Моделирование флуктуаций поля старта в аморфном микропроводе в стеклянной оболочке на основе Fe и Co Текст научной статьи по специальности «Физика»

УДК 621.318

© Г. В. Каримова, А. В. Ходырев

lomaev@izhevsk.ru

МОДЕЛИРОВАНИЕ ФЛУКТУАЦИЙ ПОЛЯ СТАРТА В АМОРФНОМ МИКРОПРОВОДЕ В СТЕКЛЯННОЙ ОБОЛОЧКЕ НА ОСНОВЕ Fe И Co

Ключевые слова: скачок Баркгаузена, флуктуации поля старта.

Abstract. On the basis of the equation of the domain wall motion, offered by Doring-Becker, addition to mathematical model for studying fluctuations of the start field is described. In the physical experiments lead on the glass-covered amorphous microwire on the basis of Fe and Co, the dependences of the start field from the frequency remagnetization fields are received.

§ 1. Результаты физических экспериментов

В данной работе исследовались образцы литого аморфного микропровода в стеклянной оболочке: {Св^Р

(диаметр металлической жилы = 6 мкм, толщина стек-

ла с!ст = 7 мкм) и Ре81,бМи9,3Б18Бг6С13 ((1ж = 17 мкм, Лст = 4.5 мкм). Измерения проводились на образцах длиной 10 мм. Частота перемагничивающего поля треугольной формы / варьировалась от 100 до 3000 Гц при постоянной амплитуде перемагничивающего поля Ат = 396 А/м. Результаты исследования зависимости поля старта И от частоты перемагничивающего поля не отличаются от результатов, полученных другими авторами [1; 2]. Увеличение частоты перемагничивания приводит к росту поля старта.

§ 2. Математичесая модель для изучения флуктуаций поля старта

Для моделирования флуктуаций поля старта используем следующую модель[3]

тх + вх + Р(х) + X(Ь, Мх ,Ох, Вх) = АЬ,

Р (х) = <

где х,х,х — координата, скорость и ускорение доменной границы (ДГ), т — эффективная масса ДГ, в — коэффициент затухания, Р(х) — функция, описывающая градиент потенциального рельефа, АЬ — линейно нарастающая сила внешнего перемаг-ничивающего магнитного поля, X(Ь, Мх, Ох, Вх,) — случайный процесс. Значения параметра Вх согласуются с длительностью скачка Баркгаузена для правильного отражения в модели флуктуаций поля старта (в дальнейшем для удобства будем рассматривать величину — время старта, от которой линейно зависит поле старта).

Ниже приведены результаты решения (1)—(2) с помощью неявного метода Рунге-Кутты 4-го порядка. Параметры задачи, определяющиеся характеристиками материала, выбирались применительно к аморфному микропроводу в стеклянной оболочке. Некоторые результаты моделирования при различных значениях параметров случайного процесса приведены на рис.2.1. Рис.2.1а иллюстрирует распределение времени старта при различных значениях параметра Мх .

\3 1 \ 2 н "" ’ М)

Р 2Р Л

Р т о . 21 т,Л

>х£ Л---------------т^х+

(Ах — Л)2 (Ах — Л)2'

РтАх (Ах — 2Л)

Н--------------к--- при Л < х < оо,

(Ах - А)2

0

Рис. 2.1: Распределение времени старта ^ при различных значениях параметров а) Мх и Ь) Кх

Полученные распределения совпадают с результатами, полученными в работах [1, 2] и с помощью параметров Мх и Вх можно моделировать тепловую обработку материала. Рис.2.1Ь иллюстрирует распределение времени старта при различных значениях параметра Кх , который позволяет моделировать интенсивность тепловых флуктуаций в материале. В результате моделирования влияния частоты перемагничивания на поле старта и его флуктуации получены зависимости аналогичные экспериментальным. В ходе численных экспериментов было обнаружено, что включение высокочастотной (ВЧ) подкачки позволяет стабилизировать поле старта, то есть уменьшить флуктуации И3 . Для изучения влияния ВЧ подкачки на параметры распределения времени старта в правую часть уравнения (1) добавлено слагаемое и8\п(иЬ + ф) . Некоторые результаты моделирования влияния ВЧ подкачки на параметры распределения времени старта И3 приведены на рис.2.2.

Подключение высокочастотной подкачки при перемагничива-нии образца позволяет выделить участки с меньшими флуктуациями поля старта, что важно при использовании бистабильных элементов в устройствах автоматики.

355

350

345

340

335

330

325

а)

л

’ Л л г

■ ‘ * л л V V

: ■■ ^

¥

6 ю, МГц

0

2

4

Рис. 2.2: Влияние частоты ВЧ подкачки на а)математическое ожидание и Ь)дисперсию поля старта

Авторы выражают благодарность профессору Ломаеву Г.В. за постановку задачи и помощь в обсуждении результатов.

Список литературы

1. Жуков А. П., Пономарев Б. К. Зависимость поля старта аморфных сплавов на основе Ре и Со от частоты и амплитуды перемагничивающего поля // ФТТ. 1989. Т. 31, вып.7. С. 26-30.

2. Ломаев Г. В., Ахизина С. П. Исследование процессов перемаг-ничивания Бисер-сердечников // Сегнетоэлектрики и пьезоэлектрики. ТГУ. Тверь, 1995. С. 134-142.

3. Ломаев Г. В., Петров М. Ю., Ходырев А. В. О математическом моделировании ГПР в процессе переключения бистабильных ферромагнетиков // Вестн. Удм. ун-та. Сер. Физика. 2005. № 4. С. 195-202.