ДИАГРАММА СОСТОЯНИЙ ДВУМЕРНОЙ КВАДРАТНОЙ РЕШЕТКИ МАГНИТНЫХ ЧАСТИЦ С ПЕРПЕНДИКУЛЯРНОЙ АНИЗОТРОПИЕЙ
Бондаренко П.В., Галкин А.Ю., Иванов Б.А.

Поступила в редакцию: 27 Сентября 2010

DJVU (612.1K)

PDF (1046.4K)

Исследовано основное состояние массива малых магнитных частиц с перпендикулярной анизотропией, находящихся в однодоменном состоянии и упорядоченных в квадратную двумерную решетку, при наличии внешнего магнитного поля. Анализ проведен путем исследования (в линейном приближении) устойчивости некоторых базисных состояний относительно неоднородных возмущений, а также на основе аналитических модельных расчетов и численного моделирования. Для магнитного поля, перпендикулярного плоскости системы, рассмотрена вся совокупность состояний при различных значениях константы анизотропии и поля. Для безграничной системы возможны два основных класса состояний, коллинеарные и неколлинеарные. Для коллинеарных состояний магнитные моменты всех частиц перпендикулярны плоскости массива. Для достаточно большой анизотропии реализуется широкий класс коллинеарных состояний. При малых полях имеет место шахматный антиферромагнитный порядок магнитных моментов, при увеличении поля возникает ненасыщенное состояние, которое при достаточно сильном поле переходит в насыщенное (ферромагнитное) состояние с параллельной ориентацией магнитных моментов всех частиц. При меньшей анизотропии основному состоянию системы отвечают неколлинеарные состояния, включающие сложную четырехподрешеточную структуру для компонент магнитных моментов в плоскости массива и ненулевую проекцию моментов частиц на направление поля. Построена фазовая диаграмма состояний массива анизотропных магнитных частиц в координатах «константа анизотропии-магнитное поле». Для конечных массивов частиц обнаружена роль границ образца, особо существенная для неколлинеарных состояний. В результате влияния границ при умеренных значениях поля и анизотропии в системе могут реализоваться существенно неоднородные неколлинеарные состояния с масштабом неоднородности, сравнимым с размером образца.