Спин-переориентационные переходы в магнитных сверхрешетках и аморфных пленках "Редкая земля - переходный металл" тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.02 ВАК РФ

р д 0 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

ИНСТИТУТ ОБЩЕЯ Физикк

-1 С. ч ^ I Ьи ''

Ка правах рукописи УДК 537. 61

Уточкин Сергей Николаевич

СПИН-ПЕРЕОРИЕНГАНИОННЫЕ ПЕРЕХОДЫ В МАГНИТНЫХ СВЕРХРЕШЕТКАХ И АМОРФНЫХ ПЛЕНКАХ "РЕДКАЯ ЗЕМЛЯ - ПЕРЕХОДНЫЙ МЕТАЛЛ"

Специальность 01.04.02 - теоретическая физика

Автореферат диссертации «а соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 1904

Работа выполнена в Институте общей физики Российской Академии Наук.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор А. К. Звеэдин

Официальные оппоненты

доктор физико-математических наук, профессор А. В. Ведяев (МГУ) доктор физико-математических наук, профессор Ю. Г. Рудой (Изд. Большая Российская энциклопедия, г. Москва)

Ведущая организация

псковский физико-технический инститиут

'¿¿щита состоится

Февраля 1994 г. в

/5"

часов

на заседании Специализированного ученого совета Д. 003. 49.03 Института общей физики Российской Академии Наук по адресу: г. Москва, ул. Вавилова, 38.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института общей физики Российской Академии Наук.

Автореферат разослан

января 1394 г.

Ученый секретарь Специализированного упойого совета, доктор физико-матема-тич'-ских наук, профессор

Н..' Ирисова

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы Активное изучение спин-пер£ориентационнш фазовых переходов (СП®, представляющих собой типичный пример переходов "порядок"-"порядок" началось с развитием теории фазовых переходов Ландау. Исследование таких переходов представляет несомненный фундаментальный интерес, в особенности в сильномагнитных веществах со сложной магнитной структурой.

Магнитные фазовые диаграммы таких систем носят сложный характер: магнитная анизотропия приводит к возникновению на критических линиях поликритических точек, вблизи которых меняется характер аномалий физических свойств, к срыву фазового перехода второго рода на переход первого рода и т. д.

Развитие технологии синтеза привело к возникновению большого числа "искусственных" магнетиков, среди которых особенно выделяются два класса: магнитные сверхрешетки, состоящие из чередующихся тонких (1-10 нм) слоев различных магнитных материалов (обычно металлы 3с1 и переходных групп) и аморфные вещества, обладающие спонтанным магнитным упорядочением. Такие материалы могут применяться (и уже применяются) как среды для записи информации. Поскольку устойчивость элементарных носителей информации по отношению к внешним воздействиям в устройствах магнитной памяти определяется особеннностями магнитной структуры, изучение СПП в данных магнетиках имеет и практическую ценность.

Учет специфики структуры, -проявляющейся в наличии неодно-родностей (внешняя поверхность и поверхности раздела (интерфейсы) в сверхрешетках и структурный беспорядок в аморфных телах) требует дальнейшего развития и улучшения существовавших

ранее теоретических подходов.

Так» в большинстве теоретических работ по изучению СПП в сверхрешетках используется либо приближение единичной ячейки, либо численные процедуры. Оба данных подхода являются недостаточными. В приближении единичной ячейки теряются многие важные особенности, обусловленные граничными эффектами. Численные методы не позволяют дать ясную интерпретацию результатов в силу большого числа варьируемых параметров: констант обменных и анизотропных взаимодействий, толшин слоев и т. д. В аналитических работах, учитывающих граничные эффекты, не удалось получить окончательные' результаты в силу сложности проблемы и обсуждение во многом проводилось на качественном уровне.

Теоретическое описание аморфного магнетизма чаще всего проводится в рамках теории эффективной среды. Учет влияния стохастичности среды на магнитную структуру носил общетеоретический характер, а исследование магнитных свойств аморфных ферримагнетиков состава ''редкая земля"-"переходный металл" (РЗ -ПЬО проводилось либо в рамках феноменологических моделей, либо с помощью метода Монте-Карло. Аналитически важные особенности редкоземельных ионов (с^-ьная локальная анизотропия РЗ ионов, находящихся не в э-состоянии) практичес- ' не учитывались.

Цель диссертационной работы состояла в том, чтобы теоретически исследовать спин-переориентационные переходы в анизотропных магнитных сверхрешетках и.аморфных пленках РЗ-ПМ с учетом влияния неоднородностей поверхности и конечного числа сдоев в сверхрешетках и структурного беспорядка в аморфных панках .

Научная новизна работы

1. В рамках теории Ландау развито аналитическое описание спин переориентационных переходов в магнитных сверхрешетках. Получены точные условия устойчивости коллинеарных магнитных фаз (все спины коллинеарны внешнему полю) для сверхрешеток с произвольным числом слоев. В сверхрешетках с антиферромагнитным обменным взаимодействием через поверхности раздела слоев найдены новые магнитные фазы, возникновение которых обусловлено граничными эффектами.

2. В приближении полубесконечной среды получены уравнения критических линий и построены магнитные фазовые диаграммы анизотропных сверхрешеток типа Gd/Co, Fe/Cr для случаев, когда поле приложено вдоль осей легкого и трудного намагничивания.

3. Предложен механизм рассеяния электронов проводимости в магнитных многослойных структурах, получены выражения для полевой зависимости эффекта гигантского магнитосопротивления.

4. Предложена модель теоретического описания аморфных феримаг-нетиков состава РЗ - ПМ. Найдены индуцированные полем асперо-магнитные фазы с ближним ориентационным порядком, построены магнитные фазовые диаграммы. Теоретически исследованы процессы намагничивания аморфных магнетиков со стохастической доменной структурой.

Мучная и практическая ценность работы

Проведенное исследование спин-переориентационных переходов в магнитных сверхрешетках выявило влияние поверхности на спин-переориентационные переходы и позволило предсказать новые поверхностные магнитные фазы. Рассмотренная модель выходит за рамки обычного континуального приближения для эффективно одно-

мерных задач и может быть полезна при исследовании ориентаци-онных фазовых переходов в тонких пластинах и слоистых магнетиках.

Шлученные результаты непосредственно обобщаются на различные многослойные структуры и позволяют исследовать стабильность различных спиновых конфигураций в материалах типа "объемный магнетик - сверхрешетка", а также изучить влияние поверхностной анизотропии и эффектов подложки.

Результаты работы объяснили особенности процессов намагничивания и петель гистерезиса, наблюдаемых в аморфных магнетиках Ег-Fe, Tb-Co (С. А. Никитин и др., 1990, МГУ), различие петель гистерезиса для сверхрешеток NiFe/Cr с четным и нечетным числом слоев ( М. Л. Ватсон и др., 1992. США).

Апробация результатов Материалы диссертационной работы докладывали^ на Всесоюзной школе-симпозиуме физиков-теоретиков "Коуровка 23" (Свердловск, 1990), Сессии Совета по магнетизму Российской Академии Наук (Москва, 1992), II Международной кон-, ференции NANO II (Москва, 1993), 38-ой Мэждународной конференции по магнетизму и магнитным Мсгериалаи МШ"93 (Миннеаполис, 1993), а также на семинарах в ИОФ РАН и МГУ.

Публикации. Ib результатам диссертации опубликовано 6 печатных работ, список которых приведен в конце автореферата

Структура и' объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения-и приложения. Полный объем диссертации составляет J22L страницы",включая 31 рисунок ' список литературы из 127 наименований.

- 7 -

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ"

Во введении сформулирована актуальность проблематики и цели работы.

Глава Г носит обзорный характер. §1.1 содержит обзор теоретических и экспериментальных работ по особенностям обмен' ных и анизотропных взаимодействий, ответственных за формирование ориентационного порядка в магнитных'сверхрешетках.

