АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ МАГНИТНОЙ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛА Nd2Fe14B В МОДЕЛИ ФРАКТАЛЬНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Модель фрактальной термодинамики впервые применена для исследования процесса температурной трансформации магнитной доменной структуры (ДС) на базисной плоскости монокристалла Nd2Fe14B в области температур 20–285 К, содержащей спин-переориентационный переход (СПП) второго рода от магнитокристаллической анизотропии (МКА) “ось легкого намагничивания” к МКА “конус осей легкого намагничивания”. Показана высокая степень близости характера изображений доменной структуры монокристалла Nd2Fe14B к фракталам во всем температурном интервале. В частности, значения параметра δ, характеризующего относительное отклонение исследованной ДС от фракталов, заключены в интервале 1.16·10−6 – 1.72·10−2. Обнаружено заметное различие характера температурных зависимостей фрактальных параметров D(T), Sf (T) и Tf (T) при температурах ниже и выше температуры ТСПП = 135 К. При этом температурное поведение фундаментальных констант соединения Nd2Fe14B и фрактальных параметров ДС в области МКА “ось легкого намагничивания” указывает на возможность их корреляции в данном диапазоне температур.

Об авторах

Юрий Григорьевич Пастушенков

Тверской государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: Pastushenkov.YG@tversu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6106-1761

Профессор, профессор кафедры физики конденсированного состояния.

Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 Россия

Виктор Павлович Цветков

Тверской государственный университет

Email: Tsvetkov.VP@tversu.ru

Профессор, заведующей кафедрой общей математики и математической физики

Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 Россия

Сергей Александрович Михеев

Тверской государственный университет

Email: Mikheev.SA@tversu.ru

доцент, доцент кафедры общей математики и математической физики

Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 Россия

Антон Ильич Цветков

Тверской государственный университет

Email: Tsvetkov.AI@tversu.ru

ассистент кафедры общей математики и математической физики

Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 Россия

Список литературы

  1. Paramonova E., Kudinov A., Mikheev S., Tsvetkov V., Tsvetkov I. Fractal thermodynamics, big data and its 3D visualization // in Proceedings of the 9th International Conference “Distributed Computing and Grid Technologies in Science and Education”. Dubna, 2021. V. 3041. P. 38–42. URL:https://ceur-ws.org/Vol-3041/38-42-paper-6.pdf
  2. Dong-Hyun K., Yoon-Chul C., Sug-Bong C., Sung-Chul S. Correlation between fractal dimension and reversal behavior of magnetic domain in Co/Pd nanomultilayers // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82. Р. 3698.
  3. Bathany C., Le Romancer M., Armstrong J.N., Chopra H.D. Morphogenesis of maze-like magnetic domains // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. Р. 184411.
  4. Catalan G., Béa H., Fusil S., Bibes M., Paruch P., Barthélémy A., Scott J.F. Fractal Dimension and Size Scaling of Domains in Thin Films of Multiferroic BiFeO3 // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. Р. 027602.
  5. Bucher J.P. Magnetic marbles as a model for ferromagnetic particle aggregation: fractal dimensions // European J. Phys. 2000. V. 12. Р. 142.
  6. Арзамасцева Г.В., Евтихов М.Г., Лисовский Ф.В., Мансветова Е.Г. Фрактальная модель сложной приповерхностной доменной структуры высокоанизотропных одноосных монокристаллов // ФММ. 2020. Т. 121. Вып. 5. С. 454–457.
  7. Hubert A., Schäfer R. Magnetic domains. The analysis of magnetic microstructures. Springer, 1998. 696 p.
  8. Bao-Shan Han, Dan Li, De-Juan Zheng, Yan Zhou. Fractal study of magnetic domain patterns // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. Р. 014433. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.014433
  9. Mikheev S.A., Semenova E.M., Pastushenkov Yu.G., Tsvetkov V.P., Tsvetkov I.V. Fractal Properties of the Nd100–xFex Alloys Surface in the Fractal Thermodynamics Model // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2024. V. 18. No. 2. P. 354–360.
  10. Pastushenkov Yu.G., Forkl A., Kronmüller H. Temperature dependence of the domain structure in Fe14Nd2B single crystals during the spin-reorientation transition // J. Magn. Magn. Mater. 1997. V. 174. P. 278–288.
  11. Пастушенков Ю.Г. Некоторые особенности перестройки магнитной доменной структуры в области ориентационных фазовых переходов первого и второго рода // Изв. РАН. Серия физическая. 2010. Т. 74. № 10. С. 1483–1485.
  12. Pastushenkov Y.G. Magnetic domain structure and spin reorientation process // Zeit. Metallkunde. 2002. V. 10. P. 991–996. https://doi.org/10.1515/ijmr-2002-0172
  13. Seifert M., Schulz L., Schäfer R., Hankemeier S., Frömter R. Micromagnetic investiganion of domain and domain wall evolution through the spin-reorientation transition of an epitaxial NdCo5 film // New J. Phys. 2017. V. 19. Р. 033002. https://doi.org/10.1088/1367-2630/aa60d5
  14. Tsvetkov V.P., Mikheyev S.A., Tsvetkov I.V. Fractal phase space and fractal entropy of instantaneous cardiac rhythm // Chaos, Solitons and Fractals. 2018. V. 108. Р. 71–76. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2018.01.030
  15. Hock S. Züchtung und magnetishe Eigenschaften von (Fe,Al)14(Nd,Dy)2FeB. Einkristallen: MPI-Stuttgart, 1988. 127 р.
  16. Givord D., Li H.S., Perrier de la Bathie R. Magnetic Properties of Y2Fe14B and Nd2Fe14B Single Crystals // Solid State Commun. 1984. V. 51. Р. 857–860.
  17. Mushnikov N.V., Terent’ev P.B., Rosenfel’d E.V. Magnetic Anisotropy of the Nd2Fe14B Compound and Its Hydride Nd2Fe14BH4 // Phys. Met. Metal. 2007. V. 103. No. 1. Р. 39–50.
  18. Pastushenkov Yu.G., Skokov K.P., Suponev N.P., Stakhovski D. Low-temperature magnetization distribution and magnetization reversal in Fe-Nd-B permanent magnets // J. Magn. Magn. Mater. 2005. V. 290. P. 644–646.
  19. Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991, 254 с.
  20. Livingston J.D., McConnel N.D. Domain‐wall energy in cobalt‐rare‐earth compounds // J. Appl. Phys. 1972. V. 43. Р. 4756–4762.
  21. Bodenberger R., Hubert A. Zur Bestimmung der Bloch-wandenergie von einachsigen Ferromagneten // Phys. Stat. Sol. (a). 1977. V. 44. Р. K7–K11.
  22. Kronmüller H., Fähnle M. Micromagnetism and the microstructure of ferromagnetic solids. Cambridge University Press, 2003. 432 p.
  23. Schäfer R. Magnetic domains. In Handbook of mag-netism and magnetic materials / Ed. M. Coey, Parkin S.P. Springer. 2021. P. 409. ISBN 978-3-030-63210-6 (eBook).
  24. Sinkevich A.I., Lyakhova M.B., Semenova E.M. The energy of 180° domain walls of uniaxial crystals with the different magnetocrystalline anisotropy type // J. Magn. Magn. Mater. 2024. V. 610. Р. 172560.
  25. Herbst J.F., Croat J.J., Yelon W.B. Structural and magnetic properties of Nd2Fe14B // J. Appl. Phys. 1985. V. 57. P. 4086–4090.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать