Генерация локализованных магнитных неоднородностей на дефектах, как новый канал затухания для движущейся доменной границы

А.М. Гумеров, Е.Г. Екомасов, Р.В. Кудрявцев, М.И. Фахретдинов показать трудоустройства и электронную почту
Получена: 01 июня 2018; Исправлена: 25 июня 2018; Принята: 26 июня 2018
Цитирование: А.М. Гумеров, Е.Г. Екомасов, Р.В. Кудрявцев, М.И. Фахретдинов. Генерация локализованных магнитных неоднородностей на дефектах, как новый канал затухания для движущейся доменной границы. Письма о материалах. 2018. Т.8. №3. С.299-304
BibTex   https://doi.org/10.22226/2410-3535-2018-3-299-304

Аннотация

При прохождении доменной границы через область магнитного дефекта (обозначен штрихованными линиями) зарождается локализованная нелинейной волны (магнитный бризер).В работе теоретически изучаются потери энергии доменной границы, которые возникают при ее движении через область магнитного дефекта. Эти потери во многом связаны с генерацией локализованных волн намагниченности в области дефекта. В работепоказано, что процесс рассеяния энергии доменной границы на дефекте можно рассматривать как новый «канал затухания» для доменной границы. Исследование проводилось с помощью численных и аналитических методов на примере трехслойной модели ферромагнитной структуры, в которой промежуточный слой отличается физическими параметрами от остального кристалла. Промежуточный слой (или магнитный дефект) моделировался с помощью пространственной модуляции магнитных параметров. Рассчитаны режимы движения, при которых «эффективное затухание» минимально. Величина этого затухания зависит от энергии возбуждения локализованных волн и определяется соотношением свойств дефекта и начальной скорости движения доменной границы. В частности, показано, что увеличение потерь энергии доменной границы связано с увеличением амплитуды колебаний локализованных волн. При этом зависимость амплитуды колебаний локализованных волн от начальной скорости доменной границы имеет только один максимум. Именно в этой точке потери энергии доменной границы максимальны. Их можно существенно уменьшить, если скорость движения доменной границы заметно отличается в сторону уменьшения или увеличения по сравнению с точкой максимума. Данное поведение рассчитывалось как для случая точечного дефекта, так и для случая протяженного. В последнем случае, потери энергии доменной границы увеличиваются, но поведение качественно остается таким же.

Ссылки (38)

