Микромагнитная структура монокристаллических ферромагнитных пленок с кристаллографической ориентацией (100) и (110) тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.11 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА, ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени МЗ. ЛОМОНОСОВА Физический факультет

г - %

' 1 П Ч.1

| , на правах рукописи

УДК 538.221:539.216.2

МУХИНА Елена Алексеевна

МИКРОМАГНИТНАЯ СТРУКТУРА МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПЛЕНОК С КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКОЙ ОРИЕНТАЦИЕЙ {100} И {110}

01.04.11 - физика магнитных явлений

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва 1996

Работа выполнена на кафедре общей физики физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.

Научный руководитель кандидат физико-математических

наук, доцент Л.И. Антонов.

Официальные оппоненты доктор физико-математических

наук, профессор EJE. Шалыгина,

кандидат технических наук B.C. Семенов

Ведущая организация Институт Радиотехники и

Электроники РАН

Защита состоится октября 1996 г. в часов на

заседании -диссертационного совета К.053.05.77 на физическом факультете Московского Государственного Университета им. М.В. Ломоносова по адресу: 119899, Москва, ГСП, Воробьевы горы, МГУ, физический факультет, аудитория И) ФА ■

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке физического факультета МГУ.

Автореферат разослан " '/ ^ " сентября 1996г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат, физико- 1/1 у ■

математических наук у /Л у А Л O.A. Котельникова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ .

Актуальность темы. Проблема исследования физических свойств ' тонких ферромагнитных пленок была и остается актуальной на протяжении нескольких десятков лет. Пленки представляют интерес прежде всею как объект исследования, сочетающий в себе уникальные свойства ферромагнетиков с возможностями пленочных материалов,. позволившими разработать такие методы исследования структуры ферромагнетиков, как электроннооптические, магнитооптические, СВЧ-методы и др. Кроме того, пленки получили широкое распространение з различных областях науки и техники -они используются в качестве рабочей среды запоминающих и логических устройств, датчиков для автоматики и вычислительной техники; для термомагнитной записи информации. При проектировании устройств для наиболее удачного выбора магнитного материала необходима детальная информация о физических свойствах ферромагнитных пленок , в* том числе об йх доменной структуре и ее" изменениях при изменений как внешних параметров (магнитного поля, температуры и т.д.), так и параметров пленки (ее толщины, констант анизотропии, намагниченности насыщения и т.д.). Аналитической теории, позволяющей описать структуру доменов и доменных стенок (ДС) магнитной пленки, в настоящее время не существует. Для этой цели, как правило, используют модельный подход либо численные методы, с помощью которых достаточно полно была исследована структура одноосных магнитных пленок: Доменная структура монокристаллических пленок кубической симметрии к настоящему .времени практически не исследована •'

Дель и задачи исследования. Целью настоящей диссертационной работы является численное исследование микромагнитной структуры

н

монокристаллических ферромагнитных пленок с

кристаллографической ориентацией вдоль нормали к их плоскости типа {100} и {110} со сложным типом анизотропии, состоящей из естественной кристаллографической анизотропии , (как с

положительной, так и с отрицательной константой) и наведенной

\

одноосной анизотропии с осью легкого \ намагпичивания, перпендикулярной плоскости пленки, и ее эволюции при изменении

•у

приведенных констант кубической СЗкзо ~ ^ЧСО ^ 2тсМд или

2 2 С)цО — Кц0 / 2иМй) и одноосной = Ки / 2я:М5 анизотропии

(М<; — намагниченность насыщения). Рассматривались две модели

доменных структур - с однолсшярными ДС и разнополярными ДС. При

этом решались следующие задачи:

1. Нахождение вихревой и потенциальной части поля вектора намагниченности произвольной двумерной периодической доменной структуры с целью их дальнейшего использования в

. задачах численного анализа. .. .

2. Исследование изменений распределения намагниченности в пленках типа {100} и {110} при изменении приведенной константы кубической анизотропии (без учета влияния одноосной анизотропии).

3. Исследование влияния наведенной одноосной анизотропии на доменную структуру монокристаллических ферромагнитных пленок типа {100} и {110} с различными значениями приведенной константы кубической анизотропии (как положительной, так и отрицательной).

