Особенности магнитного состояния упорядоченного массива ферромагнитных лент

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Обсуждаются особенности магнитного состояния массива параллельно ориентированных пермаллоевых лент. Массивы изготовлены методом взрывной литографии. Толщины лент составляли 180 нм, ширины 2.8 мкм, длины порядка 4 мм. Расстояния между лентами в разных образцах варьировалась от 300 нм до 4 мкм. Обнаружено, что вдали от торцов ленты находятся в монодоменном состоянии с малоугловой рябью, распределение намагниченности которой коррелирует с неоднородностями боковых поверхностей лент. Помимо этого, наблюдается отчетливая связь в пространственном распределении ряби соседних лент при относительно малом расстоянии между ними. Это обстоятельство позволяет оценить роль магнитостатической связи магнитных подсистем элементов массива и оценить характерное значение случайного поля рассеяния, закрепляющего намагниченность.

Об авторах

В. А. Орлов

Сибирский федеральный университет; Институт физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: vaorlov@sfu-kras.ru
Россия, 660041, Красноярск, просп. Свободный, 79; Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38

Р. Ю. Руденко

Сибирский федеральный университет

Email: vaorlov@sfu-kras.ru
Россия, 660041, Красноярск, просп. Свободный, 79

А. В. Лукьяненко

Институт физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: vaorlov@sfu-kras.ru
Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38

В. Ю. Яковчук

Институт физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: vaorlov@sfu-kras.ru
Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38

В. А. Комаров

Институт физики им. Л.В. Киренского ФИЦ КНЦ СО РАН

Email: vaorlov@sfu-kras.ru
Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50, стр. 38

В. С. Прокопенко

Красняорский государственный педагогический университете им. В.П. Астафьева

Email: vaorlov@sfu-kras.ru
Россия, 660049, Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89,

И. Н. Орлова

Красняорский государственный педагогический университете им. В.П. Астафьева

Автор, ответственный за переписку.
Email: vaorlov@sfu-kras.ru
Россия, 660049, Красноярск, ул. Ады Лебедевой, 89,

