Физика металлов и металловедение, 2024, № 3

Российская академия наук
ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ  
И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ
Том 125   № 3   2024   Март
Журнал основан в августе 1955 г.
ISSN: 0015-3230
Выходит 12 раз в год
Журнал издается под руководством  
Отделения физических наук РАН
Главный редактор
Н.В. Мушников
Редакционная коллегия:
Н.Г. Бебенин, В.Д. Бучельников,
Е.Г. Герасимов (ответственный секретарь),
Ю.Н. Горностырев, М.В. Дегтярев, А.Е. Ермаков, М.А. Коротин,  
Н.Н. Куранова, В.В. Марченков, А.П. Носов, В.В. Попов,  
С.Д. Прокошкин, В.Г. Пушин (зам. главного редактора),
А.Б. Ринкевич, В.В. Сагарадзе, А.С. Самардак,
А.В. Столбовский, В.В. Устинов (зам. главного редактора),
A.V. Andreev, I. Belova, D.I. Gorbunov, S.O. Demokritov, A.V. Pan,
M. Pardavi-Horvath, A. Postnikov, G. Wilde, C.P. Yang
Редакционный совет:
В.В. Устинов (председатель), Р.З. Валиев, А.В. Королев,
Н.В. Мушников, С.Г. Овчинников, В.В. Рыбин, В.М. Счастливцев,  
В.Г. Шавров, Ю.И. Чумляков
Адрес редакции:
620108, Екатеринбург, ул. С. Ковалевской, 18
Телефоны: (343) 374-05-54, (343) 378-36-02
Москва
ФГБУ «Издательство «Наука»
© Российская академия наук, 2024
© Уральское отделение РАН, 2024
© Институт физики металлов, 2024
© Редколлегия журнала
    “Физика металлов и металловедение”  
    (составитель), 2024

СОДЕРЖАНИЕ
Том 125, номер 3, 2024
Электрические и магнитные свойства
Особенности гистерезисных свойств и магнитострикции  
наноструктурированных пленок Fe10Ni90
К. Г. Балымов, Е. B. Кудюков, М. А. Калинин,  
Н. В. Лепаловский, Е. А. Кравцов, В. О. Васьковский 
247
Температурная зависимость намагниченности и обменное  
магнитное взаимодействие в аморфных сплавах Fe–Ni–Si–B
И. М. Саповский, Н. В. Ильин, Г. С. Крайнова, Т. Р. Рахматуллаев,  
И. А. Ткаченко, В. В. Ткачев, В. С. Плотников, К. Е. Пинчук, А. М. Фролов 
253
Критическая температура и параметр порядка в гетероструктурах  
сверхпроводник / неоднородный ферромагнетик
В. А. Туманов, Ю. Н. Прошин 
261
Процессы намагничивания в обменносвязанных сплавах Nd2(Fe, Co)14B  
в различных размагниченных состояниях
И. В. Алексеев, С. В. Андреев, А. С. Волегов, Н. В. Селезнева 
270
Резонансное усиление эффекта Фарадея в магнитоплазмонном нанокомпозите
С. В. Томилин, А. В. Каравайников, С. Д. Ляшко, Е. Т. Милюкова,  
О. А. Томилина, В. Н. Бержанский 
280
Температурные исследования интерметаллида LaMn2Si2 методами спектроскопии  
комбинационного рассеяния света и магнитно-силовой микроскопии
Ю. В. Корх, E. A. Пономарева, А. В. Дружинин, Е. Г. Герасимов,  
Н. В. Мушников, Т. В. Кузнецова 
287
Структура, фазовые превращения и диффузия
Моделирование эволюции фазового состава и размера аустенитного зерна  
при многопроходной горячей деформации низколегированных сталей
И. И. Горбачев, Е. И. Корзунова, В. В. Попов, Д. М. Хабибулин, Н. В. Урцев 
293
Ловушки водорода в вольфраме (обзор)
А. П. Персианова, А. В. Голубева 
306
Реориентации анионов и диффузия катионов в наноструктурированных клозо-боратах:  
исследование методами ЯМР и квазиупругого рассеяния нейтронов
А. В. Скрипов, О. А. Бабанова, Р. В. Скорюнов, А. В. Солонинин 
338
