Программа спецкурса кафедры магнетизма

Физика магнитных явлений, часть III

5 курс, 9 семестр, 36 часов
Цель курса – изучение основных представлений о механизмах, определяющих доменную структуру и структуру доменных границах в ферромагнетиках, о процессах намагничивания ферромагнетиков.

Результат – получение знаний об основных свойствах ферромагнитных материалов, умение выбирать ферромагнитные материалы с нужными свойствами и умение ориентироваться в современной литературе, касающейся свойств ферромагнетиков.

1. Начальная кривая намагничивания и петли гистерезиса ферромагнетика. Основные участки начальной кривой намагничивания и физические процессы их обусловливающие. Частные и предельная петли гистерезиса.

2. Обзор основных вкладов в энергию ферромагнетика. Обменное взаимодействие, магнитная кристаллографическая анизотропия, энергия магнитного поля рассеяния (магнитостатическая энергия), магнитоупругая энергия.

3. Энергия обменного взаимодействия. Формула для энергии обменного взаимодействия в кубическом кристалле, обусловленной неоднородным распределением намагниченности

4. Магнитная кристаллографическая анизотропия. Магнитная анизотропия в одноосных и кубических кристаллах. Парная модель магнитной анизотропии. Эффективное поле одноосной и кубической магнитной анизотропии. Поверхностная магнитная анизотропия. Однонаправленная (обменная) магнитная анизотропия. Индуцированная (наведенная ) магнитная анизотропия.

5. Магнитоупругая энергия. Понятие о магнитострикции. Магнитострикция в кубических кристаллах. Влияние внешних напряжений. Магнитная анизотропия, индуцированная однородным внешним напряжением.

6. Магнитостатическая энергия. Магнитостатическая энергия плоской полосовой структуры с распределением магнитных зарядов типа «меандр». Эффективное поле размагничивания ферромагнитного эллипсоида. Эффективное поле анизотропии длинного цилиндрического ферромагнетика, обусловленное полем размагничивания.

7. Доменные границы. Оценка энергии и ширины доменной границы в одноосном кристалле. Структура, ширина и энергия границы в одноосном кристалле. Структура границы в кубическом кристалле. 90-градусные границы. 180-градусные границы в кубических кристаллах. Неелевские доменные границы в тонких пленках. Скрученные доменные границы в тонких пленках с перпендикулярной анизотропией.

8. Доменная структура. Доменная структура Ландау и Лифшица. Доменная структура в кристалле с большой перпендикулярной анизотропией. Доменная структура в кубическом кристалле. Однодоменные частицы. Критерий однодоменности.

9. Движение доменных границ. Динамика намагниченности в ферромагнетике. Уравнение Ландау-Лифшица. Механизм движения доменной границы во внешнем поле. Скорость движения доменной границы во внешнем магнитном поле. Эффективная масса границы.

10. Смещение доменных границ. Смещение доменных границ при наличии включений. Начальная магнитная восприимчивость и коэрцитивная сила.

11. Вращение вектора намагниченности в ферромагнетиках. Теория намагничивания монокристаллов в области вращения. Вращение вектора намагниченности в одноосном кристалле во внешнем поле. Магнитный гистерезис, обусловленный вращением намагниченности. Кривые намагничивания ферромагнетиков в области сильных полей. Закон приближения к насыщению.

ЛИТЕРАТУРА

1. 
   Г.С.Кринчик. Физика магнитных явлений. М.: Изд. МГУ, 1985.
   
2. 
   С.Тикадзуми. Физика ферромагнетизма. Магнитные характеристики и практические применения. М.: Мир, 1987.
   
3. 
   С.В.Вонсовский. Магнетизм. М.: Наука, 1971.
   
4. 
   А.Малоземов, Дж.Слонзуски. Доменные стенки в материалах с цилиндрическими магнитными доменами. М.: Мир, 1982.
   
5. 
   А.Хуберт. Теория доменных стенок в упорядоченных средах. М: Мир, 1977.
   
6. 
   A.Hubert, R.Schafer. Magnetic Domains. Springer, Berlin, 1998.
   
7. 
   В.Е.Зубов, Г.С.Кринчик, С.Н.Кузменко. ЖЭТФ. 1991. Т.99. №2. С.551-561.
   
8. 
   Г.С.Кринчик, Е.Е.Чепурова, А.В.Штайн. ЖЭТФ. 1984. Т.87. №12. С.2014-2023.
   

Составитель: г.н.с., д.ф.-м.н., профессор Зубов Виктор Евгеньевич.