Simulation of the Spectra of the Transverse Kerr Effect of Magnetic Nanocomposites FeCoZr−Al2O3

Abstract

The magneto-optical properties of magnetic nanocomposites have been studied in the study of spectral dependences of the transverse Kerr effect (TKE). Experimental preparation of nanocomposites formed from FeCoZr and Al2O3 alloys at different component concentrations by ion-beam sputtering is discussed. Discuss various methods of the theoretical study of nanocomposites depending on the concentration of ferromagnetic components. The spectral dependences of TKE at low concentrations of the metal component are investigated. Spectral dependences of the Kerr transverse effect are simulated in the framework of the TKE are compared taking into account the size effect at different values of the nanocomposite granule size. There is a good qualitative and quantitative agreement between experimental and theoretical spectral dependences of TKE. In addition, in this paper, we note both practical and fundamental importance of the results. The possibilities of using such nanocomposite materials are discussed.

Methods of effective media as optimal methods for modeling the physical properties of nanostructures

“…Keywords: nanocomposites, granular alloys, methods of efficient processing, quasiclassical approximation, transverse Kerr effect, tensor of dielectric permittivity. Введение В настоящее время в электронике и наноэлектронике актуальными являются исследования в области наноразмерных структур [1][2][3]. Двумя важными примерами таких перспективных структур являются гранулированные сплавы (металлические гранулы помещены в металлическую матрицу) и нанокомпозиты (металлическая компонента помещена в полупроводниковую или диэлектрическую матрицу).…”

“…Данная теория сводится к тому, что среда с диэлектрической проницаемостью заменяется эффективной средой с диэлектрической проницаемостью ε eff , которая характеризует эту среду в целом. Исходя из этого, для получения уравнений эффективной среды воспользуемся уравнением непрерывности из теории электромагнетизма [7,8]: (1) Тогда для сферических частиц справедливо выражение: где I -сила электрического тока; j -плотность тока, S -площадь поверхности сферы; E in и E out -напряженность электрического поля внутри и вне сферы соответственно; -вектор поляризации; σ i -удельная проводимость i-ой компоненты и σ eff -эффективная проводимость. (2) где Полученное выражение справедливо при средних значениях концентраций (0.3 ≤ X ≥ 0.7), данное приближение было названо приближением Бруггемана (EMA), при этом ε eff ≡ ε EMA Таким образом, данное уравнение можно привести к квадратному: решая которое, получаем:…”