В §1.2 изложены основные теоретические подходы к проблеме описания ориентационных фазовых переходов в многослойных структурах и достигнутые к настоящему времени аналитические ( ЕДини и др., 1990) и численные результаты (Р. Е. Кэмли, 1990 , Ейолкертс и С. Т. Парселл, 1992, А. М. Шдмарков и др,, 1990).

В §1.3 проведен обзор теоретических и экспериментальных работ по анализу магнитной структуры и спин-переориентадионных переходов в аморфных магнетиках.

В конце главы сформулированы выводы, обуславливающие актуальность работы.

В Главе II рассмотрен общий подход к описанию СПП в магнитных многослойных структурах. Полученные результаты проиллюстрированы на примере наиболее простого случая изотропных. сверхрешеток.

В § 2.1 изложена постановка задачи, рассматривается модель. Дня сверхрешетки с произвольным числом слоев термодинамический потенциал (ТП) системы записывается в виде суммы ТП отдельных слоев в приближении микромагнетизма (континуальное приближение) с учетом обменной-связи между слоями и представляет собой функционал с произвольным числом переменных - углов (параметров порядка), описывающих ориентацию на\еагниченности

но отношен™ к внешнему полю (намагниченность внутри слоев считалась "насыщенной" и не зависящей от величины внешнего поля) . В рамках теории Ландау для описания индуцированных внешним полем ориентационных фазовых переходов достаточно ограничиться изучением основного состояния.

Хотя данная задача в обдам случае не может быть решена аналитически, уравнения Лагранжа-Эйдера имеют тривиальные решения, соответствующие наиболее важным коллинеарным магнитным фазам (намагниченности всех слоев коллинеарны внешнему полю). Для сверхрешеток с антиферромагнитной обменной связью через поверхности раздела слоев (в работе детально изучены именно такие системы) достаточно ограничиться рассмотрением лишь нескольких коллинеарных фаз (рис.1).

В § 2.2 содержатся основные результаты исследования устойчивости коллинеарных фаз. Используя специальный вид матриц вторых .роизводных ТП, получены точные условия положительной определенности в виде системы неравенств для коэффициентов матрицы.

В приближении полубесконечной среды (бесконечное число слоев) система неравенств "расце.^яется" и сводится к двум условиям. Первое из них соответствует развитию неус йчивости во всем объеме сверхрешетки и соответствует приближению единичной ячейки. Наличие поверхностей (границ) приводит к возик, .ловению дополнительного условия устойчивости, нарушение которого приводит к развитию неустойчивости на поверхности и возникновению поверхностных магнитных фаз.

В § 2.3 переходы в поверхностные магнитные фазы рассмотрены в рамках более простого подхода, в которо' мы пренебрегаем неколлинеарностью нам^_ ниченнссти внутри слоев. ТП

магнитной сверхрешетки, компоненты которой обладает магнитной анизотропией второго порядка нормированный на величину энергии межслойного обменного взаимодействия Ж Mя есть

F = -C thcosQ^- & со^Оц.,)

Ы+i-1 ír< ' (1)

X coi 62í - ¿P cos4e2/ ) + ^ eos ( G, - ©1+1 ),

здесь поле ha H , yM =. d^Mí/^M,- относительный маг-

нитный момент единичной ячейки сверхрешетки, К,-« ^/^М

относительные константы магнитной анизотропии второго порядка,

i

где к» - энергия анизотропии соответствующзго слоя, di , Mj - тодцины магнитных слоев и намагниченности атомных плоскостей, так что di И-i - полная намагниченность слоя, постоянная "X > О пропорциональна интегралу межслойного антиферромагнитного обменного взаимодействия. Общее число слоев сверхрешетки равно Ы ■*■ S , (А/ четно), при $-4. обвдзе число магнитных слоев нечетно, при S - О - четно. Набор углов 0{ , отсчитываемых от направления внешнего поля H , является многокомпонентным параметром порядка. Здесь и далее мы рассматриваем планарную ориентацию намагниченности, т.е. аксиальный угол одинаков для всех "спинов".

