Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.17223/00213411/64/6/170

Ключевые слова: micromagnetic modeling, Multilayer magnetic film, domain structure, hysteresis loop, microstrip resonator, magnetic field sensor, микромагнитное моделирование, многослойная магнитная пленка, доменная структура, петля гистерезиса, микрополосковый резонатор, датчик магнитного поля

Аннотация: Микромагнитным моделированием многослойных тонкопленочных структур, состоящих из магнитных слоев, разделенных немагнитными прослойками, исследовано формирование доменной структуры и процессы перемагничивания. Магнитные слои из пермаллоя (Ni₈₀Fe₂₀) обладают одноосной в плоскости и перпендикулярной магнитной анизотропией. Обнаружено, что при уменьшении толщины прослоек планарная конфигурация магнитных моментов в пермаллоевых слоях трансформируется из однодоменного состояния в страйп-структуру, что обусловлено ростом магнитостатического взаимодействия слоев. В структурах с «толстыми» прослойками даже слабое магнитостатическое взаимодействие заставляет соседние однодоменные пермаллоевые слои иметь противоположную ориентацию магнитных моментов, при этом поле насыщения таких образцов линейно увеличивается с ростом количества слоев. Анализ динамических характеристик тонкопленочной структуры позволил определить оптимальное количество слоев, обеспечивающее максимальный коэффициент преобразования широкополосного микрополоскового СВЧ-датчика слабых магнитных полей. Using numerical micromagnetic modeling we have investigated the development of domain structure and magnetization reversal in multilayer thin-film structures. The permalloy (Ni₈₀Fe₂₀) magnetic layers had the in-plane uniaxial and perpendicular magnetic anisotropy. We found that as the thickness of nonmagnetic interlayers decreases, the in-plane configuration of magnetic moments transforms from a single domain state to stripe domains, which is caused by the increase of magnetostatic interaction between layers. In structures with “thick” interlayers, even weak magnetostatic interaction enforces neighbor single domain permalloy layers to have opposite orientation of magnetic moments. The saturation field of such samples increases linearly with the number of layers. By analyzing the dynamic characteristics of multilayers, we determined the optimum number of layers ensuring the maximum conversion efficiency of wideband high frequency microstrip magnetometer.

Журнал: Известия высших учебных заведений. Физика

Выпуск журнала: Т. 64, № 6

Номера страниц: 170-176

ISSN журнала: 00213411

Место издания: Томск

Издатель: Национальный исследовательский Томский государственный университет

• Беляев Борис Афанасьевич (Сибирский федеральный университет)
• Боев Никита Михайлович (Сибирский федеральный университет)
• Изотов Андрей Викторович (Сибирский федеральный университет)
• Соловьев Платон Николаевич (Институт физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК