Исследование магнитной структуры металлического стекла
• Ученые из МФТИ и СО РАН показали, как охлаждение меняет магнитную структуру аморфного покрытия из железа и гадолиния. • Результаты важны для разработки магнитных сенсоров, спинтронных устройств и магнитокалорических систем охлаждения.
Магнитокалорические материалы
• Магнитокалорические материалы меняют температуру под воздействием магнитного поля. • Аморфные материалы, такие как металлические стекла, легче переключаются между магнитными состояниями. • Система редкоземельный металл—переходный металл, например, Fe-Gd, перспективна для магнитного охлаждения и сенсоров.
Синтез и исследование покрытий
• Ученые синтезировали тонкие ферримагнитные покрытия Fe-Gd методом магнетронного распыления. • Особое внимание уделено составу Fe₇₄Gd₂₆ с наименьшим содержанием примесей. • Исследователи предложили модель атомной структуры Fe-Gd на основе диффузного рассеяния рентгеновских лучей.
Изменение магнитных состояний
• При охлаждении ниже точки магнитной компенсации доменная структура материала радикально меняется. • При комнатной температуре средний размер доменов составляет около 0,67 мкм, при 23,3 K — 10 мкм. • При охлаждении вклад атомов гадолиния усиливается, что приводит к доминированию ферримагнитного состояния.
Перспективы применения
• Возможно управлять магнитным состоянием Fe-Gd-покрытий с помощью состава, температуры и магнитного поля. • Материалы перспективны для магнитокалорических систем, магнитных сенсоров и охлаждающих устройств. • Управляемые ферримагнитные состояния интересны для спинтроники.
Публикация и поддержка
• Статья опубликована в Journal of Magnetism and Magnetic Materials. • Работа поддержана грантом РНФ №25-72-00041.
«Мы впервые предложили модель атомной структуры металлических стекол Fe-Gd, опираясь на собственные данные по диффузному рассеянию рентгеновских лучей. Дополнительно мы провели термодинамические расчеты стеклообразующей способности Fe-Gd-сплавов, предсказав таким образом составы сплавов, в которых можно получать не привычные кристаллы ферромагнетиков (Fe2Gd, Fe3Gd и пр.), а ферримагнитные стекла. Важно отметить, что исследования методом магнитно-силовой микроскопии на этих материалах мы выполнили впервые», — отметил Виктор Семин.
