Исследование нелинейных процессов в магнитомягком проводнике при высокочастотном перемагничивании тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.13 ВАК РФ

_РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ОБЪЕДИНЕННЫМ ИНСТИТУТ ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР

На правах рукописи УДК: 676.017.58; 537.6/.8

Рахманов Андрей Александрович

ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ПРОЦЕССОВ В

МАГНИТОМЯГКОМ ПРОВОДНИКЕ ПРИ ВЫСОКОЧАСТОТНОМ ПЕРЕМАГНИЧИВАНИИ

Специальность 01.04.13 - Электрофизика, электрофизические установки

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидат физико-математических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Институте теоретической и прикладной электродинамики Объединенного института высоких температур РАН

Научный руководитель

Официальные оппоненты

Ведущая организация

доктор физико-математических наук АС Антонов

доктор физико-математических наук В Г Шавров кандидат физико-математических наук Б А. Аронзон

Физический факультет МГУ имени М В Ломоносова

Защита состоится «» фМ^Ы^ 2005 г. в //

часов ва заседании

Диссертационного совета Д 002 110 01 при Объединенном институте высоких температур РАН по адресу 127412, Москва, Ижорская 13/19, ОИВТ РАН Fax 485-99-22

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИВТ РАН

Автореферат разослан «/Lk 2005i

Ученый секретарь

Диссертационного совета Д 002 110 01 к ф -м н

А Т Кунави

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Интерес к магнитомягким аморфным проволокам связан с их необычными физическими свойствами и возможность применения в различных технических приложениях. Этот интерес возрос в последнее десятилетие после обнаружения в таких проволоках эффекта гигантского магнитоимпеданса (ГМИ) [1, 2, 3]. Эффект ГМИ заключается в сильном изменении комплексного сопротивления проводника в слабом внешнем магнитном поле. Для аморфных проволок типичные значения изменения импеданса составляют несколько сотен процентов в поле порядка 1 Э. Позднее эффект ГМИ наблюдался в аморфных лентах, аморфных и нанокристаллических пленках, многослойных пленочных структурах и композитных проволоках, состоящих из высокопроводящей немагнитной сердцевины и магнитомягкой оболочки [4]. Эффект ГМИ имеет классическую природу и может быть описан в рамках представления об изменении глубины скин-слоя при изменении внешнего магнитного поля. Величина эффекта существенно зависит от магнитной структуры образца. В связи с этим, для повышения чувствительности ГМИ к внешнему магнитному полю необходим детальный анализ доменных структур в магнитомягких образцах.

Эффект ГМИ исследуется обычно при малых амплитудах переменного тока, пропускаемого через образец, когда напряжение на концах образца или в измерительной катушке, намотанной на образец, пропорционально импедансу образца. Возникновение сигнала в катушке связано с тем, что переменный ток приводит к изменению не только поперечной, но и продольной компоненты намагниченности [5]. Этот

эффект (недиагональный магнитоимпеданс) во многих случаях позволяет получить более высокую чувствительность к внешнему магнитному полю по сравнению с традиционным ГМИ. В последнее время большое внимание вызывают также исследования частотного спектра сигнала напряжения при пропускании через проволоку токов большой амплитуды, когда связь между намагниченностью и амплитудой тока становится нелинейной [6, 7, 8, 9, J0]. Этот нелинейный отклик, чувствительный к внешнему магнитному полю, часто называют нелинейным магнитоимпедансом. При этом в широкой области параметров чувствительность высших гармоник в частотном спектре напряжения к внешнему постоянному магнитному полю оказывается существенно больше чувствительности эффекта ГМИ. Вместе с тем, до настоящего времени нелинейный магнитоимпеданс в пленочных структурах и проволоках не был изучен достаточно подробно.

В связи с этим, целью работы являлось исследование магнитной структуры, ГМИ и высокочастотных нелинейных эффектов в магнитомягких проводниках. Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработка методики исследования приповерхностной доменной структуры магнитомягких проволок с циркулярной магнитной анизотропией.

2. Получение экспериментальных зависимостей амплитуд гармоник напряжения от частоты и внешнего магнитного поля при перемагничивании магнитомягких образцов высокочастотным полем большой амплитуды.

3. Создание методики измерений температурной зависимостей эффекта ГМИ в аморфных проволоках и исследование температурной зависимости ГМИ в аморфных проволоках.

Научная новизна работы состоит в следующем

1 Экспериментально установлено, что основное состояние магнитомягких аморфных и композитных проволок с циркулярной анизотропией является однодоменным

2 Получены новые экспериментальные данные о характере высокочастотных нелинейных процессов в магнитомягких аморфных и нанокристаллических проводниках

3 Впервые обнаружены комбинационные гармоники с большой амплитудой в частотном спектре напряжения, снимаемого с магнитомягкого проводника, при перемагничивании переменным током Показано, что амплитуды гармоник обладают высокой чувствительностью к магнитному полю

4 Обнаружено необратимое изменение импеданса аморфных проволок при нагреве до температуры, превышающей 80°С, вследствие изменения (релаксации) механических напряжений в проволоке

Практическая ценность. Полученные в диссертации результаты развивают существующие представления о магнитной структуре и высокочастотных процессах, происходящих в магнитомягких ферромагнитных материалах Результаты диссертации могут быть использованы для разработки высокочувствительных датчиков магнитного поля, а также для улучшения электрофизических параметров магнитомягких материалов

Основные результаты диссертации, выносимые на защиту

1 Используя оригинальную методику исследования магнитной структуры аморфных проволок различной композиции и состава, обнаружено, что основным стабильным состоянием проволоки с циркулярной анизотропией является однодоменная структура

2 Установлено, что перемагничивание аморфной проволоки полем импульсного тока происходит вследствие движения доменных границ, число которых и место зарождения зависят от параметров проволоки и амплитуды импульса

3 Продемонстрирована высокая чувствительность нелинейного магнитоимпеданса к внешнему магнитному полю для аморфных проволок и многослойных пленочных структур Обнаружено, что для пленочных структур использование эффекта нелинейного магнитоимпеданса позволяет измерять одновременно две компоненты магнитного поля

4 Обнаружено аномальное усиление комбинационных гармоник в частотном спектре напряжения, снимаемого с магнитомягкого проводника, при переходе от линейного к нелинейному возбуждению образца

5 Установлено, что при нагреве аморфной проволоки свыше 80 °С в образце происходят необратимые изменения, и эффект ГМИ уменьшается необратимым образом, вследствие релаксации механических напряжений в проволоке

Апробация работы. Результаты работы были представлены на следующих конференциях European Magnetic Materials and Applications Conference (Kiev, 2000), "Ломоносовские чтения" (Москва, 2001), International Workshop on Magnetic Wires (San Sebastian, 2001), зимняя школа по физике "Коуровка - 2002", Moscow International Symposium on Magnetism (Moscow, 2002), European Magnetic Sensors and Actuators Conference (Athens, 2002), International Conference on Magnetism (Roma, 2003), International Baikal Scientific Conference «Magnetic Materials» (Irkutsk, 2003)

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 11 печатных работах, список которых приведен в конце автореферата

Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы Общий объем работы составляет 112 страниц, включая 66 рисунков, и библиографический список из 113 наименований

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность рассматриваемой темы, научная новизна и практическая ценность проведенных исследований, а также, сформулирована цель и перечислены задачи работы Кратко описана структура диссертации

Первая глава приведен обзор литературы, посвященной экспериментальным исследованиям и теоретическим моделям эффекта ГМИ в аморфных и нанокристаллических проволоках, лентах и пленочных структурах Проанализированы основные работы по магнитной структуре магнитомягких ферромагнетиков Рассмотрены также работы, посвященные новым высокочастотным нелинейным эффектам в материалах, проявляющих ГМИ

Вторая глава посвящена исследованиям магнитной структуры магнитомягких аморфных и композитных проволок (с циркулярной анизотропией) В первой части главы описываются исследования распределения намагниченности вдоль длины проводника Распределение намагниченности исследовалось для трех типов образцов Первым типом исследованных образцов являлись проволоки в стеклянной оболочке состава вторым типом - проволоки того же состава без

оболочки Кроме того, исследования проводились на композитных проволоках с изотропной магнитомягкой пермаллоевой оболочкой и медной сердцевиной

По исследуемому образцу пропускался переменный ток малой амплитуды (магнитные моменты лишь прецессировали под действием тока и не происходило перемагничивания ни образца в целом ни его частей -линейный режим возбуждения), так же по образцу пропускался постоянный ток. Вдоль образца перемещалась измерительная катушка и измерялась фаза между сигналом в катушке и током в образце, а также амплитуда сигнала в катушке. Из подробного рассмотрения ЭДС в катушке в отсутствии внешнего магнитного поля и постоянного тока в катушке (смотри в диссертации) следует, что фаза в катушке указывает на направление проекции магнитного момента на циркулярную ось тока. Амплитуда же дает информацию о величине этой проекции. Если на длине катушки (около 1 мм) находится несколько моментов (доменов), то сигнал от них компенсируется, и амплитуда сигнала и фаза в катушке будут около нуля. Следует отметить, что наличие сигнала в катушке однозначно говорит о наличии однодоменной циркулярной структуры, так как иначе это означало бы наличие больших по площади доменов с одним направлением и малых по площади с другим - что энергетически не выгодно в нашем случае (отсутствие внешних воздействий).

