АНАЛИЗ ТЕМПЕРАТУРНОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ МАГНИТНОЙ ДОМЕННОЙ СТРУКТУРЫ МОНОКРИСТАЛЛА Nd2Fe14B В МОДЕЛИ ФРАКТАЛЬНОЙ ТЕРМОДИНАМИКИ
- Авторы: Пастушенков Ю.Г.1, Цветков В.П.1, Михеев С.А.1, Цветков А.И.1
-
Учреждения:
- Тверской государственный университет
- Выпуск: Том 126, № 7 (2025)
- Страницы: 794-802
- Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
- URL: https://journal-vniispk.ru/0015-3230/article/view/281324
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323025070077
- ID: 281324
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Модель фрактальной термодинамики впервые применена для исследования процесса температурной трансформации магнитной доменной структуры (ДС) на базисной плоскости монокристалла Nd2Fe14B в области температур 20–285 К, содержащей спин-переориентационный переход (СПП) второго рода от магнитокристаллической анизотропии (МКА) “ось легкого намагничивания” к МКА “конус осей легкого намагничивания”. Показана высокая степень близости характера изображений доменной структуры монокристалла Nd2Fe14B к фракталам во всем температурном интервале. В частности, значения параметра δ, характеризующего относительное отклонение исследованной ДС от фракталов, заключены в интервале 1.16·10−6 – 1.72·10−2. Обнаружено заметное различие характера температурных зависимостей фрактальных параметров D(T), Sf (T) и Tf (T) при температурах ниже и выше температуры ТСПП = 135 К. При этом температурное поведение фундаментальных констант соединения Nd2Fe14B и фрактальных параметров ДС в области МКА “ось легкого намагничивания” указывает на возможность их корреляции в данном диапазоне температур.
Об авторах
Юрий Григорьевич Пастушенков
Тверской государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: Pastushenkov.YG@tversu.ru
ORCID iD: 0000-0001-6106-1761
Профессор, профессор кафедры физики конденсированного состояния.
Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 РоссияВиктор Павлович Цветков
Тверской государственный университет
Email: Tsvetkov.VP@tversu.ru
Профессор, заведующей кафедрой общей математики и математической физики
Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 РоссияСергей Александрович Михеев
Тверской государственный университет
Email: Mikheev.SA@tversu.ru
доцент, доцент кафедры общей математики и математической физики
Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 РоссияАнтон Ильич Цветков
Тверской государственный университет
Email: Tsvetkov.AI@tversu.ru
ассистент кафедры общей математики и математической физики
Россия, ул. Желябова, 33, Тверь, 170100 РоссияСписок литературы
- Paramonova E., Kudinov A., Mikheev S., Tsvetkov V., Tsvetkov I. Fractal thermodynamics, big data and its 3D visualization // in Proceedings of the 9th International Conference “Distributed Computing and Grid Technologies in Science and Education”. Dubna, 2021. V. 3041. P. 38–42. URL:https://ceur-ws.org/Vol-3041/38-42-paper-6.pdf
- Dong-Hyun K., Yoon-Chul C., Sug-Bong C., Sung-Chul S. Correlation between fractal dimension and reversal behavior of magnetic domain in Co/Pd nanomultilayers // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82. Р. 3698.
- Bathany C., Le Romancer M., Armstrong J.N., Chopra H.D. Morphogenesis of maze-like magnetic domains // Phys. Rev. B. 2010. V. 82. Р. 184411.
- Catalan G., Béa H., Fusil S., Bibes M., Paruch P., Barthélémy A., Scott J.F. Fractal Dimension and Size Scaling of Domains in Thin Films of Multiferroic BiFeO3 // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. Р. 027602.
- Bucher J.P. Magnetic marbles as a model for ferromagnetic particle aggregation: fractal dimensions // European J. Phys. 2000. V. 12. Р. 142.
- Арзамасцева Г.В., Евтихов М.Г., Лисовский Ф.В., Мансветова Е.Г. Фрактальная модель сложной приповерхностной доменной структуры высокоанизотропных одноосных монокристаллов // ФММ. 2020. Т. 121. Вып. 5. С. 454–457.
