ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ПОВЕРХНОСТИ НА МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА ОДНООСНЫХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ НАНООБЪЕКТОВ С ПОМОЩЬЮ УСОВЕРШЕНСТВОВАННОЙ ТРЕХМЕРНОЙ МОДЕЛИ
Authors: Манаков Н.А. , Ерёмин А.М. , Шилинг Г.С. , Захаров П.В. 
Published: October 2024

В работе проводится краткий обзор результатов теоретического анализа возможного влияния поверхностного слоя и поверхностной магнитной анизотропии на свойства ферромагнитных нанообъектов в виде сферических и цилиндрических частиц, а также тонких пластинок. Показан характер зависимости критических параметров (абсолютной однодоменности, критического поля разрушения однодоменного состояния) квазиоднодоменных частиц от толщины низко- и высокоанизотропного поверхностного слоя. Установлено, что учет поверхностного слоя меняет функциональный вид зависимости критерия абсолютной однодоменности для квазиоднодоменных частиц. При определенных условиях это может приводить к существенному изменению их радиуса абсолютной однодоменности и резкому увеличению или уменьшению их коэрцитивной силы. В статье освящен вопрос о том, как изменяется величина критического поля разрушения однодоменного состояния в зависимости от материала поверхностного слоя. Показана зависимость распределения намагниченности в прямоугольных нанопластинках от типа поверхностной магнитной анизотропии. Установлено, что влияние поверхностной анизотропии типа легкая плоскость не существенно в случаях чрезвычайно низкой или чрезвычайно высокой внутриобъемной анизотропии образца. Оно играет значительную роль при некоторых промежуточных значениях внутриобъемной анизотропии. Указана значимость поверхностной анизотропии типа легкая ось для материалов с любыми значениями внутриобъемной анизотропии. Также в работе проведен анализ возможности магнитной записи на блоховских доменных границах. Описан механизм такой записи, указаны возможные пути уменьшения отрицательного влияния поверхности на процесс магнитной записи. Теоретические выводы подтверждаются результатами численного эксперимента. Вопросы, освященные в работе, могут быть полезны широкому кругу исследователей и разработчиков в области микроэлектроники.

The work briefly reviews the results of theoretical analysis of the possible influence of the surface layer and surface magnetic anisotropy on the properties of ferromagnetic nano-objects in the form of spherical and cylindrical particles, as well as thin plates. Shows the dependence of the critical parameters (absolute single-domain, single domain critical field failure state) quasidomain particles of low anisotropic and high anisotropic surface layer. It was found that the inclusion of the surface layer changes depending on the functional form of the absolute single-domain criterion for quasidomain particles. Under certain conditions this may lead to a significant change of their radius of absolute single-domain and a sharp increase or decrease of the coercive force. The article blessed question about how the field changes the critical fracture single-domain state, depending on the surface layer material. The dependence of the magnetization distribution in a rectangular nanoplatelets on the type of surface magnetic anisotropy. It is found that the influence of surface anisotropy of the easy-plane is not essential in cases of extremely low or extremely high anisotropy of intra sample. It plays a significant role in some of the intermediate values of intra anisotropy. It contains the importance of surface anisotropy of the easy axis for materials with any values of intra anisotropy. The paper also analyzes the possibility of magnetic recording at the Bloch domain boundaries. The mechanism of such a recording is described, possible ways to reduce the negative effect of the surface on the magnetic recording process are indicated. The theoretical conclusions are confirmed by the results of the numerical experiment. The issues consecrated in the work can be useful to a wide range of researchers and developers in the field of microelectronics.