На рис. 1 приведены результаты измерений для проволоки в стеклянной оболочке. На графиках показаны фаза, и амплитуда сигнала в измерительной катушке в зависимости от ее положения вдоль проволоки. На рисунке 1а и 1с показаны результаты измерений в случае нулевого постоянного тока, пропускаемого через проволоку. Следует обратить внимание, что значение фазы сигнала в катушке не меняет знак на всей длине проволоки, что свидетельствует об однодоменном состоянии образца. На рисунках 1Ь и И показаны измерения при двух разных значений постоянного тока в проволоке. Видно, что при изменении знака

Механический дефект на образце

-ал 00 05 10 15 20 25 30 35 40 -05 ОС 15 10 15 20 25 30 35 «

Положение кнгуики, см

Рис. 1: Зависимость амплитуды и фазы сигнала от положения измерительной катушки, при различных значениях постоянного тока

тока фаза меняет значение примерно на 180 градусов, что соответствует изменению направления намагниченности проволоки на противоположное.

Для наглядности в проволоке была искусственно создана доменная граница, которая проявляется в сигнале, показанном на рисунке 1С. Доменную стенку удалось создать после нескольких кратковременных импульсов постоянного тока с амплитудой около 0.5 мА. Однако такое состояние является нестабильным и может быть разрушено при небольшом возбуждении проволоки (например, при повороте ее в земном поле). Из рис. 1 также видно, что в исследуемой проволоке в районе 2.7 см

от левого конца имеется дефект (на всех графиках в этом месте наблюдается резкое изменение фазы и амплитуды). Визуально в этом месте наблюдается повреждение стеклянной оболочки. Следует отметить, что для остальных исследованных образцов измеренные зависимости амплитуды и фазы сигнала в катушке имели аналогичный вид. Таким образом, экспериментально показано, что основным состоянием проволок с циркулярной анизотропией является однодоменное состояние. Доменные границы являются метастабильными и исчезают при малом возбуждении.

Во второй части главы исследовалась динамика перемагничивания проволок импульсным током. С этой целью вокруг проволоки были намотаны две идентичные катушки (одна к другой, длинна катушек по 5 мм), которые могли перемещаться вдоль проволоки. Через проволоку пропускался слабый высокочастотный синусоидальный ток частотой 10 МГц. Для исследования движения доменных стенок через проволоку пропускались чередующиеся положительные и отрицательные импульсы тока . Длительность прямоугольных импульсов выбиралась таким образом, чтобы весь образец успевал перемагнититься в течение каждого полупериода импульса, и составляла 8мс. Проволока помещалась в постоянное продольное магнитное поле создаваемое соленоидом,

ориентированным вдоль оси образца. Величина поля изменялась от -1.5 до 15 Э. По отклику в измерительных катушках можно судить о скорости движения доменных границ и их количестве (подробнее смотри диссертацию).

Результаты экспериментов показывают, что перемагничивание проволоки в поле импульсного тока происходит вследствие движения вдоль образца пары доменных стенок, образующихся на концах проволоки. На рис. 2 показана зависимость скорости движения доменной

стенки от амплитуды импульсов тока .У2. При малых амплитудах (<2 мА) эта зависимость хорошо описывается линейной функцией, а отклонение от линейности связано, как с погрешностью эксперимента, так и с погрешностью вычисления скорости движения доменной стенки при обработке сигналов с катушки. При больших значениях амплитуды импульсов тока и продольного магнитного поля перемагничивание проволоки происходит вследствие зарождения большого числа доменных стенок. Дополнительные доменные стенки возникают на неоднородностях образца, а измеряемая эффективная скорость перемагничивания образца резко возрастает (см. рис. 2).

Рис. 2: Зависимости эффективной скорости перемагничивания образца при не = 0.65 э и /1=0.5 ма от амплитуды импульсов перемагничивающего тока.

Третья глава посвящена исследованию высокочастотных нелинейных эффектов в многослойных пленочных структурах и аморфных проволоках. В первой части главы исследовано перемагничивание полем

высокочастотного тока пленочных структур (сэндвичей) РеСиКЬ81В/А№еСи№81В Ферромагнитные пленки длиной 5 мм и шириной 0 3 мм имели толщину О6 мкм, толщина центрального алюминиевого слоя составляла 2мкм На концах слоя алюминия формировались контактные медные площадки размером 3x3 мм2 Через сэндвич вдоль его длинной стороны пропускался переменный ток Амплитуда тока достигала 75 м А, а его частота варьировалась от 0 1 до 2 МГц Исследуемый образец помещался в создаваемое соленоидом постоянное магнитное поле, величина которого изменялась от -37 до 37 Э В экспериментах ориентация магнитного поля по отношению к длинной стороне сэндвича могла изменяться с продольной на поперечную На исследуемый образец в поперечном току направлении наматывалась измерительная катушка, имевшая 45 витков Сэндвич помещался в магнитный экран Амплитуды гармоник напряжения, возникающего в катушке, измерялись при помощи анализатора спектра НР4395А

40 20 О 20 40 40 20 0 20 40

Щ> Э нт,э

Рис. 3: Измеренные зависимости амплитуд гармоник напряжения Ук от величины поперечного магнитного поля Нт (4 = 50 мА,/=1 МГц) а) нечетные гармоники • - А=1, ■ - к=3, А - к= 5, Ь) четные гармоники о - к=2, □ - к=4, А - к=6

На рис 3 показаны измеренные зависимости амплитуд гармоник V/, (где к - номер гармоники) напряжения в катушке от поперечного магнитного поля Нт (поле направлено поперек тока) Измеренные зависимости амплитуд гармоник напряжения в катушке от величины продольного магнитного поля ,Н1 (поле направлено вдоль тока) представлены на рис 4 Из рис 3 и 4 следует, что частотный спектр напряжения существенно зависит от ориентации внешнего магнитного поля В случае поперечного направления поля несколько первых гармоник в частотном спектре напряжения чувствительны к магнитному полю,

5 г 20

40 20 0 20 40 40 20 0 20 40

Н1, Э , Э

Рис. 4: Зависимости амплитуд гармоник напряжения Ук от величины продольного магнитного поля Нь (70=50 мА,/=1 МГц) а) нечетные гармоники • - к= 1, ■ - к=3, А - к=5, Ь) четные гармоники о - к=2, □ - к-4, Д - к=6

однако четные гармоники имеют более высокую чувствительность В случае продольного направления внешнего поля нечетные гармоники слабо зависят от поля, в то время как четные являются высокочувствительными Для обеих ориентации магнитного поля амплитуда второй гармоники имеет чувствительность к внешнему магнитному полю порядка 1мВ/Э при частоте переменного тока 1МГц Это

значение совпадает по порядку величины с чувствительностью, полученной при исследовании эффекта ГМИ в пленочных структурах [11], и может быть увеличено при оптимизации геометрии сэндвича и при использовании более высокой амплитуды и частоты переменного тока, пропускаемого через сэндвич. Так как исследованный эффект чувствителен, как к продольному, так и поперечному магнитному полю, он может быть использован для разработки двухкомпонентных датчиков слабого магнитного поля.

