ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2026, № 2 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Фазовая диаграмма двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации в присутствии анизотропии, размагничивания и неоднородного обмена

Д.А. Суслов1, В.И. Щеглов1

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2026.2.6 УДК 537.874 EDN CCTPYV

Аннотация

Исследована фазовая диаграмма двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации в присутствии анизотропии, размагничивания и неоднородного обмена в геометрии нормально намагниченной тонкой пластины. Приведена методика построения диаграммы методом динамического установления. Получены уравнения движения намагниченностей обеих подрешеток, общая плотность энергии и эффективные поля при вариации параметров задачи. Исследован характер изменения диаграммы во всем интервале температур от нуля до максимальной температуры Кюри обеих подрешеток. Показано, что увеличение обменного взаимодействия и учет размагничивания приводит к повышению по полю обеих ветвей с соответствующим расширением диаграммы. При этом на нижней ветви диаграммы образуется узкий провал до нуля, соответствующий температуре компенсации. При увеличении константы анизотропии типа «легкая ось» верхняя ветвь диаграммы понижается, а нижняя повышается, так что диаграмма в целом сужается. При этом провал на нижней ветви в области компенсации отсутствует. Показано, что сужение диаграммы при достаточной величине константы анизотропии приводит к слиянию верхней и нижней ветвей диаграммы воедино везде, кроме температуры компенсации, так что диаграмма приобретает вид замкнутой области, ограниченной как по полю, так и по температуре. Обсуждено соответствие формирования замкнутой области результатам, наблюдаемым в эксперименте. Приведены некоторые рекомендации для дальнейшего развития работы.

  • фазовая диаграмма
  • двухподрешеточный ферримагнетик
  • метод динамического установления
Abstract (in English)

Phase diagram of two-sublattice ferromagnetic with compensation point in presence of anisotropy, demagnetization and nonuniform exchange

The phase diagram of two-sublattice ferromagnetic with compensation point in presence of anisotropy, demagnetization and nonuniform exchange in geometry of normal magnetized thin plate is investigated. The method of diagram constructions by dynamical establishment method is proposed. It is found the motion equations for both magnetizations sublattices by variation of task parameters. The character of diagram changing through whole temperature range from zero to maximum Curie temperature both sublattices is investigated. It is shown that the increasing of exchange interaction and taking into attention of demagnetization brings to rising on field both diagram branches with its corresponding widening. In this case on the lower branch of diagram the narrow depression is formed localized near compensation temperature. It is found that by increasing of anisotropy constant by “light axis” type the upper branch of diagram is lowered and lower is raised so as diagram in whole is narrowed. In this case the narrow depression on lower branch in compensation region is absent. It is shown that the narrowing of diagram by sufficient anisotropy constant value leads to junction of upper and lower branches of diagram everywhere excepting the compensation temperature. It is shown that in this case the diagram acquires the appearance of exclusive region which is limited in the field and temperature. It is discussed the conformity of limited region appearance to experimental observed results. It is proposed some recommendations for further development of investigations.

Для цитирования

Суслов Д.А., Щеглов В.И. Фазовая диаграмма двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации в присутствии анизотропии, размагничивания и неоднородного обмена // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – № 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.2.6

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. Романова И. Магниторезистивная память MRAM компании Everspin Technologies. // Электроника НТБ. 2014. №8.
  12. Лисовский Ф.В. Физика цилиндрических магнитных доменов. М.: Сов.Радио. 1979.
  13. Малоземов А., Слонзуски Дж. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами. М.: Мир. 1982.
  14. Kikuchi E. The ultra-sound converters. M.: Mir. 1972.
  15. Голямина И.П. Магнитострикционный преобразователь. // В кн: Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Гл. ред.И.П.Голямина.М.: Советская энциклопедия. 1979. С.196-200.
  16. Голямина И.П. Магнитострикционные излучатели из ферритов // В кн.: Физика и техника мощного ультразвука. Кн.1. Источники мощного ультразвука.М.: Наука. 1967.
  17. Kirilyuk A., Kimel A.V., Rasing T. Ultrafast optical manipulation of magnetic order. // Rev. Mod. Phys. 2010. V.82. №3. P.2731.
  18. Bigot J.V., Vomir M. Ultrafast magnetization dynamics of nanostructures. // Ann. Phys. (Berlin). 2013. V.525. №1-2. P.2.
  19. 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.
  20. 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.
  21. Белов К.П., Звездин А.К., Кадомцева А.М., Левитин Р.З. Ориентационные переходы в редкоземельных магнетиках.М.: Наука. 1979.
  22. Clark A.E., Callen E. Neel ferromagnets in large magnetic fields. // J. Appl. Phys. 1968. V.39. №13. P.5972-5082.
  23. Горанский Б.П., Звездин А.К. О развороте подрешеток ферримагнетика в магнитном поле. // Письма в ЖЭТФ. 1969. Т.10. С.196-200.
  24. 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
  25. 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
  26. Суслов Д.А., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Фазовая диаграмма двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации в присутствии одноосной анизотропии. // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - №. 2. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.2.1
  27. Коледов В.В., Суслов Д.А., Щеглов В.И. Влияние анизотропии на фазовую диаграмму двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации. // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - №. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.7.4
  28. Суслов Д.А., Щеглов В.И. Применение метода динамического установления для построения фазовой диаграммы двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации. // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - №. 9. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.9.11
  29. Антонов Л.И., Терновский В.В., Хапаев М.М. О расчете периодических доменных структур в ферромагнитных материалах. // ФММ. 1989. Т.67. №1. С.57-61.
  30. Антонов Л.И., Лукашева Е.В., Миронова Г.А., Скачков Д.Г. Динамическое установление равновесного периода в структуре намагниченности ферромагнитных пленок. // ФММ. 2000. Т.90. №3. С.5-11.
  31. Антонов Л.И., Жукарев А.С., Поляков П.А., Скачков Д.Г. Поле вектора намагниченности одноосной ферромагнитной пленки. // ЖТФ. 2004. Т.74. №3. С.83-84.
  32. Суслов Д.А., Шавров В.Г., Ветошко П.М., Щеглов В.И., Пойманов В.Д., Морозов Е.В., Кузнецов Д.Д., Коледов В.В. Термодинамическая модель для описания особенностей фазовой диаграммы превращений в ферритах-гранатах (BiYLu)3(FeGa)5O12 и (Bi Gd)3(Fe Ga)5O12 во внешнем магнитном поле. // Журнал радиоэлектроники. 2024. №6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2024.11.5
  33. Суслов Д.А., и др. Фазовые превращения в магнитном поле в ферритах-гранатах - перспективных высокочастотных магнитокалорических материалах. // Сборник трудов конференции: "Дни калорики в Башкортостане: функциональные материалы и их приложения".Башкортостан. Челябинск: Изд. Чел.ГУ. 2024. С.141-143.
  34. Suslov D.A., Vetoshko P.M., Mashirov A.V., Taskaev S.V., Polulyakh S.N., Berzhansky V.N., Shavrov V.G. Non-collinear phase in rare-earth iron garnet films near compensation temperature. // Crystals. 2023. V.13. №9. P.1297(11).
  35. Суслов Д.А., и др. Фазовые диаграммы редкоземельных ферритов-гранатов с точкой компенсации в области взаимодействия фазовых переходов. // Челябинский физико-математический журнал. 2025. Т.10. №2. С.354-365. https://doi.org/10.47475/2500-0101-2025-10-2-354-365