球状コバルトナノ粒子のマルチドメイン構造

Multi-domain structures in spheroidal Co nanoparticles.

• N A Usov
• M S Nesmeyanov

抄録

球状のコバルトナノ粒子におけるマルチドメイン・マイクロ磁気状態の構造を、直径20-200nmの範囲で数値シミュレーションを用いて調べた。粒子の単一領域の直径は、粒子のアスペクト比に応じて決定される。また、2ドメインと3ドメインのマイクロ磁気構造におけるドメイン壁の複雑な渦構造を調べた。その結果、3つのドメイン状態は実際には強く変形した2つの渦状態であることが示された。十分に大きなサイズのHCPコバルト粒子では、全エネルギーが近い2種類の3領域マイクロ磁気状態が得られた。これらは渦領域壁の交換コアの磁化方向が異なる。粒子の残留磁化を2領域と3領域のマイクロ磁気状態について計算した。また、立方型の磁気異方性を持つfccコバルトナノ粒子の単一領域の直径も計算した。

The structure of multi-domain micromagnetic states in hcp cobalt nanoparticles of spheroidal shape has been studied using numerical simulation in the range of diameters 20-200 nm. The single-domain diameters of the particles are determined depending on their aspect ratio. The complicated vortex structure of domain walls for two- and three-domain micromagnetic configurations is investigated. It has been shown that three domain states are actually strongly deformed two vortex states. In hcp cobalt particles of sufficiently large sizes two types of three-domain micromagnetic states with close total energies have been obtained. They differ in different magnetization directions of the exchange cores of the vortex domain walls. The remanent magnetization of particles has been calculated for two- and three-domain micromagnetic states. The single-domain diameters of fcc cobalt nanoparticles with cubic type of magnetic anisotropy were also calculated.