Научная новизна и результаты, выносимые на захдиту:

1. Получено выражение для вихревой части поля вектора намагниченности произвольной двумерной периодической доменной структуры, которое представлено в виде ряда

Фурье, коэффициенты которого определяются независимым интегрированием по координатам гиг.

2. Впервые на основе 'общею микромагнитного подхода численным методом получено равновесное, статически устойчивое состояние намагниченности мояокристаллических ферромагнитных пленок со сложным типом анизотропии.

3. Исследованы эволюции распределения намагниченности в пленках типа {100} и {110} при изменении констант кубической и наведенной одноосной анизотропии в широких пределах. При этом показано, что:

a) В пленках типа {100} и {110} со значениями приведенной коистанпд кубической анизотропии, по абсолютной величине значительно превышающими единицу, реализуется структура доменов, векторы намагниченности которых составляют с плоскостью пленки острый угол, разделенных доменными стенками в 70,5", 109,5° или 90°, либо структура чередующихся "нормальных" и "плоскостных" доменов в зависимости от кристаллографической ориентации пленки и знака константы кубической анизотропии.

b) В пленках типа {100} с <3}00 < 2 в модели одяополярных ДС намагниченность однородна и лежит в плоскости пленки, доменной структуры в такого типа пленках без влияния стабилизирующих факторов (например, наведенной одноосной анизотропии) не существует.

c) В пленках' со значениями приведенных констант кубической и одноосной анизотропии, по абсолютной величине меньшими единицы, в модели разнополярных ДС распределение намагниченности полностью неоднородно, и понятия "домен" и "доменная стенка" не имеют смысла; замыкание потока намагниченности при этом осуществляется за счет достаточно

большой поверхностной и объемной скрученности. В модели однополярных Д С при тех же значениях приведенных констант кубической и одноосной анизотропии вектор намагниченности совершает слабые осцилляции относительно плоскости пленки. <1) В пленках типа {100} с положительной константой кубической анизотропии при изменении последней переход из состояния с однородной намагниченностью в плоскости пленки в структуру чередующихся "нормальных" и "плоскостных" доменов ' в модели однополярных ДС в точке <51(ю =2 представляет собой ориентационный фазовый переход первого рода, е) Переходы из состояния с полностью неоднородным распределением намагниченности ийи из состояния с осцилляциями вектора намагниченности относительно плоскости пленки в структуру доменов, векторы намагниченности которых составляют с плоскостью пленки острый угол, а также в "открытую" структуру Кигтеля не являются ориентационными фазовыми переходами.

Практическая и научная значимость: Результаты диссертационной работы по исследованию статически устойчивых состояний намагниченности в монокристаллических ферромагнитных пленках со сложным типом анизотропии в широком интервале значений приведенных констант кубической, и одноосной анизотропии могут быть использованы при проектировании больших интегральных схем логических и запоминающих устройств.

Полученные результаты могут быть также использованы для оптимизации методов экспериментального исследования доменных структур.

Апробация работы. Материалы диссертации докладывались на XIV школе-семинаре "Новые магнитные материалы

микроэлектроники" (Москва, 1994), 14 Международном коллоквиуме по- магнитным пленкам и поверхностям (Дюссельдорф, 1994), I Объединенной конференции по магнетизму (Москва, 1995) и XV Всероссийской школе-семинаре "Новые- магнитные материалы микроэлектроники" (Москва, 1996) и опубликованы в печатных работах [1-13].

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Работа содержит 140 страниц основного текста, включая, 1 таблицу, 48 рисунков и 131 наименование цитируемой литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении показана актуальность темы исследования, сформулированы цель и задачи работы, ее научная новизна, результаты, выносимые на защиту, а также описана структура диссертации.

В первой главе, посвященной обзору литературы, представлены существующие в настоящее время сведения о структуре доменов и доменных границ как в одноосных магнитных пленках, так и в монокристаллических пленках кубической симметрии с различной кристаллографической ориентацией. Рассмотрены .модели одномерного и двумерного распределения намагниченности в пленках с различными параметрами, а также модели структуры доменных стенок и характеристики для ее описания, называемые интегральными [5]. .

Вторая глава посвящена описанию численного метода решения задачи о равновесном распределении вектора намагниченности в пленочных ферромагнитных монокристаллах, со сложным типом анизотропии. . .

