Магнитная структура доменных границ в напряженных цилиндрических проводах
https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-325-332
Аннотация
Мы исследуем внутреннюю структуру и динамику поперечных доменных границ в аморфных, напряженных ферромагнитных микропроводах, сравнивая две модели магнитоупругой анизотропии. В полной модели все три основные компоненты напряжений (осевая, радиальная, циркулярная), полученные из реалистичного профиля напряжений, преобразуются в пространственно изменяющиеся анизотропии; в редуцированной модели сохраняется только доминирующая компонента напряжения в каждой радиальной области. Микромагнитное моделирование показывает, что редуцированная модель создает преувеличенные периферические отклонения — более сильные радиальные проекции намагниченности и более глубокое проникновение возмущенного слоя — по сравнению с полной моделью. Энергетический анализ показывает, что исключение недоминантных анизотропий приводит к недооценке взаимодействий доменной границы с дефектами и резкому, похожему на оболочку радиальному упорядочению при более высоких значениях поверхностной анизотропии.
Кроме того, расчеты диссипации, основанные на подходе Тиля, показывают, что сокращенная модель переоценивает скорость доменной границы до 50%. Эти результаты демонстрируют, что включение полного тензора напряжений необходимо для точного прогнозирования как статических профилей доменных границ, так и их динамического отклика в напряженных микропроводах.
Об авторах
К. А. ЧичайРоссия
И. С. Лобанов
Россия
В. М. Уздин
Россия
Список литературы
1. Bukharaev A.A., Zvezdin A.K., Pyatakov A.P., Fetisov Y.K. Straintronics: a new trend in micro- and nanoelectronics and materials science. Physics-Uspekhi, 2018, 61(12), P. 1175.
2. Bandyopadhyay S., Atulasimha J., and Barman A. Straintronics: Manipulating the Magnetization of Magnetostrictive Nanomagnets with Strain for Energy-Efficient Applications. Applied Physics Reviews, 2021, 8, P. 041323.
3. Pyatakov A., Zvezdin A. Magnetoelectric and multiferroic media. Physics-Uspekhi, 2012, 55(6), P. 557–581.
4. Alam J., et.al. Cylindrical micro and nanowires: Fabrication, properties and applications. J. Magn. Magn. Mater., 2020, 513, P. 167074.
5. Chiriac H., Corodeanu S., Lostun M., Stoian G., Ababei G., and O´ va´ri T.A. Rapidly solidified amorphous nanowires, J.Appl. Phys., 2011. 109(6), P. 063902.
6. Baranov S.A., Larin V.S., Torcunov A.V., Technology, Preparation and Properties of the Cast Glass-Coated Magnetic Microwires. Crystals, 2017. 7(136).
7. Chiriac H., Ovari T.A. and Pop Gh. Internal stress distribution in glass-covered amorphous magnetic wires. Phys. Rev. B, 1995, 42, P. 10104.
8. Liu K., Lu Z., Liu T., Li D. Measurement of internal tensile stress in Co68:2Fe4:3Cr3:5Si13B11 glass-coated amorphous microwires using the stress sensitivity of saturation magnetostriction. J. Magn. Magn. Mater., 2013. 339, P. 124–126.
9. Chiriac H., Ovari T.-A., Switching field calculations in amorphous microwires with positive magnetostriction. J.Magn. Magn. Mater., 2002, 249, P. 141–145.
10. Churyukanova M., Semenkova V., Kaloshkin S., Shuvaeva E., Gudoshnikov S., Zhukova V., and Zhukov A., Magnetostriction investigation of soft magnetic microwires. Phys. Stat. Sol. (a), 2016, 213(2), P. 363–367.
11. Aksenova O.I., Orlova N., Churyukanova M.N., Aronin A.S. Stress state effect on the magnetic properties of amorphous microwires. J.Magn. Magn. Mater., 2020, 495, P. 165878.
12. Nematov M.G., Baraban I., Yudanov N.A., Rodionova V., Qin F.X., Peng H.-X., Panina L.V., Evolution of the magnetic anisotropy and magnetostriction in Cobased amorphous alloys microwires due to current annealing and stress-sensory applications. J. Alloys. Compd., 2020, 837, P. 155584.
13. Chiriac H., Ovari T.–A., Zhukov A. Magnetoelastic anisotropy of amorphous microwires. J. Magn. Magn. Mater., 2003, 496, P. 254–255.
14. Zhukova V., Blanco J.M., Ipatov M., Zhukov A. Magnetoelastic contribution in domain wall dynamics of amorphous microwires. Physica B, 2012, 407, P. 1450–1454.
15. Chichay K.A., Lobanov I.S. Uzdin V.M. tability and transformations of domain walls in cylindrical wires. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2024, 15(3), P. 332–339.
16. Chichay K.A., Lobanov I.S., Uzdin V.M. The structure of magnetic domain walls in cylindrical nano- and microwires with in- homogeneous anisotropy. Nanosystems: Phys. Chem. Math., 2023, 15(1), P. 55–59.
17. Thiele A.A. Steady-state motion of magnetic domains. Phys. Rev. Lett., 1973, 30, P. 230–233.
18. Lobanov I.S., Uzdin V.M. Dynamics of ”Breathing” Skyrmions. JETP Letters, 2024, 119(10), P. 768–774.
Рецензия
Для цитирования:
Чичай К.А., Лобанов И.С., Уздин В.М. Магнитная структура доменных границ в напряженных цилиндрических проводах. Наносистемы: физика, химия, математика. 2025;16(3):325-332. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-325-332
For citation:
Chichay K.A., Lobanov I.S., Uzdin V.M. Magnetic structure of domain walls in stressed cylindrical wires. Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2025;16(3):325-332. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2025-16-3-325-332