Переходя к непепрывному распределению "спинов" во втором, и последующем слоях, получаем более простую вариационную задачу, допускающую аналитические решения в линейном приближении. Решение данной задачи позволило определить род переходов в поверхностные фазы и получить приближенные выражения для линий потери устойчивости метастабильных фаз.

В §2.4 приведены результаты исследования спин-переориен-тационных переходов в изотропных сверхрешетках( типа Gd/Fe,

поле приложено в плоскости структуры, проводится со-

доставление с экспериментом (М.Навате и др., 1987). Показано, что учет внутрислойных обменных взаимодействий приводит лишь к смещению линий фазовых переходов, поэтому далее в работе исследуется модель, описываемая ТП (1) с сохранением "дискретности" модели.

Парис.2 показана магнитная фазовая диаграмма (МФД) сверхрешетки с нечетным числом слоев в координатах ~ К. . При этом, если намагниченности компонент сверхрешетки обладают различными температурными зависимостями, изменение температуры отвечает, главным образом, изменению^ , а изменение h. - изменению поля. Если jÁ > 1 , то поведение системы аналогично поведению обычного ферримагнетика и приближение единичной ячейки является правильным.

При по достижении критического поля коллинеарная (раза 2 (К2) (рис. 1 б) теряет устойчивость, переходя в фазу, которую будем, называть поверхностно - угловой. В этой фазе отклонение намагниченностей слоев от направления поля локализовано вблизи поверхности, а в глубине сверхрешетки приближенно сохранаяется структура фазы К2. При дальнейшем увеличении поля она переходит в угловую фаз,. Такие особенности впервые были обнаружены в численных экспериментах ( P.E.Г дли и Ж.Да Паж, 1990) и недавно наблюдались экспериментально (неопубликованная работа Ы. Левенгаупта и др., 1993) .•

При малых значениях 4 "[Щ* поверхностно-угловая фаза переходит в- поверхностно-переориентированную фазу (рис.1 в),. которая затем теряет устойчивость, переходя в угловую фа-ау. Возможность возникновения и область устойчивости такой фазы получены в работе впервые.

Если число слоев четно, то . жие же особенности возникают

и при *> i , при этом развитие неустойчивости происходит на другой поверхности (для сверхрешеток с нечетным числом слоен переход в поверхностные фазы происходит одновременно на обеих поверхностях), поэтому петли гистеревиса сверхрешеток одинэко вого состава с различным числом слоев, вообще говоря, различаются. Такое различие ранее качественно обсуждалось Б. Дини и др. (1990) и наблюдалось экспериментально (P.E. Ватсон и др., 1992).

В конце §2.4 сформулированы выводы главы И.

В главе III на основе общих результатов, полученных в главе II, рассмотрены СПП в анизотропных сверхрэшетках, обсуждаются особенности петель гистерезиса сверхрешеток, изучен эффект гигантского магнитосопротвления.

В § 3.1 и § 3.2 исследованы спин-переориентационные переходы в сверхрешетках типа Gd/Co, одну из компонент которых (Gd) можно считать изотропной. Такие сверхрешетки мы будем называть ферримагнитными.

В § 3.1 построены МВД ферримагнитной сверхреветки с нечетным числом слоев, поверхностные слои которой изотропны ( \<i = О ) при налегании поля вдоль оси трудного ( Нг > О ) и легкого ( Кг < О ) намагничивания. Картина переходов в поверхностные фазы качественно не отличается от изотропного случая. Вместе с тем при наложении поля вдоль оси легкого намагничивания поверхностно-угловая фаза для сверхрешетки с нечетным числом слоев существует при любых значениях (т. е., фактически, температуры). ШД в этом случае изображена на рис. 3. -

В § 3.2 приведены ШД анизотропных ферримагнитных сверхрешеток с нечетным числом слоев при намагничивании вдоль лог-

кой ( < 0 ) и трудной ( К, > О ) оси намагничивания, поверхностный слой теперь является анизотропным ( Кг = О ).