Формирование структурно-фазового состояния, упругих  
и дюрометрических свойств в биосовместимых холоднокатаных титановых сплавах  
на базе системы Ti–Nb–Zr при старении
А. А. Коренев, А. Г. Илларионов, М. С. Карабаналов 
345

Влияние воздействия низкоэнергетическим сильноточным электронным пучком  
на фазовый состав и сопротивление коррозии магниевого сплава AM60
К. О. Акимов, К. В. Иванов, М. Г. Фигурко 
356
Прочность и пластичность
Сопротивление усталости листов из жаропрочных титановых сплавов
М. С. Калиенко, А. А. Попов, А. В. Волков, М. О. Ледер, А. В. Желнина 
366

Contents
Vol. 125, No. 3, 2024
Электрические и магнитные свойства
Electrical and Magnetic Properties
Stress-dependent Magnetization Processes in Co based Amorphous Microwires
Peculiarities of Hysteretic Properties and Magnetostriction of Nano-Structured Fe10Ni90 Films
S. A. Evstigneeva, O. Lutsenko, T. Y. Ganzhina, V. V. Miroshkina,  
N. A. Yudanov, M. A. Nemirovich, L. V. Panina 
123
K. G. Balymov, E. V. Kudyukov, М. А. Kalinin, V. N. Lepalovskij,  
Е. А. Кravtsov, V. O. Vas’kovskiy 
247
Transverse magneto-optical Kerr effect enhancement in Si–Ni nanogratings  
by mie and surface lattice resonances
Temperature Dependence of Magnetization and Exchange Interaction
in Amorphous Fe–Ni–Si–B Alloys
K. A. Mamian, A. Yu. Frolov, V. V. Popov, A. A. Fedyanin 
131
I. M. Sapovsky, N. V. Ilyin, G. S. Kraynova, T. R. Rakhmatullaev,  
I. A. Tkachenko, V. V. Tkachev, V. S. Plotnikov, К. Е. Pinchuk, А. М. Frolov 
253
Fabrication of submicron CoFeB/MgO/CoFeB magnetic tunnel junction  
using a resistive mask HSQ/PMMA
Critical Temperature and Order Parameter in Superconductor/Inhomogeneous
Ferromagnet Heterostructures
I. A. Fedotov, I. Yu. Pashen’kin, E. V. Skorokhodov, N. S. Gusev 
138
V. A. Tumanov, Yu. N. Proshin 
261
Magnetization processes features in the tapes of cobalt-based amorphous alloy
N. A. Skulkina, E. S. Nekrasov, Yu. D. Eremin, N. V. Kuznetsov 
144
Magnetization Processes of Exchange Coupled Nd2(Fe, Co)14B  
Alloys in Various Demagnetized States
I. V. Alekseev, S. V. Andreev, A. S. Volegov, N. V. Selezneva 
270
Contact potential difference in the absence of current through the sample  
in the quantum hall effect regime in ingaas/inalas heterostructure
Resonance Enhancement of the Faraday Effect in a Magnetoplasmonic Composite
S. V. Gudina, V. N. Neverov, K. V. Turutkin, I. S. Vasil’evskii, A. N. Vinichenko 
153
S. V. Tomilin, A. V. Karavaynikov, S. D. Lyashko,  
E. T. Milyukova, O. A. Tomilina, V. N. Berzhansky 
280
Структура, фазовые превращения и диффузия
Temperature Studies of the LaMn2Si2 Intermetallide by the Raman Spectroscopy
and Magnetic Force Microscopy Methods
Study of minor Sc and Zr additions effect on silicon rich Al–Mg–Si aluminum alloy  
microstructure during Sc multistage thermal treatment
Yu. V. Korkh, E. A. Ponomareva, A. V. Druzhinin, E. G. Gerasimov,  
N. V. Mushnikov, T. V. Kuznetsova 
287
E. V. Aryshenskii, М. А. Lapshov, D. Y. Rasposienko,  
S. V. Konovalov, A. M. Drits, V. V. Makarov 
158
Capillary interaction of copper melt with dense and porous MAX phase (Cr, Mn)2AlC 182
Structure, Phase Transformations, and Diffusion
S. N. Zhevnenko, M. V. Gorshenkov 
