Analysis of domain structure parameters of RFe11Ti (R = Y, Gd, Ho, Er) single crystals based on magnetic force microscopy data

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The results of an experimental study of the magnetic domain structure on the basal plane of RFe 11 Ti single crystals ( R=Y, Gd, Ho, Er ) by magnetic force microscopy are presented. At room temperature, the compounds are characterized by magnetocrystalline anisotropy of the «easy axis» type. Based on the magnetic force microscopy data, the sizes of domains on the basal plane of the samples were determined. Using the Bodenberger-Hubert method, the surface energy density of domain walls g was determined for all compounds based on the magnetic force microscopy data: YFe 11 Ti - 4,05 mJ/m2, GdFe 11 Ti - 5,93 mJ/m2, HoFe 11 Ti - 4,97 mJ/m2, ErFe 11 Ti - 2,98 mJ/m2. The cube counting method was used to calculate the fractal dimension DL of the stray fields of the domain structure at different heights from the surface (0,1 - 9 μm). DL on the surface of the z(0) sections has values of 2,62 for compounds with R = Y, Gd, Ho and 2,72 for R=Er . For all samples, DL has a maximum near the surface.

Sobre autores

Anna Guseva

Tver State University

4th year student, Faculty of Physics and Technology

Artem Sinkevich

Tver State University

senior lecturer, Condensed Matter Physic Department

Sofia Smetannikova

Tver State University

2nd year student, Faculty of Physics and Technology

Elena Semenova

Tver State University

Email: semenova_e_m@mail.ru
Ph. D., Docent, Condensed Matter Physics Department

Yuriy Pastushenkov

Tver State University

Professor, Condensed Matter Physics Department

Bibliografia

  1. Hadjipanayis, G.C. ThMn12-type alloys for permanent magnets / G.C. Hadjipanayis, A.M. Gabay, A.M. Schönhöbel et al. // Engineering. - 2020. - V. 6. - I. 2. - P. 141-147. doi: 10.1016/j.eng.2018.12.011.
  2. Ener, S. Twins - a weak link in the magnetic hardening of ThMn12-type permanent magnets / S. Ener, K.P. Skokov, D. Palanisamy et al. // Acta Materialia. - 2021. - V. 214. - Art. № 116968. - 10 p. doi: 10.1016/j.actamat.2021.116968.
  3. De Mooij, D.B. Some novel ternary ThMn12-type compounds / D.B. De Mooij, K.H.J. Buschow // Journal of the Less Common Metals. - 1988. - V. 136. - I. 2. - P. 207-215. doi: 10.1016/0022-5088(88)90424-9.
  4. Gabay, A.M. Recent developments in RFe12-type compounds for permanent magnets / A.M. Gabay, G.C. Hadjipanayis // Scripta Materialia. - 2018. - V. 154. - P. 284-288. doi: 10.1016/j.scriptamat.2017.10.033.
  5. Bouhbou, M. Electronic structure, hyperfine parameters and magnetic properties of RFe11Ti intermetallic compounds (R= Y, Pr): Ab initio calculations, SQUID magnetometry and Mössbauer studies / M. Bouhbou, R. Moubah, E.K. Hlil, H. Lassri, L. Bessais // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2021. - V. 518. - Art. № 167362. - 10 p. doi: 10.1016/j.jmmm.2020.167362.
  6. Guslienko, K.Y. Magnetic anisotropy and spin-reorientation transitions in RFe11Ti (R= Nd, Tb, Dy, Er) rare-earth intermetallics / K.Y. Guslienko, X.C. Kou, R. Grössinger // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 1995. - V. 150. - I. 3. - P. 383-392. doi: 10.1016/0304-8853(95)00282-0.
  7. Skokov, K. Magnetic properties of Gd3FexTi3 (x= 34, 33,…, 24), TbFe11Ti and TbFe10Ti single crystals / K. Skokov, A. Grushishev, A. Khokholkov et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2004. - V. 272. - Part 1. - P. 374-375. doi: 10.1016/j.jmmm.2003.11.147.
