Введение к работе
Актуальность темы. Растущие технические потребности общества в более совершенных высокотехнологичных электронных устройствах, в адаптирующихся конструкционных материалах и пр. стимулируют решение проблемы создания новых материалов, в том числе и магнитоэлектроупорядоченных, как макро-, так и наноразмерных и наноструктурированных, более эффективных в сравнении с существующими. Решить эту проблему невозможно без понимания механизмов релаксационных процессов, протекающих в этом классе материалов, без построения их физических моделей, включая процессы поглощения упругих и электромагнитных колебаний, а также генерации ими упругих волн. В физике конденсированного состояния исследования релаксационных явлений на различных материалах проводятся достаточно интенсивно. Связано это с высокой информативностью этого метода исследования структуры объектов, в частности, внутреннее трение одного и того же материала может изменяться в зависимости от внешних воздействий и от предыстории на много порядков (Б.Н. Финкелыптейн, B.C. Постников, М.А. Криш-тал). Важное место среди конденсированных сред занимают магнитоэлектроупоря-доченные системы (МЭУС). К ним относят материалы, сходные с ферромагнитными, то есть содержащие домены и доменные границы. К таким системам в первую очередь следует отнести ферромагнетики, ферриты, сегнетоэлектрики, сегнетомаг-нетики, мультиферроики, магнитоэлектрики, так называемые магнитные, сегнето-электрические и сегнетомагнитные жидкости и пр.
Как известно развитие физики магнитных явлений (СВ. Вонсовский и Я.С. Шур) способствовало открытию и изучению вначале сегнетоэлектриков, а затем магнитоэлектриков и сегнетомагнетиков.
Эти магнитоэлектроупорядоченные системы используются в настоящее время в самых разнообразных устройствах в качестве датчиков магнитного, электрического, упругого полей, элементов носителей памяти ЭВМ, датчиков перемещений, измерительных зондов, магнитострикторов, пьезомодулей, микро- и наноприводов и пр.
Такое обширное использование МЭУС в технических устройствах объясняется тем, что они существенно изменяются, а следовательно, дают заметный отклик при воздействии на них магнитных, электрических, упругих полей, или их суперпозиции.
В магнитоэлектриках, в том числе и в сегнетомагнитных кристаллах, электрическим полем через упругую подсистему можно влиять на магнитную и наоборот. Следует отметить, что их изучение только начинается и что в настоящее время при исследовании таких систем были обнаружены гигантский магниторезистивный, магнито-электрический эффекты и гигантский эффект магнитоемкости.
Как известно, при создании наноразмерных МЭУС (сверху или снизу) было обнаружено, что их физические свойства становятся существенно отличными от свойств макроразмерных материалов (А.Е. Петров, В.И. Петинов, И.В. Плате, Е.А. Федорова, М.Я. Ген, А.Е. Ермаков, О.А. Иванов, Я.С. Шур, Р.М Гречишкин, Г.В. Иванова, В.В. Шевченко, И.Д. Морохов, Л.И. Трусов, В.Ф. Петрунин, С.А. Непий-ко, И.В. Золотухин, Ю.Е. Калинин, О.В. Стогней), в результате чего их отклик на внешние поля может сильно отличаться от такового воздействия на макроразмер-ные системы.
В полях внешних воздействий МЭУС перестраиваются, в них развиваются релаксационные процессы, в том числе и связанные с упругими и неупругими явлениями. Переходы в новое равновесное состояние диссипируют энергию. Релаксационные процессы в МЭУС, в том числе рассеяние энергии, связаны в основном с необратимыми смещениями доменных границ - магнитоупругий гистерезис (МУГ) и упругоэлектрический соответственно для магнитных и сегнетоэлектрических материалов, и с их обратимыми смещениями (амплитуднонезависимые потери), а также с процессами обратимых и необратимых вращений векторов спонтанной намагниченности и спонтанной, а также индуцированной поляризации. Эти исследования для магнитных материалов ведутся с начала 20 в. (М. Корнецкий, М. Керстен, Р. Беккер, В. Дёринг, В.П. Сизов, а позже И.Б. Кекало, Ф.Н. Дунаев, А.А. Родионов, М.Н Сидоров, и др.).