172
Simulation of the Evolution of Phase Composition and Austenite Grain Size
upon Multi-Pass Hot Deformation of Low-Alloy Steels
Decomposition features and mechanical properties of aging Ti49Ni51 alloy with shape memory  
effects subjected to heat treatment
N. N. Kuranova, V. V. Makarov, V. G. Pushin 
183
I. I. Gorbachev, E. I. Korzunova, V. V. Popov,  
D. M. Khabibulin, N. V. Urtsev 
293
Hydrogen Traps in Tungsten: A Review
Relaxation of the Excess Free Volume of the Phase Transformation at the Interphase Boundary between 
the Crystal and the Melt
A. P. Persianova, A. V. Golubeva 
306
V. O. Esin 
191
Morphology of dissipative structures formed during the high-temperature synthesis of the MgB2 compound
Anion Reorientations and Cation Diffusion in Nanostructured Closo-Borates:  
NMR and Quasielastic Neutron Scattering Studies
V. O. Esin 
195
A. V. Skripov, O. A. Babanova, R. V. Skoryunov, A. V. Soloninin 
338
Order-disorder phase transitions in Fe81Ga19-RE alloys (RE = Dy, Er, Tb, Yb)  
according to neutron diffraction data
Formation of Structural-Phase State and Elastic and Durometric Properties
of Biocompatible Cold-Rolled Titanium Ti–Nb–Zr-Based Alloys during Aging
A. A. Korenev, A. G. Illarionov, M. S. Karabanalov 
345
A. M. Balagurov, B. Yerzhanov, B. Mukhametuly, N. Yu. Samoylova,  
V. V. Palacheva, S. V. Sumnikov, I. S. Golovin 
202

Features of Phase Composition and Structure of Rapidly Quenched Ferromagnetic Mn–Al–Ga Alloy
Influence of Low-Energy High-Current Electron Beam Exposure on the Phase Composition  
and Corrosion Resistance of the AM60 Magnesium Alloy
A.S. Fortuna, T.A. Morozova, D. Yu. Karpenkov, M.V. Gorshenkov 
214
K. O. Akimov, K. V. Ivanov, M. G. Figurko 
356
Influence of deformation and annealing on the structure, electrical resistance and hardness  
of the Al-4 %Cu-3 %Mn alloy casted in an electromagnetic crystallizer
Strength and Plasticity
N. A. Belov, S. O. Cherkasov, N. O. Korotkova, M. M. Motkov 
221
Fatigue Resistance of the Sheets of Heat-Resistant Titanium Alloys
Прочность и пластичность
M. S. Kalienko, A. A. Popov, M. O. Leder, A. V. Volkov, A. V. Zhelnina 
366
Initionalization of the shape memory effect by irradiation with fast neutrons
V. I. Bobrovskii, S. V. Afanasyev, V. I. Voronin, V. A. Kazantsev,  
N. V. Kataeva, V. D. Parkhomenko, N. V. Proskurnina, V. V. Sagaradze 
229
Investigation of the absorption properties of multilayer composites based  
on ABS-plastic with boron nitride
N.A. Kovalenko, V.V. Tarnavich, Y.O. Chetverikov 
236

ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ, 2024, том 125, № 3, с. 247–252
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ 
СВОЙСТВА
УДК 539.216.2:537.624
ОСОБЕННОСТИ ГИСТЕРЕЗИСНЫХ СВОЙСТВ 
И МАГНИТОСТРИКЦИИ НАНОСТРУКТУРИРОВАННЫХ 
ПЛЕНОК Fe10Ni90
© 2024 г.   К. Г. Балымовa, *, Е. B. Кудюковa, М. А. Калининa, 
Н. В. Лепаловскийa, Е. А. Кравцовa, b, В. О. Васьковскийa, b
a Уральский федеральный университет, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002 Россия
b Институт физики металлов УрО РАН, ул. С. Ковалевской, 18, Екатеринбург, 620108 Россия
* e-mail: k. g.balymov@urfu.ru
Поступила в редакцию 02.11.2023 г.