  8. Skokov, K. Structural and magnetic properties of R3Fe29- xTix alloys and R3Fe33- xTi3 single crystals, R= Y, Gd, Tb, Dy, Ho, Er / K. Skokov, A. Grushishev, A. Khokholkov et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2005. - V. 290-291. - Part 1. - P. 647-650. doi: 10.1016/j.jmmm.2004.11.322.
  9. Semenova, E. Stress-induced magnetic domain structure in DyFe11Ti compound / E. Semenova, M. Lyakhova, D. Karpenkov et al. // EPJ Web of Conferences. EDP Sciences. - 2018. - V. 185 (Moscow International Symposium on Magnetism (MISM 2017)). - Art. № 04027. - 4 p. doi: 10.1051/epjconf/201818504027.
  10. Andreev, A.V. Magnetic and magnetoelastic properties of DyFe11Ti single crystals / A.V. Andreev, M.I. Bartashevich, N.V. Kudrevatykh et al. // Physica B: Condensed Matter. - 1990. - V. 167. - I. 2. - P. 139-144. doi: 10.1016/0921-4526(90)90006-G.
  11. Horcheni, J. Exploring crystal structure, hyperfine parameters, and magnetocaloric effect in iron-rich intermetallic alloy with ThMn12-type structure: a comprehensive investigation using experimental and DFT calculation /j. Horcheni, H. Jaballah, E. Dhahri, L. Bessais // Magnetochemistry. - 2023. - V. 9. - I. 11. - Art. № 230. - 16 p. doi: 10.3390/magnetochemistry9110230.
  12. Chen, C. Effects of thermal annealing on improved magnetic properties and microstructure for SmFe11Ti alloy / C. Chen, Y.L. Huang, Y.F. Yao et al. // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2021. - V. 530. - Art. № 167950. - 5 p. doi: 10.1016/j.jmmm.2021.167950.
  13. Bodenberger, R. Zur bestimmung der blochwandenergie von einachsigen ferromagneten / R. Bodenberger, A. Hubert // Physica Status Solidi (a). - 1977. - V. 44. - I. 1. - P. K7-K11. doi: 10.1002/pssa.2210440146.
  14. Abadía, C. Study of the crystal electric field interaction in single crystals / C. Abadía, P.A. Algarabel, B. García -Landa et al. // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1998. - V. 10. - № 2. - P. 349-361. doi: 10.1088/0953-8984/10/2/014.
  15. Herper, H.C. Magnetic properties of NdFe11Ti and YFe11Ti, from experiment and theory / H. Herper, K.P. Skokov, S. Ener et al. // Acta Materialia. - 2023. - V. 242. - Art. № 118473. - 12 p. doi: 10.1016/j.actamat.2022.118473.
  16. Li, H.S. Magnetic properties of ternary rare-earth transition-metal compounds / H.S. Li, J.M.D. Coey // In book: Handbook of Magnetic Materials. - Amsterdam: Elsevier, 2019. - V. 28. - Ch. 3. - P. 87-196. doi: 10.1016/S1567-2719(05)80055-1.
  17. Лисовский, Ф.В. Термодинамически устойчивые фракталоподобные доменные структуры в магнитных пленках / Ф.В. Лисовский, Л.И. Лукашенко, Е.Г. Мансветова // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 2004. - Т. 79. - Вып. 7. - С. 432-435.
  18. 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.
  19. Semenova, E.M. A comparative analysis of magnetic properties and microstructure of high coercivity Sm(CoCuFe)5 quasi-binary alloys in the framework of fractal geometry / E.M. Semenova, M.B. Lyakhova, Yu.V. Kuznetsova et al. // Journal of Physics: Conference Series. - 2020. - V. 1658. - Art. № 012050. - 6 p. doi: 10.1088/1742-6596/1658/1/012050.
  20. Семенова, Е.М. Фрактальная геометрия нано- и магнитной доменной структуры ферромагнитного сплава Sm-Co-Cu-Fe в высококоэрцитивном состоянии // Е.М. Семенова, Д.В. Иванов, М.Б. Ляхова и др. // Известия РАН. Серия физическая. - 2021. - Т. 85. - № 9. - C. 1245-1248. doi: 10.31857/S0367676521090258.
  21. 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.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».