Микромагнитное моделирование магнетиков: результаты и перспективы

В рамках модели микромагнетизма было проведено численное моделирование поведения локальной намагниченности в инвертированных опалоподобных структурах (ИОПС), выполненных из никеля и кобальта. Показано, что элементарная ячейка ИОПС состоит из элементов двух типов, соединенных между собой ножками-перемычками. Установлено, что намагниченность данных ножек является однородной в широком диапазоне значений внешнего магнитного поля. При этом состояния, отвечающие минимуму энергии, описываются правилом спинового льда. Таким образом, инвертированные опалы представляют собой первую реализацию трехмерного искусственного спинового льда. Вычисленные кривые гистерезисы были сопоставлены с экспериментальными данными, полученными с помощью SQUID-магнитометрии. Исследуется вопрос оптимального выбора материала и геометрических параметров ИОПС необходимых для выполнения правила спинового льда в наиболее широком диапазоне полей.

Установлено, что при приложении внешнего поля вдоль кристаллографического направления <121> мезоструктуры ИОПС возникает компонента намагниченности перпендикулярная направлению поля. Данный эффект был предсказан в рамках феноменологической модели ИОПС. Вычислена величина перпендикулярной компоненты намагниченности.