г

Равновесное распределение вектора намагниченности М в — 2 2

магнитной пленке (М = Mj = coast), удовлетворяющее условию минимума функционала полной свободной энергии магнетика

G = Jw(V)JT, Ч (1)

Т \

определяется микромагнитным уравнением

[Vxh]=0. " (2)

• Здесь V = M/ Ms,h = hef =Hef?Ms - ■ полное эффективное

магнитное поле, в отсутствие внешнего поля ho представляющее собой сумму' эффективного поля неоднородного обменного взаимодействия

hex, эффективного поля кристаллографической анизотропии , эффективною поля наведенной одноосной анизотропии h^, и поля

собственного диполь-дипольного взаимодействия hm.

Наибольшую -трудность • при решении ' микромагнитных • задач

представляет собой нахождение собственного диполь-дипольного поля

hm. Нами проведен расчет индукции и напряженности собственного диполь-дипольного поля произвольного двумерного периодического распределения намагниченности с периодом X V(x, z) = V(x + "К, z) (ось г перпендикулярна плоскости пленки, ось х - плоскости ДС), которое представляется в виде ряда Фурье

1 _ N _

V(x, z) = -A 0(z)+ £ {А*(*)совдо +Bk(z)smpkx], (3)

2 ы\

где ft — 2кк / X. Выражение для поля hm также представляется в виде ряда Фурье, коэффициенты которого определяются независимым интегрированием по координатам х и z [1].

Для отыскания двумерных решений У(х,г) задачи (2) в каждой точке ферромагнитной пленки необходимо осуществить процесс, при котором происходит'убывание полной энергии функционала (1)

§<0, (4)

от

Тогда при (—» со С->Ст;„, [УхЕ]-»0,

где стационарное распределение вектора намагниченности,

удовлетворяющее условию минимума функционала (1). ' Для осуществления такого процесса мы использовали схему "динамического установления", основанную на эволюциях вектора намагниченности в соответствие с уравнением Ландау-Лифпшца-Гильберта, записанным в разностной форме

(5а)

1 + ад .

или- ... - . .

V"4"1 -V"

V Г = (56)

ч>П -ГгИ+Г

где и - распределение вектора намагниченности в г] ячейке

сетки, покрывающей область вычислений (г— 1,-ДО; ¿=1г-,20) в момент времени ^ и соответственно, ^ У| -

гиромагнитное отношение, а о - постоянная затухания Гильберта,

величина итерационного шага, Д1,, = - Хп. Можно показать,, что если итерационный процесс происходит в соответствие с (5а) или (56), то при стационарном внешнем поле он

Ч

удовлетворяет неравенству (4) и сходится к (2), т.е. с ростом п при

удачно выбранном Дт„ Щ —> 0. Процесс отыскания равновесного

распределения намагниченности V,"4' повторяется до тех пор, пока

где Г не будет удовлетворять условию < £0, е0—

наперед заданное число, которое в данной задаче равнялось 10 . Для обеспечения сходимости процесса к состоянию (2) величина Лтп корректировалась методом половинного деления. При численных

расчетах норма вектора Уу почти не изменялась, тем не менее после

каждой итерации для выполнения условия |у-?|=1 проводилась

перенормировка вектора намагниченности V," = V," /|.

Начальное распределение намагниченности Уг® в данной работе задавалось следующее

У= [эш^х,] для однополярных ДС, (6)

= — БЩ кхХ; для разноподярных ДС,

Уг®. =сов кцХр кх=2к/?,,

на свободном периоде X. При каждом итерационном -шаге период корректировался так, чтобы к концу итерационного процесса выполнялось условие сЮ1 ¿к = 0.

-Все вычисления проводились на ЭВМ 4860X2/66. В результате численного эксперимента для каждой ячейки области вычисления на

печать выводились значения компонент вектора У5( и некоторых интегральных характеристик доменной структуры.