Мерой диссипации энергии является коэффициент акустического поглощения
а, либо внутреннее трение Q" . Последнее, в частности, определяется относитель
ной долей энергии, рассеянной за период колебания, поделенной на 2л: Q"1 = ,
2tzW
либо Q"1 = , где v- скорость упругой волны напряжений, co = 27iv - круговая
частота внешнего воздействия. Эти взаимосвязанные величины являются важнейшими источниками информации о структуре изучаемых объектов. По диссипатив-ному отклику системы можно получить данные о структурном состоянии магнетиков: их магнито-фазовом составе, текстуре, размерах доменов и т.д.
Происходящая при этом перестройка магнитной, электрической, магнитоупру-гой, магнитоэлектрической и упругоэлектрической подсистем в МЭУС характеризуется также различного рода восприимчивостями, АЕ- и AG- эффектами, магнитен, электро- и пьезострикционными явлениями.
На практике чаще всего требуются материалы с определенным набором их свойств и физических параметров, а также возникает необходимость варьирования магнитных, электрических и магнитоэлектрических потерь в достаточно широких пределах, которое достигается путем изменения внешних полей или целенаправленным воздействием на их кристаллическую структуру.
В связи с этим весьма актуальны как теоретические, так и экспериментальные исследования по выявлению механизмов и закономерностей всех этих релаксационных явлений, обусловленных перестройкой подсистем МЭУС, связанной в первую очередь со смещениями ДГ и вращениями векторов спонтанной намагниченности Is и поляризации Ps (в том числе и индуцированной). Однако в настоящее время имеется еще немало проблемных вопросов, связанных как с интерпретацией выявленных экспериментальных закономерностей релаксационных процессов, так и с их теоретическим описанием.
Можно отметить, что, несмотря на сходство структур и протекания определяющих релаксационных процессов в МЭУС, универсальных подходов к теоретическому описанию макроразмерных и тем более наноразмерных систем к настоящему времени не было.
Решение этих вопросов объективно обуславливает разработку универсального (общего для всех классов материалов МЭУС) подхода, который позволит решить проблему нахождения способов получения востребованных современных материа-
лов с заданными физическими параметрами: малой электропроводностью, большим магнитным моментом, магнитоэлектрической восприимчивостью, с допустимым уровнем акустических и магнитных потерь, внутреннего трения, АЕ- и AG-эффектов и пр.
Наименее исследованными среди МЭУС в плане оценки вклада в релаксационные процессы перечисленных выше упругих, упругоэлектрических и неупругих явлений в них являются сегнетомагнетики (особенно перовскитовые).
При описании релаксационных процессов в МЭУС, связанных с протеканием упругих и неупругих явлений в них, обычно применялся малоинформативный полуфеноменологический подход (использующий, как правило, множество введенных коэффициентов, лишенных физического смысла и подобранных под определенный материал для конкретных физических условий эксперимента) или микроскопический, который основан на детальном учете распределения дефектов вблизи ДГ и ее взаимодействия с ними. Микроскопический подход был разработан и применен, например, к описанию проницаемости сегнетокристаллов (Б.М. Даринский, А.С. Сидоркин, В.Н. Нечаев), к описанию гистерезисных явлений в ферромагнетиках (Б.М Даринский и А.А. Родионов). Однако, из-за чрезвычайной сложности пространственного распределения дефектов в кристаллах, структуры ДГ, концентраций магнитных и электрических фаз в реальных МЭУС использование микроскопического подхода при описании релаксационных процессов в настоящее время затруднено.
Перспективно использование линейного отклика при исследовании релаксационных процессов в МЭУС. Линейный отклик возникает в системах при малых возмущающих переменных упругих, магнитных, электрических полях. Использование его позволяет существенно упростить решение многих задач при исследовании релаксационных процессов в МЭУС. По диссипативному отклику системы для такого его вида, как оказалось, можно получить достаточно полную информацию о структурном состоянии МЭУС.
Однако, несмотря на усилия исследователей этих двух направлений, многие вопросы в области линейного отклика (процессы смещений ДГ и вращений остаются обратимыми) не рассматривались ни в теоретическом, ни в экспериментальном плане, хотя многие конструкционные материалы, а также элементы радиотехнических устройств, радио- и акустопоглощающих покрытий работают и в этом диапазоне достаточно слабых возмущающих полей.
В частности, отсутствуют описания диссипативных процессов, развивающихся в сегнетомагнетиках, магнитоэлектриках, да и весьма незначительны сведения по ферромагнетикам в сложных полях и особенно сегнетоэлектрикам, не говоря уже о данных, касающихся наноразмерных МЭУС.
Одним из возможных продуктивных подходов при изучении релаксационных и магнитоупругих свойств как макро-, так наноматериалов, следует считать макроскопический подход, который основан на использовании симметрийных свойств кристаллов, учитываемых термодинамическим потенциалом, определяемых видом и геометрией расположения их атомов. При этом востребованной оказывается информация о структуре термодинамических потенциалов исследуемых систем при конкретных рассматриваемых условиях. Макроскопический (или термодинамический) подход при изучении релаксационных процессов, связанных с магнитоупру-
гими явлениями в макроразмерных магнетиках, впервые был реализован А. А. Родионовым для гистерезисных явлений.
Таким образом, из вышеизложенного следует:
-теоретические исследования релаксационных явлений в макро- и наноразмер-ных МЭУС в области линейного отклика актуальны и перспективны в плане использования их для практических нужд, при решении проблемы нахождения путей создания современных материалов с востребованными физическими свойствами
-что в настоящее время имеет место объективная необходимость разработки теоретических положений (базирующихся на термодинамике и электродинамике сплошных сред) по универсальному методу исследования физических явлений в широком классе МЭУС, позволяющих выявить механизмы релаксационных процессов в них, связанных со смещением доменных границ и вращением векторов спонтанной намагниченности, а также спонтанной и индуцированной поляризации и разработать методы, механизмы и модели, позволяющие производить количественное описание диссипации и генерации упругих волн, намагничивания и поляризации в полях комбинированных внешних воздействий в магнито- и электроупоря-доченных как макро, так и наноразмерных средах: ферромагнетиках, ферритах, сег-нетоэлектриках, сегнетомагнетиках, дисперсных системах из них в области линейного отклика.
Цель и задачи исследования. Цель работы заключается в разработке методов, механизмов и моделей, позволяющих производить количественное описание диссипации и генерации упругих волн, намагничивания и поляризации магнитоэлектро-упорядоченных систем в полях комбинированных внешних воздействий в магнито-и электроупорядоченных как макро, так и наноразмерных средах: ферромагнетиках, ферритах, сегнетоэлектриках, сегнетомагнетиках, дисперсных системах из них в области линейного отклика.
В соответствии с этой целью основными задачами работы являются:
-
Провести анализ состояния проблемы исследования релаксационных процессов в макро- и наноразмерных МЭУС.
-
Разработать методы теоретического изучения и выявить механизмы дисси-пативных процессов, обусловленных доменами и доменными границами в МЭУС с учетом их структурных параметров.
-
Теоретически описать процессы диссипации продольных и поперечных упругих волн и АЕ- и AG- эффектов в области линейного отклика в магнетиках, сегнетоэлектриках и сегнетомагнетиках с закрепленными доменными границами в смещающих постоянных магнитных, электрических и упругих направленных и изотропных полях.
-
Разработать метод количественной оценки основных акустических параметров упругих волн в МЭУС, обусловленных процессами вращений в малых переменных магнитных и электрических полях с учетом смещающих полей.
-
Получить аналитические соотношения для количественной оценки вклада обратимых смещений доменных границ в АЕ- и AG- эффекты и диссипацию магни-тоупругой, упругоэлектрическои энергий во взаимосвязи с магнитоструктурными и упругоэлектрическими постоянными кристаллов и с геометрией доменной структуры в области линейного отклика в переменных упругих, в том числе изотропных
ПОЛЯХ.
-
Теоретически описать процесс генерации упругих волн в переменных магнитных, электрических полях в макро- и наноразмерных МЭУС с подвижными доменными границами.