Во второй части главы исследован процесс перемагничивания аморфных проволок на основе кобальта высокочастотным продольным магнитным полем. Эксперименты проводились на аморфных проволоках состава Со68Бе4 5. Для измерений использовались проволоки

диаметра 30 мкм и длины 6.6 мм. Исследованный образец помещался в

-э -2 -1 о 1 2 з -3 -2 -I о 1 2 з

Рис. 5: Зависимости амплитуд гармоник напряжения Ук от постоянного магнитного поля Нж при /=500 кГц и различных амплитудах переменного магнитного поля: #0=4.6Э (а); Я0=23.2Э (Ь) □-*=1;И-*=2;0-*=3;#-*=4

переменное магнитное поле, создаваемое соленоидом, ориентированным вдоль оси микропроволоки. Амплитуда переменного поля Н0 изменялась

от 0 2 до 25Э, а частота поля /варьировалась от 0 5 до 2МГц Измерения проводились в присутствии постоянного продольного магнитного поля Яос, которое изменялось в диапазоне ±4 Э В экспериментах измерялись амплитуды гармоник напряжения, снимаемого с концов микропроволоки

При малых амплитудах переменного поля Н0 (менее О 2Э) в частотном спектре напряжения основной является первая гармоника, а вклад остальных гармоник пренебрежимо мал В этом случае возникновение напряжения на концах образца связано с существованием недиагональной компоненты тензора импеданса [!2] С увеличением Нг. вклад остальных гармоник в сигнал напряжения возрастает На рис 5 показаны измеренные зависимости амплитуд гармоник напряжения (где

- номер гармоники) от величины постоянного магнитного поля Кривые %Wdc) являются безгистерезисными, а амплитуды гармоник практически не зависят от знака постоянного магнитного поля При этом, зависимости амплитуд четных и нечетных гармоник от принципиально различны (см рис 5) В нулевом постоянном магнитном поле четные гармоники пренебрежимо малы, а нечетные гармоники имеют максимальные значения Кроме того, все гармоники имеют дополнительные максимумы при ненулевом постоянном магнитном поле Н^ Значения Н^ при которых наблюдаются эти максимумы, линейно возрастают с увеличением амплитуды высокочастотного продольного магнитного поля

Для описания экспериментальных результатов была предложена модель, которая позволяет объяснить основные особенности частотного спектра напряжения Предположим, что доменная структура в проволоке отсутствует, и пренебрежем скин-эффектом в проволоке Тогда, переменное продольное магнитное поле однородно распределено по

сечению образца. Предположим также, что проволока имеет геликоидальную анизотропию, причем ось анизотропии составляет с циркулярным направлением постоянный угол а поле анизотропии постоянно во всем образце [12]. Изменение намагниченности в микропроволоке под действием переменного магнитного поля может быть найдено из условия минимума свободной энергии образца [7, 10]. Используя эти предположения, можно получить выражение для

напряжения на концах образца:

__________т

где Г0=4 ж01]М1с, О - диаметр микропроволоки, / - ее длина, с - скорость света в вакууме, М - намагниченность насыщения, в - угол отклонения вектора намагниченности от азимутального направления, Л^ продольная и Мс азимутальная компонента намагниченности. Частотный спектр

напряжения на концах микропроволоки может быть найден при помощи Фурье-преобразования выражения (1). Результаты расчетов показывают, что при малых амплитудах переменного поля вектор намагниченности совершает малые колебания относительно равновесного положения, и в частотном спектре напряжения доминирует первая гармоника [12]. Если Н0 превышает некоторое пороговое значение, происходит изменение знака компонент намагниченности в каждом полуцикле изменения высокочастотного поля, которое сопровождается появлением высших гармоник в частотном спектре напряжения [7,10].

Таким образом, перемагничивание проволоки приводит к возникновению гармоник с высокими амплитудами в частотном спектре напряжения, снимаемого с концов образца. В отличие от перемагничивания в поле высокочастотного тока [7], при

перемагничивании высокочастотным продольным магнитным полем, как четные, так и нечетные гармоники в частотном спектре напряжения имеют высокую чувствительность к постоянному магнитному полю Например, для амплитуды переменного поля эта чувствительность

составляет примерно 5 мВ/Э Это значение приблизительно совпадает с максимальной чувствительностью, полученной при использовании линейного эффекта ГМИ Высокая чувствительность амплитуд гармоник к постоянному продольному магнитному полю и отсутствие гистерезиса позволяют использовать данный нелинейный эффект для разработки датчиков слабого магнитного поля

В четвертой главе изучено влияние слабого переменного внешнего магнитного поля на частотный спектр напряжения, возникающего в измерительной катушке, намотанной вокруг магнитомягкого проводника, по которому протекает переменный ток Экспериментальное исследование проводилось следующим образом по образцам пропускался переменный ток с амплитудой от 0 01 до 900 мА, частота токи/, изменялась от 100 кГц до 1 Мгц Исследуемый образец помещался в систему трех коаксиальных катушек Самая большая катушка создавала постоянное продольное магнитное поле Н^ Средняя катушка создавала переменное магнитное поле амплитудой Самая маленькая катушка

подсоединялась к входу анализатора спектра НР4395А Система катушек помещалась в магнитный экран Исследовался частотный спектр напряжения в измерительной катушке в зависимости от амплитуды переменного тока при различных значениях амплитуды переменного поля и продольного постоянного поля Измерялись амплитуды первых комбинационных гармоник напряжения с частотами

При малых амплитудах переменного тока в частотном спектре напряжения основными являются гармоники с частотой тока /0 и с частотой переменного магнитного поля fx При более высоких амплитудах тока из-за перемагничивания образца отклик напряжения становится нелинейным Вклад гармоник с частотами кратными /а растет, и при достаточно большой амплитуде переменного тока амплитуда четных

V м В

О 5 0 10 0 15 0

/„ М А

Рис. 6: Аморфная проволока Со68Сг3Ре28115В1г Зависимости амплитуды комбинационной гармоники Ус с частотой от амплитуды тока /0 при #ас=75 мЭ и различных значениях Нк □ - Ясс=0 01Э, 0 - Яос=0 03 Э, о -Ям=0 1Э,Д-Як=0 3Э>.-Дк;=1Э

гармоник с частотами 4/0 превышают амплитуду гармоники ^ Кроме того, в присутствие слабого продольного переменного поля в этом интервале амплитуд переменного тока в частотном спектре напряжения возникает не только сигнал на частоте но и комбинационные гармоники с частотами т/а±п/^ При еще большей амплитуде переменного тока амплитуды комбинационных гармоник значительно уменьшаются Отметим, что зависимости от амплитуды тока амплитуд комбинационных гармоник с частотами аналогичны, однако основная

комбинационная гармоника с частотой имеет наибольшую

амплитуду

Были исследованы следующие образцы аморфная проволока и не отожженная аморфная лента состава Со68СГзРе28115В12 ,а так же композитная проволока МЬ/№82Ре18 На рис 6 показаны измеренные зависимости амплитуды основной комбинационной гармоники Ус от амплитуды тока. /0 при фиксированной амплитуде переменного поля ЯА(_ и при различных значениях постоянного поля Н^ для аморфной проволоки Результаты экспериментов показывают, что продольное переменное магнитное поле существенно влияет на частотный спектр напряжения, возникающего в измерительной катушке, намотанной вокруг магнитомягкого проводника В некотором интервале амплитуд переменного тока в частотном спектре напряжения появляются комбинационные гармоники с достаточно большими амплитудами Гармоники имеют высокую чувствительность к постоянному магнитному полю Для основной комбинационной гармоники с частотой эта

чувствительность составляет порядка 10 мВ/Э Результаты проведенного анализа показывают, что резкое увеличение амплитуды комбинационных гармоник происходит, если амплитуда переменного тока близка к пороговому значению, при котором происходит перемагничивание части объема образца Исследованный эффект может быть важен для технических приложений

В главе 5 исследовалось влияние температуры на импеданс ферромагнитных проводников Экспериментальная установка была построена на базе промышленного спектроанализатора Для проведения температурных измерений была изготовлена специальная ячейка,

позволявшая проводить измерения импеданса при температуре от 20 °С до 200 С, при этом была возможность приложить механические напряжения вдоль образца Измерения проводились на образце, как в нагретом состоянии, так и после охлаждения

На рис 7 представлены обобщенные результаты измерения импеданса аморфной проволоки (состава Сс>б8 25рб4 5$112 25В15) Образец длиной 5 мм помещался в ячейку, предназначенную для температурных измерений, температура менялась от комнатной и выше На рис 7а представлена температурная зависимость максимального значения ГМИ (для каждой температуры измерялась зависимость импеданса от величины внешнего постоянного магнитного поля, и определялось максимальное значение импеданса) На рис 7Ь показаны результаты для остывшего образца кривая имеет выраженный максимум, причем при нагреве свыше

