Нелинейные и стохастические эффекты в намагниченности ферромагнитной наночастицы возбуждаемой циркулярно поляризованным магнитным полем

Abstract

Дисертаційна робота присвячена дослідженню динаміки магнітного моменту одновісної феромагнітної наночастинки в обертовому магнітному полі, поляризованому в площині, перпендикулярній до легкої осі. У роботі встановлені умови генерування однорідного та неоднорідного режимів прецесії, а також, умови перемагнічування наночастинки за допомогою дії такого поля. Проведений аналіз часу життя режиму прецесії при спільній дії обертового поля та термічного шуму. Одержані асимптотичні вирази часу життя для випадків великих та малих частот. Показано, що в залежності від напрямку обертання поля можливе як резонансне підвищення, так і пригнічення термостабільності наночастинки обертовим полем. Знайдені оптимальні стосовно амплітуди, частоти та тривалості дії поля характеристики поля для перемикання магнітного моменту наночастинки обертовим полем. Вивчено вплив теплових флуктуацій на процес перемикання. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30570

Диссертационная работа посвящена исследованию динамики магнитного момента одноосной ферромагнитной наночастицы во вращающемся магнитном поле, поляризованном в плоскости, перпендикулярной к легкой оси. Эффект влияния вращающегося поля состоит в генерации различных режимов прецессии и возможности переключения намагниченности в зависимости от параметров как самого поля, так и наночастицы. Однородный режим прецессии, т. е. режим, при котором угол между магнитным моментом и легкой осью постоянен, имеет аналитическое описание, в то время как неоднородный режим прецессии аналитического описания не имеет. Если в области положительных значений никакой из вышеперечисленных режимов не реализуется, то происходит переориентация магнитного момента. Для разграничения параметров, при которых реализуется тот или иной режим прецессии с помощью численного решения уравнения Ландау-Лифшица, были получены соответствующие фазовые диаграм-мы. Каждая точка каждой фазовой диаграммы соответствует стацио-нарному режиму прецессии при заданных значениях параметров. Для случая наличия в системе термического шума аналитически показано, что время жизни однородного режима при частоте вращающегося поля, много большей резонансной, будет всегда превышать время жизни при нулевой частоте. Кроме того, показано, что при совпадении направления естественной прецессии и направления вращения поля при больших частотах время жизни будет стремиться к соответствующей асимптотике снизу, в то время как несовпадение вращения поля и естественной прецессии обуславливает стремление сверху. Полученный аналитический результат полностью согласуется с численным моделированием. Показано, что если внешнее поле резко включается, то переходные процессы, которые при этом возникают, могут уменьшить амплитуду переключения. При этом если переключение происходит через неодно-родный режим прецессии, то время переключения может иметь как угодно большую длительность, вплоть до бесконечности. Выключение вращающегося поля, когда магнитный момент пересекает барьер анизотропии, позволяет дополнительно уменьшить как амплитуду, так и время переключения. При наличии тепловых шумов время переключения магнитного момента практически равно времени жизни соответствующего режима прецессии, за исключением области резонансных частот, где эти величины могут существенно отличаться. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30570

Thesis deals with the dynamics of the magnetic moment of uniaxial ferromagnetic nanoparticles driven by rotating magnetic field polarized in the plane perpendicular to the easy axis. The condition of generation of uniform and non-uniform precession modes are established as well as the condition of remagnetization of nanoparticle using such a field. The analysis of the lifetime of precession modes of nanoparticle magnetic moment under action of rotating field and thermal bath is completed. The asymptotic expressions of lifetime for the cases of large and small frequencies are obtained. It was shown that depending on the rotating direction the resonant amplification or suppression of thermal stability of nanoparticle by the rotating field are realizable. The optimal with respect to amplitude, frequency and duration field characteristics for the magnetic moment switching are found. The influence of thermal fluctuation on the magnetic moment switching is investigated. When you are citing the document, use the following link http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/30570