XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

The paper analyzes the processes of self-organization in a system of continuously moving domain structures. The analysis of the dynamic parameters of the ring domains is carried out, the conditions of existence are determined. The article is devoted to the analysis of self-organization processes in a system of continuously moving magnetic domains. Dependences of the amplitude of the stepwise magnetic field on the dynamic parameters of the ring domains under a certain magnetic effect have been revealed. Of particular interest are the spatially ordered structures formed as a result of self-organization in non-living objects.

Keywords: the ring domains, the dynamic parameters, self-organization

Методика эксперимента:

Объектом исследований в данной работе являлись тонкие монокристаллические эпитаксиально выращенные плёнки ферритов-гранатов с (111) ориентацией. Данные плёнки являются магнитоодноосными, с осью лёгкого намагничивания перпендикулярной поверхности образца. Относятся они к классу ЦМД-плёнок, в которых в определённом интервале постоянных полей реализуется состояние с доменной структурой в виде сквозных цилиндрических магнитных доменов (ЦМД). Магнитные свойства [1-2] исследуемых образцов ферритов со структурой граната описываются трёхподрешёточной моделью с общей формулой {ΣR_i}₃[Fe,Me]₂(Fe,D)₃O₁₂. При определенных значениях переменного и постоянного магнитного поля и частоты в пленках образуются динамические доменные структуры типа «Ведущий центр» рис.1.

H₀~ ├────┤ 300 мкм

рис.1

На рис.2 представлены упорядоченные динамические доменные структуры типа «Ведущий центр» в образце №1.1, при частоте переменного магнитного поля f = 100 кГц и амплитуде H₀ = 60 Э.

Экспериментальные результаты:

При некоторых значениях f и H_o может формироваться ДДС [3-5] внешне похожая на ВЦ, но у которой нет распространения концентрических колец от центра. Кольцевые домены не перемещаются, их границы лишь колеблются около устойчивых положений равновесия. В такой ДДС, которую мы назвали "доменный центр" (ДЦ), число колец N увеличивается (или уменьшается) с изменением параметров накачки (H_o и f) путём наращивания (или разрушения) кольцевых доменов на периферии ДЦ. Локальные искусственные дефекты здесь выступают как центры формирования крупных систем концентрических кольцевых доменов, подобных тем, что показаны на рис.1. Заметим, что на этом образце обнаружился и естественный дефект, вокруг которого при определённых f и H_o образуются системы кольцевых доменов. Динамическое поведение таких систем в зависимости от f и H_o различно, то они ведут себя как ВЦ, то как ДЦ [1-5]. На рисунках 3,4 представлены графики зависимости амплитуды переменного магнитного поля от частоты и построены области существования кольцевых доменных структур при различных подмагничивающих полях.

Рис.3

Рис.4

Из графиков видно, что при малых частотах с увеличением подмагничивающего поля область существования увеличивается (рис.3), а при больших частотах при увеличении поля область уменьшается (рис.4).

рис.5

рис.6

Зависимость амплитуды постоянного магнитного поля от частоты показана на рисунках 5,6, видно что с увеличение подмагничивающего поля при низких частотах область существования кольцевых доменных структур смещается, но размеры практически не изменяются (рис.5), так же это хорошо демонстрирует график изображенный на рисунке 8 (зависимость амплитуды постоянного поля от амплитуды переменного магнитного поля для низких частот),а при высоких частотах происходит существенное уменьшение области существования с увеличением подмагничивающего поля (рис.6), что можно видеть и на рис.7.( зависимость Н_b(H_o), область высоких частот).

Рис.7

Рис. 8

Выводы:

В данной статье проведен подробный анализ области существования динамических доменных структур типа «Ведущий центр». Построены графики зависимости амплитуды переменного и постоянного магнитных полей от частоты. Амплитуды постоянного поля от амплитуды переменного для различных диапазонов частот. Экспериментально установлено, что в зависимости от диапазона частот происходит смещение области существования, а так же существенное изменение ее размеров.

Библиографический список:

1.Кандаурова Г.С., Свидерский А.Э Процессы самоорганизации в многодоменных магнитных средах и формирование устойчивых динамических структур.//ЖЭТФ, 1990, Т.97, вып.4, с. 1218-1229.

2. Кандаурова Г.С., Русинов А.А. Фазовые диаграммы динамических систем магнитных доменов.//ДАН, 1995, т.340, N5, с.610 -613.

3. Русинов А.А., Русинова Е.А. Моделирование условий, благоприятных для образования Упорядоченных динамических спиральных доменов в пленках ферритов-гранатов. //Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2014. № 2 (22). С. 19-27.

4. Русинов А.А., Русинова Е.А. Феноменологический подход к описанию динамических параметров доменов спирального типа. //Вестник Уральского государственного университета путей сообщения. 2015. № 1 (25). С. 18-23.

5. Русинов А.А., Русинова Е.А., Авксентьева Е.И. Моделирование процессов динамических спиральных доменов в пленках ферритов-гранатов. //Вестник современных исследований. 2018. № 12.1 (27). С. 401-402.

Код для цитирования: Скопировать