Bloch line dynamics within magnetic domain walls

Julkaisun otsikon käännös: Magneettisen seinämän Bloch-viivojen dynamiikka

Touko Herranen

Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

Abstrakti

Ferromagneetissa on magneettisia alueita, joissa atomien magneettiset momentit ovat samansuuntaiset ja joita erottaa magneettinen seinämä. Seinämän sisäiset vapausasteet voidaan virittää asettamalla se ulkoiseen magneettikenttään, jonka voimakkuus on suurempi kuin niin kutsutun Walkerin kentän. Tämän seurauksena seinämä kokee Walkerin romahduksen, mikä ilmenee keskimääräisen nopeuden romahduksena ja seinämän magnetisaatio alkaa kiertyä syklisesti. Jos mekanismi käynnistetään magneettisessa seinämässä, jonka jokin ulottuvuus on suurempi kuin materiaalille tyypillinen Bloch-viivan pituus, magneettisen seinämän sisään muodostuu seinämiä joita kutsutaan Bloch-viivoiksi. Magneettisten seinämien dynamiikkaa on tutkittu laajasti sekä käyttäen erinäisiä laskennallisia menetelmiä että kokeellisesti. Tässä väitöskirjassa käytämme mikromagneettista ohjelmistoa tutkiaksemme Bloch-viivojen dynamiikka sekä niiden vaikutusta seinämien dynamiikkaan kohtisuoran magneettisen anisotropian näytteissä. Ensimmäisessä julkaisussa tutkimme eri levyisten CoPtCr-ohutkalvojen seinämän dynamiikkaa. Havaitsemme Bloch-viivojen nukleaatiota seinämissä sekä epäjärjestyneissä että puhtaissa näytteissä, kun ulkoinen kenttä on asetettu Walkerin kenttää voimakkaammaksi. Luomme järjestelyn, joka rajoittaa seinämän kahden loven väliin, ja käytämme sitä tutkiaksemme Bloch-viivojen dynamiikkaa pinnan suuntaisen kentän vaikutuksen alaisena. Lopuksi demonstroimme sähkövirralla ajetun Bloch-viivamuistin potentiaalista suorituskykyä. Toisessa julkaisussa tutkimme reunaehtojen ja näytteen paksuuden vaikutusta seinämän dynamiikkaan magneettisessa granaatissa, ja huomaamme että nämä ominaisuudet määrittävät seinämän sisäistä dynamiikkaa. Näytteen paksuus rajoittaa seinämän suurinta vakaan dynamiikan nopeutta ennen romahdusta. Huomaamme myös maksiminopeuden kytkeytyvän Bloch-viivojen leveyteen. Kolmannessa julkaisussa lähestymme Barkhausenin kohinaa ja vyörystatistiikkaa ohuissa Pt/Co/Pt kerrosrakenteissa mikromagnetismin keinoin. Seinämää kuljetetaan käyttäen kvasistaattista vakionopeutta. Uudenlainen lähestymistapa mahdollistaa ensimmäistä kertaa magnetisaation havaitsemisen seinämän osasta, josta vyöry on saanut alkunsa. Seinämän magnetisaation sisäinen dynamiikka osoittaa, että Bloch-viivojen aktiivisuus on voimakkaampaa vyöryjen aikana kuin itse seinämän etenemiseen liittyvä aktiivisuus. Aktiivisuussignaaleista määritetyt vyöryjen koko- ja kestojakaumat noudattavat potenssilakia, ja vastaavat piirteet ovat havaittavissa myös seinämän nopeudesta määritetyissä jakaumissa. Analyysi osoittaa myös että mikromagneettisista simulaatioista saadut tulokset ovat lähellä pelkistetymmällä mallilla saatuja tuloksia. Pelkistetty malli kuvaa lyhyen kantaman vuorovaikutuksia elastisessa langassa epäpuhtaassa väliaineessa.
Julkaisun otsikon käännösMagneettisen seinämän Bloch-viivojen dynamiikka
AlkuperäiskieliEnglanti
PätevyysTohtorintutkinto
Myöntävä instituutio
  • Aalto-yliopisto
Valvoja/neuvonantaja
  • Alava, Mikko, Vastuuprofessori
  • Laurson, Lasse, Ohjaaja
Kustantaja
Painoksen ISBN978-952-60-8133-5
Sähköinen ISBN978-952-60-8134-2
TilaJulkaistu - 2018
OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

Tutkimusalat

  • mikromagnetismi
  • magneettiset seinämät
  • Bloch-viivat
  • Barkhausenin kohina

Sormenjälki

Sukella tutkimusaiheisiin 'Magneettisen seinämän Bloch-viivojen dynamiikka'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

Siteeraa tätä