и

Третья глава посвящена анализу результатов численного жсперимента. Она состоит из четырех параграфов и заключения, гаторое содержит выводы ,по основным результатам работы. Для шисания равновесного распределения намагниченности мы использовали локальные (относящиеся к данной ячейке области зычисления - например, ■ распределение компонент вектора намагниченности по ячейкам вдоль оси х) и интегральные (относящиеся к определенной части области вычисления) характеристики. К последним относятся усредненные по половине толщины пленки - и периода структуры значения полной энергии структуры О, ее магнитостатической энергии Ош, характеризующей энергетическую долю потенциальной части поля вектора намагниченности, "нормальной" У2 и "плоскостной" Уу компонент

вектора намагниченности, поверхностной < У^ >5 и объемной < Ух > скрученности намагниченности [5], обусловливающей замыкание магнитного потока внутри пленки, а также ширин доменов и доменных стенок. Все'дальнейшие'рассуждения" относятся к пленкам толщины

Т=20^де / = (2А / тс)1/2 / М5, А - константа неоднородного обменного взаимодействия.

В первом параграфе рассмотрена микромагнитная структура монокристаллических пленок типа {100} с отрицательной константой кубической анизотропии и типа {110} с константами анизотропии обоих знаков.

Как показали наши расчеты, в пленках типа {100} с <Зюо < 0> ¡СЬоо( — Ю должен реализоваться новый, неизвестный ранее тип доменной структуры. В модели разнополярных ДС на периоде структуры расположены четыре домена (рис.1 а,б), векторы намагниченности котЬрых. ориентированы вдоль диагоналей прямоугольника, представляющего собой сечение кубической ячейки

а

Рис. 1.

Зависимость компонент единичного вектора намагниченности от координаты х в приповерхностном слое (г~Т) и в центральном сечении (г—Т/2) пленок типа {100} с (Зюо^О толщины ГЧДО&в модели разнополярных ДС:

а) ^«1=15, г=Т; 6) ^1=15,2=7/2; ' '

в) 1(^1=0.5,2=1; г) |д1ЮИ-5,2-Т/2.

кристалла плоскостью (ПО). Векторы намагниченности в доменах составляют с плоскостью пленки угол, близкий к 35°. Домены разделены узкими (локализованными) доменными стенками, близкими к 70,5° - ным и 109,5° - ным, причем в центре каждой 70,5° - ной ДС существует узкая область "плоскостной неоднородности" (ПН) с преимущественным • направлением вектора намагниченности в плоскости пленки вдоль оси у, которая делит 70,5° - ную ДС на две 35° - ные. В центре 109,5° - вой ДС существует область "нормальной неоднородности" (НН) с преимущественным направлением вектора намагниченности вдоль нормали к плоскости пленки (ось г), которая делит 109,5° - ную ДС на две 55°- ные.

При уменьшении |Р]оо| неоднородность распределения намагниченности в пленке возрастает, и из четырех доменов, векторы намагниченности которых составляют с плоскостью пленки угол в 35°, двух 35° - ных, двух 55° - ных ДС - и области ПН образуется нелокализованная 180° - нал ДС. При распределение

намагниченности в пленке полностью "неоднородно, и понятия' "домен" как - достаточно . большая область. спонтанной однородной намагниченности и "доменная стенка", разделяющая эти области, не меют смысла, так как их практически невозможно разграничить (рис.1 в,г).

В пленке типа {100} с ¡Оюо] - ^ в модели однополярных ДС на периоде структуры расположены два домена, векторы намагниченности которых составляют с плоскостью пленки угол в 35°, разделенные 70,5° - дыми ДС, в каждой из которых существует область ПН. При уменьшении |(^1оо| доля "плоскостной" компоненты

намагниченности У,, в домене увеличивается за счет уменьшения

я. • .

доли "нормальной" компоненты намагниченности У2, и при ¡С)1С0| < 1

вектор намагниченности совершает слабые осцилляции относительно плоскости пленки.

Наши расчеты показывают, что подобного типа доменные структуры должны реализоваться в пленках типа {110} с константами

кубической анизотропии обоих знаков, с той лишь разницей, что при

■'' ч •

Q,10»l и Qjj0 «—1 вектор намагниченности будет составлять с плоскостью пленки углы, близкие к 45° и 55° соответственно.

Во бтором параграфе рассматривается влияние наведенной одноосной анизотропии на доменную структуру пленок типа {100} с Qioo <0 и пленок типа {110} с константами анизотропии • обоих знаков. Под действием сил наведенной одноосной анизотропии с осью легкого намагничивания, перпендикулярной плоскости пленки, вектор намагниченности стремится по возможности максимально выйти из плоскости пленки к ориентироваться вдоль легкой оси одноосной анизотропии. Примером двумерной периодической равновесной структуры пленок с сильной одноосной анизотропией служит "открытая" структура Китгеля с антипараллельными полосовыми доменами, разделенными локализованными 180° - ными доменными стенками.

