Исследование температурно-индуцированных одноосных деформаций в планарных ферромагнитных микрочастицах методами ферромагнитного резонанса и зондовой микроскопии

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Изучены планарные квадратные микрочастицы никеля, нанесенные на поверхность монокристаллов ниобата лития в гексагональной фазе и титанил фосфата калия. Благодаря сильно различающимся коэффициентам термического расширения этих монокристаллов в микрочастицах индуцируется одноосная анизотропия при нагреве или охлаждении относительно температуры нанесения. Эффект наведения анизотропии исследовался методами магнитно-силовой микроскопии и ферромагнитного резонанса. Данные, полученные из спектров ферромагнитного резонанса, показывают, что в ансамбле микрочастиц наблюдается поворот оси анизотропии на 90° при изменении температуры образцов от –10 °C до 60 °C, что согласуется с данными о поведении доменной структуры отдельной микрочастицы, полученными методами магнитно-силовой микроскопии.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. И. Нургазизов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Автор, ответственный за переписку.
Email: niazn@mail.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

Д. А. Бизяев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: niazn@mail.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

А. П. Чукланов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: niazn@mail.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

А. А. Бухараев

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»; Государственное научное бюджетное учреждение «Академия наук Республики Татарстан»

Email: niazn@mail.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань; Казань

Л. В. Базан

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр Российской академии наук»

Email: niazn@mail.ru

Казанский физико-технический институт имени Е.К. Завойского

Россия, Казань

В. Я. Шур

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Email: niazn@mail.ru

Институт естественных наук и математики

Россия, Екатеринбург

А. Р. Ахматханов

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина»

Email: niazn@mail.ru

Институт естественных наук и математики

Россия, Екатеринбург

Список литературы

  1. Roy K., Bandyopadhyay S., Atulasimha J. // Appl. Phys. Lett. 2011 V. 99. Art. No. 063108.
  2. Barangi M., Mazumder P. // IEEE Nanotechnol. Mag. 2015. V. 9. No 3. P. 15.
  3. Biswas A.K., Bandyopadhyay S., Atulasimha J. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 104. P. 232403.
  4. Atulasimha J., Bandyopadhyay S. // Nanomagnetic and spintronic devices for energy-efficient memory and computing. WILEY, 2016. 352 p.
  5. Бухараев А.А., Звездин А.К., Пятаков А.П., Фетисов Ю.К. // УФН. 2018. Т. 188. С. 1288.; Bukharaev A.A., Zvezdin A.K., Pyatakov A.P., Fetisov Yu.K. // Phys. Usp. 2018. V. 61. P. 1175.
  6. Bandyopadhyay S., Atulasimha J., Barman A. // Appl. Phys. Rev. 2021. V. 8. Art. No. 041323.
  7. Жуков Д.А., Крикунов А.И., Амеличев В.В. и др. // Изв. РАН. Сер. физ. 2020. Т. 84. № 5. С. 730; Zhukov D.A., Krikunov A.I., Amelichev V.V. et al. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2020. V. 84. No. 5. P. 602.
  8. Жуков Д.А., Амеличев В.В., Костюк Д.В., Касаткин С.И. // Изв. РАН. Сер. физ. 2022. Т. 86. № 9. С. 1256.; Zhukov D.A., Amelichev V.V., Kostyuk D.V., Kasatkin S.I. // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2022. V. 86. No. 9. P. 1041.
  9. Ермолаева О.Л., Гусев Н.С., Скороходов Е.В. и др. // ФТТ. 2019. Т. 61. № 9. С. 1623; Ermolaeva O.L., Gusev N.S., Skorokhodov E.V. et al. // Phys. Solid State. 2019. V. 61. P. 1572.
  10. Нургазизов Н.И., Бизяев Д.А., Бухараев А.А. // Изв. РАН. Сер. физ. 2019. T. 83. № 7. С. 897; Nurgazizov N.I., Bizyaev D.A., Bukharaev A.A // Bull. Russ. Acad. Sci. Phys. 2019. V. 83. No. 7. P. 815.
  11. Нургазизов Н.И., Бизяев Д.А., Бухараев А.А., Чукланов А.П. // ФТТ. 2020. Т. 62. № 9. С. 1503; Nurgazizov N.I., Bizyaev D.A., Bukharaev A.A., Chuklanov A.P. // Phys. Solid State. 2020. V. 62. P. No. 1667.
  12. Finizio S., Foerster M., Buzzi M. et al. // Phys. Rev. Appl. 2014. V. 1. Art. No. 021001.
  13. Zhang Y., Wang Z., Wang Y. et al. // J. Appl. Phys. 2014. V. 115. Art. No. 084101.
  14. Chen A., Zhao Y., Wen Y. et al. // Sci. Advances. 2019. V. 5. Art. No. eaay5141.
  15. Bur A., Wu T., Hockel J. et al. // J. Appl. Phys. 2011. V. 109. P. 123903.
  16. Bizyaev D.A., Bukharaev A.A., Nurgazizov N.I. et al. // Phys. Stat. Sol. Rapid Res. Lett. 2020. Art. No. 2000256.
  17. Бизяев Д.А., Чукланов А.П., Нургазизов Н.И., Бухараев А.А. // Письма в ЖЭТФ. 2023. T. 118. № 7-8. С. 602; Bizyaev D.A., Chuklanov A.P., Nurgazizov N.I., Bukharaev A.A. // JETP Lett. 2023. V. 118. No. 8. P. 591.
  18. Бизяев Д.А., Бухараев А.А., Кандрашкин Ю.Е. и др. // Письма в ЖТФ. 2016. Т. 42. № 20. С. 24.; Bizyaev D.A., Bukhraev A.A., Kandrashkin Yu.E. et al. // Tech. Phys. Lett. 2016. V. 42. No. 10. P. 1034.
  19. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский А.М. и др. Физические величины: Справочник. М: Энергоатомиздат, 1991. 1232 с. http://math.nist.gov/oommf.
  20. Овчинников Д.В., Бухараев А.А. // ЖТФ. 2001. Т. 71. № 8. С. 85; Ovchinnikov D.V., Bukharayev A.A. // Tech. Phys. 2001. V. 46. P. 1014.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема расположения Ni микрочастицы на монокристаллических подложках с анизотропными коэффициентами теплового расширения и направления действия сил: при охлаждении образца ниже (a) и при нагреве образца выше температуры формирования частиц на поверхности кристалла KTP (б); при охлаждении образца ниже (в) и при нагреве образца выше температуры формирования частиц на поверхности кристалла CLN (г).

