ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2026, № 3 · ЭЛЕКТРОДИНАМИКА

Влияние анизотропии и обменного взаимодействия на фазовую диаграмму тонкой пленки из двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации

Д.А. Суслов1, В.И. Щеглов1

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
Полный текст DOI: 10.30898/1684-1719.2026.3.7 УДК 537.874 EDN GPALFJ

Аннотация

Методом динамического установления рассмотрено формирование фазовой диаграммы тонкой пленки из двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации. Показано, что изменение ориентации намагниченностей обеих подрешеток при вариации постоянного поля состоит из двух фазовых переходов, разделенных по полю ориентационным переходом. Приведена процедура получения фазовой диаграммы путем вариации полей переходов по температуре, в том числе при заданных значениях анизотропии и размагничивания. Показано, что увеличение анизотропии приводит к сужению диаграммы по полю вплоть до полного слияния ветвей при достижении константой анизотропии критического значения. Установлено, что в окрестности компенсации единая ветвь расщепляется, так что диаграмма образует замкнутую область, ограниченную с обеих сторон по температуре и по полю. Получен критерий формирования диаграммы в виде замкнутой области, состоящий в соответствии критического значения анизотропии участку плавного снижения по температуре. Рассмотрено соотношение полученных результатов с экспериментом. Показано, что рассчитанная диаграмма имеет вид замкнутой области, расположенной по полю и температуре в тех же пределах, что экспериментальная. Приведены некоторые рекомендации для дальнейшего развития работы.

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

Influence of anisotropy and exchange interaction on thin film phase diagram from two-lattice ferromagnetic with compensation point

By dynamic establish method the forming of thin film phase diagram from two-lattice ferromagnetic with compensation point is investigated. It is shown that the constant field variation of both sub-lattice magnetizations consists of two phase transitions which are divided by orientational transition. It is described the phase diagram procedure construction by variation of transition fields on temperature and also by determined values of anisotropy and demagnetization. It is shown that the temperature increasing leads to narrowing of diagram on field up to complete branches unite by the reaching of anisotropy constant critical value. It is found that near the compensation point the united branch splits and diagram forms in closed region limited from both sides by temperature and field. It is established the diagram formation in closed region criterion which is consist of correlation of critical anisotropy value with region of smooth lowering on temperature. It is considered the correlation between received results with experiment. It is shown that the calculated diagram has appearance of closed region which is placed on field and temperature in the same limits as experimental. It is proposed some recommendations for further development of investigations.

Для цитирования

Суслов Д.А., Щеглов В.И. Влияние анизотропии и обменного взаимодействия на фазовую диаграмму тонкой пленки из двухподрешеточного ферримагнетика с точкой компенсации // Журнал радиоэлектроники. – 2026. – № 3. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2026.3.7

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. - 2024. - №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. - 2024. - №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. - 2024. - №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 и др. Термодинамическая модель для описания особенностей фазовой диаграммы превращений в ферритах-гранатах (Bi Y Lu)3(Fe Ga)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., Морозов Е.В., Карпухин Д.А., Коледов В.В., Шавров В.Г., Маширов А.В., Ветошко П.М., Колесов К.А., Щеглов В.И., Фон-Гратовски С.В., Vaasambuu. 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., Коледов В.В., Пойманов В.Д., Ветошко П.М., Щеглов В.И., Колесов К.А., Маширов А.В., Федоров А.С., Логунов М.В., Шавров В.Г. 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
  36. 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