Correlation of magnetic characteristics and fractal dimension of magneto-optical images of permanent magnets

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Аннотация

The article continues a series of studies of permanent magnets with different magnetization reversal mechanisms (nucleation, domain boundary displacement). In this work, a correlation is established between magnetic characteristics of permanent magnets (Y25 and AlNiCo ) and the fractal dimension of magneto-optical images of their stray fields. Bismuth-containing ferrite-garnet films were used as an indicator. It is shown that the limiting values of the fractal dimension: 1,76 for a ferrite magnet and 1,85 for an AlNiCo magnet, are consistent with the results obtained for NdFeB (grade N35) and SmCo (grade KC37) magnets, as is the behavior of the field dependence of the fractal dimension. The behavior of the field dependence of magnetization Mmo(Hrev) has similar features to a similar dependence recorded for a permanent magnet NdFeB (grade N35), but the values of the demagnetizing fields for the Y25 sample are much smaller. The paper discusses the relationship between the mechanisms of magnetization reversal of permanent magnets and the behavior of the Mmo(Hrev) dependence.

Авторлар туралы

Alexandr Zigert

Tver State University

Email: alex-zigert@yandex.ru
Senior Lecturer, Applied Physics Department

Nickolay Kuz`min

Tver State University

2nd year graduate student, Physical Chemistry Department

Elena Semenova

Tver State University

Ph. D., Docent, Condensed Matter Physics Department

Alexey Karpenkov

Tver State University

Ph. D., Docent, Head of Condensed Matter Physics Department

Alexandra Ivanova

Tver State University

Nickolay Sdobnyakov

Tver State University

Dr. Sc., Docent, General Physics Department

Әдебиет тізімі

  1. Сдобняков, Н.Ю. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях: монография / Н.Ю Сдобняков, А.С. Антонов, Д.В, Иванов. - Тверь: ТвГУ, 2019. - 168 с.
  2. Zhou, W. Fractal analysis on surface topography of thin films: a review / W. Zhou, Y. Cao, H. Zhao et al. // Fractal and fractional. - 2022. - V.6. - I. 3. - Art. № 135. - 30 p. DOI: 10.3390/ fractalfract6030135.
  3. Иванов, Г.С. Фрактальная геометрическая модель микроповерхности / Г.С. Иванов, Ю.В. Брылкин // Геометрия и графика. - 2016. - Т. 4. - № 1. - С. 4-11. doi: 10.12737/18053.
  4. Брылкин, Ю.В. Тестирование алгоритма моделирования рельефа шероховатой поверхности на основе теории фракталов / Ю.В. Брылкин, А.Л. Кусов, А.В. Флоров // Известия Кабардино-Балкарского государственного университета. - 2014. - Т. IV. - № 5. - С. 86-89.
  5. Иванова, А.И. Влияние дефектов на магнитные характеристики феррит-гранатовых пленок / А.И. Иванова, Е.М. Семенова, Г.Г. Дунаева, С.В. Овчаренко, С.А. Третьяков, А.Д. Зигерт // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2020. - Вып. 12. - С. 103-112. doi: 10.26456/pcascnn/2020.12.103.
  6. Зигерт, А.Д. Фрактальный анализ лабиринтной доменной структуры феррит-гранатовых пленок в процессе перемагничивания / А.Д. Зигерт, Г.Г. Дунаева, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2021. - Вып. 13. - С. 134-145. doi: 10.26456/pcascnn/2021.13.134.
  7. Довбня, Л.А. Фрактальная модель перемагничивания напряженной феррогранатовой пленки / Л.А. Довбня, Д.Е. Наумов, Б.В. Храмов // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2001. - T. 73. - Вып. 7. - С. 410-413.
  8. Zigert, A.D. Fractal dimension behaviour of maze domain pattern in ferrite-garnet films during magnetisation reversal / A.D. Zigert, G.G. Dunaeva, E.M. Semenova et al. // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism. - 2022. - V. 35. - I. 8. - P. 2187-2193. doi: 10.1007/s10948-022-06301-w.