Скачать (80KB)
Метаданные
3. Рис. 2. ФМР спектры микрочастиц Ni на KTP при различных углах ориентации относительно магнитного поля при температуре 60 °C (а). Угловая зависимость резонансного поля в полярных координатах для микрочастиц Ni на KTP при температурах (б): –10 °C (пунктирная кривая), +20 °C (сплошная кривая) и +60 °C (кривая с точками); значения резонансных полей для каждой кривой нормированы на минимальное значение резонансного поля при данной температуре. Зависимости эксцентриситета углового отклонения резонансного поля от температуры (в). Зависимости угла направления оси термоиндуцированной магнитной анизотропии от температуры (г). 1 — KTP, 2 — CLN, 3 — стеклянная подложка.

Скачать (458KB)
Метаданные
4. Рис. 3. АСМ изображения отдельной Ni микрочастицы на KTP подложке, сформированной при комнатной температуре (а) и при 60 °C (б). Размер поля сканирования 11×11 мкм. Градации цвета соответствуют размаху высоты 35 нм. МСМ изображения микрочастицы а, полученные при 30 °C — в, 45 °C — г, 60 °C — д, и соответствующие им виртуальные МСМ изображения — з, и, к; микрочастицы б, полученные при 30 °C — е, 90 °C — ж, и соответствующие им виртуальные МСМ изображения — л, м. Градации цвета соответствуют размаху фазы 0.5°. Зависимость длины стенки между двумя увеличенными доменами (L) от температуры для образцов, приготовленных на KTP — н и CLN — о. Цифрой 1 обозначены данные для микрочастиц, сформированных на подложках при комнатной температуре, цифрой 2 — при 60 °C.

Скачать (473KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость эксцентриситета углового отклонения резонансного поля (e, левая ось ординат) и приведенной длины стенки между двумя увеличенными доменами (L, правая ось ординат) от действующего на микрочастицу механического напряжения. 1 — точки и кривая эксцентриситета для микрочастиц на кристалле KTP; 2 — точки и кривая эксцентриситета для микрочастиц на кристалле CLN; 3 — длина перемычки, нормированная на длину микрочастицы на кристалле KTP; 4 — длина перемычки, нормированная на длину микрочастицы на кристалле CLN.

Скачать (77KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024