Введение к работе
Актуальность темы. Большой интерес к изучению домешой структуры магнетиков обусловлен рядом факторе в. Домеш и домешше стенки оказывает существенное, а в некоторгиг; случаях и определяющее, влияние на многие свойства кристаллов. Кроме того, они обладают интересными физическими свойствами и соми по себе. Их интенсивное изучение, начатое еще в 30-х годах ИЗ, связано с техническими применениями магнитных материалов в радио- и микроэлектроники, в элементах магнитной памяти различных вычислительных устройств и т.д.
Обычно считается, что состоянию доменной структуры ферромагнетика в отсутствии Екешнего магнитного поля соответствует нулевой магнитный момент образца и равновесное число доменных стенок NQ, определяемое из минимума суммы магнитостатичесг.ой анергии и энергии доменных стенок. Считается, что эти условия всегда могут быть достигнуты, если подвергнуть образец действию переменных полей убывающей амплитуда. Однако эксперимента [2,31 показывают, что кроме основного состояния доменной структуры существует целый ряд метастабильных состояний о неравновесным числом доменных стенок №*N . Эти состояния обладают устойчивостью к действию переменных полей и переходы мезду ними происходят только при достижении некоторых критических частот и амплитуд внешнего поля.
Современные теории доменов, имеющие дело либо с периодической доменной структурой, либо с уединенным единственным доменом, не позволяют последовательно описать как эти, тех и некоторые другие эффекты, обусловленные конечностью числа доменных стенок N в реальных образцах.
Цель работы.
-
Разработка теории, которая позволяет адекватно описать основное и метастабильные состояния доменной структуры идеальных кристаллов ограниченных размеров (т.е. структуры с конечным числом доменных стенок).
-
Провести исследования природа и свойств таких состояний и, в частности, исследовать потенциальные барьеры мэяду основным и метастабильными состояниями и мекду мвтастабильныга состояниями с различным числом N.
-
Провести анализ как процессов намагничивания, тдк и процессов размагничивания и построить кривые перемзгнпчивакия з рвм-ках модели структур с конечним N.
4. Рассмотреть процессы, приводящие к переходам между состояниями с различным числом N как в квазистатике, так и в динамике.
Научная новизна. Впервые последовательно развита теория доменных структур с конечным числом доменов в ограниченных ооразцах в приближений бесконечно тонкой доменной стенки для всего полевого интервала существования многодомешой структуры. Впервые теоретически показана возможность существования в идеальных кристаллах ферромагнетиков метастэбилызнх состояний доме&йй структуры, с число" доменных стенок N„ не равным числу доменных стенок в основном состоянии NQ. Показано, что топологические ограничения приводят к резкому уменьшению числа фазовых переходов с изменением N при намагничивании. . Дана классификация процессов намагничивания доменных структур с конечным И и построены их графы в случае, когда барьеры между состояниями определяются преимущественно магнитостатической энергией. Показано, что в идеальных кристаллах в общем случае полный магнитный момент образца в основном состоянии при Н=0 может быть отличен от нуля, а кривая намагни-лвания -- асимметрична. Обнаружена возможность существования в некоторых случаях метастабильных состояний доменной структуры при НД) для образцов, в которых при Н=0 возможно лишь однодоменное состояние. Дано качественное объяснение экспериментов, в которых наблюдались переходы меаду метастабильными состояниями под действием высокочастотного поля.
Научная и практическая значимость. Полученные результаты ра
сширяют и углубляют фундаментальные представления о доменной
структуре магнетиков, стимулирует новые теоретические и экспери
ментальные исследования в области физики магнитных доменов. Рас
смотренные в диссертации вопросы позволили объяснить. . результаты
эксперимента [21. <
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на Всесоюзных конференциях по физике магнитных явлений (Калинин, 1983; Ташкент, 1991); на Всесоюзной школе-семинаре "Новые материалы для микроэлектроники" (Новгород, 1990); на Всесоюзной конференции по избранным вопросам физики твердого тела (Таллинн, 1990), а т~кже на семинарах в Институте физики им.Л.В.Киренского.
Публикации. Основное содержание диссертации отражено в 11 публикациях, список которых приведен в конце автореферата.
Структура диссертации. Диссертация состоит из Введения, пяти глав, Заключения, списка цитированной литературы и двух приложений. Общий объем диссертации составляет 135 страниц, включая 59