High-Frequency Magnetic Impedance in (CoFeNi)BSi and (CoFeCrMo)BSi Amorphous Microwires in a Glass Sheath near the Curie Temperature

J. Alam; Алам Дж.; A. Kh. Kh. Zedan; Зедан А. Х. Х.; M. G. Nematov; Неъматов М. Г.; N. A. Yudanov; Юданов Н. А.; A. S. Kurochka; Курочка А. С.; A. V. Nuriev; Нуриев А. В.; L. V. Panina; Панина Л. В.; V. G. Kostishin; Костишин В. Г.

doi:10.31857/S0015323022600873

Высокочастотный магнитоимпеданс в (CoFeNi)BSi и (CoFeCrMo)BSi аморфных микропроводах в стеклянной оболочке вблизи температуры Кюри

Авторы: Алам Д.¹, Зедан А.Х.¹, Неъматов М.Г.², Юданов Н.А.¹, Курочка А.С.¹, Нуриев А.В.¹, Панина Л.В.¹^,3, Костишин В.Г.¹
Учреждения:
1. Национальный исследовательский технологический университет “МИСиС”
2. Институт теоретической и прикладной электродинамики Российской академии наук
3. Балтийский федеральный университет им. Иммануила Канта
Выпуск: Том 124, № 1 (2023)
Страницы: 3-9
Раздел: ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СВОЙСТВА
URL: https://journals.rcsi.science/0015-3230/article/view/139323
DOI: https://doi.org/10.31857/S0015323022600873
EDN: https://elibrary.ru/KOMAUL
ID: 139323

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Проведено исследование температурного поведения высокочастотного магнитоимпеданса (МИ) в аморфных микропроводах в стеклянной оболочке вплоть до температуры Кюри Т_С. Использованы образцы из сплавов двух составов Co_27.4Fe₅B_12.26Si_12.26Ni_43.08 (Т_С ~ 48°С) и Co_64.82Fe_3.9B_10.2Si₁₂Cr₉Mo_0.08 (Т_С ~ 61°С) с разным знаком константы магнитострикции \({{\lambda }_{s}}\) и с различным типом магнитной анизотропии. Для первого сплава \({{\lambda }_{s}} < 0,\) что приводит к циркулярной анизотропии, для второго \({{\lambda }_{s}} > 0\) и формируется анизотропия типа “легкая ось” вдоль оси провода. В микропроводах с анизотропией типа “легкая ось” значительное уменьшение импеданса с температурой на повышенных частотах наблюдается вне зависимости от приложения магнитного поля, тогда как в проводах с циркулярной анизотропией изменение импеданса более значительно в присутствии внешнего поля. В этом случае изменение импеданса при повышении температуры от комнатной до Т_С может достигать 200–300% в области частот 0.5–0.9 ГГц и магнитном поле ~10 Э. Полученные результаты могут представлять интерес для разработки миниатюрных температурных сенсоров.

Ключевые слова

аморфные магнитные микропроводы, температура Кюри, магнитный импеданс, магнитная анизотропия