После доработки 22.11.2023 г.
Принята к публикации 29.11.2023 г.
Работа посвящена исследованию гистерезисных и магнитострикционных свойств однослойных 
пленок Fe10Ni90 и наноструктурированных пленок [Fe10Ni90/Cu]p/Fe10Ni90, где магнитострикционные 
слои разделены немагнитной прослойкой. Показано, что магнитострикционный эффект зависит от 
общей толщины слоев, при этом в пленочных структурах [Fe10Ni90/Cu]p/Fe10Ni90 магнитострикция 
оказывается выше, чем в однослойных пленках Fe10Ni90. Указанная особенность связывается с ослаблением закрепляющего действия со стороны подложки.
Ключевые слова: тонкие пленки, прослойки, анизотропия, магнитострикция
DOI: 10.31857/S0015323024030013, EDN: WVACWT
ся наличием устойчивых страйп-доменов и повышенным гистерезисом топологической природы. 
С перпендикулярной составляющей магнитной 
анизотропии, ответственной за реализацию такого состояния, можно бороться путем наноструктурирования, т.е. формирование магнитной 
пленки нужной толщины за счет набора из более 
тонких слоев, разделенных ультратонкой немагнитной прослойкой [6]. В данной работе исследовано влияние наноструктурирования на гистерезисные и магнитострикционные свойства пленок 
Fe10Ni90.
ВВЕДЕНИЕ
При решении задачи увеличения магнитоэлектрического эффекта в композиционных пленочных мультиферроиках на основе PVDF [1, 2] 
важную роль играют свойства магнитострикционного компонента, которые определяют эффективность передачи магнитоупругого воздействия 
сегнетоэлектрическому слою. Среди многообразия пленочных сред, обладающих магнитострикцией, для использования в составе композиционных мультиферроиков можно выделить 
сплав Fe–Ni, который при определенном составе 
(~10 ат.% Fe) может характеризоваться довольно 
высокой константой магнитострикции λs~20 ppm 
[3] и, что немаловажно, относительно низкой коэрцитивной силой (~5 Э). Поскольку в тонкопленочном состоянии способность деформироваться 
под действием магнитного поля сильно ограничивается жестким закреплением пленки с подложкой, можно предположить, что эффективным 
способом усиления усиления магнитоупругого 
воздействия на сегнетоэлектрический слой мультиферроика может быть увеличение толщины 
магнитострикционного слоя. Однако, как показывают исследования [4, 5], это может приводить 
к нежелательному появлению так называемого 
“закритического состояния”, характеризующегоМАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Пленочные образцы получены методом магнетронного распыления мишеней из меди и сплава 
Fe10Ni90 на покровные стекла Corning в присутствии однородного технологического магнитного 
поля, напряженностью 250 Э, ориентированного в плоскости подложки. Предварительный вакуум в камере напыления составлял 5×10–7 Торр. 
Осаждение пленок осуществляли в атмосфере 
аргона при давлении 1.6×10–3 Торр. Для проведения экспериментов получены образцы двух типов: первый тип – однослойные пленки Fe10Ni90, 
толщиной LFeNi от 100 до 1000 нм, и второй тип – 
многослойные 
пленки 
[Fe10Ni90/Cu]p/Fe10Ni90, 
247

БАЛЫМОВ и др. 