- Hubert A., Schäfer R. Magnetic domains. The analysis of magnetic microstructures. Springer, 1998. 696 p.
- Bao-Shan Han, Dan Li, De-Juan Zheng, Yan Zhou. Fractal study of magnetic domain patterns // Phys. Rev. B. 2002. V. 66. Р. 014433. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.66.014433
- Mikheev S.A., Semenova E.M., Pastushenkov Yu.G., Tsvetkov V.P., Tsvetkov I.V. Fractal Properties of the Nd100–xFex Alloys Surface in the Fractal Thermodynamics Model // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2024. V. 18. No. 2. P. 354–360.
- Pastushenkov Yu.G., Forkl A., Kronmüller H. Temperature dependence of the domain structure in Fe14Nd2B single crystals during the spin-reorientation transition // J. Magn. Magn. Mater. 1997. V. 174. P. 278–288.
- Пастушенков Ю.Г. Некоторые особенности перестройки магнитной доменной структуры в области ориентационных фазовых переходов первого и второго рода // Изв. РАН. Серия физическая. 2010. Т. 74. № 10. С. 1483–1485.
- Pastushenkov Y.G. Magnetic domain structure and spin reorientation process // Zeit. Metallkunde. 2002. V. 10. P. 991–996. https://doi.org/10.1515/ijmr-2002-0172
- Seifert M., Schulz L., Schäfer R., Hankemeier S., Frömter R. Micromagnetic investiganion of domain and domain wall evolution through the spin-reorientation transition of an epitaxial NdCo5 film // New J. Phys. 2017. V. 19. Р. 033002. https://doi.org/10.1088/1367-2630/aa60d5
- Tsvetkov V.P., Mikheyev S.A., Tsvetkov I.V. Fractal phase space and fractal entropy of instantaneous cardiac rhythm // Chaos, Solitons and Fractals. 2018. V. 108. Р. 71–76. https://doi.org/10.1016/j.chaos.2018.01.030
- Hock S. Züchtung und magnetishe Eigenschaften von (Fe,Al)14(Nd,Dy)2FeB. Einkristallen: MPI-Stuttgart, 1988. 127 р.
- Givord D., Li H.S., Perrier de la Bathie R. Magnetic Properties of Y2Fe14B and Nd2Fe14B Single Crystals // Solid State Commun. 1984. V. 51. Р. 857–860.
- Mushnikov N.V., Terent’ev P.B., Rosenfel’d E.V. Magnetic Anisotropy of the Nd2Fe14B Compound and Its Hydride Nd2Fe14BH4 // Phys. Met. Metal. 2007. V. 103. No. 1. Р. 39–50.
- Pastushenkov Yu.G., Skokov K.P., Suponev N.P., Stakhovski D. Low-temperature magnetization distribution and magnetization reversal in Fe-Nd-B permanent magnets // J. Magn. Magn. Mater. 2005. V. 290. P. 644–646.
- Федер Е. Фракталы. М.: Мир, 1991, 254 с.
- Livingston J.D., McConnel N.D. Domain‐wall energy in cobalt‐rare‐earth compounds // J. Appl. Phys. 1972. V. 43. Р. 4756–4762.
- Bodenberger R., Hubert A. Zur Bestimmung der Bloch-wandenergie von einachsigen Ferromagneten // Phys. Stat. Sol. (a). 1977. V. 44. Р. K7–K11.
- Kronmüller H., Fähnle M. Micromagnetism and the microstructure of ferromagnetic solids. Cambridge University Press, 2003. 432 p.
- Schäfer R. Magnetic domains. In Handbook of mag-netism and magnetic materials / Ed. M. Coey, Parkin S.P. Springer. 2021. P. 409. ISBN 978-3-030-63210-6 (eBook).
- Sinkevich A.I., Lyakhova M.B., Semenova E.M. The energy of 180° domain walls of uniaxial crystals with the different magnetocrystalline anisotropy type // J. Magn. Magn. Mater. 2024. V. 610. Р. 172560.
- Herbst J.F., Croat J.J., Yelon W.B. Structural and magnetic properties of Nd2Fe14B // J. Appl. Phys. 1985. V. 57. P. 4086–4090.
Дополнительные файлы
