Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната
Экспериментально исследовано поведение двух видов сотовой доменной структуры (СДС) в температурном интервале от точки магнитной компенсации до температуры Нееля. Показано, что СДС сохраняется в температурном интервале ΔT, на границах которого происходят фазовые переходы первого рода, отличающиеся св...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2013 |
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2013
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69632 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната / Ю.А. Сирюк, А.В. Безус, В.В. Смирнов // Физика и техника высоких давлений. — 2013. — Т. 23, № 3. — С. 31-38. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-69632 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Сирюк, Ю.А. Безус, А.В. Смирнов, В.В. 2014-10-17T18:14:42Z 2014-10-17T18:14:42Z 2013 Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната / Ю.А. Сирюк, А.В. Безус, В.В. Смирнов // Физика и техника высоких давлений. — 2013. — Т. 23, № 3. — С. 31-38. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 75.70.Kw, 75.70.–i, 77.80.Bh https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69632 Экспериментально исследовано поведение двух видов сотовой доменной структуры (СДС) в температурном интервале от точки магнитной компенсации до температуры Нееля. Показано, что СДС сохраняется в температурном интервале ΔT, на границах которого происходят фазовые переходы первого рода, отличающиеся своим характером: при приближении к точке компенсации в СДС происходит фазовый переход в двухфазную структуру с сохранением числа доменов и увеличением параметров СДС; при удалении от точки компенсации – фазовый переход с уменьшением числа доменов и увеличением параметров СДС. Для объяснения результатов исследования использована концепция магнитостатического давления, что позволило определить механизм фазового перехода. Експериментально досліджено поведінку двох видів стільникової доменної структури (СДС) в температурному інтервалі від точки магнітної компенсації до температури Неєля. Показано, що СДС зберігається в температурному інтервалі ΔT, на границях якого відбуваються фазові переходи першого роду, що відрізняються своїм характером: при наближенні до точки компенсації у СДС відбувається фазовий перехід у двофазну структуру зі збереженням числа доменів і збільшенням параметрів СДС; при віддаленні від точки компенсації – фазовий перехід зі зменшенням числа доменів і збільшенням параметрів СДС. Для пояснення результатів досліджень використано концепцію магнітостатичного тиску, що дало мож- ливість визначити механізм фазового переходу. The features of two types of honeycomb domain structure (HDS) are experimentally studied at the change of the magnetic displacement field (H) and the temperature (T). ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната The role of magnetostatic pressure in the mechanism of phase transitions of honeycomb domain structure in the ferrite-garnet films Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната |
| spellingShingle |
Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната Сирюк, Ю.А. Безус, А.В. Смирнов, В.В. |
| title_short |
Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната |
| title_full |
Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната |
| title_fullStr |
Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната |
| title_full_unstemmed |
Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната |
| title_sort |
роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната |
| author |
Сирюк, Ю.А. Безус, А.В. Смирнов, В.В. |
| author_facet |
Сирюк, Ю.А. Безус, А.В. Смирнов, В.В. |
| publishDate |
2013 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика и техника высоких давлений |
| publisher |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
The role of magnetostatic pressure in the mechanism of phase transitions of honeycomb domain structure in the ferrite-garnet films |
| description |
Экспериментально исследовано поведение двух видов сотовой доменной структуры (СДС) в температурном интервале от точки магнитной компенсации до температуры Нееля. Показано, что СДС сохраняется в температурном интервале ΔT, на границах которого происходят фазовые переходы первого рода, отличающиеся своим характером: при приближении к точке компенсации в СДС происходит фазовый переход в двухфазную структуру с сохранением числа доменов и увеличением параметров СДС; при удалении от точки компенсации – фазовый переход с уменьшением числа доменов и увеличением параметров СДС. Для объяснения результатов исследования использована концепция магнитостатического давления, что позволило определить механизм фазового перехода.
Експериментально досліджено поведінку двох видів стільникової доменної структури (СДС) в температурному інтервалі від точки магнітної компенсації до температури Неєля. Показано, що СДС зберігається в температурному інтервалі ΔT, на границях якого відбуваються фазові переходи першого роду, що відрізняються своїм характером: при наближенні до точки компенсації у СДС відбувається фазовий перехід у двофазну структуру зі збереженням числа доменів і збільшенням параметрів СДС; при віддаленні від точки компенсації – фазовий перехід зі зменшенням числа доменів і збільшенням параметрів СДС. Для пояснення результатів досліджень використано концепцію магнітостатичного тиску, що дало мож- ливість визначити механізм фазового переходу.
