышения упомянутых зависимостей, состоящая в ориентирующем действии поля анизотропии вдоль ее оси, совпадающей с направлением внешнего поля. Приведена методика, позволяющая по четырем характерным точкам диаграммы получить систему алгебраических уравнений, связывающих значения намагниченностей подрешеток с характерными параметрами материала. С использованием предложенной методики выполнено модельное определение намагниченностей подрешеток по отдельности с точностью в единицы процентов. Приведены некоторые замечания, касающиеся дальнейшего развития работы.

• смешанные и редкоземельные ферриты-гранаты
• температура компенсации
• намагниченности подрешеток

Abstract (in English)

Phase diagram of two-sublattice ferrimagnetic with compensation point in presence of uniaxial anisotropy

In geometry of axial symmetry along the constant field the dependency of two-sublattice magnetization ferrimagnetic from field is investigated. On the base of whole energy solidity minimization it is found the phase diagram of material in whole. It is proposed the numerical algorithm of construction of lower branch of diagram which consist of three stage on the first of its varied the sublattice magnetization orientation, on the second varied field and on the third varied temperature. In connection with this algorithm it is founded the dependence of field transfer from collinear anti-parallel phase to angle phase in broad temperature interval. It is shown that thr anisotropy field introduction brought to increasing of transfer field from temperature. It is proposed qualitative physical interpretation of above mentioned dependencies which consist of orientational force of anisotropy field along its axis which coincides with inner field direction. It is proposed the methodic which allow about four character points of diagram found the system algebraic equations which couples sublattice magnetization values with character material parameters. With using of this methodic it is made the model determination of sublattice magnetizations in separate with precision of some units percent. It is proposed some recommendations for further investigations.

Для цитирования

Литература

1. Лакс Б., Баттон К. Сверхвысокочастотные ферриты и ферримагнетики. М.: Мир. 1965.
2. Гуревич А.Г. Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках. М.: Наука. 1973.
3. Гуревич А.Г., Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. М.: Физматлит. 1994.
4. Курушин Е.П., Нефедов Е.И. Применение тонких монокристаллических пленок ферритов в устройствах СВЧ микроэлектроники. // Микроэлектроника. 1977. Т.6. №6. С.549-561.
5. Гласс Х.Л. Ферритовые пленки для СВЧ-устройств. // ТИИЭР. 1988. Т.76. №2. С.64-72
6. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Магнитостатические волны в неоднородных полях. М.: Физматлит. 2016.
7. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Магнитостатические и электромагнитные волны в сложных структурах. М.: Физматлит. 2017.
8. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Ферромагнитный резонанс в условиях ориентационного перехода. М.: Физматлит. 2018.
9. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Динамика намагниченности в условиях изменения ее ориентации. М.: Физматлит. 2019.
10. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Спиновые волны в средах с обменом и диссипацией. М.: Физматлит. 2021.
11. Лисовский Ф.В. Физика цилиндрических магнитных доменов. М.: Сов.Радио. 1979.
12. Малоземов А., Слонзуски Дж. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами. М.: Мир. 1982.
13. Романова И. Магниторезистивная память MRAM компании Everspin Technologies. // Электроника НТБ. 2014. №8.
14. Kirilyuk A., Kimel A.V., Rasing T. Ultrafast optical manipulation of magnetic order. // Rev. Mod. Phys. 2010. V.82. №3. P.2731.
15. Bigot J.V., Vomir M. Ultrafast magnetization dynamics of nanostructures. // Ann. Phys. (Berlin). 2013. V.525. №1-2. P.2.
16. Власов В.С., Голов А.В., Котов Л.Н., Щеглов В.И., Ломоносов А.М., Темнов В.В. Современные проблемы сверхбыстрой магнитоакустики. // АЖ (Акустический журнал). 2022. Т.68. №1. С.22-56.
17. Белов К.П., Зайцева М.А. Редкоземельные магнитные материалы. // УФН. 1972. Т.106. №2. С.365-369.
18. Белов К.П., Звездин А.К., Кадомцева А.М., Левитин Р.З. Переходы спиновой переориентации в редкоземельных магнетиках. // УФН. 1976. Т.119. №3. С.447-486.
19. Белов К.П., Звездин А.К., Кадомцева А.М., Левитин Р.З. Ориентационные переходы в редкоземельных магнетиках. М.: Наука. 1979.
20. Clark A.E., Callen E. Neel ferromagnets in large magnetic fields. // J. Appl. Phys. 1968. V.39. №13. P.5972-5082.
21. Горанский Б.П., Звездин А.К. О развороте подрешеток ферримагнетика в магнитном поле. // Письма в ЖЭТФ. 1969. Т.10. С.196-200.
22. Суслов Д.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Алгоритм определения намагниченностей подрешеток двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации. Часть 1. Фазовая диаграмма. // Журнал радиоэлектроники. - 2024. - №5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.5.2
23. Суслов Д.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Алгоритм определения намагниченностей подрешеток двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации. Часть 2. Степенное приближение. // Журнал радиоэлектроники. - 2024. - №5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.5.3
24. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М.: Физматгиз. 1963.