Kotelnikov Institute of Radio Engineering and Electronics of RAS Русский Sign in Submit a paper
Journal of Radio Electronics Online scientific journal · eISSN 1684-1719
2025, № 7 · ELECTRODYNAMICS

Inversion of magnetization equilibrium position in magnetoelastic medium in orientational transition condition

V.S. Vlasov1, V.I. Shcheglov2

1 Syktyvkar State University, Syktyvkar, Russia
2 Kotelnikov IRE RAS, Moscow, Russia
Full text DOI: 10.30898/1684-1719.2025.7.3 UDC 537.874 EDN USLBIN

Abstract

In geometry of magnetoelastic transducer the vibrations of magnetization equilibrium position and elastic displacement in orientational transition conditions are investigated. As a main task the investigation of vibrations character by parameter magnetoelastic interaction variations is proposed. It is found the dependence of elastic displacement vibrations from magnetoelastic parameter. It is found the sharp nonuniform character of this dependence. It is found the existence of two maxima which correspond to two critical values of magnetoelastic parameter which correspond to aspiration of period to infinity. On the basis of consideration of initial vibrations development by going across critical values it is found the inversion of magnetization precession and elastic vibrations which consist of variation of precession character from right to left and back. It is investigated the critical values magnetoelastic parameter by variations of thickness, elastic module and solidity of plate material. It is found that these dependencies may be interpretation by the basic of rotational character of elastic vibrations and magnetization. It is proposed some recommendations for further development of investigations.

  • precession of magnetization
  • orientation transition
  • magnetoelastic interaction
Аннотация (на русском)

Инверсия прецессии равновесного положения намагниченности в магнитоупругой среде в условиях ориентационного перехода

В геометрии магнитострикционного преобразователя, рассмотрены колебания равновесного положения намагниченности и упругого смещения в условиях ориентационного перехода. В качестве главной задачи работы поставлено определение характера колебаний при вариации параметра магнитоупругого взаимодействия. Получена зависимость периода колебаний упругого смещения от параметра магнитоупругости. Выявлен резко неоднородный характер такой зависимости, Установлено наличие двух максимумов, соответствующих двум критическим значениям параметра магнитоупругости, при которых период стремится к бесконечности. На основе рассмотрения начального развития колебаний при переходе через критические значения установлена инверсия прецессии намагниченности и упруго смещения, состоящая в изменении характера прецессии с правого на левый и обратно. Рассмотрен характер изменения останавливающих значений параметра магнитоупругости при вариации толщины, а также модуля упругости и плотности материала пластины преобразователя. Отмечено, что эти зависимости могут быть интерпретированы на основе модели крутильных колебаний упругого смещения и намагниченности. Приведены некоторые рекомендации, касающиеся возможного развития работы.

For citation

Vlasov V.S., Shcheglov V.I. Inversion of magnetization equilibrium position in magnetoelastic medium in orientational transition condition // Journal of Radio Electronics. – 2025. – No. 7. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.7.3

References

  1. Kikuchi E. The ultra-sound converters. M.: Mir. 1972.
  2. Голямина И.П. Магнитострикционный преобразователь // В кн: Ультразвук. Маленькая энциклопедия. Гл. ред. И.П. Голямина. М.: Советская энциклопедия. 1979. С.196-200.
  3. Голямина И.П. // Магнитострикционные излучатели из ферритов. В кн.: Физика и техника мощного ультразвука. Кн.1. Источники мощного ультразвука. М.: Наука. 1967.
  4. Ле-Кроу Р., Комсток Р. Магнитоупругие взаимодействия в ферромагнитных диэлектриках // В кн.: У. Мэзон (ред.): Физическая акустика. Т.3Б. Динамика решетки. М.: Мир. 1968. С.156.
  5. Штраусс В. Магнитоупругие свойства иттриевого феррита-граната // В кн.: У. Мэзон (ред.): Физическая акустика. Т.4Б. Применения физической акустики в квантовой физике и физике твердого тела. М.: Мир. 1970. С.241-316.
  6. Kirilyuk A., Kimel A.V., Rasing T. Ultrafast optical manipulation of magnetic order // Rev. Mod. Phys. 2010. V.82. №3. P.2731.
  7. 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.
  8. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в ферритовой пластине при ферромагнитном резонансе // РЭ. 2009. Т.54. №7. С.863-874.
  9. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре // Журнал радиоэлектроники. 2013. №2. http://jre.cplire.ru/jre/feb13/10/text.pdf
  10. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Комбинационное возбуждение гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре // Сборник трудов XXI Международной конференции "Электромагнитное поле и материалы". М.: НИУ МЭИ. 2013. С.164.
  11. Власов В.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейное возбуждение гиперзвука в двухслойной ферритовой структуре при ферромагнитном резонансе // РЭ. 2014. Т.59. №5. С.482-497.
  12. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Нелинейная динамика установления намагниченности в ферритовой пластине с магнитоупругими свойствами в условиях ориентационного перехода // РЭ. 2010. Т.55. №6. С.689-701.
  13. Власов В.С., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Вынужденная нелинейная прецессия вектора намагниченности в условиях ориентационного перехода // РЭ. 2011. Т.56. №1. С.84-96.
  14. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Ферромагнитный резонанс в условиях ориентационного перехода. М.: Физматлит. 2018.
  15. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Динамика намагниченности в условиях изменения ее ориентации. М.: Физматлит. 2019.
  16. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Спиновые волны в средах с обменом и диссипацией. М.: Физматлит. 2021.
  17. Шавров В.Г., Щеглов В.И., Иванов А.П. Нелинейные колебания в задаче возбуждения гиперзвука. Сыктывкар: ООО "Коми республиканская типография". 2021.
  18. Власов В.С., Кирушев М.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Прецессия намагниченности второго порядка в магнитоупругой среде // Журнал радиоэлектроники, 2015, №4, http://jre.cplire.ru/jre/apr15/16/text.pdf
  19. Власов В.С., Кирушев М.С., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Вынужденная нелинейная прецессия намагниченности второго порядка в среде с магнитоупругими свойствами // РЭ. 2019. Т.64. №1. С.54-64.
  20. Власов В.С., Дианов М.Ю., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Влияние магнитоупругого взаимодействия на прецессию положения равновесия в нормально намагниченной ферритовой пластине // Журнал радиоэлектроники. 2018. №10. http://jre.cplire.ru/jre/oct18/1/text.pdf
  21. Власов В.С., Дианов М.Ю., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Влияние магнитоупругого взаимодействия на прецессию положения равновесия намагниченности в двухслойной ферритовой структуре // Журнал радиоэлектроники. 2018. №11. http://jre.cplire.ru/jre/nov18/2/text.pdf
  22. Власов В.С., Щеглов В.И. Возбуждение упругих колебаний в схеме магнитострикционного преобразователя в условиях ориентационного перехода // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - №. 4. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.4.9
  23. Власов В.С., Щеглов В.И. Крутильные колебания упругого смещения в схеме магнитострикционного преобразователя в условиях ориентационного перехода // Журнал радиоэлектроники. - 2025. - № 5. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.5.13
  24. Стрелков С.П. Введение в теорию колебаний. М.: Наука. 1964
  25. Мигулин В.В., Медведев В.И., Мустель Е.Р., Парыгин В.Н.
  26. Основы теории колебаний. М., Наука, 1978.