Список литературы

  1. Allwood D.A., Xiong G., Faulkner C.C., Atkinson D., Petit D., Cowburn R.P. Magnetic Domain-Wall Logic // Science 2005. V. 309. P. 1688–1692.
  2. Hayashi M., Thomas L., Moriya R., Rettner C., Parkin S.S.P. Current-Controlled Magnetic Domain-Wall Nanowire Shift Register // Science 2008. V. 320. P. 209–211.
  3. Parkin S.S.P., Hayashi M., Thomas L. Magnetic Domain-Wall Racetrack Memory // Science 2008. V. 320. P. 190–194.
  4. Walker B.W., Cui C., Garcia-Sanchez F., Incorvia J.A.C., Hu X., Friedman J.S. Skyrmion Logic Clocked via Voltage Controlled Magnetic Anisotropy // (arXiv:2103.02724v2 [cond-mat.mes-hall] 5 Mar 2021).
  5. Song J.-F., Bird J.P., Ochiai Y. A nanowire magnetic memory cell based on a periodic magnetic superlattice // J. Phys.: Condens. Matter. 2005. V. 17. P. 5263–5268.
  6. Kozlov A.G., Stebliy M.E., Ognev A.V., Samardak A.S., Davydenko A.V., Chebotkevich L.A. Effective magnetic anisotropy manipulation by oblique deposition in magnetostatically coupled co nanostrip arrays // J. Magn. Magn. Mater. 2017. V. 422. P. 452–457.
  7. Kozlov A.G., Stebliy M.E., Ognev A.V., Samardak A.S., Chebotkevich L.A. Micromagnetic Structure of Co Stripe Arrays With Tuned Anisotropy // IEEE Trans ON Magn. 2015. V. 51(11). P. 2 301 604.
  8. Purnama I., Chandra Sekhar M., Goolaup S., Lew W.S. Current-induced coupled domain wall motions in a two-nanowire system // Appl. Phys. Lett. 2011. V. 99. P. 152501.
  9. Iglesias–Freire O., Jaafar M., Perez L., O. de Abril, Vazquez M., Asenjo A. Domain configuration and magnetization switching in arrays of permalloy nanostripes // J. Magn. Magn. Mater. 2014. V. 355. P. 152–157.
  10. Krishnia S., Purnama I., Lew W.S. Remote Walker breakdown and coupling breaking in parallel nanowire systems // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105. P. 042404.
  11. O’Brien Д., Lewis L.R., Fernandez-Pacheco A., Petit D., Cowburn R.P. Dynamic Oscillations of Coupled Domain Walls // Phys. Rev. Lett. 2012. V. 108. P. 187202.
  12. Su Y., Sun J., Hu J., Lei H. Current-driven spring-like oscillatory motion of coupled vortex walls in a two-nanostripe system // EPL 2013. V. 103. P. 67004.
  13. Galkiewicz A.T., O’Brien L., Keatley P.S., Cowburn R.P., Crowell P.A. Resonance in magnetostatically coupled transverse domain walls // Phys. Rev. B 2014. V. 90. P. 024420.
  14. Youk H., Chern G.-W., Merit K., Oppenheimer B., Tcher-nyshyov O. Composite domain walls in flat nanomagnets: The magnetostatic limit // J. Appl. Phys. 2006. V. 99. P. 08B101.
  15. Rougemaille N., Uhlнr V., Fruchart O., Pizzini S., Vogel J., Toussaint J.C. Phase diagram of magnetic domain walls in spin valve nano-stripes // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. P. 172404.
  16. Thiaville A., Nakatani Y. Domain-Wall Dynamics in Nanowires and Nanostrips // Appl. Phys. 2006. V. 101. P. 161–205.
  17. Jamet S., Rougemaille N., Toussaint J.C., Fruchart O. 25 – Head-to-head domain walls in one-dimensional nanostructures: An extended phase diagram ranging from strips to cylindrical wires, Editor(s): Manuel Vazquez // In Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials, Magnetic Nano- and Microwires, Woodhead Publishing, 2015. P. 783–811 (ISBN 9780081001646)
  18. Janutka A. Complexes of Domain Walls in Ferromagnetic Stripes // Acta Phys. Polonica A. 2013. V. 124. P. 641–648.
  19. Orlov V.A., Ivanov A.A., Orlova I.N. On the Effect of Magnetostatic Interaction on the Collective Motion of Vortex Domain Walls in a Pair of Nanostripes // Phys. Stat. Sol. B. 2019. P. 1900113.
  20. Nguyen V.D., Fruchart O., Pizzini S., Vogel J., Toussaint J.-C., Rougemaille N. Third type of domain wall in soft magnetic nanostrips // Scientific RepoRts. V. 5. P. 12 417. https://doi.org/10.1038/srep12417
  21. Иванов А.А., Орлов В.А. Сравнительный анализ механизмов закрепления доменной стенки в нанопроволоке // ФТТ. 2011. Т. 53. С. 2318–2326.
  22. Bogart L.K., Atkinson D., O’Shea K., McGrouther D., McVitie S. Dependence of domain wall pinning potential landscapes on domain wall chirality and pinning site geometry in planar nanowires // Phys. Rev. B 2009. V. 79. P. 054414.
  23. Brandao J., Novak L.K., Lozano H., Soledade P.R., Mello A., Garcia F., Sampaio L.C. Control of the magnetic vortex chirality in Permalloy nanowires with asymmetric notches // J. Appl. Phys. 2014. V. 116. P. 193902.
  24. Burn D.M., Arac E., Atkinson D. Magnetization switching and domain-wall propagation behavior in edge-modulated ferromagnetic nanowire structures // Phys. Rev. B 2013. V. 88. P. 104422.
  25. Kim K.-J., Gim G.-H., Lee J.-C., Ahn S.-M., Lee K.-S., Cho Y. J., Lee C.-W., Seo S., Shin K.-H., Choe S.-B. Depinning Field at Notches of Ferromagnetic Nanowires With Perpendicular Magnetic Anisotropy // IEEE Trans. On Magn. 2009. V. 45(10). P. 4056–4058.
  26. Vidal E.V., Ivanov Y.P., Mohammed H., Kosel J. A detailed study of magnetization reversal in individual Ni nanowires // Appl. Phys. Lett. 2015. V. 106, P. 032403.
  27. Guslienko K.Yu., Novosad V. Vortex state stability in soft magnetic cylindrical nanodots // J. Appl. Phys. 2004. V. 96. P. 4451.
  28. Scholz W., Guslienko K.Yu., Novosad V., Suess D., Schrefl T., Chantrell R.W., Fidler J. Transition from single-domain to vortex state in soft magnetic cylindrical nanodots // J. Magn. Magn. Mater. 2003. V. 266. P. 155–163.
  29. Rougemaille N., Uhlor V., Fruchart O., Pizzini S., Vogel J., Toussaint J.-C. Phase diagram of magnetic domain walls in spin valve nano-stripes // App. Phys. Lett. 2012. V. 100(17). P. 172 404.
  30. Иванов А.А., Орлов В.А. Сценарии перемагничивания тонких проволок // ФТТ. 2015. Т. 57. С. 2143–2150.
  31. Neel L. Sur un nouveau mode de couplage entre les aimantations de deux couches minces ferromagnйtiques. Comptes Rendus Hebdomadaires Des Seances De // Academ. des Sci. 1962. V. 255(15). P. 1676–1681.
  32. Kamali Ashtiani M.J., Mokhtarzadeh M., Hamdi M., Mohseni S.M. Morphological magnetostatic coupling in spin valves due to anisotropic self-affine interface roughness // J. Appl. Phys. 2020. V. 127. P. 095301.
  33. Tiusan C., Hehn M., Ounadjela K. Magnetic-roughness-induced magnetostatic interactions in magnetic tunnel junctions // Eur. Phys. J. B 2002. V. 26. P. 431–434.
  34. Goolaup S., Singh N., Adeyeye A.O. Coercivity Variation in Ni80Fe20 Ferromagnetic Nanowires // IEEE Trans. Nanotech. 2005. V. 4(5). P. 523–526.
  35. Orlov V.A., Patrin G.S., Dolgopolova M.V., Orlova I.N. Magnetic vortex near the extended linear magnetic inhomogeneity // J. Magn. Magn. Mater. 2021. V. 533. P. 167 999.

Дополнительные файлы