  9. Зигерт, А.Д. Поведение фрактальной размерности доменных структур в феррит-гранатовых пленках / А.Д. Зигерт, Г.Г. Дунаева, Н.Б. Кузьмин, Е.М. Семенова, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2023. - Вып. 15. - С. 97-107. doi: 10.26456/pcascnn/2023.15.098.
  10. Зигерт, А.Д. Фрактальный анализ магнитооптических изображений поверхности магнита после воздействия импульсным полем / А.Д. Зигерт, Е.М. Семенова, Н.Б. Кузьмин, Н.Ю. Сдобняков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. - 2022. - Вып. 14. - С. 101-107. doi: 10.26456/pcascnn/2022.14.101.
  11. Зигерт, А.Д. Закономерности изменения фрактальной размерности магнитооптических изображений магнитов после воздействия импульсным полем / А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин, Е.М. Семенова и др. // Физика твердого тела. - 2023. - T. 65. - Вып. 15. - C. 2121-2124. doi: 10.61011/FTT.2023.12.56738.5091k.
  12. Зигерт, А.Д. Фрактальный анализ магнитооптической визуализации перемагничивания постоянного магнита в импульсном поле / А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин, Н.Ю. Сдобняков и др. / Известия РАН. Серия физическая. - 2023. - Т. 87. - № 10. - С. 1385-1388. doi: 10.31857/S0367676523702423.
  13. Kim, D.-H. Correlation between fractal dimension and reversal behavior of magnetic domain in Co/Pd nanomultilayers / D.-H. Kim, Y.-C. Cho, S.-B. Choe, S.-C. Shin // Applied Physics Letters. - 2003. - V. 82. - № 21. - P. 3698-3700. doi: 10.1063/1.1578185.
  14. Комогорцев, С.В. Влияние фрактальной размерности на кривую намагничивания обменно-связанного кластера магнитных наночастиц / С.В. Комогорцев, Р.С. Исхаков, В.А. Фельк // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2019. - Т. 155. - Вып. 5. - С. 886-893. doi: 10.1134/S0044451019050122.
  15. Polyakova, O.P. Remagnetization of a fractal magnetic structure / O.P. Polyakova, M.L. Akimova, P.A. Polyakova // Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics. - 2020. - V. 84. - I. 2. - P. 166-168. doi: 10.3103/S106287382002029X.
  16. Han, B.-S. Fractal study of magnetic domain patterns / B.-S. Han, D. Li, D.-J. Zheng, Y. Zhou // Physical Review B. - 2002. - V. 66. - I. 1. - P. 014433-1-014433-5. doi: 10.1103/PhysRevB.66.014433.
  17. Persson, B.N.J. On the fractal dimension of rough surfaces / B.N.J. Persson // Tribology Letters. - 2014. - V. 54. - I. 1. - P. 99-106. doi: 10.1007/s11249-014-0313-4.
  18. Bathany, C. Morphogenesis of maze-like magnetic domains / C. Bathany, M.L. Romancer, J.N. Armstrong, H.D. Chopra // Physical Review B. - 2010. - V. 82. - I. 18. - P. 184411-1-184411-14. doi: 10.1103/PhysRevB.82.184411.
  19. Fei, W.D. Fractal characteristic of the microstructure in Alnico8 / W.D. Fei, W.G. Chu, D.Z. Yang // Journal of Materials Science Letters. - 2000. - V. 19. - I. 14. - P. 1221-1223. doi: 10.1023/A:1006700908456.
  20. Zhukov, A.S. Structural studies of additive hard magnetic alloy Alnico24 / A.S. Zhukov, B.K. Barakhtin, V.V. Bobyr, A.D. Titova // IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. - 2020. - V. 919. - Art. № 022021. - 6 p. doi: 10.1088/1757-899X/919/2/022021.
  21. Otsu, N. A threshold selection method from gray-level histograms / N. Otsu // IEEE Transactions on Systems, Man, and Cybernetics. - 1979. - V. 9. - I. 1. - P. 62-66. doi: 10.1109/TSMC.1979.4310076.
  22. Свидетельство № 2023660111 Российская Федерация. Fractal domains Pro: программа анализа 2D микрофотографий поверхности и определения ее фрактальной размерности / Н.Ю. Сдобняков, В.А. Анофриев, А.Д. Зигерт, Н.Б. Кузьмин; заявитель и правообладатель ФГБОУ ВО "Тверской государственный университет". - № 2023617714; заявл. 26.04.2023; зарегистрировано в реестре программ для ЭВМ 17.05.2023. 1 с.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).