и выражение для поля анизотропии ΔHa=2Ku/Ms, 
где Kσ – константа магнитной анизотропии, Ms – 
намагниченность насыщения пленки, получим 
выражение для определения величины константы магнитострикции:
12
 
(1)
 

 
s
.
 H M L
E d
a
s
2
в которых варьировали количество одинаковых 
бислоев Fe10Ni90/Cu в диапазоне от 2 до 8. При 
этом максимальная суммарная толщина магнитных слоев во втором типе пленок была 900 нм. 
Толщина медной прослойки во втором типе образцов составляла 3 нм.
Измерение магнитных характеристик проводили при комнатной температуре на вибрационном магнитометре LakeShore. Толщинные характеристики образцов контролировали с помощью 
профилометра Dektak 150. Магниторезистивные 
петли измеряли четырехзондовым методом на 
образцах размером 2×16 мм с короткой стороной, 
параллельной оси технологического поля (ОТП). 
При этом была предусмотрена возможность их 
деформации путем прогиба с помощью микрометрического транслятора.
Здесь E – модуль Юнга, δ – стрела прогиба, d – 
толщина подложки, L – расстояние между упорами, на которые помещали пленку при прогибе. 
Стоит отметить что в выражение (1) входит расчет напряжений в пленке σ, при изгибе пленки 
по цилиндрической поверхности, как 4δdE/L2 [9]. 
На рис. 2 представлена типичная магниторезистивная петля на примере наноструктурированной пленки [Fe10Ni90(100 нм)/Cu]6/Fe10Ni90(100 
нм). На основе подобных петель измеряли величину ΔHa для каждой пленки и находили константу магнитострикции по формуле (1).
Результаты расчетов магнитострикции предоставлены на рис. 3. Из графиков видно, что 
с ростом толщины однослойных пленок Fe10Ni90, 
а в случае многослойной пленочной структуры 
[Fe10Ni90/Cu]p/Fe10Ni90 – суммарной толщины 
всех слоев Fe10Ni90, величина магнитострикции 
монотонно возрастает. Однако можно заметить, 
что в наноструктурированных пленках константа магнитострикции увеличивается несколько 
быстрее и достигает сопоставимых значений при 
меньшей суммарной толщине Fe10Ni90, чем у образцов первого типа. Указанная особенность может быть следствием различий в упругих свойствах образцов двух типов.
Исследования гистерезисных свойств пленок 
с помощью вибрационного магнитометра показало, что в интервале толщин от 100 до 300 нм 
магнитные свойства однослойных пленок Fe10Ni90 
1.80
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Дифрактограмма, наблюдаемая на пленке 
 
Fe10Ni90 c LFeNi=100 нм, приведена для примера на 
рис. 1. По представленным данным можно сделать заключение, что поликристаллический образец имеет ГЦК-решетку, присутствует сильная 
кристаллическая текстура типа (111). Подобная 
картина имеет место для всех исследованных образцов.
Для косвенной оценки величины магнитострикции использована методика, основанная на 
измерении магниторезистивных петель пленочных образцов, которые подвергали деформации 
сжатием [7]. В основу данной методики положено предположение, что все изменение поля анизотропии связано с изменением магнитоупругого 
вклада в анизотропию, при этом в используемой 
нами методике напряжения можно считать одноосными. Возьмем известную формулу для 
константы магнитоупругой анизотропии [8] 
Kσ = 3λsσ/2, где σ – величина упругих напряжений 
в пленке [7, 9], λs – константа магнитострикции, 
1.79
1.78
(111)
1.77
1.76
R, Oм
4000
3500
3000
2500
2
1.75
2000
1
1.74
1500
(311)(222)
(200)
(220)
Интенсивность
1000
1.73
–200–150–100 –50
0
50
100 150 200
500
H, Э
0
50
100
25
75
125
2Θ, град
Рис. 2. Магниторезистивные кривые для пленки 
[Fe10Ni90(100 нм)/Cu]6/Fe10Ni90(100 нм), измеренные 
в поле параллельном длинной стороне образца в исходном состоянии (кривая 1) и при относительной 
деформации сжатия 0.055 % (кривая 2).