-
Разработать на основе макроскопического подхода теоретические положения о механизмах возникновения магнитной, (ди)электрической и смешанной восприимчивости макро- и наноразмерных магнетиков, сегнетоэлектриков и сегнетомагне-тиков с учетом процессов смещений, вращений и их фазовых запаздываний.
-
Теоретически описать поглощение энергии упругой, магнитной и электрической подсистемами в упорядоченных нанодисперсных средах, а также процессы генерации упругих волн в них при воздействии переменными и постоянными электрическими и магнитными полями.
Научная новизна:
В диссертационной работе получены новые результаты и разработаны новые теоретические положения, существо которых заключается в следующем:
-
Разработаны методы теоретического исследования релаксационных явлений, связанных с процессами смещений доменных границ и вращений векторов спонтанной намагниченности, спонтанной и индуцированной поляризации соответственно в ферромагнетиках, ферритах и сегнетоэлектриках, а также в сегнетомагнети-ках, как макро- так и наноразмерных, базирующиеся на термодинамике и электродинамике сплошных сред.
-
Выявлены механизмы и закономерности диссипации упругих волн, связанной с процессами ориентационной релаксации как в макро-, так и в наноразмерных моно- и полидоменных, а также поликристаллических системах, содержащих домены с подвижными границами, что позволяет производить расчеты внутреннего трения и коэффициента акустического поглощения в зависимости от частоты возмущающего, а также ориентации возмущающего и смещающих магнитного, электрического и упругого полей с учетом структурных, магнито- и упругоэлектрических параметров магнетиков, сегнетоэлектриков, сегнетомагнетиков.
-
Теоретически описаны процессы диссипации, генерации продольных и поперечных волн, АЕ- и AG- эффекты в области линейного отклика, связанные с процессами вращений, реализующиеся в переменных магнитных и электрических полях, и выявлены механизмы влияния на эти процессы смещающих магнитных, электрических, направленных и изотропных упругих полей, как макро- так и наноразмерных МЭУС.
-
Разработаны методы количественной оценки:
- упругих напряжений, вызванных воздействием на МЭУС магнитным и элек
трическим полями, основанный на эквивалентности воздействия этих и упругих по
лей на МЭУС, позволивший выявить анизотропию и дисперсию АЕ- и AG- эффек
тов, как в макро- так и наноразмерных системах.
- акустических параметров упругих волн в МЭУС, вызванных процессами
вращений в малых переменных магнитных полях с учетом смещающих полей.
5. Получены аналитические зависимости, которые позволили выявить взаимо
связь между величинами, характеризующими поглощение энергии и величинами,
характеризующими АЕ- и AG- эффекты, возникающие при обратимых смещениях
доменных границ в зависимости от ориентации и частоты внешнего воздействия,
геометрии доменной структуры, а также магнитоупругих и упругоэлектрических
параметров изучаемых систем и производить модельное описание составляющей внутреннего трения, связанного со смещениями доменных границ, и аномалий упругих модулей как в макро-, так и наноразмерных системах.
6. Получены новые теоретические оценки:
процесса генерации упругих волн, возбуждаемых движущимися доменными границами под действием переменных внешних направленных и изотропных воздействий в постоянных смещающих полях (электрическом, магнитном, упругом), применимые для ферромагнитных, сегнетоэлектрических и сегнетомагнитных кристаллов, как макро-, так и наноразмерных.
суммарного акустического сигнала (с учетом гармоник, обусловленных энгармонизмом в смещении доменных границ и в законе Гука с учетом упругих модулей третьего порядка) в виде суперпозиции одиночных волн, наведенных отдельными доменными границами с учетом их фазового запаздывания для макро- и наноразмерных МЭУС, который в зависимости от предыстории материала и его размеров может отличаться на несколько порядков.
7. На основе разработанного макроскопического подхода теоретически описа
ны:
частотная и ориентационная зависимости магнитной (ди)электрической и смешанной восприимчивости, определяющиеся через магнитоструктурные, упруго-электрические и магнитоэлектрические параметры исследуемых систем.
получены аналитические зависимости и количественные оценки вкладов процессов смещений и процессов вращений в действительную и мнимую составляющие восприимчивостей рассматриваемого класса материалов.
