格子欠陥を有する鉄基構造材料の磁気シミュレーション

鉄基構造材料内の空孔の状態が，その磁化過程に与える影響を明らかにすることを目的として，Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程式によるマイクロマグネティックシミュレーションを行った．空孔を有する磁性体クラスターに外部磁場を印加し，磁化過程の解析を行った結果，空孔無しの結果と比較して，磁気ヒステリシス曲線，磁壁移動，ならびに交換エネルギーと磁気双極子エネルギーに特徴的な変化が見られた．特に，磁壁が空孔を通過する際にその移動方向に対してわずかに伸びる，いわゆるピニング現象が確認されること，またそれは，磁壁が空孔を通過する際の交換エネルギーの低下に起因すると考えられることなどを明...

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Published in日本シミュレーション学会論文誌 Vol. 17; no. 1; pp. 17 - 24
Main Authors 山口, 克彦, 太田, 悠翔, 松本, 正晴
Format Journal Article
LanguageJapanese
Published 日本シミュレーション学会 2025
Subjects
LLG方程式
マイクロマグネティックシミュレーション
格子欠陥
磁壁移動
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ISSN1883-5031
1883-5058
DOI10.11308/tjsst.17.17

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Abstract 鉄基構造材料内の空孔の状態が，その磁化過程に与える影響を明らかにすることを目的として，Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程式によるマイクロマグネティックシミュレーションを行った．空孔を有する磁性体クラスターに外部磁場を印加し，磁化過程の解析を行った結果，空孔無しの結果と比較して，磁気ヒステリシス曲線，磁壁移動，ならびに交換エネルギーと磁気双極子エネルギーに特徴的な変化が見られた．特に，磁壁が空孔を通過する際にその移動方向に対してわずかに伸びる，いわゆるピニング現象が確認されること，またそれは，磁壁が空孔を通過する際の交換エネルギーの低下に起因すると考えられることなどを明らかにした．さらに，空孔の位置，大きさを変更した結果，エネルギーが変化するタイミングや，変化量に差が生じることなどがわかった．
AbstractList 鉄基構造材料内の空孔の状態が，その磁化過程に与える影響を明らかにすることを目的として，Landau-Lifshitz-Gilbert（LLG）方程式によるマイクロマグネティックシミュレーションを行った．空孔を有する磁性体クラスターに外部磁場を印加し，磁化過程の解析を行った結果，空孔無しの結果と比較して，磁気ヒステリシス曲線，磁壁移動，ならびに交換エネルギーと磁気双極子エネルギーに特徴的な変化が見られた．特に，磁壁が空孔を通過する際にその移動方向に対してわずかに伸びる，いわゆるピニング現象が確認されること，またそれは，磁壁が空孔を通過する際の交換エネルギーの低下に起因すると考えられることなどを明らかにした．さらに，空孔の位置，大きさを変更した結果，エネルギーが変化するタイミングや，変化量に差が生じることなどがわかった．
Author 山口, 克彦
松本, 正晴
太田, 悠翔
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  fullname: 山口, 克彦
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References 5) C. Kittel: Introduction to Solid State Physics (8th ed.), 350, John Wiley (2005
4) H. Kronmüller and M. Fähnle: Micromagnetism and the Microstructure of Ferromagnetic Solids, 71, Cambridge University Press (2009
6) R. Skomski: Simple Models of Magnetism, 123, Oxford University Press (2008
7) J. M. D. Coey: Magnetism and magnetic materials, 127, Cambridge University Press (2010
1) 南雲道彦：オーステナイト系ステンレス鋼の水素脆性，圧力技術，48-3, 42/53 (2010
10) 菊池弘昭：磁気計測に基づく鋼材の非破壊検査の現状と課題—表面からは見えない鋼材内部の劣化を磁気で診る—，電気学会誌，135-9, 629/632 (2015
2) 義家敏正：金属材料の照射効果と格子欠陥研究の最前線—点欠陥集合体の1次元運動とボイド成長を中心に—，日本金属学会誌，73-2, 65/73 (2009
3) P. Khalili and P. Cawley: The choice of ultrasonic inspection method for the detection of corrosion at inaccessible locations, NDT and E International, 99, 80/92 (2018
8) T. L. Gilbert: A phenomenological theory of damping in ferromagnetic materials, IEEE Transactions on Magnetics, 40-6, 3443/3449 (2004
9) N. Hayashi, K. Saito and Y. Nakatani: Calculation of Demagnetizing Field Distribution Based on Fast Fourier Transform of Convolution, Japanese Journal of Applied Physics, 35-12R, 6065/6073 (1996
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– reference: 10) 菊池弘昭：磁気計測に基づく鋼材の非破壊検査の現状と課題—表面からは見えない鋼材内部の劣化を磁気で診る—，電気学会誌，135-9, 629/632 (2015)
– reference: 6) R. Skomski: Simple Models of Magnetism, 123, Oxford University Press (2008)
– reference: 9) N. Hayashi, K. Saito and Y. Nakatani: Calculation of Demagnetizing Field Distribution Based on Fast Fourier Transform of Convolution, Japanese Journal of Applied Physics, 35-12R, 6065/6073 (1996)
– reference: 5) C. Kittel: Introduction to Solid State Physics (8th ed.), 350, John Wiley (2005)
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