В отличив от предыдущего случая, магнитная анизотропия существенно влияет на фазовые диаграммы. При наложении поля вдоль оси "грудного намагничивания при увеличении происходит подавление поверхностных фаз - поверхностно-переориентированная фаза существует лишь при условии К,* '/¡2 , а поверхностно-угловая - при к* < 2 . МФД для К,<1*2 приведена на рис.4.

При намагничивании вдоль легкой оси меняется род перехода в поверхностные фазы: при К, < на линии потери устойчивости коллинеарной фазы 2 возникают две критические точки, в которых меняется род перехода (при больших и малых значениях переход в' поверхностно-угловую фазу происходит путем перехода первого рода, в области промежуточных значений -как и ранеевторым родом), при К»линия фазового перехо-. да Еторого рода исчезает. Переход между поверхностно-угловой Л угловой фазами при р < 4. также может происходить как путей перехода первого рода, так и путем перехода второго рода При малых значениях уЧ угловые фазы исчезают и переход в ферромагнитную фазу осуществляется п>.ем нескольких переходов первого рода.

В §3.3 рассмотрены СИЛ в сверхрешетках типа Ге /Сг. В данном случае в ТП (1) /< = 1, Кч«К2вК. ■

При наложении поля вдоль оси трудного намагничивания ( К > ) СПП в таких сверхреветках аналогичны переходам в обычных антиферромагнетиках. Для величины второго критического поля перехода второго рода в ферромагнитную фазу удается получить точное выражение для произвольного числа слоев А' :

ЬС2= К + 4С05г(3.£ц) . (2)

- 13 - .

Сверхрешетки с нечетным чилом слоев обладают несксмпенсирован-ной намагниченностью, поэтому при малых К в процесса намагничивания возникает промежуточная коллинеарная фаза 1. ОСхасть ее существования на диаграмме при А/ -* со исчезает.

При наложении поля вдоль легкой оси переход из коллкнеар-ной фазы 2 в поверхностно-угловую всегда происходит путем перехода первого рода

В § 3.4 на оснозе модели рассеяния в тонких пластинах (IL £ухс, 1938, Б. Зондгеймер, 1947) изучены кинетические аномалии в антиферромагнитных сверхрешетках на примере эффекта гигантского магнитосопротивления (резкое падение сопротивления при подавлении антипараллельной ориентации намагниченности).

I ' |

Предложенный в работе механизм рассеяния электронов проводимости, в отличие ит предлагаемых другими авторами, не требует привлечения процессов рассеяния с переворотом спина и (или) предположения о существенном различии плотностей состояний для носителей с различными спинами, а учитывает рассеяние на "магнитных" энергетических барьерах, возникающих в парамагнитных слоях из-за антипараллельной ориентации намагниченности. Такой механизм, в известном смысле, напоминает андреевское отражение (А.Ф. Андреев, 1962) на границе нормальной и сверхпроводящей фае. Шлучены выражения для полевой зависимости эффекта, приводятся численные оценки, проведено сопоставление с экспериментом (П.Грюнберг и др., 1988).

В конце §3.4 приведены выводы главы III.

В Главе IV исследованы спин-переориентационные фазовые переходы в аморфных пленках РЗ - ПМ.

В § 4.1 вычислен ТП системы взаимодействующих РЭ и ПЫ ионов в приближении эффективной среды. Ьри этом в эффективном

потенциале учтены микроскопические свойства РЗ магнитной подсистемы, в частности, наличие случайной анизотропии. Предложено описание одного из механизмов макроскопической (наведенной) магнитной анизотропии аморфных магнетиков - анизотропии парно. го упорядочения. Хотя величина константы наведенной анизотропии определяется феноменологическим параметром, описывающим неизотропность распеределения локальных осей легкого намагничивания РЗ ионов, элементы микроскопического подхода позволили определить температурную зависимость константы анизотропии (при не слишком низких температурах к^ ~ )•

В § 4.2 исследован случай, когда такая анизотропия имеет случайную величину и определенное направление.