впервые показано, что соотношение вкладов процессов смещений и вращений в восприимчивости и их абсолютные величины в зависимости от предыстории материала, его размеров и внутренних напряжений может существенно отличаться, при этом характер их частотной зависимости может изменяться от релаксационного до резонансного типа.
8. На основе разработанного макроскопического подхода теоретически иссле
дован процесс:
диссипации упругой и электромагнитной энергии в нанодисперсных МЭУС, который связан с процессами вращений векторов спонтанной поляризации и намагниченности, как вмороженных в частицы, так и вращающихся относительно них (броуновская и неелевская релаксация).
генерации упругих волн в наноразмерных МЭУС, в том числе и в магнитных нанокомпозитах (с жидкой и твердотельной матрицами), при воздействии на них переменными и смещающими электрическими и магнитными полями, во взаимосвязи с электро- и магнитоструктурными и геометрическими характеристиками дисперсной системы, что позволяет производить многопараметрический компьютерный анализ и поиск оптимальных режимов работы магнитострикторов, электро-стрикторов и сочетаний их технических параметров.
9. Теоретически описано влияние магнитного поля на скорость распростране
ния упругих волн в наноразмерных МЭУС с жидкой матрицей с учетом диполь-
дипольного взаимодействия о дно доменных частиц.
Практическая значимость работы. На основе полученных результатов выработаны основные принципы и предложены методы управления поглощением (уровнем демпфирования) упругих и электромагнитных волн и процессом генерации уп-
ругих волн, а также предложены методы и принципы получения адаптирующихся материалов с управляемым в предкритическом состоянии пределом прочности за счет АЕ- и AG- эффекта, как надлежащим необходимым сочетанием исходных структурных параметров изучаемых систем, так и наложением смещающих и зондирующих полей на полидоменную систему с закрепленными и подвижными доменными границами в магнитоэлектроупорядоченных кристаллах.
Созданы предпосылки для зондирования структуры изучаемых систем по линейному диссипативному отклику магнетиков, сегнетоэлектриков и сегнетомагне-тиков на основе изучения их текстуры как при заблокированных, так и подвижных доменных границах и получения информации о взаимосвязи между электрическими и магнитными подсистемами в сегнетомагнетиках на основе компьютерного моделирования изучаемых процессов. На этой основе по экспериментально измеренной совокупности таких макропараметров, как внутреннее трение, коэффициент поглощения, АЕ- и AG- эффекты, магнитная, электрическая и смешанная восприимчивость, появилась возможность (перспектива) решения обратной задачи, а именно, расчет всех структурных параметров изучаемых макро- и наноразмерных систем по измеренным значениям внутреннего трения, восприимчивости и пр.
Перспективно использование на практике развитого в работе теоретического подхода для изучения процессов генерации акустических волн и интерпретации экспериментальных результатов. Практическую значимость, в частности, имеет и предложенный в работе метод зондирования магнитной (сегнетоэлектрической) текстуры и нахождения функции распределения «легких» осей в одно- и трехосных магнетиках (сегнетоэлектриках) по анизотропии вращательных моментов. Предложенные в работе экспериментальные методы изучения магнитной, сегнетоэлектрической жидкости и нанодисперсных композитов могут найти применение на практике и в лабораторных учебных экспериментах. Полученные в работе аналитические соотношения, с учетом сочетаний внешних воздействий комбинированных полей (магнитных, электрических, направленных и изотропных упругих) позволяют как предсказать поведение макро- и наноразмерных МЭУС, так и прозондировать их структуру.
Материалы диссертационной работы могут быть использованы в учебном процессе при изучении дисциплины «Физика конденсированного состояния».
Основные положения, выносимые на защиту
На защиту выносятся:
-
Методы теоретического исследования релаксационных явлений, связанных с процессами смещений доменных границ и вращений векторов спонтанной намагниченности, спонтанной и индуцированной поляризации соответственно в ферромагнетиках, ферритах и сегнетоэлектриках, а также в сегнетомагнетиках, как макро-так и наноразмерных, базирующиеся на термодинамике и электродинамике сплошных сред.