1. K. S. Novoselov, S. V. Dubonos, S. V. Morozov, D. V. D. Bergen, J. K. Maan, A. K. Geim. Int. J. Nanosci. 3, 87 (2004). Crossref
2. K. S. Novoselov, S. V. Dubonos, E. Hill, A. K. Geim. Physica E Low Dimens Syst Nanostruct. 22, 406 (2004). Crossref
3. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Dubonos, E. W. Hill, I. V. Grigorieva. Nature. 426, 812 (2003). Crossref
4. K. S. Novoselov, A. K. Geim, van der Berg, S. V. Dubonos, J. K. Maan. IEEE Trans. Magn. 38, 2583 (2002). Crossref
5. R. Kukreja, S. Bonetti, Z. Chen, D. Backes, Y. Acremann, J. A. Katine, A. D. Kent, H. A. Dürr, H. Ohldag, J. Stöhr. Phys. Rev. Lett. PRL. 115, 096601 (2015). Crossref
6. J. P. Tetienne, T. Hingant, J. V. Kim, L. H. Diez, J. P. Adam, K. Garcia, J. F. Roch, S. Rohart, A. Thiaville, D. Ravelosona, V. Jacques. Science. 344, 1366 (2014). Crossref
7. J. Rusz, S. Muto, J. Spiegelberg, R. Adam, K. Tatsumi, D. E. Bürgler, C. M. Schneider. Nat. Commun. 7, 12672 (2016). Crossref
8. M. V. Gerasimov, M. V. Logunov, A. V. Spirin, Yu. N. Nozdrin, I. D. Tokman. Phys. Rev. B. 94, 014434 (2016). Crossref
9. A. V. Golovchan, V. V. Kruglyak, V. S. Tkachenko, A. N. Kuchko. Royal Society open science. 5(1), 172285 (2018). Crossref
10. L. Kavitha, E. Parasuraman, D. Gopi, A. Prabhu, R. A. Vicencio. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 401, 394 (2016). Crossref
11. L. Kavitha, A. Mohamadou, E. Parasuraman, D. Gopi, N. Akila, A. Prabhu. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 404, 91 (2016). Crossref
12. A. Hubert and R. Schafer. Magnetic Domains. Springer, Heidelberg (1998) 720 p.
13. M. A. Shamsutdinov, V. N. Nazarov, I. U. Lomakina, А. Т. Kharisov, D. M. Shamsutdinov. Ferro- and antiferromagnitodinamika. Nonlinear Oscillations, wavesand solitons. Мoscow, Nauka (2009) 456 p. (in Russian) [М. А. Шамсутдинов, И. Ю. Ломакина, В. Н. Назаров, А. Т. Харисов, Д. М. Шамсутдинов. Ферро- и антиферромагнитодинамика. Нелинейные колебания, волны и солитоны. Москва, Наука (2009) 456 с.].
14. M. A. Shamsutdinov, V. G. Veselago, M. M. Farztdinov, E. G. Ekomasov. Phys. Solid State. 32, 288 (1990). (in Russian) [М. А. Шамсутдинов, В. Г. Веселаго, М. М. Фарзтдинов, Е. Г. Екомасов. ФТТ. 32(2), 497 (1990).].
15. V. V. Plavskii, M. A. Shamsutdinov, E. G. Ekomasov, A. G. Davletbaev. Phys. Met. Metallogr. 75, 589 (1993). (in Russian) [B. B. Плавский, Е. Г. Екомасов, M. A. Шамсутдинов, А. Г. Давлетбаев. ФММ. 75(6), 26 (1993).].
16. Y. Sun, R. Gao. Solid State Commun. 149, 393 (2009). Crossref
17. B. N. Filippov, M. N. Dubovik. Phys. Solid State. 56, 967 (2014). Crossref
18. M. N. Dubovik, L. G. Korzunin, B. N. Filippov. The Physics of Metals and Metallography. 116, 656 (2015). Crossref
19. E. G. Ekomasov, A. M. Gumerov, R. R. Murtazin, R. V. Kudryavtsev, A. E. Ekomasov, N. N. Abakumova. Solid State Phenomena. Switzerland. Trans Tech Publications. 233 - 234, 51 (2015). Crossref
20. E. G. Ekomasov, R. R. Murtazin, V. N. Nazarov. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 385, 217 (2015). Crossref
21. E. G. Ekomasov, A. M. Gumerov. Letters on materials. 4(4), 237 (2014). (in Russian) [Е. Г. Екомасов, А. М. Гумеров. Письма о материалах. 4(4), 237 (2014).]. Crossref
22. D. D. Tang, Yu.-J. Le. Magnetic Memory Fundamentals and Technolog. Cambridge, Cambridge University Press, New York (2010) 196 p.
23. E. G. Ekomasov, R. V. Kudryavtsev, A. M. Gumerov. Letters on Materials. 7(2), 160 (2017). (in Russian) [Е. Г. Екомасов, Р. В. Кудрявцев, А. М. Гумеров. Письма о материалах. 7(2), 160 (2017).]. Crossref
24. A. B. Borisov, V. V. Kiselev. Nonlinear waves, solitons and localized structures in magnetic materials. T.1. Quasi-one-dimensional magnetic solitons. UB RAS, Ekaterinburg (2009) 512 p. (in Russian) [А. Б. Борисов, В. В. Киселёв. Нелинейные волны, солитоны и локализованные структуры в магнетиках. Т.1. Квазиодномерные магнитные солитоны. УрО РАН, Екатеринбург (2009) 512 с.].
25. J. Cuevas-Maraver, P. G. Kevrekidis, F. Williams (Eds.). The Sine-Gordon Model and Its Applications: From Pendula and Josephson Junctions to Gravity and High-energy Physics, V. 10. Springer (2014) 263 p.
26. J. A. González, A. Bellorin, M. A. García-Ñustes, L. E. Guerrero, S. Jiménez, L. Vázquez. Physics Letters A. 381(24), 1995 (2017). Crossref
27. J. A. González, A. Bellorin, L. E. Guerrero. Physical Review E. 65(6), 065601 (2002). Crossref
28. V. A. Gani, A. E. Kudryavtsev. Physical Review E. 60(3), 3305 (1999). Crossref
29. V. A. Gani, A. E. Kudryavtsev, M. A. Lizunova. Physical Review D. 89(12), 125009 (2014). Crossref
30. A. Askari, D. Saadatmand, K. Javidan. Waves in Random and Complex Media. 1 - 14 (2018). Crossref
31. K. Javidan. Physical Review E. 78(4), 046607 (2008). Crossref
32. S. P. Popov. Computational Mathematics and Mathematical Physics. 58(3), 437 (2018). Crossref
33. E. G. Ekomasov, A. M. Gumerov, R. V. Kudryavtsev. Letters on materials. 6(2), 138 (2016). (in Russian) [Е. Г. Екомасов, А. М. Гумеров, Р. В. Кудрявцев. Письма о материалах. 6(2), 138 (2016).]. Crossref
34. E. G. Ekomasov, A. M. Gumerov, R. V. Kudryavtsev. JETP Letters. 101, 835 (2015). Crossref
35. E. G. Ekomasov, Sh. A. Azamatov, R. R. Murtazin. Phys. Met. Metallogr. 105(4), 313 (2008). Crossref
36. T. Dauxois, M. Peyrard. Physics of Solitons. N. Y., Cambridge University Press (2010).
37. Y. S. Kivshar, F. Zhang, L. Vazquez. Phys. Rev. Lett. 67, 1177 (1991). Crossref
38. O. M. Brown, J. S. Kivshar. The Frenkel-Kontorova model: Concepts, methods, and applications. Springer (2004) 519 p.

Другие статьи на эту тему