В пленке с |Qmo| = 0,5 пРи Q u ¿0,1 в модели однополярных ДС вектор намагниченности совершает слабые осцилляции относительно плоскости пленки. Магаитостатическая энергия Gm такого состояния близка к нулю (риа2). С ростом Qu происходит увеличение среднего значения "нормальной" компоненты намагниченности < Vz > при одновременном - уменьшении среднего значения "плоскостной" компоненты <Yy > .(рис.3) (знак <_> означает усреднение по

половине периода структуры и толщины пленки), что приводит к возрастанию энергии ■' потенциальной части поля вектора

А5

0.3 0.2 0.1 0.0

Т1 ПП1 ГЦТ! 1ПТ1 ит» Г1П ГПТ1ГП1|ПТ|

2 4 6 8 10

Яи

Рис. 2.

Зависимость от С^и среднего значения плотности магнитостатической энергии доменной структуры пленки с |(31ОО!=0.5 в модели:

1-разнополярных ДС,2-однополярных ДС.

1.0 -з 0.8 0.6 0.4 0.2

0.0

тчттгттп гпптцтптитгпгтпц1тп1тп

0 2 4 6 8 10

Рис. '3.

Зависимость от. Qu средних значений "плоскостной" Уу (1,2) и "нормальной" (3,4) компонент вектора намагниченности пленки с в модели: 1,3-разнополярных ДС, 2,4-

однополярных ДС.

намагниченности Gm (рис.2). При Qu »1, когда структура доменов представляет собой структуру Киттеля "открытого" типа с локализованными 180° - ными ДС, • Gm достигает асимптотического значения 0.28, определяемого в соответствие с [1], и становится сколь угодно близким к значению Gm структуры с разнополярными 'ДС (рис.2).

Поверхностная < V, >s и <УХ > объемная скрученности намагниченности в пленке с jQioo!= 0>5 в модели разнополярных ДС в точке Qu = 1 имеют максимум (рис.4). В модели однополярных ДС максимум скрученности приходится на значение Qu, равное 3. Скрученность однополярных ДС

П П1 гл ЯСМЗИ

возникает при = и,1 и, возрастая с ростом Vu, точкИ-

своего максимума совпадает со значением скрученности разнополярных-ДС, затем убывает и при Qu»l стремится к нулю.

0.6 ч

0.4

0.2

0.0

0 2 4 в В 10

Q«

Рис.4. Зависимость от Qu поверхностной < ~VX >s (1,2) и объемной (3,4) < V,. > скрученности намагниченности в пленке с [Qioo| = 0,5 в модели: 1,3- разнополярных ДС, 2,4- однополярных ДС.

л?

Третий параграф этой главы посвящен описанию микромагнитной структуры пленок типа {100} с Qioo > 0- Как показали наши расчеты, в пленках с Qj00 ¿4 должен реализоваться новый, неизвестный ранее тип доменной структуры - "нормальные" домены, векторы намагниченности которых ориентированы вдоль нормали к плоскости пленки, разделенные "плоскостными" доменами, векторы намагниченности которых ориентированы в плоскости пленки (рис.5 а,б). При переходе от "нормального" домена к "плоскостному" вектор намагниченности поворачивается на 90° - "нормальный" и "плоскостной" домены разделены локализованными 90° - кыми доменными стенками.

При уменьшении Q100 неоднородность распределения намагниченности в пленке возрастает, и из двух 90° - ных ДС и "плоскостного" домена образуется нелокализованная скрученная 1800 -ная ДС. Распределение намагниченности в пленках с Q100 < 2 аналогично показанному на рие.1 (в,г) длн пленок-с Qjo'o = —0,5. -

В модели однополярных ДС в пленке с Qioo - ^ доменная структура по своему характеру "аналогична" структуре с разнополярными ДС, и обе структуры обладают сколь угодно близкими значениями энергии (рис.6). При Qioo ^ 2 намагниченность однородна и лежит в плоскости пленки вдоль оси у, и полная энергия такого состояния намагниченности равна нулю, т.е. структура с однополярными ДС возникает только при Qjqq >2 На интервале 2 < Qioo — 4 доменную структуру пленки следует считать переходной от состояния с однородной намагниченностью в плоскости пленки в структуру с чередующимися "нормальными" и "плоскостными" --доменами.