Равновесное значение средней намагниченности стохастической среды определяется путем минимизации эффективного ТП, в котором учтены флуктуационные добавки, перенормирующие ТП система Простейший эффект, обусловленный флуктуациями константы анизотропии, приводит к смещению линий фазовых переходов и к появленю констнты анизотропии четвертого порядка, стабилизирующей угловую фазу (Е. В.Синицын, 1988).

Построены фазовые диаграммы аморфных магнетиков с точкой магнитной компенсации в координатах "поле - температура". Хотя фазовые диаграммы напоминают диаграммы кристаллических- ферри-магнетиков (А.КЗвездин и др., 1972) возникновению фазы с дальним ориентационным порядком (угловой фазы) предшествует возникновение индуцированных полем асперомагнитных фаз с ближним порядком (рис. 5). В асперомагнитных фазах перпендикулярные (по отношению к полю) компоненты параметра порядка (намагниченности) образуют неупорядоченную структуру типа спинового стекла. Переход в асперомагнитиые фазы является "размытым" пе-

\ • - 15 -

реходом первого рода

В § 4.3 изучен случай магнитной анизотропии случайного направления, приводящей к возникновению стохастической доменной структуры типа доменов Имри - Ма (Дж.Кмри и Ш. - к. Ыа,19?б). В наиболее простом приближении эволюция такой структуры при наложении внешнего поля описана с помощью модели анизотропного ферромагнетика в наклонном поле с последующим усреднением по распределению осей легкого намагничивания доменов. Излучены приближенные выражения для зависимости намагниченности такой структуры от внешнего поля и температуры. На основе полученных результатов объяснены особенности кривых температурной зависимости намагниченности аморфных пленок Er-Fe (С. А. Никитин и др., 1990). Экспериментальная и теоретическая петли гистерезиса для соединения Er Fe изображены на рис. 6. В конце §4.3 приведены выводы главы IV. В Приложении приводятся приближенные выражения, которые могут быть использованы для определения зависимости критических полей С1Ш от числа слоев сверхрешетки.

В Заключении изложены основные результаты и выводы диссертации.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ В диссертационной работе решена задача теоретического описания спин-переориентационных переходов в магнитных сверхрешетках типа Gd/Fe, Co/Pt и аморфных пленках "редкая зеи-ля"-"переходный металл" ( Er-Fe, Tb-Co). Найдены линии потери устойчивости магнитных фаз и линии фазовых переходов, построены магнитные фазовые диаграммы.- Предложен механизм кинетических аномалий, наблюдаемых в сверхрешетках типа Fe/Cr.

- 16 -выводы

1.В рамках теории Ландау аналитически исследованы спин-перео-риентационные переходы в анизотропных сверхрешетках, найдены новые поверхностные магнитные фаза Шказано, что кривые намагничивания и петли гистерезиса для сверхрешеток одинакового состава с четным и нечетным числом магнитных слоев оказываются различными. Результаты находятся в качественном согласии с экспериментальными данными и результатами численных расчетов, изложенных в работах др-а Кэмли и др. 1990 (США), др-а Ватсона и др. 1992 (США), др-а Дини и др. 1990 (вранция).

2. Проведено теоретическое исследование ориентационных фазовых переходов в аморфных магнетиках "редкая земля"-"переходный металл". Предложено описание анизотропии парного упорядочения, обнаружено возникновение индуцированных внешним полем стохастических фаз с ближним ориентационныы порядком. Исследованы процессы намагничивания аморфных пленок, обладающих стохастической доменной структурой. Результаты аналитических и численных расчетов объяснили особенности процессов намагничивания аморфных пленок Ег-Ре и качественно согласуются с экспериментальными данными, полученными группой проф. Никитина 1991 (МГУ).