Список литературы

Derevyanko M.S., Bukreev D.A., Moiseev A.A., Kurlya-ndskaya G.V., Semirov A.V. Effect of heat treatment on the magnetoimpedance of soft magnetic Co68.5Fe4Si15B12.5 amorphous ribbons // Phys. Met. Metal. 2020. V. 121. P. 28–31.
Zhukov A., Ipatov M., Corte-Leon P., Gonzalez-Legarreta L., Churyukanova M., Blanco J.M., Gonzalez J., Taskaev S., Hernando B., Zhukova V. Giant magnetoimpedance in rapidly quenched materials // J. Alloy Comp. 2020. V. 814. № 152225.
Курляндская Г.В., Бебенин Н.Г., Васьковский В.О. Гигантский магнитный импеданс проволок с тонким магнитным покрытием // ФММ. 2011. Т. 111. С. 136–158.
Kraus L., Fraita Z., Pirotab K.R., Chiriac H. Giant magnetoimpedance in glass-covered amorphous microwires // J. Magn. Magn. Mater. 2003. V. 254–255. P. 399–403.
Julie Nabias, Aktham Asfour, Jean-Paul Yonnet. Temperature Dependence of Giant Magnetoimpedance in Amorphous Microwires for Sensor Application // IEEE Trans. Magn. 2017. V. 53. № 4001005.
Malátek M., Ripka P., Kraus L. Temperature offset drift of GMI sensors // Sens. Actuators A Phys. 2008. V. 147. P. 415–418.
Varga R., Klein P., Sabol R., Kammouni R.E., Vazquez M. Properties and applications for magnetic field, temperature, and stress sensing // Springer Series in Mater. Sci. 2017. P. 252, 169–212.
Zhukova V., Blanco J.M., Ipatov M., Zhukov A., García C., Gonzalez J., Varga R., Torcunov A. Development of thin microwires with low Curie temperature for temperature sensors applications // Sens. Actuators B Chem. 2007. V. 126. P. 318–323.
Makhnovskiy D.P., Panina L.V., Mapps D.J. Field-dependent surface impedance tensor in amorphous wires with two types of magnetic anisotropy: helical and circumferential // Phys. Rev. B. 2001. V. 63. № 144424.
Panina L.V., Dzhumazoda A., Evstigneeva S.A., Adam A.M., Morchenko A.T., Yudanov N.A., Kostishyn V.G. Temperature effects on magnetization processes and magnetoimpedance in low magnetostrictive amorphous microwires // J. Magn. Magn. Mater. 2018. V. 459. P. 147–153.
Chiriac H., Marinescu C.S., Óvári T.-A. Temperature dependence of the magneto-impedance effect // J. Magn. Magn. Mater. 1999. V. 196–197. P. 162–163.
Semirov A.V., Derevyanko M.S., Bukreev D.A., Moiseev A.A., Kurlyandskaya G.V. Impedance and magnetic properties of CoFeCrSiB amorphous ribbons near the Curie point // Tech. Phys. 2013. V. 58. P. 774–777.
Kurniawan M., Roy R.K., Panda A.K., Greve D.W., Ohodnicki P., Mchenry M.E. Temperature-dependent giant magnetoimpedance effect in amorphous soft magnets // J. Electron. Mat. 2014. V. 43. P. 4576–4581.
Bukreev D.A., Moiseev A.A., Derevyanko M.S., Semirov A.V. High-frequency electric properties of amorphous soft magnetic cobalt-based alloys in the region of transition to the paramagnetic state // Russian Physics Journal. 2015. V. 58. P.141–145.
Giselher H. Modern soft magnets: Amorphous and nanocrystalline materials // Acta Materialia. 2013. V. 61. P. 718–734.
Partha Sarkar, A. Basu Mallick, Roy R.K., Panda A.K., Mitra A. Structural and giant magneto-impedance properties of Cr-incorporated Co–Fe–Si–B amorphous microwires // J. Magn. Magn. Mater. 2012. V. 324. P. 1551–1556.
Stepanova E.A., Volchkov S.O., Lukshina V.A., Khudyakova D.M., Larrañaga A., Neznakhin D.S. Magnetic and magnetoimpedance properties of rapidly quenched ribbons of modified alloys based on FINEMET // J. Phys.: Conf. Ser. 2019.V. 1389. № 012123.
Chiriac H., Óvári T.A. Amorphous glass-covered magnetic wires: preparation, properties, applications // Prog. Mater. Sci. 1996. V. 40. P. 333–407.
Duranka P., Ziman J., Onufer J., and Kardoš S. Magnetoelastic Anisotropy in Glass-Coated Microwires Studied using SAMR Method // ACTA Physica Polonica A. 2020. V. 137. № 5.
Zhao Y., Wang Y., Estevez D., Qin F., Wang H., Zheng X., Makhnovskiy D., Peng H. Novel broadband measurement technique on PCB cells for the field- and stress-dependent impedance in ferromagnetic wires // Meas. Sci. Technol. 2020. V. 31. № 025901.
Callen H.B., Callen E. The present status of the temperature dependence of magnetocrystalline anisotropy and the l(l + 1)/2 power law // J. Phys. Chem. Solids. 1966. V. 27. P. 1271–1285.
O’Handley R.C. Magnetostriction of transition-metal-metalloid glasses: Temperature dependence // Phys. Rev. B. 1978. V. 18. P. 930–938.
Chen G., Yang X.L., Zeng L., Yang J.X., Gong F.F., Yang D.P., Wang Z.C. High-temperature giant magnetoimpedance in Fe-based nanocrystalline alloy // J. Appl. Phys. 2000. V. 87. P. 5263–5265.