Частотно-размерные магнитоупругие эффекты в магнетике с учетом смещений ДГ

   Цель. Расчетным путем выявить закономерности, связанные с частотно-размерными магнитоупругими эффектами в магнетике с учетом смещений ДГ. Выполнить описание частотно-размерных эффектов, обусловленных геометрическими параметрами доменных границ относительно длины волны напряжений. Поскольку доменные границы обладают определенной инертностью, то это приводит к некоторым особенностям при их смещении под действием силовых полей.

   Методы. В работе изложен алгоритм расчета составляющих потерь, основанный на макроскопическом подходе, и выяснена причина их уменьшения при критических частотах в случае малых напряжений σ. Рассмотрение ведется на основе модели гибкой доменной границы. Предложенные методы аналитического описания диссипации магнитоупругой энергии и машинного моделирования соответствующих процессов будут полезны и для научных, и для практических целей, например при создании специальных электро- и радиотехнических ферромагнитных материалов.

   Результаты. Анализ показал, что магнитоупругие потери, возникающие при упругих колебаниях на критических частотах в магнетике, достигают минимума при условии, что волновой фронт не будет совпадать с плоскостью доменной границы в ее первоначальном положении. Это справедливо для доменных границ, закрепленных точечными или линейными дефектами.

   Заключение. Приближение собственных частот колебаний ДГ к критическим значениям приводит к резкому росту резонансной составляющей внутреннего трения. Результирующее же её значение под влиянием этой составляющей изменяется незначительно. Выявленные в работе особенности диссипации магнитоупругой энергии представляют интерес в лабораторных исследованиях и перспективны для практики при определении ориентировки кристаллов и описании текстуры, а также при создании новых перспективных магнитных материалов.

1. Киттель М. Физическая теория доменной структуры ферромагнетиков // Успехи физических наук. 1950. Т. XLI, вып. 4. С. 452-544.

2. Волков В.В., Боков В.А. Динамика доменной стенки в ферромагнетиках (Обзор) // Физика твердого тела. 2008. Т. 50, вып. 2. С. 193-221.

3. Петухов Б.В. Эффективная скорость движения доменной границы в квазиодномерной наносистеме при множественном рождении доменов новой фазы // Физика твердого тела. 2018. Т. 60, вып. 6. С. 1238-1242.

4. Сукстанский А.Л., Тарасенко В.В. Динамика доменных границ в ультратонких магнитных пленках // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 1977. Т. 12, вып. 4(10). С. 1476-1489.

5. Барьяхтар В.Г., Иванов Б.А., Четкин М.В. Динамика доменных границ в слабых ферромагнетиках // Успехи физических наук. 1985. Т. 146, вып. 3. С. 417–458. doi: 10.3367/UFNr.0146.198507b.0417.

6. Комина О.Ю., Жуков Е.А., Щербаков Ю. Измерение скорости движения доменных границ в YFEO₃ во внешних постоянных магнитных полях // Вестник Тихоокеанского государственного университета. 2016. № 1(40). С. 13-18.

7. Borin D., Stepanov G. Magneto-mechanical properties of elastic hybrid composites // Physical Sciences Reviews. 2020. Vol. 7, is. 10. doi: 10.1515/psr-2019-0126.

8. Шавров В.Г., Щеглов В.И. Динамика намагниченности в условиях изменения её ориентации. М.: Физматлит, 2019. 472 с.

9. Шавров В.Г., Бучельников В.Д., Бычков И.В. Связанные волны в магнетиках : монография. М.: Физматлит, 2019. 480 c.

10. Исследование динамики доменной границы GdFeCo методом двукратной высокоскоростной фотографии / K.H. Prabhakara, Т.Б. Шапаева, В.В. Юрлов, К.А. Звездин, А.К. Звездин, C.S. Davies [и др.] // Физика твердого тела. 2023. Т. 65, вып. 2. С. 248–253.

11. Особенности магнитоупругой СВЧ-динамики трехслойной структуры / Л.Н. Котов, М.Ю. Дианов, В.С. Власов, Ф.Ф. Асадуллин // Известия РАН. Серия физическая. 2022. T. 86, № 9. С. 1363-1368.

12. Звездин Л.К., Мухин А.А, Попков А.Ф. Магнитоупругие аномалии в динамике доменных границ в слабых ферромагнетиках : препринт ФИАН СССР. М., 1982. № 108. 65 с.

13. Родионов А.А., Сергеева О.В. О наклонном падении упругих волн на доменные границы // Релаксационные явления в твердых телах : тезисы докладов XX Международной конференции. Воронеж: Изд-во Воронеж. гос. ун-та, 1999. С. 191-192.

14. Родионов А.А., Сергеева О.В. О резонансе доменных границ в упругих полях // Известия Курского государственного технического университета. 2000. № 4. C. 169-176.

15. Игнатенко Н.М. Особенности диссипации энергии и упругих явлений в магнетиках в области линейного отклика : монография / Юго-Зап. гос. ун-т. Курск, 2013. 154 с.