Обработка и анализ изображений магнитно-силовой микроскопии, полученных на объемных одноосных кристаллах

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изображения полей рассеяния магнитной доменной структуры получены в базисной плоскости образцов объемных одноосных кристаллов Nd2Fe14B и Y2(FexCo1–x)17 (x = 0.18, 0.41) на различных высотах подъема зонда над образцом z с помощью магнитно-силового микроскопа. Предложен метод автоматического анализа изображений магнитно-силовой микроскопии. Рассчитано среднее число экстремумов на единицу длины n, построены зависимости n(z), получено аналитическое выражение для аппроксимации экспериментальных зависимостей. Путем аппроксимации экспериментальных данных и экстраполяции их к точке z = 0 получено значение среднего числа экстремумов на единицу длины n0 на поверхности образца. Значения средней ширины доменов D и поверхностной плотности энергии доменных границ γ рассчитаны на основе значений n0.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Синкевич

Тверской государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: artem.sinkevich2602@gmail.com
Россия, Тверь

Е. М. Семенова

Тверской государственный университет

Email: artem.sinkevich2602@gmail.com
Россия, Тверь

Г. Г. Дунаева

Тверской государственный университет

Email: artem.sinkevich2602@gmail.com
Россия, Тверь

А. Ю. Карпенков

Тверской государственный университет

Email: artem.sinkevich2602@gmail.com
Россия, Тверь

М. Б. Ляхова

Тверской государственный университет

Email: artem.sinkevich2602@gmail.com
Россия, Тверь

С. Д. Сметанникова

Тверской государственный университет

Email: artem.sinkevich2602@gmail.com
Россия, Тверь

Список литературы

  1. Kittel C. // Phys. Rev. 1946. V. 70. P. 965. https://doi.org/10.1103/PhysRev.70.965
  2. Bodenberger R., Hubert A. // Phys. Status Solidi. A. 1977. V. 44. P. 7. https://doi.org/10.1002/pssa.2210440146
  3. Szmaja W., Grobelny J., Cichomski M. // Acta Mater. 2011. V. 59. P. 531. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2010.09.056
  4. Corner W.D., Hawton M.J. // J. Magn. Magn. Mater. 1988. V. 72. P. 59. https://doi.org/10.1016/0304-8853(88)90270-3
  5. Pastushenkov J., Forkl A., Kronmüller H. // J. Magn. Magn. Mater. 1991. V. 101. P. 363. https://doi.org/10.1016/0304-8853(91)90780-E
  6. Kazakova O., Puttock R., Barton C. // J. Appl. Phys. 2019. V. 125. 060901. https://doi.org/10.1063/1.5050712
  7. Schulz T., Burch G., Kunz A., Dahlberg E.D. // IEEE Trans. Magn. 2010. V. 46. P. 1752. https://doi.org/10.1109/TMAG.2009.2039701
  8. Baumeister W., Grütter P., Guckenberger R. Scanning Tunneling Microscopy II: Further Applications and Related Scanning Techniques. Springer Science and Business Media, 2013. V. 28.
  9. Bramowicz M., Kulesza S., Czaja P., Maziarz W. // Arch. Metall. Mater. 2014. V. 59. P. 451. https://doi.org/10.2478/amm-2014-0075
  10. Obara G., Sakurai T., Ono O. // IEEE Trans. Magn. 2019. V. 55. P. 1. https://doi.org/10.1109/TMAG.2019.2895671
  11. Al-Khafaji M.A., Marashi S.P.H., Rainforth W.M. // J. Magn. Magn. Mater. 1998. V. 190. P. 48. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(98)00278-9
  12. Al-Khafaji M.A., Rainforth W.M., Gibbs M.R.J. // IEEE Trans. Magn. 1996. V. 32. P. 4138. https://doi.org/10.1109/20.539319
  13. Al-Khafaji M.A., Rainforth W.M., Gibbs M.R.J. // J. Appl. Phys. 1998. V. 83. P. 6411. https://doi.org/10.1063/1.367536
  14. Angeloni L., Passeri D., Corsetti S. // Nanoscale. 2017. V. 9. P. 18000. https://doi.org/10.1039/C7NR05742C
  15. Zueco E., Rave W., Schäfer R. // J. Magn. Magn. Mater. 1998. V. 190. P. 42. https://doi.org/10.1016/S0304-8853(98)00268-6
  16. Sagawa M., Fujimura S., Yamamoto H. // IEEE Trans. Magn. 1984. V. 20. P. 1584. https://doi.org/10.1109/tmag.1984.1063214
  17. Sinkevich A.I., Karpenkov A.Y., Lyakhova M.B. // Phys. B: Condens. Matter. 2025. V. 696. P. 416637. https://doi.org/10.1016/j.physb.2024.416637
  18. Alekseev A., Popkov A., Shubin A. // Ultramicroscopy. 2014. V. 136. P. 91. https://doi.org/10.1016/j.ultramic.2013.08.007
  19. Vaka M., Ray J., Campos M., Chesnel K. // AIP Adv. 2023. V. 13. 025109. https://doi.org/10.1063/9.0000610
  20. Mainsah E., Greenwood J.A., Chetwynd D.G. Metrology and properties of engineering surfaces. Springer Science and Business Media, 2001.
  21. Sagawa M., Fujimura S., Yamamoto H. // J. Appl. Phys. 1985. V. 57. P. 4094. https://doi.org/10.1063/1.334629

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Изображения полей рассеяния ДС с увеличивающейся высотой подъема z для образцов объемных одноосных кристаллов Nd2Fe14B (а), Y2(Fe0.18Co0.82)17 (б) и Y2(Fe0.41Co0.59)17 (в). Изображения получены на магнитно-силовом микроскопе с применением двухпроходной методики в фазовом режиме.

Скачать (385KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Среднее число экстремумов на единицу длины от высоты сканирования для образцов Y2(Fe0.41Co0.59)17 (1), Y2(Fe0.18Co0.82)17 (2) и Nd2Fe14B (3).

Скачать (106KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние шумов на МСМ-изображение образца Y2(Fe0.41Co0.59)17 и пример профиля десятой линии сканирования, сглаженного с помощью выражения (6). Высота сканирования z = 5 мкм.

Скачать (267KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Пример процедуры определения шумового коэффициента для образца Nd2Fe14B. Рассмотрены примеры МСМ-изображений с различной высотой подъема z = 0.1, 0.9, 9.0 мкм. Представлены исходная зависимость n(knoise), ее первая и вторая производные.

Скачать (403KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Полученные зависимости n(z), аппроксимированные выражением (7) для образцов Nd2Fe14B (а), Y2(Fe0.18Co0.82)17 (б) и Y2(Fe0.41Co0.59)17 (в). Зависимости n(z) до обработки шумов представлены в виде черных линий.

Скачать (202KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Изображения ДС соединений Nd2Fe14B (а), Y2(Fe0.41Co0.59)17 (б) и Y2(Fe0.18Co0.82)17 (в), полученные с помощью метода МОКЕ.

Скачать (651KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025