Кристаллографическая магнитная анизотропия
Cтраница 3
Если у рассмотренных ТМП, обладающих одноосной магнитной анизотропией, вектор Js лежит в плоскости пленки, то у пластин некоторых материалов ( ортоферритов, феррит-гранатов, маг-нетоплюмбитов и др.) константа К перпендикулярной магнитной анизотропии по ряду причин может быть больше WMCTi в направлении, перпендикулярном к плоскости пластины. Это означает, что отклонение вектора намагниченности в плоскость пластины от нормали к ней потребует энергии кристаллографической магнитной анизотропии, большей, чем свободная магнитостатическая энергия WMCTA в направлении, перпендикулярном к плоскости пластины. Поскольку эти две слагающие в данном случае являются основными, минимум свободной энергии определяется здесь минимумом энергии кристаллографической магнитной анизотропии, а не мст. Такая пластина обладает одноосной перпендикулярной магнитной анизотропией. [31]
Рассмотрим малый ферромагнитный образец, имеющий форму эллипсоида и намагниченный однородно в направлении одной из главных осей. Это направление примем за ось z прямоугольной системы координат, оси х и у которой совпадают с двумя другими главными осями эллипсоида. Кристаллографической магнитной анизотропией пока пренебрегаем. [32]
 |
Характеристика интеграла обменной энергии.| Поворот векторов намагниченности в граничном слое.| Домены правильной формы. [33] |
Кроме того, энергетически более выгодным является разделение всего объема кристалла на замкнутые области - домены, каждая из которых имеет определенный магнитный момент. В целом кристалл немагнитен, так как магнитные моменты доменов ориентированы в пространстве равновероятно. При доменной структуре кристалла сумма всех видов энергий тела ( обменной кристаллографической магнитной анизотропии, магнито-стрикционной деформации, магнито-упругой, магнитостатической, магнитной) минимальна. [34]
Если у рассмотренных ТМП, обладающих одноосной магнитной анизотропией, вектор Js лежит в плоскости пленки, то у пластин некоторых материалов ( ортоферритов, феррит-гранатов, маг-нетоплюмбитов и др.) константа К перпендикулярной магнитной анизотропии по ряду причин может быть больше WMCTi в направлении, перпендикулярном к плоскости пластины. Это означает, что отклонение вектора намагниченности в плоскость пластины от нормали к ней потребует энергии кристаллографической магнитной анизотропии, большей, чем свободная магнитостатическая энергия WMCTA в направлении, перпендикулярном к плоскости пластины. Поскольку эти две слагающие в данном случае являются основными, минимум свободной энергии определяется здесь минимумом энергии кристаллографической магнитной анизотропии, а не мст. Такая пластина обладает одноосной перпендикулярной магнитной анизотропией. [35]
 |
Зависимость положения максимумов г ( / и ( г ( 2 на температурной шкале от частоты для феррита Соо П. [36] |
На этом рисунке очень четко видно раздвоение максимума ц при 305 К. Одновременно начинается смещение максимума магнитных потерь в сторону более низких температур. Для максимума при 273 К раздвоения проследить не удается, по-видимому, из-за того, что величина поля кристаллографической магнитной анизотропии при температуре этого максимума примерно вдвое больше, чем для первого. Смещение пика магнитных потерь здесь начинается только для частот выше 400 Мгц. По-видимому, только начиная с этой частоты, происходит раздвоение максимума ц /, но тогда он сливается с максимумом, идущим к низким температурам от 305 К, лишь замедляя его движение - по шкале температур. [37]
Наноструктурное состояние влияет на свойства ферромагнетиков. Ферромагнитные материалы имеют доменную структуру, которая возникает в результате минимизации суммарной энергии ферромагнетика в магнитном поле. Согласно [146] эта энергия включает в себя энергию обменного взаимодействия, минимальную при параллельном расположении спинов электронов; энергию кристаллографической магнитной анизотропии, обусловленную наличием в кристалле осей легкого и трудного намагничивания; магнитострикционную энергию, связанную с изменением равновесных расстояний между узлами решетки и длины доменов; магнитостатическую энергию, связанную с существованием магнитных полюсов как внутри кристалла, так и на его поверхности. Замыкание магнитных потоков доменов, расположенных вдоль осей легкого намагничивания, снижает магнитостатическую энергию, тогда как любые нарушения однородности ферромагнетика ( границы раздела) увеличивают его внутреннюю энергию. [38]
Кроме того, магнитные взаимодействия между электронами, участвующими в спонтанном моменте, создают сильные внутренние поля магнитной анизотропии. Это означает, что эффективное поле, а следовательно, и частота резонанса будут зависеть от симметрии кристалла, формы образца, характера расположения во внешнем поле Н0 кристаллографических осей кристалла. Существование отдельных областей ( доменов) с различными направлениями самопроизвольной намагниченности в объеме образца заставляет работать в условиях резонансного насыщения, когда внешнее поле разрушает доменную структуру и в первом приближении можно весь образец представить как однодомен-ную структуру с однородной намагниченностью. Внутреннее магнитное поле в ферромагнетике ( кроме указанной кристаллографической магнитной анизотропии) зависит как от величины, так и от ориентации внешних и внутренних упругих напряжений. [39]
Страницы: 1 2 3