а) Ь)

Температуре (°С) Тятретур» ('Ъ)

Рис. 7: Зависимось максимума МИ от температуры нагретого а) и остывшего Ь) образца

80 С эффект ГМИ уменьшается необратимым образом, что видно из рис 7Ь

Также были исследованы проволоки того же состава в стеклянной оболочке Было обнаружено, что наличие оболочки изменяет зависимость ГМИ от температуры для проволоки в оболочке максимальное значение ГМИ уменьшается с повышением температуры, тогда как в проводе без оболочки величина ГМИ сначала растет с температурой, а затем уменьшается Кроме того, результаты исследования показывают, что в диапазоне температур до 80 °С величина ГМИ изменяется обратимым образом, а продольные механические напряжения приводят к линейному росту максимального значения ГМИ до 50% в диапазоне напряжений от 0 до 300 МРа

В последней, шестой главе приводятся основные результаты диссертации

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

1 Предложен новый метод исследования приповерхностной доменной структуры магнитомягких проволок с циркулярной анизотропией, основанный на эффекте недиагонального магнитоимпеданса Предложенный метод является хорошим инструментом для изучения однородности магнитных свойств проводников Экспериментально продемонстрировано, что основным состоянием аморфных и композитных проволок является однодоменное состояние Обнаружено также, что доменные границы в таких проволоках являются метастабилъным и исчезают при малых воздействиях

2 Установлено, что перемагничивание аморфной проволоки в поле прмоугольного импульсного тока малой амплитуды происходит вследствие движения вдоль образца пары доменных стенок, возникающих на концах образца При больших значениях амплитуды импульсов тока происходит зарождения большого числа доменных стенок, возникающих на неоднородностях образца, что приводит к резкому увеличению эффективной скорости перемагничивания

3 Впервые исследован нелинейный магнитоимпеданс в трехслойных пленочных структурах состава

Экспериментально показано, что частотный спектр напряжения, возникающего в измерительной катушке, существенно зависит от ориентации внешнего магнитного поля Обнаружена высокая чувствительность амплитуд гармоник напряжения к внешнему магнитному полю

4 При возбуждении аморфных проводов на основе кобальта продольным переменным магнитным полем установлено, что напряжение на концах провода имеют высокую чувствительность к магнитному полю Выявлено, что зависимость амплитуд гармоник от магнитного поля не имеет гистерезиса, что может быть существенным для практических приложений

5 Обнаружено, что продольное переменное магнитное поле существенно влияет на частотный спектр напряжения, возникающего в измерительной катушке, намотанной вокруг магнитомягкого проводника В некотором интервале амплитуд переменного тока в частотном спектре напряжения появляются комбинационные гармоники с достаточно большими амплитудами Амплитуды комбинационных гармоник имеют высокую чувствительность к постоянному и переменному магнитному полю

6. Экспериментально показано, что в диапазоне температур до 80 °С импедансные свойства проволоки без оболочки и

проволоки того же состава в стеклянной оболочке являются обратимыми. А при нагреве образца свыше 80 °С эффект ГМИ уменьшается необратимым образом. Установлено, что наличие оболочки изменяет зависимость ГМИ от температуры, для проволоки в оболочке максимальное значение ГМИ уменьшается с повышением температуры, тогда как в проводе без оболочки величина ГМИ сначала растет с температурой, а затем уменьшается, что так же связано с механическими напряжениями в образце.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

[1] AGranovsky, N Perov, О Fihppov, A Rakhmanov, JP Clerc, P Bares "Mixtures of ferromagnetic and non-magnetic beads as a model of granular alloys magnetic properties and impedance" J Materials Science Forum 373-376 (2001) 573

[2] A Radkovskaya, A A Rakhmanov, N Perov, P Sheverdyaeva and A S Antonov " The thermal and stress effect on GMI in amorphous wires" J Magn Magn Mater, 2002, Vol 249, № 1-2, p 113-116

[3] A S Antonov, N A Buzmkov, VP Goncharov, A A Rakhmanov, A L Rakhmanov, MM Filatov "Effect of longitudinal AC magnetic field on frequency spectrum of voltage response of soft magnetic conductors" J Magn Magn Mater, 2003, Vol 258-259, p 198-200

[4] AS Antonov, N A Buzmkov, А В Granovsky, NS Perov, A F Prokoshin, A A Rakhmanov, ALL Rakhmanov "Nonlinear magnetoimpedance effect soft magnetic amorphous wires extracted from melt" Sensors Actuators A, 2003,v 106,N 1-3, p 213-216

[5] A A Rakhmanov, N Perov,P Sheverdyaeva,A Granovsky,A S Antonov "The temperature dependence of the magneto-impedance effect in the Co-based amorphous wires" Sensors and Actuators A, 2003, vol 106, N 1-3, p 240242

[6] А С Антонов, НАБузников, В ПГончаров, А Б Грановский, А Ф Прокошин, А А Рахманов, А Л Рахманов, ММ Филатов "Поведение комбинационных гармоник в частотном спектре напряжения, снимаемого с магнитомягкого аморфного проводника" ФММ, 2003, том 96, №6, стр 23-29

[7] НА Бузников, А С Антонов, А А Рахманов, А Б Грановский, МА

Карташов, Н С Перов "Частотный спектр напряжения, снимаемого с аморфной проволоки при ее перемагничивании переменным магнитным полем" Письма в ЖТФ, 2004, том 30, вып 4, стр 87-94

[8] НА Бузников, А С Антонов, А Л Дьячков, А А Рахманов "Особенности частотного спектра нелинейного магнитоимпеданса многослойных пленочных структур" ЖТФ, 2004, т 74, №5, с 56-61

[9] NS Perov, AS Antonov, NA Buznikov, А В Granovsky, IT Iakubov, MA Kartashov, A A Rakhmanov "Magnetization reversal of Co-based amorphous wires induced by longitudinal ac magnetic field" J Magn Magn Mater 272-276, P3 (2004) 1868-1870

[]0]NA Buzmkov,A SAntonov,ALD'yachkov,A A Rakhmanov "The effect of external magnetic field on the remagnetization process in FeCuNbSiB/Al/FeCuNbSiB films induced by an alternating current" J Phys D Appl Phys, 2004, v 37, N 4, p 518-524

[11] NA Buznikov, A S Antonov, CheolGi Kim, Chong-Oh Kim, A A Rakhmanov, Seok-Soo Yoon "The effect of domain-walls motion on second harmonic amplitude of magnetoinductive response in Co-based amorphous wires" J Magn Magn Mater 285 (2005) 101-111

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

[1] RS Beach andA E Berkowitz II Appl Phys Lett 64(1994)3652

[2] R S Beach andA E Berkowitz, IIJ Appl Phys 76 (1994) 6209

[3] L V Pamna, K Mohn, K Bushida and M Noda II J Appl Phys 76 (1994)6198

[4] M Vazquez,//JMagn Magn Mater 226(2001)693

[5] A Antonov, I lakubov andA LagarkovIIIEEE Trans Magn 33(1997) 3367

[6] C Gomez-Polo M Vazquez,, M Knobel IIJ Magn Magn Mater 226-230(2001)712

[7] A S Antonov, NA Buzmkov, IT Iakubov et al II J Phys D Appl Phys 34(2001)752

[8] GV Kurlyandskaya, H Yakabchuk, E Kisker, NG Bebemn, H Garcia-Miquel, M Vazquez, VO Vas'kovskiy II J Appl Phys 90 (2001)6280

[9] JGS Duque, AEP de Araujo, M Knobel, A Yelon, P Cmreanu II Appl Phys Lett 83 (2003) 99

[10] AS Antonov, NA Buzmkov, A B Granovsky et al II J Magn Magn Mater 249(2002)315

[11] M Senda, O Ishu, Y Koshimoto, T Tashima IIIEEE Trans Magn 30 (1994)4611

[12] DP Makhnovshy, L V Pamna and DJ Mapps II Phys Rev B 63 (2001)144424

Принято к исполнению 12/01/2005 Исполнено 14/01/2005

Заказ № 541 Тираж 100 экз

ООО «11-й ФОРМАТ» ИНН 7726330900 Москва, Балаклавский пр-т, 20-2-93 (095) 747-64-70 (095) 318-40-68 www autoreferat ru

01.01/

11 4 ЕВ ЙЮ5"

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Магнитоимпеданс

1.2 Нелинейный магнитоимпеданс:

1.3 Методы наблюдения доменных структур 15 •

1.4 Методы изготовления МИ-образцов

1.5 Доменная структура

1.6 Актуальность основных направлений, исследуемых в диссертации

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ МИКРОМАГНИТНОЙ СТРУКТУРЫ МИКРОПРОВОДОВ

2.1 Метод исследования микромагнитной структуры

2.2 Описание установки.