3. Проведенные исследования выявили влияние неднородностей (поверхности и структурного беспорядка) на спин-переориентаци-онные переходы в магнитных сверхрешетках и аморфных пленках. Результаты работы могут быть полезны при поиске новых магнитных материалов, используемых в устройствах магнитной и магнитооптической записи и обработки информации.

- 17 - ^ ЛИТЕРАТУРА

1. Звеэдин А. К., Уточкин С. Н., Сайко Г.Е , Процессы спиновой переориентации в аморфных редкоземельный магнетикам: Препринт ИОФАН N 69. Мэсква, 1990, 23 с.

2. Андреенко А. С. , Звездин А. К , Никитин С. А., Сайко Г. В.. Уточкин С. Е , Чешля Д. Ю., Магнитные свойства и фазовые переходы в аморфных сплавах Er-Fe // ГОТФ, 1991, 99. 540 - 550.

3. Sayko av.. ütochkin S.N. and' Zvezdin A. K., Spin-reorientation phase transitions in thin films of RE - TM amorphous alloys // Journ. of Mattn. and Magn. Mat., 1992, 113, 194 - 200.

4. Звеэдин А. К , Уточкин С. a , Новые поверхностные структуры и спин-переориентационные фазовые переходы:в изотропных сверхре-шетках//Кр. сообщ, по физике ФИАН, 1993, N 1-2. 21-27.

5. Звездин А. К.. Уточкин С. Н., Новые поверхностные структуры и спин-переориентационные фазовые переходы в анизотропных магнитных сверхрешетках //ПИсьма в ЖЭТФ. 1993, §2, 424 ч 428.

6. Звеэдин А. К , Уточкин С. Н., 0 процессах намагничивания и механизме кинетических аномалий в магнитных наноструктурах // Письма-в. ЖЭТФ, 1993, 57, 418 - 423.

- 18 -РИСУНКИ

> н

°>) £> 2)

Рис.1 Магнитная структура коллинеарных фаз вблизи поверхности сверхрешетки с антиферромагнитным межслойным обменом: а)колли-неарная фаза 1 (К1), б) коллинеарная фаза 2 (К2), в) поверхностно-переориентированная фава (П-П). г)ферромагнитная фаза (Ф).

Рис.2 МФД изотропной сверхрешетки с нечетным числом магнитных слоев. Все линии на диаграмме - линии фазовых переходов второго рода. Область существования поверхностно-угловой фазы показана вертикальной штриховкой. Схематически показана магнитная структура Фаз (см. рис.1), включая угловую фазу (У).

Рис. 3 МВД анизотропной ферриыагнитной сверхрешетки с нечетным числом слоев, на поверхности находится изотропный слой, поле приложено вдоль оси легкого намагничивания в плоскости структуры, Сплошные линии - линии фазовых переходов второго рода, штрих-пунктирные линии - линии фазовых переходов первого рода, штриховые линии - линии потери устойчивости метастабильных фаэ (АО - угловой фазы, СО - фазы К1). На вставке показана г -сокополевая часть диаграммы - фазовый переход первого ро^а между коллинеарной фазой 1 и ферромагнитной фазой.

i 2 Ь

Рис.4 1ВД анизотропной ферримагнитной сверхрешетки с нечетным числом магнитных слоев, на поверхности находится анизотропный слой, поле приложено вдоль оси трудного намагничивания в плоскости структуры, К, < . Все линии на диаграмме - линии фазовых переходов второго рода, обозначения соответствуют принятым ранее.

магнитной компенсации Тк, поле приложено вдоль макроскопической оси трудного намагничивания. Области существования асперо-магнитных фаз заштрихованы. Схематически показана магнитная структура фаз, направление внешнего поля.

Рис.6 Эксперимент

н,*э

и теоретически расчитанная (штриховая)

петли гистерезиса аморфного магнетика ^е^ при Т-37К.