The features of two types of honeycomb domain structure (HDS) are experimentally studied at the change of the magnetic displacement field (H) and the temperature (T).
|
| issn |
0868-5924 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/69632 |
| citation_txt |
Роль магнитостатического давления в механизме фазовых переходов сотовой доменной структуры пленок феррита-граната / Ю.А. Сирюк, А.В. Безус, В.В. Смирнов // Физика и техника высоких давлений. — 2013. — Т. 23, № 3. — С. 31-38. — Бібліогр.: 16 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT sirûkûa rolʹmagnitostatičeskogodavleniâvmehanizmefazovyhperehodovsotovoidomennoistrukturyplenokferritagranata AT bezusav rolʹmagnitostatičeskogodavleniâvmehanizmefazovyhperehodovsotovoidomennoistrukturyplenokferritagranata AT smirnovvv rolʹmagnitostatičeskogodavleniâvmehanizmefazovyhperehodovsotovoidomennoistrukturyplenokferritagranata AT sirûkûa theroleofmagnetostaticpressureinthemechanismofphasetransitionsofhoneycombdomainstructureintheferritegarnetfilms AT bezusav theroleofmagnetostaticpressureinthemechanismofphasetransitionsofhoneycombdomainstructureintheferritegarnetfilms AT smirnovvv theroleofmagnetostaticpressureinthemechanismofphasetransitionsofhoneycombdomainstructureintheferritegarnetfilms |
| first_indexed |
2025-11-25T21:07:09Z |
| last_indexed |
2025-11-25T21:07:09Z |
| _version_ |
1850549138218811392 |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
© Ю.А. Сирюк, А.В. Безус, В.В. Смирнов, 2013
PACS: 75.70.Kw, 75.70.–i, 77.80.Bh
Ю.А. Сирюк, А.В. Безус, В.В. Смирнов
РОЛЬ МАГНИТОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ
В МЕХАНИЗМЕ ФАЗОВЫХ ПЕРЕХОДОВ СОТОВОЙ
ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ ПЛЕНОК ФЕРРИТА-ГРАНАТА
Донецкий национальный университет
ул. Университетская, 24, г. Донецк, 83001, Украина
Статья поступила в редакцию 24 сентября 2012 года
Экспериментально исследовано поведение двух видов сотовой доменной структу-
ры (СДС) в температурном интервале от точки магнитной компенсации до тем-
пературы Нееля. Показано, что СДС сохраняется в температурном интервале
ΔT, на границах которого происходят фазовые переходы первого рода, отличаю-
щиеся своим характером: при приближении к точке компенсации в СДС происхо-
дит фазовый переход в двухфазную структуру с сохранением числа доменов и уве-
личением параметров СДС; при удалении от точки компенсации – фазовый пере-
ход с уменьшением числа доменов и увеличением параметров СДС. Для объяснения
результатов исследования использована концепция магнитостатического давле-
ния, что позволило определить механизм фазового перехода.
Ключевые слова: феррит-гранатовая пленка, решетка ЦМД, сотовая доменная
структура, фазовый переход, магнитостатическое давление
Експериментально досліджено поведінку двох видів стільникової доменної струк-
тури (СДС) в температурному інтервалі від точки магнітної компенсації до тем-
ператури Неєля. Показано, що СДС зберігається в температурному інтервалі ΔT,
на границях якого відбуваються фазові переходи першого роду, що відрізняються
своїм характером: при наближенні до точки компенсації у СДС відбувається фа-
зовий перехід у двофазну структуру зі збереженням числа доменів і збільшенням
параметрів СДС; при віддаленні від точки компенсації – фазовий перехід зі змен-
шенням числа доменів і збільшенням параметрів СДС. Для пояснення результатів
досліджень використано концепцію магнітостатичного тиску, що дало мож-
ливість визначити механізм фазового переходу.
Ключові слова: ферит-гранатова плівка, ґратка ЦМД, стільникова доменна струк-
тура, фазовий перехід, магнітостатичний тиск
1. Введение
Проблема устойчивости доменных структур (ДС) при изменении поля
смещения Н и/или температуры Т давно привлекает внимание эксперимен-
таторов и теоретиков. Внешнее магнитное поле нарушает магнитное равно-
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
32
весие доменов, под его воздействием уменьшается область доменов с проти-
воположной полю намагниченностью. Под действием поля смещения, сов-
падающего с направлением намагниченности внутри домена, ЦМД растет и
при определенной величине поля смещения преобразуется в шестиугольник,
а решетка ЦМД – в сотовую доменную структуру.
