Пространственно-упорядоченные массивы магнитных нанонитей являются отличными модельными объектами для исследования целого ряда магнитных взаимодействий и процессов перемагничивания. В нашей научной группе успешно разработана методика получения нанонитей железа, основанная на темплатном электроосаждении металла в пористые матрицы анодного оксида алюминия. Возможность варьирования длины и диаметра нанонитей, а также их устойчивость к окислению при нахождении внутри темплата позволили изучить их магнитные свойства всеми доступными методами исследования – при помощи анализа кривых намагничивания первого порядка (FORC-диаграммы), SQUID-магнитометрии, а также теоретического моделирования.
В работе [1] представлены исследования магнитных свойств двух массивов нанонитей железа, обладающих одинаковым диаметром 33 нм, но существенно отличающихся длиной – 0,4 и 30 мкм, соответственно. Удалось установить, что в случае длинных нанонитей наблюдается значительное увеличение коэрцитивной силы и прямоугольности петли гистерезиса. Согласно FORC-диаграммам, рост длины нанонитей приводит к существенному увеличению взаимодействия между ними. В области полей, меньших Hc, показано, что часть длинных нитей намагничена антипараллельно относительно других, т.е. в значительной мере в массиве присутствуют как размагничивающие, так и намагничивающие типы взаимодействий. Для обеих длин в процессе перемагничивания характерно возникновение неоднородных вихревых магнитных состояний, более выраженных в случае коротких нанонитей.
В работе [2] на примере массивов нанонитей железа различного диаметра (33, 52 и 70 нм) представлено сравнение характеристик системы, рассчитанных с помощью нескольких подходов аналитического и микромагнитного моделирования, с экспериментальными данными. Оказалось, что наилучшей согласованностью обладает приближение в рамках микромагнитной модели среднего поля для массива из 7 нанонитей (одна центральная нить в гексагональном окружении). При этом численные модели лучше согласуются с экспериментальными данными для нанонитей большего диаметра (70 нм). Это может быть связано с тем, что с увеличением диаметра нанонити растёт вклад магнитных вихревых состояний, которые могут уменьшать влияние структурных неоднородностей на процесс перемагничивания и, тем самым, приводить к повышению предсказуемости системы.Работа выполнена при поддержке Российского Научного Фонда (грант № 18-72-00011).
[1] A.H.A. Elmekawy, E.G. Iashina, I.S. Dubitskiy, S.V. Sotnichuk, I.V. Bozhev, K.S. Napolskii, D. Menzel, A.A.Mistonov, Magnetic properties and FORC analysis of iron nanowire arrays // Materials Today Communications, 2020, v. 25, 101609. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mtcomm.2020.101609.
[2] I.S. Dubitskiy, A.H.A. Elmekawy, E.G. Iashina, S.V. Sotnichuk, K.S. Napolskii, D. Menzel, A.A. Mistonov, Effect of Interactions and Non-uniform Magnetic States on the Magnetization Reversal of Iron Nanowire Arrays // Journal of Superconductivity and Novel Magnetism, 2020. DOI: https://doi.org/10.1007/s10948-020-05711-y.