2.3 Результаты исследования микромагнитной структуры и обсуждение

2.4 Исследования динамики доменных границ

ГЛАВА 3. НЕЛИНЕЙНЫЙ НЕДИАГОНАЛЬНЫЙ МАГНИТОИМЕДАНС

3.1 Нелинейный недиагональный магнитоимпеданс в пленочных структурах.

3.2 Исследования нелинейного магнитоимпеданса в микропроводе

3.3 Результаты эксперимента по исследованию нелинейного магнитоимпеданса при возбуждении полем катушки.

ГЛАВА 4. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ В

МАГНИТОМЯГКИХ ПРОВОДНИКАХ

4.1 Образцы и методика эксперимента

4.2 Результаты эксперимента и их обсуждение

ГЛАВА 5. МАГНИТОИМПЕДАНС ПОД ВОЗДЕЙСТВИЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ И ВНЕШНИХ МЕХАНИЧЕСКИХ НАПРЯЖЕНИЙ

5.1 Методика эксперимента

5.2 Результаты и обсуждение 97 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 102 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Интерес к магнитомягким аморфным материалам связан с их необычными физическими свойствами и широкими перспективами применений в различных технических приложениях. Этот интерес возрос в последнее десятилетие после обнаружения в таких проволоках эффекта гигантского магнитоимпеданса (ГМИ) [1, 2, 3, 4, 5 ,6, 7, 8, 9, 10]. Эффект ГМИ заключается в сильном изменении комплексного сопротивления проводника (более 100%/Э) в слабом внешнем магнитном поле. Эффект ГМИ имеет классическую природу и может бьггь описан в рамках представления об изменении глубины скин-слоя при изменении внешнего магнитного поля. Очевидно, что эффект ГМИ выше в магнитомягких материалах, в которых микромагнитная структура является весьма чувствительной к магнитному полю. Фактически, открытие ГМИ тесно связано с созданием чрезвычайно магнитомягких анизотропных материалов. Как известно, магнитная анизотропия ферромагнитного материала определяется кристаллографической анизотропией и магнитоупругими взаимодействиями. Так, большой эффект ГМИ должен наблюдаться в материалах, имеющих малую кристаллографическую константу анизотропии К{ и малую константу магнитострикции [11]. Так как величина эффекта существенно зависит от микромагнитной структуры образца, для повышения чувствительности ГМИ к внешнему магнитному полю необходим детальный анализ доменных структур в магнитомягких образцах.

Как правило, эффект ГМИ измеряется как изменение напряжения на концах образца в присутствие внешнего магнитного поля. Кроме того, зависящий от поля сигнал напряжения может измеряться катушкой, намотанной на магнитомягкий образец. Природу появления сигнала в катушке можно объяснить следующим образом. Внешнее магнитное поле вызывает прецессию вектора намагниченности в проводнике, что приводит к возникновению переменного потока вектора магнитной индукции. Согласно закону Фарадея, электродвижущая сила возникает при этом, как на концах проводника (традиционный эффект ГМИ), так и в направлении образующей проводника. Циркулярный ток индуцирует ЭДС на концах катушки, намотанной на проводник [12]. Другими словами, магнитоимпеданс является тензором с диагональными и недиагональными компонентами. Изменение во внешнем поле диагональных компонент импеданса вызывает ЭДС на концах проводника, в то время как изменение недиагональных компонент приводит к изменению сигнала на концах измерительной катушки. Для краткости мы будем называть диагональным магнитоимпедансом традиционный магнитоимпеданс (МИ), а недиагональным магнитоимпедансом (НДМИ) называть ЭДС на концах измерительной катушки, вызванное изменение недиагональных компонент тензора МИ. Отметим, что во многих случаях для приложений использование НДМИ может быть более удобным.

Эффект ГМИ исследуется обычно при малых амплитудах переменного тока, пропускаемого через образец, когда напряжение не концах образца или в измерительной катушке, намотанной на образец, пропорционально импедансу образца. В последнее время большое внимание вызывают также исследования частотного спектра сигнала напряжения при пропускании через проволоку токов большой амплитуды, когда связь между намагниченностью и амплитудой тока становится нелинейной [13, 14, 15, 16, 17]. Этот нелинейный отклик, чувствительный к внешнему магнитному полю, часто называют нелинейным магнитоимпедансом. При этом в широкой области параметров чувствительность высших гармоник в частотном спектре напряжения к внешнему постоянному магнитному полю оказывается существенно больше чувствительности эффекта ГМИ. Вместе с тем, до настоящего времени нелинейный магнитоимпеданс в пленочных структурах и проволоках не был изучен достаточно подробно.

Целью данной диссертационной работы являлось исследование микромагнитной структуры, ГМИ и высокочастотных нелинейных эффектов в магнитомягких проводниках. Для достижения цели работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработка методики исследования приповерхностной доменной структуры магнитомягких проволок с циркулярной магнитной анизотропией.

2. Получение экспериментальных зависимостей амплитуд гармоник напряжения от частоты и внешнего магнитного поля при перемагничивании магнитомягких образцов высокочастотным полем большой амплитуды.

3. Создание методики измерений температурной зависимостей эффекта ГМИ в аморфных проволоках и исследование температурной зависимости ГМИ в аморфных проволоках.

Научная новизна работы состоит в следующем.

1. Разработан метод исследования доменной структуры аморфных и композитных проволок с циркулярной анизотропией, основанный на эффекте недиагонального магнитоимпеданса. Продемонстрировано, что основным состоянием таких проволок является однодоменное состояние.

2. Проведены систематические экспериментальные исследования высокочастотных нелинейных процессов в магнитомягких аморфных и нанокристаллических проводниках.

3. Впервые обнаружены комбинационные гармоники с большой амплитудой в частотном спектре напряжения, снимаемого с магнитомягкого проводника, при перемагничивании переменным током. Показано, что амплитуды гармоник обладают высокой чувствительностью к магнитному полю.

4. Обнаружено необратимое изменение импеданса аморфных проволок при нагреве до температуры, превышающей 90-100°С.

Полученные в диссертации результаты развивают существующие представления о микромагнитной структуре и высокочастотных процессах, происходящих в магнитомягких ферромагнитных материалах. Результаты диссертации могут быть использованы для разработки высокочувствительных датчиков магнитного поля, а также для улучшения электрофизических параметров магнитомягких материалов.

1. На основе оригинальной методики исследована микромагнитная структура аморфных микропроводов различной композиции и состава. Показано, что, как правило, доменные границы возникают вблизи дефекта. Экспериментально доказано, что основным стабильным состоянием провода с циркулярной анизотропией является однодоменная структура.

2. Разработан метод исследования и изучена динамика микромагнитной структуры в аморфных микропроводах при перемагничивании полем прямоугольного импульса тока. Показано, что перемагничивание происходит вследствие движения доменных границ, число которых и место зарождения зависит от параметров провода и амплитудно-временных параметров тока.

3. Исследован нелинейный недиагональный магнитоимпеданс аморфных микропроволок и сэндвичей при перемагничивании полем высокочастотного тока, протекающего через проводник, а также высокочастотным полем катушки, окружающей проводник. Продемонстрирована высокая чувствительность амплитуды сигналов в катушке и на концах проводника к магнитному полю. Показано, что с помощью тонкой пленочной структуры (сэндвича) возможно одновременное измерение как продольного, так и поперечного магнитного поля на основе анализа первой и второй гармоник сигнала в катушке.

4. Исследованы комбинационные гармоники в спектре частот напряжения, снимаемого с магнитомягкого микропровода. Обнаружено аномальное усиление комбинационной гармоники при переходе от линейного к нелинейному возбуждению микропроволоки.

5. Исследовано влияние температуры и механических напряжений на импеданс микропроволок. Показано, что в микропроволоке происходят необратимые изменения при превышении температуры порядка 90-100 градусов Цельсия.

Основные результаты диссертации, выносимые на защиту:

1. На основе оригинальной методики исследована микромагнитная структура аморфных проволок различной композиции и состава. Показано, что основным стабильным состоянием проволоки с циркулярной анизотропией является однодоменная структура.