п

1.0 з

Рис. 5.

Зависимость компонент единичного вектора намагниченности от координаты х в приповерхностном слое (г=Т) (а) н в центральном сечении (г*=Т/2) (б) пленок типа {100} с (^югЬ толщины Г-йО&в модели разнополярных ДС.

М

3|

2\ 1\ 01

тгттпгтгтгтгп'ттгт гттгпгп 14 ттипг!

О 2 4 в В 10

Я

100

Рис.6. Зависимость от (¿¡оо среднего значения плотности полной энергии доменной структуры пленки с С^юо > О в модели: 1- разнополярных ДС, 2- однополярных ДС.

Из рис.6 видно, что первая производная кривой зависимости • среднего значения полной энергии структуры от 0.}оо в точке О ¡00 = 2 в модели однополярных ДС терпит разрыв. Следовательно, переход из состояния с однородной намагниченностью в плоскости пленки в структуру чёредующихся "нормальных" и "плоскостных" доменов . представляет собой ориентационный фазовый переход первого рода. ,

В пленках с <Зюо < 2 энергия структуры с разнополярными ДС значительно превышает энергию структуры с однополярными ДС (рис.6),. поэтому структуру с разнополярными ДС следует рассматривать как состояние намагниченности, возбужденное относительно состояния с однородной намагниченностью в плоскости

пленки. Для существования доменной структуры в пленках типа {100} с 0 < (^юо < 2 (которая наблюдается экспериментально, например, с пленках железа) необходимы стабилизирующие факторы, например, действие сил наведенной одноосной анизотропии, рассмотрению которого посвящен четвертый параграф.

, Изменения, происходящие в структуре пленок с (2100 = 0,1 под действием сил наведенной одноосной анизотропии, аналогичны изменениям структуры пленок с (£100 = -0,5, рассмотренным выше. Необходимо лишь добавить, что в пленках типа {100} и {110} с константами кубической анизотропии обоих знаков переходы из состояний с полностью неоднородным распределением намагниченности или со слабыми осцилляциями вектора намагниченности относительно плоскости пленки в "открытую" структуру Киттеля не являются ориентационными фазовыми переходами.

Во втором и третьем параграфах проведено сравнение кривых зависимости равновесного периода' доменной структуры пленок магний-марганцевого ^феррита и железа от их толщины, рассчитанных численным методом, с экспериментальными кривыми .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

у

1. Получено выражение для вихревой части поля вектора ~ намагниченности произвольной двумерной периодической

доменной структуры, которое представлено в виде ряда Фурье, коэффициенты которого определяются независимым интегрированием по координатам х иг.

2. Впервые на основе численного решения краевой задачи микромагнетизма получено равновесное, статически

и

устойчивое распределение - намагниченности пленочных ферромагнитных монокристаллов со сложным типом . анизотропии.

3. Исследованы эволюции распределения намагниченности в пленках типа {100} и {110} при изменении приведенных констант кубической и одноосной анизотропии, в широких пределах. При этом показано, что:

a) В пленках типа {100} и {110} со значениями приведенной константы кубической анизотропии, по абсолютной величине значительно превышающим! единицу, реализуется структура доменов, векторы намагниченности которых составляют с плоскостью пленки острый угол, разделенных доменными стенками в 70,5°, 109,5° или 90°, либо структура чередующихся "нормальных" и "плоскостных" доменов в зависимости от кристаллографической ориентации пленки и знака константы кубической анизотропии.

b) В пленках типа {100} с (2юо < 2 в модели однополярных ДС намагниченность однородна и лежит в плоскости пленки, доменной структуры в такого типа пленках без влияния стабилизирующих факторов (например, наведенной одноосной анизотропии) не существует.

c) В пленках со значениями приведенных констант кубической и одноосной анизотропии, по абсолютной величине меньшими единицы, в модели разнополярных ДС распределение намагниченности полностью неоднородно, и понятия "домен" и "доменная стенка" не имеют смысла; замыкание потока намагниченности при этом осуществляется за счет достаточно большой- поверхностной "и объемной скрученности. В модели однополярных ДС при тех же значениях приведенных констант кубической и одноосной анизотропии вектор