-
Совокупность установленных механизмов и закономерностей по диссипации магнитоупругой, упругоэлектрической и магнитоэлектрической энергии в ферромагнетиках, сегнетоэлектриках и сегнетомагнетиках и их существенных особенностей в ориентационной и частотной зависимости внутреннего трения и коэффициента акустического поглощения от релаксационного типа до резонансного, связанных с процессами обратимых вращений в моно- и полидоменных системах с закре-
пленными ДГ для нанокристаллов и их макроаналогов. Теоретическое описание статического и динамического АЕ- и AG- эффектов, обусловленных процессами вращений, анизотропией и дисперсией скоростей распространения продольных и поперечных упругих волн в макро- и наноразмерных системах.
-
Аналитические соотношения, описывающие параметры акустического сигнала для продольных и поперечных волн, возникающего за счет процессов вращений в исследуемых одноосных, трехосных и четырехосных магнетиках, а также в сегнетоэлектриках с тетрагональной (типа титанат бария) и моноклинной симметрией (типа сегнетовой соли) и в сегнетомагнетиках, где упругие волны генерируются внешними магнитными и электрическими полями. Теоретически установленное влияние на эти процессы смещающих постоянных магнитных, электрических и упругих (в том числе комбинированных и изотропных) полей для нанокристалличе-ских и макроразмерных магнитоэлектроупорядоченных сред.
-
Разработанный метод количественной оценки упругих напряжений, вызванных воздействием на МЭУС магнитным и электрическим полями, основанный на эквивалентности воздействия этих и упругих полей, позволивший выявить механизмы анизотропии и дисперсии АЕ- и AG- эффектов, как в макро-, так и наноразмерных системах.
-
Установленные частотные, ориентационные зависимости и связь с предысторией составляющих внутреннего трения, коэффициента акустического поглощения и аномалий упругих модулей, бо'лыпих в нанокристаллах и связанных с процессами обратимых смещений ДГ и с магнитоструктурными, упругоэлектрически-ми, магнитоэлектрическими параметрами изучаемых кристаллов, геометрией доменной структуры и параметрами комбинированного внешнего воздействия (его амплитуда, ориентация, вид с учетом смещающих полей) для нано- и соответствующих макроразмерных объектов исследования.
-
Теоретическое описание и оценки генерации доменными границами продольных и сдвиговых упругих волн, возникающих в знакопеременных полях в исследуемых магнитоэлектроупорядоченных системах в присутствии смещающих. Расчет амплитуд акустического сигнала как суперпозиции одиночных волн с учетом найденного их фазового запаздывания и поглощения, как для несущей частоты, так и для её первой гармоники. Особенности вклада в эту составляющую акустического сигнала от ДГ в наноразмерных системах, где он может быть существенно больше.
-
Теория магнитной, (ди)электрической и смешанной восприимчивости, расчеты их частотной, ориентационнои зависимостей как макро-, так и наноразмерных ферромагнетиков, ферритов, сегнетоэлектриков, сегнетомагнетиков и магнитоэлек-триков с учетом специфики их доменной и кристаллической структуры, магнито-фазового и сегнетофазового состава, геометрии и концентрации ДГ и их параметров, структуры термодинамических потенциалов, определяющих взаимодействие их подсистем и исходное структурное состояние через «константы анизотропии». Выявленные существенные особенности характера дисперсии восприимчивости резонансного типа в наноразмерных магнитоэлектроупорядоченных системах в сравнении макроаналогами, относящиеся и к действительной и мнимой ее составляющим, связанным с процессами смещений ДГ и вращений.
-
Результаты теоретических исследований:
АЕ- эффекта, аномалий упругих модулей и связанных с ними дефектов скорости упругих волн в некоторых кристаллических нанодисперсных магнитных системах.
диссипации упругой и электромагнитной энергии в нанодисперсных МЭУС, связанной с процессами вращений векторов спонтанной поляризации и намагниченности, как вмороженных в частицу, так и вращающихся относительно неё (броуновская и неелевская релаксация).
- генерации упругих волн в наноразмерных МЭУС, в том числе и в магнитных нанокомпозитах (с жидкой и твердотельной матрицами), при воздействии на них переменными и смещающими электрическими и магнитными полями, во взаимосвязи с электро- и магнитоструктурными и геометрическими характеристиками дисперсной системы, что позволяет производить многопараметрический анализ и поиск оптимальных параметров и режимов работы магнитострикторов и электро-стрикторов.