Рис. 1. Рентгеновская дифрактограмма пленки 
Fe10Ni90 толщиной 100 нм.
ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ      том 125       № 3       2024

 
ОСОБЕННОСТИ ГИСТЕРЕЗИСНЫХ СВОЙСТВ... 
249
2
15
1
10
λs,10–6
5
0
0
200
400
600
800
1000
LFeNi, нм
Рис. 3. Зависимости константы магнитострикции λs, 
определенной из магниторезистивных петель, от толщины однослойных пленок Fe10Ni90 (кривая 1) и суммарной толщины слоев Fe10Ni90 пленочной структуры 
[Fe10Ni90/Cu]p/Fe10Ni90 (кривая 2).
изотропны, тогда как более толстые пленки характеризуются одноосной магнитной анизотропией. 
При этом ориентация оси легкого намагничивания совпадает с ориентацией технологического 
магнитного поля (ОТП), в связи с чем ее можно 
считать М-наведенной [9, 10]. Типичные петли 
гистерезиса, измеренные вдоль и перпендикулярно ОТП, представлены на рис. 4а и рис. 4б.
Наноструктурированные 
пленки 
[ 
Fe10Ni90(100 нм)/Cu]p/Fe10Ni90(100 нм), состоящие из слоев Fe10Ni90 толщиной 100 нм, разделенных медной прослойкой 3 нм, также демонстрируют изотропность свойств в плоскости 
в диапазоне p от 2 до 4 (рис. 4в). Однако при большем количестве слоев Fe10Ni90 в плоскости пленок второго типа также формируется одноосная 
магнитная анизотропия с ориентацией легкой 
оси намагничивания вдоль ОТП. Петли гистерезиса при этом качественно похожи на петли образцов первого типа, имеющих толщину более 
400 нм (сравним рис. 4б и рис. 4г).
(а)
(б)
1.0
1.0
2
0.5
0.5
1
H, кЭ
0.0
0.0
M/Ms
M/Ms
–0.5
–0.5
–1.0
–1.0
(б)
(a)
–40
40
–30
30
–20
20
10
–10
0
–40
40
–30
30
–20
20
10
–10
0
H, Э
H, Э
(в)
(г)
1.0
1.0
1
2
1
2
0.5
0.5
H, кЭ
0.0
0.0
M/Ms
M/Ms
–0.5
–0.5
–1.0
–1.0
(г)
(в)
–40
40
–30
30
–20
20
10
–10
0
–40
40
–30
30
–20
20
10
–10
0
H, Э
H, Э
Рис. 4. Петли гистерезиса, измеренные на вибрационном магнитометре вдоль (кривые 1) и перпендикулярно 
(кривые 2) ОТП: (а) – Fe10Ni90 (200 нм), (б) – Fe10Ni90 (400 нм), (в) – [Fe10Ni90(100 нм)/Cu]2/Fe10Ni90(100 нм) и (г) – 
[ 
Fe10Ni90(100 нм)/Cu]7/Fe10Ni90(100 нм). На вставках рисунков (б) и (г) показаны петли гистерезиса, измеренные перпендикулярно плоскости пленки.
ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ      том 125       № 3       2024

БАЛЫМОВ и др. 
1.0
1.0
26
2
24
0.9
0.8
22
0.8
0.6
20
0.7
d, нм
Mr /Ms
Mr /Ms
18
0.4
0.6
16
1
0.5
0.2
14
0.4
0
200
400
600
800
1000
0.0
2
3
4
5
6
7
8
LFeNi, нм
p
Рис. 5. Зависимости отношения Mr/Ms(кривая 1), 
определенных из петель гистерезиса, измеренных 
вдоль ОТП, и размера зерна (кривая 2) от толщины 
пленок Fe10Ni90.