%%

намагниченности совершает слабые осцилляции относительно плоскости пленки.

d) В пленках типа {100} с положительной константой, кубической анизотропии при изменении последней переход из состояния с однородной намагниченностью в плоскости пленки в структуру чередующихся, "нормальных" и "плоскостных" доменов в модели однополярных ДС в точке Q100 = 2 представляет собой ориентационный фазовый переход первого рода.

e) Переходы из состояния с полностью неоднородным • распределением намагниченности или из состояния с осцилляциями вектора намагниченности относительно плоскости пленки в структуру доменов, векторы намагниченности которых составляют с плоскостью пленки острый угол, а также в "открытую" структуру Киттеля не являются ориентационными фазовыми переходами.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Антонов ЛЛ., Мухина Е.А., Лукашева ЕВ. Магнитное поле двумерного периодического распределения намагниченности. ФММ, 1994, т.78, вып.4, C.5-12.J

2. Антонов Л.И., Лукашева ELB., Мухина ЕЛ. Периодическая структура одноосных магнитных пленок. XIV школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 1994, тезисы докладов, часть 3, с.28.

■ 3. Антонов ЛИ., Мухина Е.А., Лукашева EJB. Магнитное поле двумерной периодической доменной структуры. XIV школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 1994, тезисы докладов, часть 3, с.29-30.

1Ъ

4. Antonov L.I., Lukashova E.V., Mukhina E.A. Periodic domain structure of uniaxial magnetic films. E-MRS Symposium on ma.çnetic ultrathin filmsi multilayers and surfaces, digest, p.628-629. . .

5. Антонов ЛИ., Лукашева E.B., Мухина Е.А. Влияние одноосной анизотропии на доменную структуру магнитных пленок. ФММ, 1995, т.80, вып.2, с.5-12.

6. Антонов ЛИ., Мухина Е.А., Лукашева Е.В. Доменная структура ферромагнитных, пленок типа {100} с положительной константой анизотропии. I-Объединенная конференция по магнетизму, Москва, 1995, тезисы докладов, с.60-61.

7. Антонов Л.И., Лукашева Е.В., Мухина Е.А. Влияние параметров материала (фактора качества) на двумерную периодическую доменную структуру одноосных магнитных пленок. 1-Об-ьединенная конференция по магнетизму, Москва, 1995, тезисы докладов, с.62-63.

ff. Антонов ЛЛ., " Мухина Е-А-,- Лукашева Е.В. Численное исследование структуры намагниченности в пленочных ферромагнитных монокристаллах. Вестник Моск. ун-та, сер.З, Физика Астрономия, 1995, т.36, вып.6, с.69-73.

9. Антонов ЛЛ, Мухина Е.А., Лукашева ЕВ. Влияние кубической

ч

анизотропии на доменную структуру ферромагнитных пленок. Вестник Моск. ун-та, сер.З, Физика. Астрономия, 1996, т.37, вып.2, с.57-61.

10.Антонов ЛЛ, Лисовский Ф.В, Мухина ЕЛ., Лукашева Е.В. Распределение намагниченности пленочных ферромагнитных монокристаллов типа {100} с положительной константой анизотропии. ФММ, 1996, т.81, вып.1, с.32-39.

И.Мухина EJL, Лукашева Е.В.Ц Лисовский Ф.В., Антонов Л.И. Структура намагниченности монокристаллических

гч

ферромагнитных пленок типа {100} с отрицательной константой анизотропии. XV Всероссийская школа-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва,. 1996, тезисы докладов, с.400-401.

12.Мухика Е-А-, Лукашева Е.В., Лисовский Ф.В., Антонов Л.И. 1 Микромагшггаая структура пленочных ферромагнитных I монокристаллов типа {100} с положительной константой ) анизотропии. XV Всероссийская школа-семикар "Новые ' • магнитные материалы микроэлектроники",' Москва, 1996,

тезисы докладов, с.443-444.

13.Лукашева ИВ., Мухина Е.А., Антонов ЛЛ Влияние толщины одноосной магнитной пленки на ее микромагнитную структуру. XV Всероссийская писала-семинар "Новые магнитные материалы микроэлектроники", Москва, 1996, тезисы докладов, с.445-446.