2. Разработан метод исследования и изучена динамика микромагнитной структуры в аморфных микропроводах при перемагничивании полем прямоугольного импульса тока. Показано, что перемагничивание происходит вследствие движения доменных границ, число которых и место зарождения зависит от параметров провода и амплитудно-временных параметров тока.

3. Исследован нелинейный недиагональный магнитоимпеданс аморфных микропроволок и пленочных структур при перемагничивании полем высокочастотного тока, протекающего через проводник, а также высокочастотным полем катушки, окружающей проводник. Продемонстрирована высокая чувствительность измеряемого напряжения к внешнему магнитному полю. Показано, что для пленочных структур использование эффекта нелинейного магнитоимпеданса позволяет измерять одновременно две компоненты магнитного поля.

4. Обнаружено аномальное усиление комбинационных гармоник в частотном спектре напряжения, снимаемого с магнитомягкого проводника, при переходе от линейного к нелинейному возбуждению образца.

5. Показано, что при нагреве аморфной проволоки свыше температуры порядка 90-100°С в образце происходят необратимые изменения, и эффект ГМИ уменьшается необратимым образом.

Результаты работы были представлены на следующих конференциях: European Magnetic Materials and Applications Conference (Kiev, 2000), "Ломоносовские чтения" (Москва, 2001), International Workshop on Magnetic Wires (San Sebastian, 2001), зимняя школа по физике "Коуровка - 2002", Moscow

International Symposium on Magnetism (Moscow, 2002), European Magnetic Sensors and Actuators Conference (Athens, 2002), International Conference on Magnetism (Roma, 2003), International Baikal Scientific Conference «Magnetic Materials» (Irkutsk, 2003).

По материалам диссертации опубликовано 11 печатных работ в реферируемых журналах.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы.

Заключение

1. Предложен новый метод исследования приповерхностной доменной структуры магнитомягких проволок с циркулярной анизотропией, основанный на эффекте недиагонального магнитоимпеданса. Предложенный метод является хорошим инструментом для изучения однородности магнитных свойств проводников. Экспериментально продемонстрировано, что основным состоянием аморфных и композитных проволок является однодоменное состояние. Обнаружено также, что доменные границы в таких проволоках являются метастабильным и исчезают при малых воздействиях.

2. Установлено, что перемагничивание аморфной проволоки в поле прмоугольного импульсного тока малой амплитуды происходит вследствие движения вдоль образца пары доменных стенок, возникающих на концах образца. При больших значениях амплитуды импульсов тока происходит зарождения большого числа доменных стенок, возникающих на неоднородностях образца, что приводит к резкому увеличению эффективной скорости перемагничивания.

3. Впервые исследован нелинейный магнитоимпеданс в трехслойных пленочных структурах состава Fe?3 5CUjNb3Si16 5В6 /Al/Fe73 5Cu,Nb3Si16 5В6. Экспериментально показано, что частотный спектр напряжения, возникающего в измерительной катушке, существенно зависит от ориентации внешнего магнитного поля. Обнаружена высокая чувствительность амплитуд гармоник напряжения к внешнему магнитному полю.

4. При возбуждении аморфных проводов на основе кобальта продольным переменным магнитным полем установлено, что напряжение на концах провода имеют высокую чувствительность к магнитному полю. Выявлено, что зависимость амплитуд гармоник от магнитного поля не имеет гистерезиса, что может быть существенным для практических приложений.

5. Обнаружено, что продольное переменное магнитное поле существенно влияет на частотный спектр напряжения, возникающего в измерительной катушке, намотанной вокруг магнитомягкого проводника. В некотором интервале амплитуд переменного тока в частотном спектре напряжения появляются комбинационные гармоники с достаточно большими амплитудами. Амплитуды комбинационных гармоник имеют высокую чувствительность к постоянному и переменному магнитному полю.

6. Экспериментально показано, что в диапазоне температур до 80 °С импедансные свойства проволоки (Coo.94Feoo6)77.5Sii2.sBi5 без оболочки и проволоки того же состава в стеклянной оболочке являются обратимыми. А при нагреве образца свыше 80 °С эффект ГМИ уменьшается необратимым образом. Установлено, что наличие оболочки изменяет зависимость ГМИ от температуры: для проволоки в оболочке максимальное значение ГМИ уменьшается с повышением температуры, тогда как в проводе без оболочки величина ГМИ сначала растет с температурой, а затем уменьшается, что так же связано с механическими напряжениями в образце.

В заключение автор выражает свою признательность Анатолию Сергеевичу Антонову за научное руководство и поддержку в выполнении исследований, Т.А. Фурмановой и И.Н. Морозову — за помощь в проведении экспериментов. Автор искренне благодарен Н. С. Перову и Н.А. Бузникову за совместную деятельность и полезные обсуждения.

1. Beach R.S. and А.Е. Berkowitz "Giant magnetic field dependent impedance of amorphous FeCoSiB wire", Appl. Phys. Lett. 64, (1994) 3652

2. Beach R.S. and A.E. Berkowitz "Sensitive field- and frequency- dependent impedance spectra of amorphous FeCoSiB wire and ribbon", J. Appl. Phys. 76, (1994) 6209

3. Panina L.V., K. Mohri, K. Bushida and M. Noda "Magneto-impedance in Co-rich amorphousalloys", J. Appl. Phys. 76, (1994) 6198

4. Rao K.V., F.B. Humphrey and J.L. Costa-Kramer "Very large magneto-impedance in amorphous soft ferromagnetic wires", J. Appl. Phys. 76, (1994) 6204

5. Velazquez J., M. Vazquez, D.X. Chen and A. Hernando "Giant magnetoimpedance in nonmagnetostrictive amorphous wires" Phys. Rev. В 50, (1994)16737

6. Machado F.L. and S.M. Rezende "A Theoretical Model for the Giant Magnetoimpedance in Ribbons of Amorphous Soft-Ferromagnetic Alloys" J. Appl. Phys. 79, (1996) 6558

7. Knobel M., M.L. Sanchez, C. Gomez-Polo, P. Marin, M. Vazquez and A. Hernando "Giant magneto-impedance effect in nanostructured magnetic wires", J. Appl. Phys. 79, (1996) 1646

8. Vazquez M., Hernando A "A soft magnetic wire for sensor applications", J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. V. 29. № 4. P. 939-949.

9. Vazquez M., M. Knobel, M.L., R. Valenzuela and A.P. Zhukov "Giant magnetoimpedance effect in soft magnetic wires for sensor applications", Sensors and Actuators A 59, (1997) 20

10. Vazquez M., A.P. Zhukov, P. Aragoneses, J. Areas, J.M. Garcia-Beneytez, P. Marin and A. Hernando, IEEE Trans. Magn. 34, (1998) 724

11. Antonov A.S., V.T. Borisov, O.V .Borisov, V.A. Pozdnyakov, A.F. Prokoshin and N.A. Usov "Residual quenching stresses in amorphous ferromagnetic wires produced by an in-rotating-water spinning process", J. Phys. D 32, (1999) 1788

12. Antonov A., I. Iakubov and A. Lagarkov "Longitudinal-Transverse Linear Transformation of the HF-current in Soft Magnetic Materials with Induced

13. Anisotropy", IEEE Trans. Magn. 33 (1997) 3367

14. C. Gomez-Polo, M. Vazquez, M. Knobel "Field dependence of second harmonic amplitude of Magnetoimpedance in FeCoSiB Joule heated wires", J. Magn. Magn. Mater. 226-230(2001)712

15. A.S. Antonov, N.A. Buznikov, I.T. Iakubov et al. "Nonlinear magnetization reversal Co-based amorphous microwires induced by an ac current", J. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2001)752

16. J.G.S. Duque, A.E.P. de Araujo, M. Knobel, A. Yelon, P. Ciureanu "Large nonlinear magnetoimpedance in amorphous Co go sgFe^gSig 69Bi.52Nb4 52 fibers", Appl. Phys. Lett. 83 (2003) 99

17. A.S. Antonov, N.A. Buznikov, A.B. Granovsky et al. "Magnetization reversal process and nonlinear magnetoimpedance in Cu/NiFe and Nb/NiFe composite wires", J. Magn. Magn. Mater. 249 (2002) 315

18. В. К. Аркадьев "Электромагнитные процессы в металлах", часть 2, НКТП ОНТИ 1936

