» періодика »Безпека
0 ... 19 20 21 22 23 24 25 ... 115

Мал. 1.30. Смугова доменна стрзктура

Таке періодичне зміна намагніченості по довжині плівки з періодом Я = 2с? пояснюється більш вигідним з загальних енергетичних позицій безперервним відхиленням вектора намагніченості від площини плівки. Виникає при цьому вертикальна складова намагніченості (перпендикулярна площині плівки) змінює знак при переході від домену до домену. Існують дру- ВВВШВШШШШ Гії припущення, в яких розподіл намагніченості носить більш складний характер [2.20].

Розрізняють страйп-доменні структури відкритого (незамкнутого) і замкнутого типів *. Дослідження железонікеле-вих плівок показали, що в плівках з діапазоном товщини від / гкр1 = 0,1 мкм до / гкр2 = 2 мкм утворюється страйп-доменна структура незамкнутого типу (див. Рис. 1.29, б). З ростом товщини від 2 до 100 мкм виникає різновид страйп-структури з замикаючими магнітний потік доменами в приповерхневих шарах плівки (див. Рис. 1.29, а), коли намагніченість основних (об'ємних) доменів, на відміну від замкнутих структур Ландау - Лівшиця, орієнтована під кутом до ОЛН. Це призводить до деякого збільшення Еа, але внаслідок зменшення енергії доменних стінок така структура є енергетично більш вигідною.

Закритичні плівки мають петлею гистерезиса незвичайної форми (рис. 1.31) з малої, залишкової намагніченістю, великий коерцитивної силою Хіба ж то й значним полем насичення Hg. Наявність так званої обертальної магнітної анізотропії дозволяє порівняно легко під дією зовнішнього поля здійснювати поворот системи смуг в будь-якому заданому напрямку.

Широке практичне застосування отримали доменні структури, способу ющиеся в плівках з великим значенням енергії перпендикулярної анізотропії, для яких q> l. Вектор намагніченості в цих структурах розташовується в напрямку ОЛН, т. Е. Перпендикулярно поверхні плівки навіть в дуже тонких плівках. Найчастіше мають місце відкриті багатодоменному структури з антипаралельними доменами (див. Рис. 1.29, г). При товщині плівки, меншою

Мал. 1.31. Закрітічеськая петля гистерезиса

* У монокристалічних плівках через наявність двох взаємно перпендикулярних осей легкого намагнічування утворюються складні доменні страйп-структури типу шахової дошки.

якогось критичного значення (/ г </ ГКР), відбувається перехід до од-нодоменному по всій плівці станом (див. рис. 1.29, д). Такі структури виникають в полікристалічних плівках з аксіальної текстурою, в ряді монокристалічних плівок з віссю симетрії кристалічної решітки, перпендикулярній поверхні плівки.

Можливе утворення інших доменних конфігурацій з незамкнутим магнітним потоком, наприклад циліндричних магнітних доменів (див. § 1.10), лабіринтових структур, концентричних доменів і т. П.

Зі зміною товщини плівки спостерігається не тільки зміна доменної структури, а й пов'язане з нею зміна доменних меж. Дослідження показали [1.18], що при товщині, меншою певного значення (порядку сотих часток мікрометра), характер граничних шарів між доменами відрізняється від розглянутих (стінок Блоха). Такі граничні шари, називають стінками Нееля (рис. 1.32). Різниця між стінками Блоха і Нееля полягає в наступному. У стінці Блоха обертання вектора намагніченості відбувається в площинах, паралельних площині граничного шару, а в стінках Нееля - в площині, паралельній поверхні плівки. При етотм складова вектора намагніченості, нормальна до площини плівки, залишається рівною нулю і всередині граничного шару, що відповідає мінімуму магнитостатическое енергії. Таким чином, для кордонів Нееля характерно виникнення зарядів на поверхні плівки шириною, рівній товщині междоменной граничного шару БГР. Це призводить до збільшення поверхневої енергії кордону в порівнянні з виразом (1.147) на значення питомої магнитостатическое енергії кордону. Однак при певних умовах кордону Нееля виявляються енергетично вигідніше кордонів Блоха. Якщо врахувати для стінок Блоха питому щільність магнитостатическое енергії

Мал. 1.32. Неелевскій тип граничного шару междз доменами в тонких плівках

і порівняти її з щільністю магнитостатическое Нееля

(1.164)

енергії стінок

(1 165)

то виявиться, що в товстих плівках при / i> 6rp реалізуються кордону Блоха, оскільки в цьому випадку у • Зі зменшенням товщини у починає зростати. При деякій досить малій товщині у може перевищити у, що призведе до виникнення кордонів Нееля. На практиці межі Нееля існують в дуже тонких плівках. Так, для залізонікелевих плівок кордону

Нееля в чистому вигляді утворюються в структурах з товщиною плівки до десятків нанометрів. У більш товстих плівках домени розділені стінками Блоха. Нижче (див. § 1.10) буде показано, що в ряді випадків в ТМП можливе утворення доменних структур з межами змішаного типу, в яких одночасно спостерігаються кордону Блоха і Нееля.

На конфігурацію доменних структур у ТМП роблять сильний вплив поверхневі шари плівки і властивості підкладки *. У ТМП існує дисперсія анізотропії, яка веде до відхилень на окремих ділянках плівки вектора намагніченості від напрямку осі легкого намагнічування. Неоднорідність плівки може привести до появи в керованих доменних структурах так званих «хибних» доменів, зміни форми кордонів, що вкрай небажано, бо спотворює інформацію та зменшує швидкодію пристрою, в якому ці структури використовуються.

§ 1.10. Циліндричні магнітні домени

Мал. 1.33. Доменна структзра в тонкій пластинці ортофер-рита:

про - лабіринтова структура (Яд = = 0); б -переходная структура від лабіринтовою до ЦЛ1Д (Я мало); в - структура ЦМД (досить сильне Ярв- ~ концентрація ЦМД близько дуже тонкої феромагнітної дроту

Циліндричні магнітні домени (ЦМД) виникають при певних умовах в тонких монокристалічних пластинках або плівках деяких феритів, що володіють сильною одноосной перпендикулярної анізотропією. .

ЦМД були отримані вперше в речовинах із загальною хімічною формулою RFeOs, де R - рідкоземельні елемент **, а також близький їм за властивостями ітрій. Такі сполуки, які мають орторомбічної кристалічної структурою типу перовскіту, називають ортоферріти. З монокристалла фериту YFeOs вирізали тонку (близько 0,05 мм) пластинку в напрямку, перпендикулярному осі легкого намагнічування. На рис. 1.33, а показана лабіринтова (серпантінообразная) доменна структура, яка спостерігалася при цьому завдяки ефекту Фарадея. Весь обсяг пластини виявився розбитим на ряд смугових доменів викривленою форми. Половина доменів має вектор намагніченості, орієнтований в позитивному напрямку вздовж норма

* Властивості аморфних плівок практично не залежать від матеріалу підкладки. ** До рідкоземельних відносяться елементи періодичної системи Менделєєва від 57 до 71.

... 19 20 21 22 23 24 25 ... 115