The low energy excitations of spin waves (SWR) in thin films can be used for determination of the surface anisotropy constant and the nonhomogeneities of magnetization in the close-to-surface layer. The dispersion relation in SWR is sensitive on the geometry of experiment. We report on temperature dependence of surface magnetic anisotropy energy constant in magnetic semiconductor thin films of$ CdCr_{2-2x}In_{2x}Se_4$ at spin glass state. Samples were deposited by rf sputtering technique on Corning glass substrate in controlled temperature conditions. Coexistence of the infinite ferromagnetic network (IFN) and finite spin slusters (FSC) in spin glass state (SG) is know phenomena. Some behavior typical for long range magnetic ordering is expected in samples at SG state. The spin wave resonance experiment (microwave spectrometer at X-band) with excited surface modes was applied to describe the energy state of surface spins. We determined the surface magnetic anisotropy energy constant versus temperature using the surface inhomogeneities model of magnetic thin films. It was found that two components contribute to the surface magnetic anisotropy energy. One originates from the exchange interaction term due to the lack of translation symmetry for surface spin as well as from the originates from the exchange interaction term due to the lack of translation symmetry for surface spin as well as from the stray field of the surface roughness. The second one comes from the demagnetizing field of close-to surface layer with grad M. Both term linearly decrease when temperature is increased from 5 to 123 K, but dominant contribution is from the first component.
We investigated an emerging magnetic loop dynamically formed on the Sun, which has the effective footpoint heating source that may play a key role in heating a solar atmosphere with free magnetic energy in it. It is suggested that the heating source could be related to local compression of a plasma in the emerging loop by means of Lorentz force, which converts the magnetic energy to the internal energy of the plasma that is used to reaccelerate a decelerated downflow along the loop, eventually generating the source when the kinetic energy of the downflow is thermalized. By analyzing very high-cadense data obtained from a magnetohydrodynamic simulation, we demonstrate how the local compression is activated to trigger the generation of the heating source. This reveals a characteristic of the emerging loop that experiences a dynamic loop-loop interaction, which causes the local compression and makes the plasma gain the internal energy converted from the magnetic energy in the atmosphere. What determines the characteristic that could distinguish an illuminated emerging loop from a nonilluminated one is discussed.
This study estimated experimentally the loss distribution caused by magnetic friction in magnetic parts of a superconductor flywheel energy storage system (SFES) to obtain information for the design of high efficiency SFES. Through the spin down experiment using the manufactured vertical shaft type SFES with a journal type superconductor magnetic bearing (SMB), the coefficients of friction by the SMB, the stator core of permanent magnet synchronous motor/generator (PMSM/G), and the leakage flux of the metal parts were calculated. The coefficients of friction by the stator core of PMSM/G in case of using Si-steel and an amorphous core were calculated. The energy loss by magnetic friction in the stator core of PMSM/G was much larger than that in the other parts. The level of friction loss could be reduced dramatically using an amorphous core. Energy loss by the leakage magnetic field was small. On the other hand, the energy loss could be increased under other conditions according to the type of metal nearby the leakage magnetic fields. In manufactured SFES, the rotational loss by the amorphous core was approximately 2 times the loss of the superconductor and leakage. Moreover, the rotational loss by the Si-steel core is approximately 3~3.5 times the loss of superconductor and leakage.
The design model and key parameters of the material design for the control of induced magnetic flux at the near-field and efficient power transfer in a modified wireless power transfer (WPT) system with a large air gap of wireless electric vehicles were investigated through analytical simulations for magnetic vector and time-domain transient analysis. Higher saturation magnetic core with low core loss induced a stronger vertical magnetic field by the W-type primary coil in the WPT system with a gap of 20 cm at 20 kHz, which is shown from the vector potentials of the magnetic induction. The transient analysis shows that the higher magnetic fluxes through the pick-up cores lead to a linear increment of the alternating voltage with a sinusoidal waveform in the non-contact energy transfer system.
An artificially modulated magnetic Co/Pd multilayer is one of the promising candidates for high density magneto-optic (MO) recording media, due to a large Kerr rotation angle in the wavelength of a blue laser beam. However, since multilayer structure, as well as amorphous structure, is a non-equilibrium state in terms of free energy and a MO recording technology is a kind of thermal recording which is conducted around Curie temperature (Tc) of the recording media, when the Co/Pd mulilayer is used for the MO recording media, changes in the magnetic properties are occurred as the amorphous structure do. Therefore, the assessment of the magnetic properties in the Co/Pd multilayer during interdiffusion is crucially important both for basic research and applications. As the parameter of the magnetic properties in this research, saturation magnetization and perpendicular magnetic anisotropy energy of the Co/Pd multilayer are measured in terms of Ar sputtering pressure and heat treatment temperature. Form the results of the research, we find out that the magnetic exchange energy between Co and Pd sublayers strongly affects the changes in the magnetic properties of the Co/Pd multilayers during the interdiffusion in ferromagnetic state. This discovery will provide the understanding of the magnetic exchange energy in the Co/Pd multilayer structure and suggest the operating temperature range for MO recording in the Co/Pd multilayer for the basic research and applications, respectively.