9. Модельное описание динамической магнитострикционной и электро- и пье-зострикционной деформации в замороженной магнитной и сегнетоэлектрической жидкости как системе нанодисперсных частиц в изотропной диэлектрической матрице
Достоверность полученных результатов
Достоверность представленных в работе результатов подтверждается апробацией их более чем на 50 авторитетных научных конференциях, а также следует из надежности использовавшихся в ней методов традиционного теоретического описания на основе термодинамики и электродинамики сплошных сред, знании симметрии кристаллов по их термодинамическим потенциалам, корреляции полученного в диссертации материала с имеющимися экспериментальными литературными данными при исследовании смежных эффектов.
Апробация работы
Основные результаты исследования диссертационной работы были представлены, доложены и обсуждены более чем на 50 международных, всесоюзных и всероссийских конференциях, семинарах и симпозиумах: 15-й Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений (г. Пермь, 1981г.); II и III Всесоюзной школе-семинаре по магнитным жидкостям (г. Плес 1981, 1983гг.); Семинаре по прикладной магнитной гидродинамике Института механики сплошных сред (г. Пермь, 1983г.); Семинаре по физике магнитных явлений физического факультета Московского государственного университета (г. Москва, МГУ им. М.В. Ломоносова, 1983г.); YIII Международной конференции по МГД преобразованию энергии (г. Москва, 1983г.); IY Всесоюзной конференции по магнитным жидкостям (г. Иваново, 1985г.); 17 Всесоюзной конференции по физике магнитных явлений (г. Донецк, 1985г.); Y Международной конференция по магнитным жидкостям (г. Саласпилс, Латв. ССР, 1989г.); 13 Рижском совещании по магнитным жидкостям (г. Саласпилс, Латв. ССР, 1990г.); YII, YIII, IX, Х-й Международной Плесской конференции по магнитным жидкостям (Россия, г. Плес, 1996г., 1998г.-2докл., 2000г., 2002г.); Всероссийской конференции по Физ-химии и прикладным проблемам магнитных жидкостей (г. Ставрополь, 1997г.); IX, Х-й Международной конференции «Взаимодействие с дефектами и неупругие явления в твердых телах» (Россия, г. Тула, 1997г.- 3 докл., 2001г.); Всероссийской конференции «Методы и средства измерения физических величин» (г. Новгород, 1998г.); YII, YIII, Х-й Всероссийской научно-
технической конференции «Материалы и упрочняющие технологии» (г. Курск, 1999г.- два докл., 2000г., 2003г.); Международной конференции «Релаксационные явления в твердых телах» (г. Воронеж, 1999г.); XI сессии Российского акустического общества (г. Москва, 2001г.); 8, 12, 14-й Всероссийской научной конференции студентов - физиков и молодых ученых (г. Екатеринбург, 2002г., г. Новосибирск, март 2006г., г. Екатеринбург-Уфа, апрель 2008г.); Y, YI, YII- й Международной конференции «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» (г. Воронеж, 2003г. - 2 докл., апрель 2005г.- 3 докл., май 2007г. - 3 докл.); Ш-м Международном семинаре «Компьютерное моделирование электромагнитных процессов в физических и химических системах» (г. Воронеж, апрель 2004г.); ХХІ-й Международной конференции «Релаксационные явления в твердых телах» (г. Воронеж, октябрь 2004г.); YI -й Международной конференции «Действие электромагнитных полей на пластичность и прочность материалов» (г. Воронеж, апрель 2005г.)- 3 доклада; II- м Международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем (Физико-математическое моделирование процессов в конденсированных средах и системах многих частиц» (г. Воронеж, декабрь 2005г.)- 2 доклада; II, III International Scientific-Practical Conference «Structural Relaxation in Solids» (Украина, г. Винница, ICSRS-2- май 2006г., ICSRS-3- 19-21 мая 2009г.); XX-й Международной юбилейной школе-семинаре «Новые магнитные материалы в микроэлектронике» (г. Москва, МГУ им М.