Magnetoelastic Losses in the Linear Response Region for Three- and Four-Axis Idealized Magnets

УДК 537.6:621.318

  • L.P. Petrova Southwest State University (Kursk, Russia) Email: petrovalp@inbox.ru
  • N.M. Ignatenko Southwest State University (Kursk, Russia) Email: inmkstu@bk.ru
  • A.S. Gromkov Юго-Западный государственный университет (Курск, Россия) Email: andrei_gromkov@mail.ru
Keywords: ferromagnets, internal friction, absorption coefficient, magnetoelastic energy

Abstract

In the presented studies, a description of the losses related to relaxation processes in idealized three- and four-axis ferromagnets, as well as ferrites, is considered for the case of a linear response (small perturbations) on the basis of a macroscopic approach. The description takes into account reversible 90° displacements of domain walls (DW) of concentrations (с), ways of DW pinning by linear defects, and processes of DW displacements and rotations of the spontaneous magnetization vector I⃗s, caused by a longitudinal elastic stress wave σ. As a result, the anisotropy of amplitude-independent losses emerges due to displacement processes. Frequency dependence of losses is obtained with consideration of the magnetic symmetry of the crystal, its magnetostructural parameters, and the concentration of magnetic phases ci. The paper also describes the internal frictionn Q-1, the absorption coefficient a, the velocity of propagation of elastic vibrations v and the Δ (1/E)-effect, thus allowing to reveal the texture in the distribution of DWs by their types.

It is shown that if the relaxation times of rotation processes τ = β / 2K1 and displacement processes τc = βс / mω20 are the same, then the maxima of the dependence of internal friction on frequency Qc-1(ω) and QB-1(ω) superimpose on each other.

The revealed features of magneto-elastic energy dissipation are of interest for laboratory studies and have promising applications in practice for determining the orientation of crystals, describing the texture, and calculating the differential ΔЕ-effect in magnets. The features of the ΔЕ-effect for the considered cases are also revealed.

Downloads

Download data is not yet available.

Metrics

Metrics Loading ...

Author Biographies

N.M. Ignatenko, Southwest State University (Kursk, Russia)

доктор физико-математических наук, профессор кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики

A.S. Gromkov , Юго-Западный государственный университет (Курск, Россия)

аспирант кафедры нанотехнологий, микроэлектроники, общей и прикладной физики

References

Liu Y. , Grütter P. Magnetic dissipation force microscopy studies of magnetic materials // Journal of Applied Physics. June 1998. № 83 (11). Doi: 10.1063/1.367825

Шавров В.Г., Бучельников В.Д., Бычков И.В. Связанные волны в магнетиках. М., 2019.

Zhiyuan Zhao, Carlos Rinaldi Magnetization Dynamic sand Energy Dissipation ofInteracting Magnetic Nanoparticles in Alternating Magnetic Fields with and without a Static Bias Field // The Journal of Physical Chemistry С. August 2018. № 122 (36). Doi: 10.1021/acs.jpcc.8b04071

Soto-Aquino D., Rinaldi C. Nonlinear energy dissipation of magnetic nanoparticles in oscillating magnetic fields // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. November 2015. Vol. 393.1. Doi: 10.1016/j.jmmm.2015.05.009

Prabhakara K.H., Шапаева Т.Б., Юрлов В.В., Звездин К.А. и др. Исследование динамики доменной границы в GdFeCo методом двукратной высокоскоростной фотографии // Физика твердого тела. 2023. Вып. 65. № 2. Doi: 10.21883/FTT.2023.02.54298.506

Prabhakara K.H., Shapaeva T.B., Davydova M.D., Zvezdin K.A. at all. Controlling magnetic domain wall velocity by femtosecond laser pulses // J. Physics: Condensed Matter. 2020. Iss. 33. № 7. Doi: 10.1088/1361-648X/abc941

Петрова Л.П. Диссипация волновых процессов, генерируемых в магнетиках переменным магнитным и упругим полем : дисс .... канд. физ.-мат. наук. Курск, 2004. EDN NMPPDV.

Игнатенко Н.М. Механизмы релаксационных явлений в макро- и наноразмерных магнитоэлектроупорядоченных системах в области линейного отклика: дисс. ... д-ра физ.-мат. наук. Курск, 2009. EDN QFCWGN.

Постников В.С. Внутреннее трение в металлах. М., 1974.

Родионов А.А., Сергеева О.В., Мирошников Д.А. Диссипация энергии в идеализированных магнетиках, обусловленная процессами обратимых смещений и вращений // Материалы и упрочняющие технологии-98 : материалы VI Всероссийской научно-технич. конференции. Курск. 1998.

Родионов А.А., Сергеева О.В. Диссипация продольных упругих волн в магнетиках с учетом процессов смещений и вращений // Известия вузов. Физика. 2000. № 2.

Родионов А.А., Сергеева О.В. О вкладе гиромагнитной вязкости в диссипацию магнитоупругой энергии, обусловленную обратимыми вращениями в магнетиках // Ультразвук и термодинамические свойства вещества. Курск, 1998.

Published
2023-09-14
How to Cite
Petrova L., Ignatenko N., Gromkov A. Magnetoelastic Losses in the Linear Response Region for Three- and Four-Axis Idealized Magnets // Izvestiya of Altai State University, 2023, № 4(132). P. 46-51 DOI: 10.14258/izvasu(2023)4-06. URL: http://izvestiya.asu.ru/article/view/%282023%294-06.