Курсовая, контрольная работа. Примеры выполнения

Наведенная или ориентационная анизотропия создается искусственно с помощью особой технологии обработки исходного материала, например, при холодной прокатке, отжиге в магнитном поле или в поле внешних упругих напряжений, перекристаллизации в магнитном поле, напылении пленок в присутствии магнитного поля, напылении пленок под углом и т.п. Один из механизмов формирования - направленное уполядочение дефектов, роль которых могут выполнять атомы замещения и внедрения в сплаве, вакансии, дислокации и т.п. Суть явления - диффузия примесных центров и их упорядочение вдоль таких направлений в кристалле, чтобы возникшая анизотропия стабилизировала имеющуюся ориентацию вектора намагниченности. Например, при отжиге в магнитном поле дефекты упорядочиваются и т.о. образуют одноосную анизотропию с направлением легкой оси, совпадающей с направлением магнитного поля.
Обменная или однонаправленная анизотропия - за счет обменных сил на границе двух магнитных фаз: ферромагнетика и антферромагнетика.
Поверхностная анизотропия - поскольку молекулярное поле для ионов в объеме и на поверхности различается, то возникает поверхностная анизотропия, которая важна для тонких пленок. Неель показал, что,

где - угол между вектором спонтанной намагниченности и нормалью к поверхности. Для Fe и Ni U_K,пов ~ 0.1 - 1 эрг/см².

3) Энергия магнитострикционной деформации - U_λ. Магнитострикция - это изменение размеров тела при намагничении. Так Ni - сжимается в направлении намагничения и увеличивается в размерах в поперечном направлениии, а Fe - в слабых полях увеличивается в направлении намагничения. Величина Δl/l = λ_S - константа магнитострикции. Вообще говоря, константа магнитострикции и, соответственно, магнитострикционная деформация, ε_ij^M_, являются тензорами:

В случае кубической симметрии тензор λ_ijkl сводится к двум независимым константам λ_[100] и λ_[111]. В этом случае λ можно представить в виде матрицы

Если λ_[100] =λ_[111] =λ, то магнитострикция изотропна, что характерно для полиметаллов. В этом случае можно считать, что

Для Fe λ_[100] = 19.5·10⁶ и λ_[111] = -18.8·10^-6, соответственно, → λ = -3.48·10^-6.

Энергия магнитострикционной деформации

где Е_λ - модуль Юнга. Магнитострикционный эффект является обратимым.

Рис. 14.4. Формирование доменной структуры

    Два соседних домена с противоположными векторами намагниченности [100] и [-100] не обладают упругой энергией, т.к. у них λ_S одинаковы (рис. 14.4а). Энергия ферромагнитного образца понижается при образовании домена в форме 3-х гранной призмы, замыкающей магнитный поток (рис.14.4б). Замыкающий домен намагничен в направлении, перпендикулярном намагниченности 2-х доменов, т.е. по оси [010]. Поэтому он стремится удлиниться в напралении [010], компенсируя сжатие в этом направлении, обусловленное расширением вдоль [100]. Т.о в замыкающем домене сосредоточен некоторый запас магнитоупругой энергии. Эта энергия пропорциональна объему замыкающего домена. Если остальные факторы не препятствуют, то обазуется такое число доменов, при котором достигается минимум суммы этих двух энергий (рис.14.4в) .

На главную сайта Dvoika.net