Бистабильное и многодоменное состояния ферромагнитных микропроводов alpha-Fe/(PrDy)(FeCo)B

Abstract

Microwire of α-Fe(50 at.%)(PrDy)(FeCo)B(48 at.%) was obtained by extracting a hanging melt drop of (PrDy)(FeCo)B in an electron beam. It was shown that a single microwire with a diameter of 50 μm and a length of 0.8 - 6 mm with an amorphous phase (PrDy)(FeCo)B content of ~ 48% and a polycrystalline α-Fe phase of ~ 52% has a rectangular narrow magnetic hysteresis loop and, accordingly, a bistable state with a switching field of ~ 100 Oe. The shortening of the wire to ~ 0.6 mm leads to a sharp deviation from the squareness of the loop, reducing the slope of the dependence of the magnetization on the field and the coercive force to 20 Oe. In the subsurface layers consisting of the amorphous phase (PrDy)(FeCo)B, oriented areas of reverse magnetization are observed. The role of the magnetic dipole interaction in the formation of a magnetic hysteresis loop of chaotic microwire assemblies of various compositions is discussed.

Спин-переориентационный переход в микропроводах alpha-Fe с аморфной оболочкой PrDyCoFeB

“…Методика изготовления микропроводов, основанная на сверхбыстром охлаждении капли расплава PrDyFeCoB на вращающемся холодном диске, подробно описана в статьях [4][5][6][7], где также был проведен структурно-химический анализ, указывающий на наличие компонент α-Fe и аморфного материала PrDyFeCoB в равных объемных долях. Форма микропроводов не была идеально цилиндрической, поскольку при быстром охлаждении расплава одна сторона микропровода соприкасалась с барабаном (см.…”

“…Тогда направления намагниченностей компонент микропровода могли бы переключаться внешними факторами. Примером подобных микропроводов могут служить недавно созданные нашей группой микропровода на основе 3d-и 4 f -металлов сочетающие α-Fe-ядро и аморф-ную оболочку PrDyCoFeB [4][5][6][7]. Эти микропровода в малых полях имеют прямоугольную петлю гистерезиса из-за быстрого перемагничивания в ядре α-Fe.…”

Ориентационная зависимость магнитного момента микропроводов alpha-Fe(PrDy)(CoFeB)

“…В заключение отметим, что наши простые оценки отнюдь не решают вопроса о сложном магнитном состоянии оболочки микропровода. Отдельных исследований и обсуждения требует наличие включений α-железа в оболочке, установленное нами в предыдущих работах, магнитное дипольное взаимодействие между ядром и оболочкой, а также обменное смещение, обнаруженное ранее с помощью микроскопии Керра [9,10]. Все эти факторы способны формировать сложную угловую зависимость намагниченности оболочки, как было ранее показано в работах, посвященных многослойным микропроводам [16][17][18][19][20].…”

“…Наблюдение GMI на уровне 1000% и выше [5] свидетельствует о том, что область применения микропроводов может оказаться даже шире, чем для сложных в изготовлении гетероструктур планарной спинтроники, гигантское магнитосопротивление (GMR) которых обычно составляет сотни процентов [6]. Весьма перспективным представляется новый тип микропроводов с ядром α-Fe и оболочкой (PrDy)(FeCo)B, о которых сообщалось в [7][8][9][10]. Эти микропровода, выращенные методом экстракции висящей капли расплава, диаметром ∼ 80−100 µm и длиной 10−20 mm демонстрируют прямоугольную петлю гистерезиса из-за быстрого перемагничивания в ядре α-Fe, низкое поле переключения намагниченности (менее 100 Ое) и высокую положительную магнитострикцию оболочки (PrDy)(FeCo)B. Контакт ферромагнитного ядра α-Fe с ферримагнитной оболочкой (PrDy)(FeCo)B в этих микропроводах может создавать эффекты обменного смещения, что выглядит многообещающим с точки зрения комбинирования магнито-импедансных и магниторезистивных свойств.…”

Морфология и механические свойства микропроводов PrDyFeCoB

“…Микропровода на основе редкоземельных сплавов группы Re-T M-B (Reредкоземельные металлы, T M -переходные металлы, В -бор), используемых для производства постоянных магнитов, в литературе встречаются сравнительно редко [8,9], хотя аморфная фаза таких сплавов обладает близкой к нулю коэрцитивной силой. В наших недавних работах [10][11][12][13][14][15] был дан обстоятельный анализ фазового и химического состава, структуры и магнитных свойств микропроводов с ядром α-Fe, покрытого оболочкой PrDyFeCoB. Расслоение таких микропроводов на фазы и его преимущества для создания магнитных пинцетов описаны в [1].…”