Исследование СДС началось с экспериментальной работы [1], а в [2] было
получено аналитическое выражение для магнитостатической энергии СДС,
что позволило установить зависимость между ее равновесными параметрами
и характеристиками магнитной пленки, определить полевой интервал сущест-
вования СДС, рассчитать поле перехода в монодоменное состояние. Позже
экспериментально было обнаружено, что при увеличении поля смещения и
температуры СДС превращается в ячеистую структуру [3,4]. В работах [5,6]
показано, что индуцируемый увеличением поля смещения переход от СДС к
ячеистой ДС имеет характерные признаки фазового перехода первого рода.
В данной работе изучены особенности двух видов сотовой доменной
структуры (СДС1 и СДС2), отличающихся от исследованных в [3,7]. Свойст-
ва СДС, как и решетки ЦМД, зависят от способа формирования. В отличие
от СДС, полученных действием H на аморфную решетку ЦМД [1,3,5,7], в
настоящей работе исследуются «жесткие» СДС.
Импульсным магнитным полем Hpuls, перпендикулярным плоскости
пленки, при H = 0 формируется равновесная «жесткая» решетка ЦМД
(РЦД1) с плотностью гексагональной упаковки y = d/a = 0.74, где d – диаметр
ЦМД, a – период решетки [8]. Другая решетка ЦМД (РЦД2) формируется
Hpuls в присутствии поля смещения −15 < H < 30 Oe [9−11]. На рис. 1 пред-
ставлены температурные зависимости полей коллапса решеток ЦМД: кривая
3 – Hc(T) РЦД1 и кривая 5 – Hc(T) РЦД2. При формировании Hpuls в домен-
ных границах создаются вертикаль-
ные блоховские линии [3,12,13]. При
воздействии H на РЦД1 число вер-
тикальных блоховских линий в до-
менных границах уменьшается [3].
СДС1 формируется воздействием Н
на уже сформированную РЦД1;
СДС2 – действием импульсного
магнитного поля в присутствии H
[9]. При этом в доменных границах
СДС2 создается меньшее число вер-
тикальных блоховских линий [3,12],
поэтому поле перехода в неупоря-
доченное состояние (поле «взрыва»
2bH ) СДС2 меньше поля
1bH пере-
хода СДС1 (рис. 1).
Рис. 1. Н–Т-диаграмма пленки
(TmBi)3(FeGa)5O12: 1, 2 – Hc(T) ЦМД,
Hm(T); 3, 5 – Hc(T) соответственно РЦД1,
РЦД2; 4, 6 – Hb(T) соответственно СДС1,
СДС2, где Hc – поле коллапса, Hm – поле
перехода в монодоменное состояние, Hb –
поле «взрыва», Tf – температура формиро-
вания ДС, (T1 − T2) − температурный интер-
вал устойчивости РЦД1 и РЦД2 при H = 0
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
33
В работе поставлена задача экспериментально исследовать в интервале
температур 90 K−TN влияние поля смещения на фазовые переходы в CДС, а
также определить закономерности и особенности механизма фазовых пере-
ходов, применяя концепцию магнитостатического давления.
2. Образцы и методика исследований
Исследована пленка состава (TmBi)3(FeGa)3O12, выращенная методом
жидкофазной эпитаксии на гадолиний-галлиевом гранате с развитой по-
верхностью 〈111〉. Толщина пленки h = 8.2·10−6 m, температура Нееля TN =
= 428 K, температура магнитной компенсации Tc = 120 K, при комнатной
температуре намагниченность насыщения 4πMs = 16·10−3 T, фактор качества
Q ≥ 5 и l = 0.8·10−6 m. На рис. 2 показаны температурные зависимости маг-
нитных характеристик пленки. Исследования проводили на магнитооптиче-
ской установке, в которой предусмотрено действие двух магнитных полей,
перпендикулярных плоскости пленки: импульсного Hpuls (частота 400 Hz,
амплитуда 60 Oe) и поля смещения H. Если направление H совпадает с на-
правлением намагниченности внутри ЦМД, то H < 0, если их направления
противоположны, H > 0. Для создания СДС применяется H < 0.