Рис. 6. Зависимость отношения Mr/Ms от количества 
периодов в структуре [Fe10Ni90(100 нм)/Cu]p/Fe10Ni90 
(100 нм).
структурированных образцов перед однослойными пленками большой толщины, имея в виду их 
применение в слоистых композитах с магнитоэлектрическим эффектом.
Важность фактора толщины магнитострикционной составляющей в указанных композитах 
можно проиллюстрировать результатом моделирования механических свойств многослойной 
пленочной структуры [Fe10Ni90(100 нм)/Cu]8/
Fe10Ni90(100 нм), выполненного методом конечных элементов в программном пакете COMSOL 
Multiphysics. Он представлен на рис. 7 в форме 
цветовой диаграммы распределения упругих напряжений, возникающих в намагниченной до 
насыщения магнитострикционной структуре изза ее жесткой связи с подложкой. Из этой диаграммы можно заключить, что приподложечные 
слои, испытывая сильное напряжение, менее 
способны давать вклад в результирующую магнитострикцию, и рациональным можно считать использование пленок толщиной более 500 нм. Это 
коррелирует с экспериментальной зависимостью 
константы магнитострикции от толщины пленки 
Fe10Ni90 или суммарной толщины слоев  
Fe10Ni90 
пленочной 
структуры 
[Fe10Ni90/Cu]p/Fe10Ni90 
Пa×106
2.6
2.4
2.2
2
Substrate
1.8
1.6
1.4
Анализ отношения остаточной намагниченности к намагниченности насыщения Mr/Ms 
образцов первого типа показывает, что форма петель гистерезиса, измеренных вдоль ОТП, 
с ростом толщины пленки меняется. На это, 
в частности, указывает зависимость Mr/Ms(LFeNi) 
(рис. 5, кривая 1). Как видно из рисунка, зависимость немонотонна, что может отражать изменение соотношения нескольких составляющих 
в результирующей магнитной анизотропии и ее 
дисперсии. К числу таких составляющих наряду 
с анизотропией формы можно отнести перпендикулярную анизотропию, формирующуюся из-за 
наличия столбчатой структуры, магнитоупругую 
анизотропию, отражающую неоднородную деформацию магнитострикционных пленок при их 
закреплении на подложке, анизотропию, связанную с неоднородным распределением дефектов 
по границам зерен (магнитостатическая модель) 
и, наконец, кристаллическую анизотропию отдельных зерен.
Такое многообразие источников магнитной 
анизотропии затрудняет детальный анализ полученной закономерности. Но интересно отметить, 
что она коррелирует с зависимостью среднего размера кристаллитов d от толщины пленки (рис. 5, 
кривая 2). Сама по себе зависимость d(LFeNi) может быть предметом отдельного изучения. В данном же контексте обнаруженная корреляция 
говорит о том, что рост d в условиях сильной кристаллической текстуры приводит к превосходству 
кристаллической составляющей над остальными 
вкладами в магнитную анизотропию.
В образцах второго типа, которые имеют периодическую структуру с одинаковой толщиной 
магнитных составляющих, остаточная намагниченность с ростом количества периодов p практически не меняется (рис. 6). Такая устойчивость 
свойств показывает определенное преимущество 
Рис. 7. Распределение напряжений по Мизесу по толщине пленки [Fe10Ni90(100 нм)/Cu]8/Fe10Ni90 (100 нм).
ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ      том 125       № 3       2024

 
ОСОБЕННОСТИ ГИСТЕРЕЗИСНЫХ СВОЙСТВ... 
251
(см. рис. 3). В случае образцов второго типа наличие медных прослоек, по-видимому, способствует дополнительному ослаблению механической 
жесткости пленки, и как следствие обуславливает 
более резкий рост кривой 2 на рис. 3.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Исследованы гистерезисные свойства и магнитострикция однослойных пленок Fe10Ni90 и наноструктурированных пленок [Fe10Ni90/Cu]p/ Fe10Ni90.