We solve the momentum resolved d-wave Eliashberg equation employing the magnetic excitation spectrum from the inelastic neutron scattering on the LSCO superconductors reported by Vignolle et al. The magnetic excitation spectrum exhibits 2 peaks: a sharp incommensurate peak at 18 meV at momentum (${\pi}$, ${\pi}{\pm}{\delta}$) and (${\pi}{\pm}{\delta}$, ${\pi}$) and another broad peak near 40~70 meV at momentum (${\pi}$, ${\pi}$). Above 70 meV, the magnetic excitation spectrum has a long tail that is shaped into a circle centered at (${\pi}$, ${\pi}$) with ${\delta}$. The sign of the real part of the self-energy is determined by the momentum position of the peaks of the magnetic excitation spectrum and bare dispersion. We will discuss the effects of the each component of the magnetic excitation spectrum on the self-energy, the pairing self-energy.
The energy dispersion and magnetization of a modified magnetic dot are investigated numerically. The effects of additional electrostatic potential, magnetic field non-uniformity, and Zeeman spin splitting are studied. The modified magnetic quantum dot is a magnetically formed quantum structure that has different magnetic fields inside and outside of the dot. The additional electrostatic potential prohibits the ground-state angular momentum transition in the energy dispersion as a function of the magnetic field inside the dot, and provides oscillation of the magnetization as a function of the chemical potential energy. The magnetic field non-uniformity broadens the shape of the magnetization. The Zeeman spin splitting produces additional peaks on the magnetization.
The energy harvesting using smart materials has been extensively investigated to supply electric power to wireless sensor systems. In this paper, the energy harvesting using eddy current was studied with the integrated magnetic cantilever beam system. If a large conductive metal plate moves through a magnetic field which intersects perpendicularly to the sheet, the magnetic field will induce small rings of current which will actually create internal magnetic fields opposing the change. This eddy current that was induced in the coiled conductive sheet from the mechanical vibration was converted to chemical energy by charging batteries. The experimental results show that the eddy current generated the electric power up to max 31.2mW. Additionally the vibration reduction of the mechanical cantilever beam was observed by the energy dissipation in the electro-magnetic coupled system. The present result shows that the vibration level of the first natural frequency was reduced up to 7.7dB
Kim, Jun-Ho;Lee, Eun-Woong;Cho, Hyun-Kil;Lee, Jong-Han;Lee, Chung-Won
KIEE International Transaction on Electrical Machinery and Energy Conversion Systems
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v.4B
no.2
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pp.47-53
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2004
The salient pole rotor type single phase SRM (switched reluctance motor) uses radial and axial direction magnetic flux simultaneously. Therefore, the output power per unit volume is very high and the shaft length is shorter than other types of SRMs with the same output. Furthermore, it can be manufactured with low cost owing to its simple structure and driving circuit. The prototype was designed using the theory of the traditional rotating machine and 3D FEM analysis. On this paper, the experiment apparatus, which includes the fabricated prototype in previous researches, was fabricated to measure the current and voltage of the prototype. Then the flux linkage, inductance and magnetic co-energy were calculated using the experimental results. Finally, the measured magnetic co-energy was compared with the simulated magnetic co-energy.
Proceedings of the Korean Magnestics Society Conference
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2013.05a
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pp.18-18
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2013
A FeRh alloy is a well-known efficient magnetocaloric material and some experimental and theoretical studies of bulk FeRh have been reported already by several groups. In this study we report first-principles calculations on magnetic properties of different thickness FeRh thin films in order to investigate the possibility to enhance further the magnetocaloric efficiency. We used Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP) code. We found that the FeRh thin films have quite different magnetic properties from the bulk when the thickness is thinner than 6-atomic-layers. While bulk FeRh has a G-type antiferromagnetic (AFM) state, thin films which are thinner than 6-atomic-layers have an A-type AFM state or a ferromagnetic(FM) state. We will discuss possibility of magnetic phase transitions of the FeRh thin films in the view point of a magnetocaloric effect. And we found 4-, 5-, 6-layers films with Fe surface and 7-layers film with Rh surface are FM and they have dozens eV magnetocrystalline anisotropy (MCA) energy. MCA energy leads to determine energy barrier when magnetic states are changed by external magnetic field.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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