Для объяснения результатов ис-
следования в работе использована
концепция магнитостатического дав-
ления решетки ЦМД. Впервые эта
концепция была введена в работе
[14], в которой ЦМД рассматрива-
ются как частицы, обладающие оди-
наковым магнитным зарядом и рас-
положенные в магнитной среде с
противоположным зарядом. Между
этими частицами действуют силы от-
талкивания. В результате благодаря
центральным силам взаимодействия
и создается решетка ЦМД. Таким об-
разом, именно центральные силы взаимодействия между ЦМД создают маг-
нитостатическое давление решетки.
В работе [15] рассчитано давление СДС:
28π 12 7 ,
4πs
s
R HP M
a M
⎡ ⎤
= − −⎢ ⎥
⎣ ⎦
(1)
где a – период СДС, R – радиус окружности, вписанной в основание призма-
тического домена, H – магнитное поле смещения, Ms – намагниченность на-
сыщения.
Рис. 2. Температурные зависимости на-
магниченности насыщения 4πMs (1) и
характеристической длины l (2)
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
34
3. Влияние Н на поведение двух СДС при Т = const
При действии на РЦД1 (рис. 3,а) H < 0 диаметр ЦМД увеличивается. При
H = −20 Oe период гексагональной решетки остается постоянным, а размер
домена увеличивается, и ЦМД приобретают форму шестиугольника. Обра-
зуется СДС1, плотность которой y = 0.82 (рис. 3,б). С увеличением H домены
растут, и при H =
1bH (
1bH = −70 Oe) происходит «взрыв» СДС1, т.е. фазовый
Рис. 3. Виды ДС при T = const: а – РЦД, б – СДС, в – СДС1 при Hb1, г – «сети», д –
ДС при H = −120 Oe, е – СДС2 при Hb2, ж – СДС при T2, з – СДС при T1
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
35
переход первого рода СДС в ячеистую ДС [5,6,10] (рис. 3,в). Новая ДС пред-
ставляет собой нерегулярно расположенные пяти- и семилепестковые «цве-
ты». В каждом «цветке» центральный домен маленький, круглый (при уве-
личении H именно он удерживает от развала всю структуру), а «лепестки» –
крупные домены, имеющие форму неправильного шестиугольника. При на-
личии дефектов в СДС «взрыв» происходит на неоднородностях при поле,
на 2−3 Oe меньшем
1bH . При воздействии Hpuls на ДС, образующуюся после
«взрыва», возникает новая ДС (крупные домены в виде вытянутых шести-
угольников), напоминающая сети (рис. 3,г). При Н = −120 Oe и действии
Hpuls эта ДС исчезает. При дальнейшем воздействии на пленку импульсным
полем и полем смещения Н = −120 Oe формируется решетка ЦМД с малой
плотностью упаковки (y = 0.3), причем домены в ней имеют противополож-
ную полярность (рис. 3,д). При H = −135 Oe пленка переходит в монодомен-
ное состояние. Если на ДС, наблюдающуюся после «взрыва», не действовать
Hpuls, то с увеличением H домены растут, и пленка переходит в монодомен-
ное состояние.
СДС2 создается Hpuls при Н = −45 Oe. Визуально СДС2 и СДС1 неотличимы.
«Взрыв» СДС2 происходит при
2bH = −55 Oe, т.е.
2 1b bH H< (см. рис. 1).
Новая ДС имеет тоже вид пятилепестковых «цветков» с редкими вкрапле-
ниями семилепестковых (рис. 3,е).
Таким образом, в СДС при
1bH и
2bH происходят фазовые переходы
первого рода, при которых СДС1 и СДС2 переходят из упорядоченной ДС в
неупорядоченную ячеистую структуру с уменьшением числа доменов
[5,6,10].
4. Влияние Т и Н на фазовые переходы в СДС
СДС1, сформированная при определенной температуре Tf, является рав-
новесной и имеет плотность упаковки y = 0.82. Она сохраняется, хотя явля-
ется неравновесной, в некотором температурном интервале ΔT, на границах
которого происходят фазовые переходы первого рода [10,11,16]. Величина
ΔT зависит от поля смещения H, под действием которого находится СДС
(см. рис. 1). Например, СДС1, сформированная при Tf и Н = −50 Oe, сохраня-
ется в интервале T1−T2 (рис. 4). При приближении к Tc (T2) СДС1 скачком
распадается на разделенные страйпами блоки новой СДС с большими пара-
метрами d и a, соответствующими равновесной СДС1 при T2, но соотноше-
ние этих параметров при T2 остается y = 0.82 (см. рис. 3,ж). Это один вид
фазового перехода первого рода с сохранением числа доменов. При удале-
нии от Tc (T1) СДС скачком переходит в новую СДС с большими парамет-
рами, соответствующими равновесной СДС при T1, и плотностью y = 0.82
без образования страйпов (рис. 3,з). Это другой вид фазового перехода пер-
вого рода с уменьшением числа доменов.