19. М. Vazquez, J. Magn. Magn. Mater. 226-230 (2001) 693-699

20. D.P. Makhnovskiy, L.V. Panina, D.J. Mapps "Field-dependent surface impedance tensor in amorphous wires with two types of magnetic anisotropy: Helical and circumferential", Phys. Rev. В 63 (2001) 144424

21. M. Knobel, K.R. Pirota ""Giant Magnetoimpedance: Concepts and Recent Progress"", J. Magn. Magn. Mater. 242-245 (2002) 33

22. M.N.Baibich, et al. "Giant Magnetoresistance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices", Phys. Rev. Lett. 61 (1988) 2472

23. A.C. Антонов, C.H. Гадетский, А.Б. Грановский, H.C. Перов и др. "Giant magnetoimpedance in Amorphous and Nanocrystalline Multilayers", Physics Metals Metallography. 83, 6,612,1997

24. A. Antonov, A. Granovsky, A. Lagarkov, N. Perov N. Usov, T. Furmanova "The features of GMI effect in amorphous wires at microwaves", Physica A 241,420-424, 1997

25. L.Kraus "The theoretical limits of Giant Magneto-Impedance" Fr-P23,tVi

26. Programme and abstracts of 7 European magnetic Materials and Applications conference. Spain. 1998

27. N.A. Usov, A.S. Antonov, A.N. Lagarkov "Theory of giant magneto-impedance effect in amorphous wires with different types of magnetic anisotropy" J. of МММ, 159-173,1998

28. D. Menard, D. Frankland, P. Ciureanu and other "Modeling of domain structure and anisotropy in glass-covered amorphous wires" P6566, J. of App. Phys. Vol.83, N.ll, 1998

29. C. Gomez-Polo, M. Knobel, K.R. Pirota, M. Vazquez "Giant magnetoimpedance modelling using Fourier analysis in soft magnetic amorphous wires" Physica В 299 (2001) № 3-4. P. 322-328

30. G.V. Kurlyandskaya, E. Kisker, H. Yakabchuk, N.G. Bebenin "None-liner giant magnitoimpedance" J. of МММ, 240 (2002) № 1-3,206-208

31. G.V. Kurlyandskaya, A. Garc'ya-Arribas, J.M. Barandiaran "Advantages of nonliner giant magnitoimpedance for sensor application" Sensors and Actuators A 106 (2003) 234-239

32. A.S. Antonov, N.A. Buznikov, A.B. Granovsky , N.S. Perov "Nonlinear magnetoimpedance effect in soft magnetic amorphous wires extracted from melt" Sensors and Actuators A 106 (2003) 208-211

33. K. Sixtus, L. Tonx "Propagation of Large Barkhausen Discontinuities", Phys. Rev. 37,930 (1931)

34. J. Frenkel, J. Dorfman "Spontaneous and induced magnetization in ferromagnetic bodies", Nature 126, 274 (1930)

35. JI. Д. Ландау, E. M. Лифшиц, Phys. Zs, Ud.SSR 8, 158 (1935)

36. F. Bittet "On Inhomogeneities in the Magnetization of Ferromagnetic Materials", Phys. Rev. 38, 1903 (1931)

37. H. С. Акулов, M. В. Дехтяр, Ann. Phys. 15, 750 (1932)

38. W. C. Elmore "The Magnetic Structure of Cobalt", Phys.Rev. 53, 757 (1938)

39. H. J. Williams, R. M. Bozorth, W. Shockley "Magnetic Domain Patterns on Single Crystals of Silicon Iron", Phys. Rev. 75,155 (1949)

40. H. Haworth, Bell Labor. Record 9,167 (1930)

41. H. Barkhausen, Phys. Zs. 20,401 (1919)

42. E. P. T. Tyndall "The Barkhausen Effect", Phys. Rev. 24,439 (1924)

43. R. M. Bozorth "Barkhausen Effect in Iron, Nickel and Permalloy. I. Measurement of Discontinuous Change in Magnetization", Phys. Rev. 34, 772 (1929)

44. R. M. Bozorth, J. F. Dillinger "Barkhausen Effect II. Determination of the Average Size of the Discontinuites in Magnetization", Phys. Rev. 35, 7331930)

45. К. Murakawa, Ргос. Phys. Math. Soc. Japan 19, 715 (1937)

46. F. Ferster, H. Wetzel, Zs. Metallkde 33,115 (1941)

47. L. Hamos, P. A. Thiessen, Zs. Phys. 71,422 (1931)

48. H. J. Williams, F. G. Foster, E. A. Wood "Observation of Magnetic Domains by the Kerr Effect", Phys. Rev. 82, 119 (1951)

49. C. A. Fowler, E. M. Fryer "Magnetic Domains in Thin Films by the Faraday Effect", Phys. Rev. 104, 552 (1956)

50. H. Kojima, K. Goto, J. Phys. Soc. Japan 16, 1483 (1961); 17, 584 (1962)

51. R. C. Sherwood, J. P. Remeika, H. J. Williams, J. Appl. Phys. 30,217 (1959)

52. J. F. Dillon, J. Appl. Phys. 29, 1286 (1958)

53. Шалыгина E.E. и др. ЖЭТФ. 2002, т. 122, № 3, с. 593-599

54. Е. Е. Shalyguina, L. М. Bekoeva, and N. I. Tsidaeva, Sens. Actuators 81, 216 (2000)

55. M.B. Четкин, Ю.Н. Курбатова и др. Письмы в ЖЭТФ 73, 34 (2001)

56. M.V. Chetkin, Yu.N. Kurbatova, Phys.Lett A 260,108 (1999)

57. В.Г. Барьяхтар, Б.А. Иванов, M.B. Чёткин, УФН, 146,417 (1985)

58. M.V.Chetkin, A.N.Shalygin , A. de la Campa "Velocity of domain walls in weak ferromagnets", Zh.Eksp.Teor.Fiz.,z, 2345 (1978) Sov.Phys. JETP, 48, 1184 (1978)]

59. H.W. Fuller, M. E. Hale, J. Appl. Phys, 31, 238,1699 (I960)

60. L. Mayer, J. Appl. Phys. 28, 975 (1957)

61. Г. В. Спивак, H. Г. Канавина, H. С. Сбитникова, Т. H. Домбровская, ДАН СССР 105, 706(1955)

62. J. Kaczer, Czech. J. Phys. 5, 239 (1955)

63. В. Kostyshyn, J. E. Brophy, I. Oi, D. D. Roshon, Jr., J. Appl. Phys. 31, 772 (1960)

64. К. M. Merz, J. Appl. Phys. 31,147 (1960)

65. Я. С. Шур, О. И. Ширяева, ЖЭТФ, 39,1596 (1960)

66. К. Bushida, К. Mohri, Т. Uchiyama "Sensitive and Quick Response Micro Magnetic Sensor Using Amorphous Wire MI Element Colpitts Oscillator" 1995

67. K. Hika, L.V. Panina, K. Mohri "Magneto-Impedance in Sandwich Film for Magnetic Sensor Heads"

68. K. Mohri, F.B. Humphrey, K. Kawashima, K. Kimura, M. Mizutani "Large barkhausen and metteucci effect in FeCoSiB, FeCrSiB and FeNiSiB amorphous wires" IEEE Trans. On Magnetics vol. 26, No.5, p. 1789, 1990

69. H. Chiriac, Е. Hristoforou and other "D.C. Magnetic Field Measurements Based on the Inverse Wiedemann Effect in Fe-rich Glass Covered Amorphous Wires" 1999

70. E. Hristoforou, H. Chiriac and other "Torsion and Stress in Amorphous Positive Magnetostrictive Wires" IEEE Tras. On Magnetics, vol. 32, No.5,1996

71. H. Chiriac, T.A. Ovai "Giant magneto-impedance effect in soft magnetic wire families" IEEE Tras. On Magnetics, vol. 38, No. 5,2002

72. E. Pulido, R.P. del Real, F. Conde, G. Rivero, M. Vazquez and other, IEEE Tras. On Magnetics, vol. 27, No.6, 1991

73. R. Valenzuela, J.J. Freijo, A. Salcedo, M. Vazquez, A. Hernando, J. Appl. Phys., Vol. 81,No. 8,1997

74. J. Velazquez, E. Navarro, M. Vazquez, A. Hernando, G. Rivero, J. Appl. Phys., Vol. 77,No .11,1995

75. A.S. Antonov, V.T. Borisov, O.V. Borsov, A.F. Prokoshin, N.A. Usov "Residual Quenching Stresses in Glass-Coated Amorphous Ferromagnetic Microwires", J. Apply Phys., Vol. 80, No. 11,2000