Показано, что в однослойных пленках имеет место значительное изменение гистерезисных 
свойств с толщиной, которое, по-видимому, связано с изменением относительной роли различных составляющих в результирующей магнитной 
анизотропии. Наноструктурирование нивелирует 
влияние этого фактора, обеспечивая лучшую воспроизводимость свойств пленок, и может рассматриваться как рациональный прием улучшения 
их функциональных свойств.
Установлено, что величина магнитострикции насыщения увеличивается с ростом толщины пленки, при этом в наноструктурированных 
пленках это происходит более эффективно. Отмеченные особенности связываются с ослаблением влияния подложки на магнитострикционную деформацию пленок.
Исследования проведены за счет гранта Российского научного фонда (проект № 23–22–00394, 
https://rscf.ru/project/23–22–00394/,  
ФГАОУВО 
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, Свердловская обл.) при использовании оборудования 
УЦКП “Современные нанотехнологии” УрФУ.
Авторы данной работы заявляют, что у них нет 
конфликта интересов.
10Ni90 films // J. Phys.: Conference Series. 2019. 
V. 1389. P. 012017.
2. Yiwei Liu, Qingfeng Zhan, Guohong Dai, Xiaoshan 
Zhang, Baomin Wang, Gang Liu, ZhenghuZuo, Xin 
Rong, Huali Yang, Xiaojian Zhu, YaliXie, Bin Chen, RunWei Li. Thermally assisted electric field control of magnetism in flexible multiferroic heterostructures // Scientific Reports. 2014. V. 4. P. 6925.
3. Bonin R., Schneider M.L., Silva T.J., Nibarger J.P. Dependence of magnetization dynamics on magnetostriction in NiFe alloys // J. Appl. Phys. 2005. V. 98. P. 123904.
4. Coton N., Andres J.P., Molina E., Jaafar M., Ranchal R. Stripe domains in electrodeposited Ni90Fe10 thin 
films // J. Magn. Magn. Mater. 2023. V. 565. P. 170246.
5. Komogortsev S.V., Vazhenina I.G., Kleshnina S.A., Iskhakov R.S., Lepalovskij V.N., Pasynkova A.A., Svalov A.V. 
Advanced Characterization of FeNi-Based Films for the 
Development of Magnetic Field Sensors with Tailored 
Functional Parameters // Sensors. 2022. V. 22. P. 3324.
6. Kurlyandskaya G.V., Elbaile L., Alves F., Ahamada B., 
Barrué R., Svalov A.V., Vas’kovskiy V.O. Domain structure and magnetization process of a giant magnetoimpedance geometry FeNi/Cu/FeNi(Cu)FeNi/Cu/
FeNi sensitive element // J. Phys.: Condens. Matter. 
2004. V. 16. P. 6561–6568.
7. Balymov K.G., Kudyukov E.V., Lepalovskij V.N., Kulesh N.A., Vas’kovskiy V.O. Using Magnetoresistive 
Films with Unidirectional Anisotropy to Register Elastic Deformations // Russian Journal of Nondestructive 
Testing. 2017. V. 53. P. 514–519.
8. Okita K. Magnetostriction Measurement of Giant 
Magnetoresistance Films on the Practical Substrates 
by using Inverse-magnetostriction Effect // EPJ Web of 
Conference. 2013. V. 40. P. 01004.
9. Буравихин Б.А. Влияние механических напряжений 
на магнитные свойства пленок. Иркутск: Восточносибирское книжное издательство, 1968. 123 с.
10. Kneer G., Zinn W. Origin of M–Induced Anisotropy // Phys. stat. sol. 1996. V. 17. P. 323.
11. Лесник А.Г. Наведенная магнитная анизотропия 
Текст / А.Г. Лесник. Киев: Наукова думка, 1976. 
211 с.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Kudyukov E.V., Balymov K.G., Vas’kovskiy V.O. Magnetic anisotropy and magnetoelastic properties of FeФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ      том 125       № 3       2024