В. Ломоносова, июнь 2006г.); Всероссийской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых по физике (Владивосток. Дальневост. ун-т, 14-16 ноября 2007г., 27-29 апреля 2009г.); XYI-й Международной конференции по постоянным магнитам (МГУ, г. Суздаль, сентябрь 2007г.); II, Ш-й Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов» (Москва, ИМЕТ РАН, DFMN 2007-октябрь 2007г, DFMN 2009- 12-15 октябрь 2009г.); IY, Y, YI- м Международном семинаре «Физико-математическое моделирование систем» (г. Воронеж, ноябрь 2007г., 28-29 ноября 2008г., 27-28 ноября 2009г.); І- й Международной конференции «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» ( ФНМ-2008-ВЧВ, ИМЕТ РАН, г. Суздаль, 29 сентября - 3 октября 2008г.); YIII -й Всероссийской конференции «Физи-кохимия ультрадисперсных (нано) систем» (ФХУДС-YIII, БегГУ, г. Белгород, ноябрь 2008г.); Y-м Междисциплинарном симпозиуме «Прикладная синергетика в нанотехнол огиях» (г. Москва, ИМЕТ РАН, ПНС-08, 17-20 ноября 2008г.); Научной сессии МИФИ-2009. Направление «Нанофизика и нанотехнологии», секция 2-6 «Ультрадисперсные (нано-) материалы» (Москва. МИФИ. 26-30 января 2009г.); Международной конференции «Новое в магнетизме и магнитных материалах» (г. Москва. МГУ им. М.В. Ломоносова, 28июня-4июля 2009г.); Ежегодной научно-практической конференции «Инновации РАН - 2009» .Секц. 3 «О развитии иссл. и разработок в области нанотехнол. и наноматериалов в регионах РФ». (18-20 ноября 2009г. Томск, Академ, городок); XYII-й Международной конференции по постоянным магнитам (21-25 сент. 2009г. Суздаль-Москва).
Работа выполнена в Курском государственном техническом университете в области естественных наук по физике твердого тела по направлению 1.3.5.2. на кафедрах «Теоретическая и экспериментальная физика» и «Физика» в соответствии с Перечнем приоритетных направлений фундаментальных исследований, утвержденным президиумом РАН (разделы 1.2. «Физика конденсированного состояния», в том числе разделы 1.2.6. «Физика магнитных явлений, магнитные материалы и
структуры»). Исследования нанокристаллических материалов поддерживались грантом Президента РФ МК 6606.2006.2.
Публикации. Материал, представленный в диссертации, опубликован в 95 статьях, свыше 67 из них в ведущих отечественных и зарубежных изданиях, из которых 24 входят в перечень ВАК РФ.
Личный вклад автора. В самостоятельных и совместных работах автору принадлежит выбор направления, формулировка задач и разработка методов исследования, разработка моделей процессов, обобщающий анализ данных, выбор объектов для исследования, обработка и интерпретация результатов, написание статей. При выполнении работы в коллективе авторов соискателем сделан определяющий вклад в постановку задачи, обобщающий анализ теоретических результатов с сопоставлением с экспериментальными данными и интерпретацию результатов.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, изложенных на 384 страницах машинописного текста, включая 36 рисунков, 8 таблиц и перечень использованной литературы, содержащий 389 наименований.
Первая глава обзорно-аналитическая, она посвящена рассмотрению состояния исследований, и их результатов, релаксационных свойств и процессов, связанных с генерацией упругих волн в магнитоэлектроупорядоченных системах.
Во второй главе изложены материалы автора, относящиеся к применению макроскопического подхода при изучении релаксационных явлений и процессов, связанных с генерацией упругих волн в ферромагнетиках, в третьей - в сегнетоэлек-триках, в четвертой - в сегнетомагнетиках, а в пятой - в нанокристаллических и дисперсных наноразмерных магнитоэлектроупорядоченных системах. Завершается работа основными результатами и выводами.
Автор выражает искреннюю признательность консультанту д.ф-м.н., проф. А.А. Родионову за многолетнее сотрудничество, внимание к этой работе, неоценимую помощь при обсуждении её результатов.