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
36
Для объяснения экспериментальных результатов по формуле (1) рассчи-
тано магнитостатическое давление двух СДС, образованных при Н = −35 Oe
и Н = −65 Oe, формируемых при разных T. Это равновесные СДС. На рис. 4
представлены температурные зависимости отношения P/P0, где P0 – давление
равновесной СДС1, сформированной при Tf и Н = −20 Oe, P – давление СДС
при разных T. Если СДС сформировать при Tf и Н = −50 Oe, то ее P/P0 будет
отвечать точке А (рис. 4). С понижением T эта СДС сохраняется до T2, но уже
не является равновесной. Намагниченность насыщения при охлаждении пленки
уменьшается (см. рис. 2), поэтому P/P0 СДС отвечает точке В. При нагревании
СДС сохраняется до T1, при которой давление отвечает точке D. Анализ рис. 4
показывает, что оба вида фазовых переходов отличаются только тем, что при
первом виде давление неравновесной СДС (точка В) меньше, чем давление
равновесной (точка С). Поэтому возможно появление зародышей страйпов.
При втором виде фазового перехода давление неравновесной СДС (точка D)
больше, чем равновесной, т.е. зародыши страйпов не могли образоваться.
Для анализа фазовых переходов в СДС приведена таблица, которая по-
зволяет связать характер фазовых переходов, происходящих в СДС при из-
менении T, с характеристиками пленки. Из рис. 4 и таблицы видно, что дав-
ление равновесной СДС при понижении T увеличивается, а при повышении –
уменьшается, т.е. давление равновесной СДС зависит от знака изменения
характеристической длины ∆l с изменением температуры (см. рис. 2). Ха-
рактер фазовых переходов в СДС также зависит от знака изменения ∆l.
Таблица
Фазовые переходы в СДС
Изменение характеристик пленки с температурой Фаза, наблюдаемая после ФП
↓ T Ms ↓, l ↑, P ↑ ⇒ a ↑, d ↑, n = const Двухфазная система, состоящая
из блоков СДС и страйпов
↑ T Ms ↓, l ↓, P ↓ ⇒ a ↑, d ↑, n ↓ Сотовая доменная структура
Рис. 4. Температурная зависимость P/P0
СДС: ●, ○ − равновесная СДС соответ-
ственно при −35 и −65 Oe; точка А –
равновесная СДС при −50 Oe; АВ и АD –
неравновесная СДС при −50 Oe
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
37
Выводы
В результате проведенного анализа можно сделать такой вывод. Давление
равновесной СДС и характер фазовых переходов зависят от знака изменения
характеристической длины пленки. При ∆l > 0 (приближение к точке ком-
пенсации (рис. 2)) давление равновесной СДС растет, при ∆l < 0 (удаление
от Tc) – уменьшается. Характер фазовых переходов в СДС зависит от ∆l сле-
дующим образом: при ∆l > 0 в СДС происходит фазовый переход в двухфаз-
ную структуру с увеличением параметров СДС и сохранением числа доме-
нов; при ∆l < 0 – фазовый переход в новую СДС с большими параметрами и
уменьшением числа доменов.
1. I. Kaczer, R. Gemperle, Czech. J. Phys. 11, 510 (1961).
2. В.С. Герасимчук, Ю.И. Горобец, ФММ 45, 660 (1978).
3. H. Gemperle, L. Murtinova, J. Kaczer, Acta Phys. Slov. 35, 216 (1985).
4. В.А. Заблоцкий, Ю.А. Мамалуй, Ю.А. Сирюк, УФЖ 33, 403 (1988).
5. K.L. Babcock, R.M. Westervelt, Phys. Rev. A40, 2022 (1989).
6. K.L. Babcock, R. Seshadri, and R.M. Westervelt, Phys. Rev. A41, 1952 (1990).
7. В.А. Заблоцкий, Ю.А. Мамалуй, Е.Н. Сойка, ФТВД 3, № 4, 16 (1993).
8. А. с. 1461259 СССР. Способ формирования равновесной решетки цилиндри-
ческих магнитных доменов, В.А. Заблоцкий, Ю.А. Мамалуй, Ю.А. Сирюк,
Г.С. Ярош, Дата под. О. 18.09.1987.
