Surface Crystallization and Magnetization Reversal Processes in Amorphous Microwires

O. I. Aksenov; Аксенов О. И.; A. A. Fuks; Фукс А. А.; G. E. Abrosimova; Абросимова Г. Е.; D. V. Matveev; Матвеев Д. В.; A. S. Aronin; Аронин А. С.

doi:10.31857/S1028096023090029

Поверхностная кристаллизация и процессы перемагничивания в аморфных микропроводах

Авторы: Аксенов О.И.¹, Фукс А.А.¹^,2, Абросимова Г.Е.¹, Матвеев Д.В.¹, Аронин А.С.¹
Учреждения:
1. Институт физики твердого тела им. Ю.А. Осипьяна РАН
2. Национальный исследовательский университет “Высшая школа экономики”
Выпуск: № 9 (2023)
Страницы: 11-17
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/1028-0960/article/view/137806
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023090029
EDN: https://elibrary.ru/ZLHMIO
ID: 137806

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Исследована неоднородная по объему кристаллизация аморфных микропроводов состава Fe_73.8Cu₁Nb_3.1B_9.1Si₁₃. Выдвинуто предположение о влиянии неоднородного распределения растягивающих и сжимающих напряжений в объеме микропроводов на их кристаллизацию. Установлено, что на начальных этапах кристаллизации происходит преимущественное выделение нанокристаллов в приповерхностной области микропровода толщиной около 2.5 мкм. Установлено, что размеры кристаллов в поверхностном слое микропровода составляют около 10 нм. Обнаружено, что образование аморфно-нанокристаллического слоя на поверхности микропровода приводит к увеличению отношения остаточной намагниченности к намагниченности насыщения M_r /M_s, что связано с уменьшением величины магнитной анизотропии за счет уменьшения уровня напряжений в процессе термообработки и нанокристаллизации. Химическое травление отожженных микропроводов приводит к существенному увеличению отношения M_r /M_s, что обусловлено ростом относительного объема центрального доменного слоя. Полученные результаты свидетельствуют о потенциале создания композитных аморфно-нанокристаллических структур на базе микропроводов. В случае микропроводов состава Fe_73.8Cu₁Nb_3.1B_9.1Si₁₃ преимущественная кристаллизация поверхностного слоя может обеспечить увеличение эффекта гигантского магнитного импеданса. Такие объекты могут иметь потенциальное применение в сенсорике, в частности в датчиках магнитного поля и деформации.

Ключевые слова

аморфные микропровода, структура, нанокристаллизация, напряжения, термообработка, поверхностная кристаллизация, перемагничивание, химическое травление, остаточная намагниченность, рентгенография, просвечивающая электронная микроскопия, вибрационная магнитометрия.

Список литературы

Greer A.L., Cheng Y.Q., Ma E. // Mater. Sci. Eng. 2013. V. R74. P. 71. https://doi.org/10.1016/j.mser.2013.04.001
Постнова Е.Ю., Абросимова Г.Е., Аронин А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2021. № 11. С. 5.
Абросимова Г.Е., Аронин А.С. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2018. № 5. С. 91.
Glezer A.M., Khriplivets I.A., Sundeev R.V., Louzguine-Luzgin D.V., Pogozhev Yu.S., Rogachev S.O., Bazlov A.I., Tomchuk A.A. // Mater. Let. 2020. V. 281. P. 128659. https://doi.org/10.1016/j.matlet.2020.128659
Inoue A., Ochiai T., Horio Y., Masumoto T. // Mater. Sci. Eng. 1994. V. A179/A180. P. 649. https://doi.org/10.1016/0921-5093(94)90286-0
Louzguine D.V., Inoue A. // J. Non-Cryst. Solids. 2002. V. 311. P. 281. https://doi.org/10.1016/S0022-3093(02)01375-3
Yavari A. R., Georgarakis K., Antonowicz J., Stoica M., Nishiyama N., Vaughan G., Chen M., Pons M. // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 109. P. 085501. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.085501
Chiriac H., Ovari T.A., Pop G. // Phys. Rev. B 1995. V. 52. P. 10104. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.52.10104
Herzer G. // Phys. Scr. 1993. V. 49. P. 307. https://doi.org/10.1088/0031-8949%2F1993%2FT49A% 2F054
Chiriac H., Ovari T.A. // ProgMater Sci. 1996. V. 40. P. 333. https://doi.org/10.1016/S0079-6425(97)00001-7
Fuks A., Abrosimova G., Aksenov O., Churyukanova M., Aronin A. // Crystals. 2022. V. 12. P. 1494. https://doi.org/10.3390/cryst12101494
Talaat A., Zhukova V., Ipatov M., Blanco J.M., Gonzalez-Legarreta L., Hernando B., del Val J.J., González J., Zhukov A. // J. Appl. Phys. 2014. V. 115. P. 17A313. https://doi.org/10.1063/1.4863484
Corte-León P., Zhukova V., Ipatov M., Blanco J.M., Gonzalez J., Zhukov A. // Intermetallics. 2019. V. 105. P. 92. https://doi.org/10.1016/j.intermet.2018.11.013
Gonzalez A., Zhukova V., Corte-Leon P., Chizhik A., Ipatov M., Blanco J. M., Zhukov A. // Sensors. 2022. V. 22. № 3. P. 1053. https://doi.org/10.3390/s22031053
Churyukanova M., Kaloshkin S., Shuvaeva E., Mitra A., Panda A.K., Roy R.K., Murugaiyan P., Corte-Leon P., Zhukova V., Zhukov A. // J. Magn. Magn. Mater. 2019. V. 492. P. 165598. https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2019.165598
Zhukov A., Ipatov M., Corte-León P., Gonzalez- Legarreta L., Churyukanova M., Blanco J.M., Gonzalez J., Taskaev S., Hernando B., Zhukova V. // J. Alloys Compd. 2020. V. 814. P. 152225. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152225
Clavaguera N., Pradell T., Jie Z., Clavaguera-Mora M.T. // Nanostruct. Mater. 1995. V. 6. P. 453. https://doi.org/10.1016/0965-9773(95)00094-1
Abrosimova G.E., Aronin A.S., Kholstinina N.N. // Phys. Solid State. 2010. V. 52. P. 445.
Chizhik A., Stupakiewicz A., Zhukov A., Maziewski A., Gonzalez J. // IEEE Trans. Magn. 2015. V. 51. P. 200234. https://doi.org/10.1109/INTMAG.2015.7157157
Chen D.M., Xing D.W., Qin F.X., Liu J.S., Wang H., Wang X.D., Sun J.F. // Phys. Status Solidi. A. 2013. V. 210. P. 2515. https://doi.org/10.1002/pssa.201329246
Usov N., Antonov A., Dykhne A., Lagarkov A. // J. Magn. Magn. Mater. 1997. V. 174. P. 127. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(97)00130-3
Chiriac H., Ovari T.A., Pop G. // J. Magn. Magn. Mater. 1996. V. 157. P. 227. https://doi.org/10.1016/S0079-6425(97)00001-7S0079642597000017