Наиболее значимые результаты исследований лаборатории магнитодинамики

Коллективное движение магнитных вихрей в упорядоченных ансамблях
квадратных нано-, микроэлементов

 Авторы: Орлов В.А., Руденко Р.Ю., Кобяков А.В., Лукьяненко А.В.

Впервые на большом массиве квадратных наноточек с произвольным сочетанием полярностей и киральностей магнитных вихрей экспериментально обнаружено и теоретически обосновано явление «снятия вырождения» резонасных частот внешнем магнитным полем и магнитостатическим межчастичным взаимодействием.

Получены законы дисперсии для различных значений топологического заряда магнитных вихрей в элементах массива.

md_1_2021.jpg

Экспериментальные интегральные кривые поглощения (квадратные точки)  в сравнении с теоретическими расчетами (сплошные линии). Рисунок (a) – расстояние между центрами квадратов 9 мкм, рисунок (b) – 5 мкм.

 

md_1_2_2021.jpg md_1_3_2021.jpg
Дисперсионные поверхности пленки с шахматным распределением знака топологического заряда магнитных вихрей. Изображение структура намагниченности элементов ансамбля, полученное с помощью зондового силового микроскопа

 

P.D. Kim, V.A. Orlov, R.Yu. Rudenko, V.S. Prokopenko, I.N. Orlova, A.V.Kobyakov,
On the resonant state of magnetization in array of interacting nanodots,
JMMM.-2017.-440C.-P.171-174.

 

В плане разработки физических основ материалов для устройств на основе эффектов спин-зависимого электронного транспорта исследуются многослойные магнитные пленки системы переходной металл/полупроводник, а также пленки, обладающие эффектами обменного смещения и магнитной пружины, и композиционные наноразмерные пленки, где получен ряд приоритетных результатов, а именно:

  • показано существование температурно-зависимого обмена в пленках с полупроводниковой прослойкой;
  • обнаружено фотоиндуцированное изменение межслоевого обмена;
  • обнаружена зависимость межслоевого обмена от магнитного поля и толщины ферромагнитного слоя;
  • обнаружено спин-стекольное поведение намагниченности в малых магнитных полях;
  • в пленках FeNi/Bi/FeNi исследовано влияние полуметаллической прослойки висмута на величину и знак межслоевого взаимодействия, обнаружен эффект гигантского магнитосопротивления;
  • впервые получены двухслойные пленки (Tb, Dy-Fe, Co)/NiFe с ортогональной ориентацией осей легкого намагничивания в слоях, обладающие однонаправленной магнитной анизотропией обменного характера, перспективные для применений в спин-вентильных устройствах;
  • в эпитаксиальных пленках с эффектом обменного смещения Co/Cu/CoO обнаружен ярко выраженный эффект, проявляющийся в осциллирующем характере величины обменного смещения петель гистерезиса ферромагнитного слоя кобальта в зависимости от толщины медной прослойки;
  • впервые получены и исследованы магнитные свойства поликристаллических пленок мультиферроиков CoCr2O4 и CoFe0.5Cr1.5O4. Обнаружена зависимость температуры Кюри и характера температурной зависимости намагниченности от катионного состава мультиферроика;
  • методом твердофазной реакции синтезированы нанокомпозитные пленки ZnO/Fe3O4. В области температур 10–130 K при понижении температуры обнаружено уменьшение коэрцитивной силы, тогда как в эпитаксиальных пленочных гетероструктурах наблюдается обратное поведение;
  • в композитных периодических пленочных структурах [Co/TiO2]n обнаружена резонансная зависимость полярного эффекта Керра со значительным усилением керровского вращения (~ 10 раз) по сравнению с чистым Co. Величина эффекта усиливается при увеличении числа пар n;
  • в пленочных структурах Co/Ge/Co методом ЯМР обнаружен дополнительный сигнал, который связывается с образованием на интерфейсе Co–Ge новой фазы. Новое состояние существует в пленочном состоянии на наноразмерных масштабах и его намагниченность описывается квадратичной зависимостью от температуры, что характерно для модели Стонера в случае слабоферромагнитных систем коллективизированных электронов.

car_2_md.jpg