9. А. с. 1341681 СССР. Способ формирования решетки цилиндрических магнитных
доменов в магнитоодноосной пленке, Ю.А. Мамалуй, Ю.А. Сирюк, Г.С. Ярош,
Дата под. О. 05.05.1986.
10. Ю.А. Мамалуй, Ю.А. Сирюк, Э.А. Завадский, Изв. РАН. Сер. физ. 69, 1023
(2005).
11. Э.А. Завадский, Ю.А. Мамалуй, Ю.А. Сирюк, Изв. РАН. Сер. физ. 70, 966 (2006).
12. А. Малоземов, Дж. Слонзуски, Доменные стенки в материалах с цилиндриче-
скими магнитными доменами, Мир, Москва (1982).
13. В.К. Власко-Власов, А.Ф. Хапиков, ФТТ 32, 2034 (1990).
14. В.Г. Барьяхтар, Ю.И. Горобец, Цилиндрические магнитные домены и их ре-
шетки, Наукова думка, Киев (1988).
15. В.А. Заблоцкий, Автореф. дисс. … д-ра физ.-мат. наук, Донецк (1995).
16. Ю.А. Сирюк, Автореф. дисс. … д-ра физ.-мат. наук, Донецк (2009).
Yu.A. Siryuk, A.V. Bezus, V.V. Smirnov
THE ROLE OF MAGNETOSTATIC PRESSURE IN THE MECHANISM
OF PHASE TRANSITIONS OF HONEYCOMB DOMAIN STRUCTURE
OF FERRITE-GARNET FILMS
The features of two types of honeycomb domain structure (HDS) are experimentally
studied at the change of the magnetic displacement field (H) and the temperature (T).
HDS is created by the effect of H < 0 on the formed lattice of cylindrical magnetic do-
Физика и техника высоких давлений 2013, том 23, № 3
38
mains (LCD). The field H < 0 is aligned with magnetization of saturation within CMD.
HDS properties are determined by the method of lattice formation. LCD is formed by the
pulse magnetic field which is perpendicular to the film plane: LCD1 at H = 0; LCD2 at H
≠ 0. Being formed in such a way, HDS1 and HDS2 are rigid because pulse field produces
vertical Bloch lines in domain boundaries. Field and temperature effect on phase transi-
tions in HDS are studied in the present work. The conception of magnetostatic pressure is
applied to estimation of regularities and peculiarities of the mechanism of the phase tran-
sitions. Under H effect, at T = const, the first-order phase transitions (PTs) occur in HDS,
when HDS1 and HDS2 are transformed from the ordered domain structure to disordered
cellular structure with lower number of domains. When the temperature changes, HDS
stays in the temperature interval ΔT. At the ends of the interval, the first-order phase tran-
sitions take place, being different in the character. The pressure of equilibrium HDS and
the character of PT are determined by the sign of the change of the characteristical length
of the film l. When Δl > 0 (at the approach to the compensation point (Tc)), the pressure
of equilibrium HDS increases; at Δl < 0 (at the motion away of Tc) the pressure is re-
duced. The character of phase transitions in HDS depends on Δl as follows: at Δl > 0,
phase transition to diphase structure with increased number of HDS parameters and con-
served domain number occurs; at Δl < 0, the phase transition forms new HDS with large
parameters and lower number of domains.
Keywords: ferrite-garnet film, bubble lattice, honeycomb domain structure, phase transi-
tion, magnetostatic pressure
Fig. 1. Н–Т-diagram of the (TmBi)3(FeGa)5O12 film: 1, 2 – Hc(T) CMD, Hm(T); 3, 5 –
Hc(T) LCD1, LCD2, respectively; 4, 6 – Hb(T) HDS1, HDS2, respectively, where Hc is
collapse field, Hm is the field of transition to the monodomain state, Hb is «blast» field, Tf
is the temperature of DS formation, (T1 − T2) is the temperature interval of LCD1, LCD2
stability at H = 0
Fig. 2. The temperature dependences of the saturation magnetization 4πMs (1) and the
characteristic length l (2)
Fig. 3. The type of DS at the T = const: а – LCD, б – HDS, в – HDS1 at Hb1, г – «nets», д –
DS at H = −120 Oe, е – HDS2 at Hb2, ж – HDS at T2, з – HDS at T1
Fig. 4. The temperature dependences of P/P0 of the HDS: ●, ○ – an equilibrium HDS at
−35 and −65 Oe; point А – the equilibrium HDS at −50 Oe; АВ and АD – the nonequilib-
rium HDS at −50 Oe
|