76. A. Yelon, D. Menard, M. Britel, P. Ciureanu "Modeling of Giant Magnetoimpedance from 1 Hz to 10 GHz", Materials Science Forum, Vols. 302-303, pp. 194-201,1999

77. A. Yelon, D. Menard, M. Britel, P. Ciureanu "Calculations of Giant Magnetoimpedance and of Ferromagnetic Resonance Response are Rigorously Equivalent" J. of МММ. 1998,381-387

78. P. Ciureanu, P. Rudkowski, G. Rudkowska, A. Yelon and other "Giant magnetoimpedance effect in soft and ultrasoft magnetic fibers" J. Appl. Phys., Vol. 79,No. 8,1996

79. P. Ciureanu, M. Britel, D. Menard "High frequency behavior of soft magnetic wires using giant magnetoimpedance effect" J. Appl. Phys., Vol. 83, No. 11, 1998

80. L.V. Panina, K. Mohri, A.S. Antonov, A.N. Lagarikov "Length effect on magneto-impedance of coaxial waveguide with FeCoSiB amorphous wire at microwave frequencies" J. of МММ, Vol. 76, No. 9,1997

81. P. Marin, J. Areas, M. Vazquez and A. Hernando "Evolution of the magnetic properties with annealing temperature for CoMnSiB microwires" J. Magn. Soc. 1997, 137-139

82. P. Tiberto, F. Vinai, O. Rampado and other "Giant magnetoimpedance effect in melt-spun Co-based amorphous ribbons and wires with induced magneticanisotropy", J. of МММ. 1999, 388-390

83. Heebok Lee, T.-K. Kim Y.-K. Kim and other "Magnetoimpedance innanocrystalline FeZrBCu alloy", J. Magn. Soc. 1999,144-146

84. M. Knobel and other "Effect of tensile stress on the field response of impedance in low magnetostriction amorphous wires", J. of МММ, Vol. 77, No. 8,1996

85. J. Gonzalez, J.M. Blanco, M. Vazquez and other "Influence of the applied tensile stress on magnetic properties of current annealed amorphous wires" J. Appl. Phys., 6522-6524, Vol. 70, No. 10,1991

86. J.M. Blanco, A. Zhukov, J. Gonzalez "Effect of tensile and torsion on GMI in amorphous wire", J. of МММ. 1999,377-379

87. Vazquez M., Hernando A "A soft magnetic wire for sensor applications", J. Phys. D: Appl. Phys. 1996. V. 29. № 4. P. 939-949

88. P.T. Squire, D. Atkinson, M.R.J. Gibbs, S.Atalay. "Amorphous Wires and Their Applications", J. Magn. Magn. Mater. 132 (1994) 10

89. H. Chiriac, T.A. Ovari, Gh. Pop. "Internal stress distribution in glass-covered amorphous magnetic wires", Phys. Rev. B. 52 (1995) 10104

90. K. Mohri, F.B. Humphrey, K. Kawashima, K. Kimura, M. Mizutani "Large barkhausen and metteucci effect in FeCoSiB, FeCrSiB and FeNiSiB amorphous wires", IEEE Trans. On Magnetics vol. 26, No.5, p. 1789, 1990

91. N. Usov, A. Antonov, A. Dykhne, A. Lagar'kov "Possible origin for the bamboo domain structure in Co-rich amorphous wire", J. Magn. Magn. Mater. 174(1997) 127

92. Antonov A., I. Iakubov and A. Lagarkov "ongitudinal-Transverse Linear

93. Transformation of the HF-current in Soft Magnetic Materials with Induced

94. Anisotropy", IEEE Trans. Magn. 33 (1997) 3367

95. A.S. Antonov, I.T. Iakubov, A.N. Lagarkov "Nondiagonal impedance of amorphous wires with circular magnetic anisotropy", J. Magn. Magn. Mater. 187 (1998) 252

96. Mohri K., F.B. Hamphrey, J. Yamasaki and F. Kinoshita ""Large Barkhausen Effect and Mateucci Effect in Amorphous Magnetosstristive Wires for Pulse Generator Elements"", IEEE Trans. Magn. 21, (1985) 2017

97. N.S. Perov, A.A.Radkovskaya, AS Antonov, N.A.Usov, S.A. Baranov, V.S.Larin, A.V.Torkunov "Magnetic properties of short amorphous microwires", J. Magn. Magn. Mater. 196-197 (1999) 385-387

98. Усов H.A., A.C. Антонов, A.M. Дыхне, и А.Н. Лагарьков "К теории доменной структуры аморфного провода на основе кобальта",

99. Электричество №2 (1998) 55-56

100. F.A.N. van der Voort and H.A.M. van den Berg IEEE Trans. Magn. v. 23 №1 (1987) 250-258

101. Antonov A, A. Dykhne, A. Lagar'kov, N. Usov "Structure of 90° domain wall in Co-based amorphous wire", Physica A 241 (1997) 425-428

102. Antonov A.S., N.A. Buznikov, I.T. Iakubov, A.N. Lagarkov and A.L. Rakhmanov "Nonlinear magnetization reversal of Co-based amorphous microwires induced by an ac current", J. Phys. D 34, (2001) 752

103. Antonov A.S., Buznikov N.A., Granovsky A.B. et al. "Nonlinear magnetoimpedance effect in soft magnetic amorphous wires extracted from melt", Sensors Actuators A. 2003. Vol. 106. N 1-3. P. 213-216

104. Антонов A.C., Бузников H.A., Прокошин А.Ф. и др. "Нелинейное перемагничивание композитных проволок медь-пермаллой, индуцированное высокочастотным током", Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. Вып. 8. С. 12-18

105. Антонов А.С., Бузников Н.А., Рахманов A.JI. "Влияние слабого магнитного поля на перемагничивание многослойных пленочных структур, индуцированное слабым магнитным полем", ФММ. 2002. Т. 94. №4. С. 5-13

106. Антонов А.С., Якубов И.Т. "Магнитоимпеданс сэндвичевой структуры ферромагнетик-металл-ферромагнетик", ФММ. 1999. Т. 87. № 5. С. 29-35

107. Антонов А.С., Гадецкий С.Н., Грановский А.Б. и др. "Гигантский магнитоимпеданс в аморфных и нанокристаллических мультислоях", ФММ. 1997. Т. 83. № 6. С. 60-71

108. Senda М., Ishii О., Koshimoto Y., Tashima Т. "Thin-film magnetic sensor using high frequency magneto-impedance (HFMI) effect", IEEE Trans. Magn. 1994. Vol. 30. N 6. P. 4611-4613

109. Morikawa Т., Nishibe Y., Yamadera H. et al. "Enhancement of giant magnetoimpedance in layered film by insulator separation", IEEE Trans. Magn. 1996. Vol. 32. N 5. P. 4965-4967

110. Xiao S.Q., Liu Y.H., Yan S.S. et al. "Giant magnetoimpedance and domain structure in FeCuNbSiB films and sandwiched films", Phys. Rev. B. 2000. Vol. 61. N8. P. 5734-5739

111. Antonov A.S., Rakhmanov A.L., Buznikov N.A. et al. "Magnetic properties and magneto-impedance of cold-drawn permalloy-copper composite wires", IEEE Trans. Magn. 1999. V. 35. № 5. P. 3640-3642.

112. Rudkowski P., Rudkowska G., Zaluska A., Strom-Olsen J.O. "The properties of sub-20-pm permalloy fiber formed by melt extraction", IEEE Trans. Magn. 1992. V. 28. № 4. P. 1899-1903.

113. Stoner Е.С., Wohlfarth Е.Р. "A mechanism of magnetic hysteresis in heterogeneous alloys", Phil. Trans. Roy. Soc. 1948. V. A240. P. 599-642.

114. Antonov A.S., Buznikov N.A., Granovsky A.B. et al. "Domain-walls motion in glass-coated CoFeSiB amorphous microwires", J. Magn. Magn. Mater. 2002. V. 249. № 1-2. P. 95-98.

115. Бузников H.A., Антонов A.C., Рахманов A.JI. "Влияние движения доменных стенок на недиагональную компоненту импеданса проволоки с циркулярной магнитной анизотропией", ЖТФ. 2000. Т. 70. № 2. С. 43-47.