50 лет в строю

В этом году исполняется 50 лет с начала работы на физическом факультете Заслуженного научного сотрудника МГУ, лауреата Ломоносовской премии МГУ, профессора, главного научного сотрудника Колотова Олега Сергеевича.
Колотов Олег Сергеевич — автор открытия №159 — «Явление разрывов доменных стенок под воздействием магнитных полей».
Колотов Олег Сергеевич — выдающийся физик–экспериментатор, работы которого оказали большое влияние на развитие методов исследования переходных процессов в магнетиках и, в целом, на становление современной магнитодинамики. Ему пришлось решать широкий спектр технических и методических задач, связанных с инициированием переходных процессов, получением информации о характере поведения намагниченности и выяснением причин, на него влияющих. Прежде всего, большое внимание уделялось им формированию электрических, магнитных и световых импульсов. Импульсы необходимы не только для инициирования переходных процессов, но и для регистрации промежуточного состояния исследуемого магнетика. Возникающие при этом требования к длительности импульса, его форме, амплитуде и т.д., как правило, не могли быть удовлетворены при использовании приборов серийного производства. Решить многие из возникающих при этом проблем О.С. Колотову удавалось путём нахождения новых схемных решений (например, схем релаксационных генераторов, схем коррекции импульсов и т.д.). Однако решения ряда проблем стало возможным лишь после серьёзных исследований. Так, им выполнены обстоятельные исследования влияния виртуального катода, образующегося в промежутке анод-экранная сетка мощных электронных ламп, на форму получаемых с их помощью импульсов. Им впервые изучена возможность применения низковольтных искровых обострителей для формирования перемагничивающих импульсов). В 70-х гг. проведены оригинальные исследования влияния вихревых токов на характер установления пространственной конфигурации магнитного поля вблизи полосковых проводников.
Большое внимание уделялось О.С. Колотовым методам исследования поведения намагниченности. В 1964 г. он, вместе с В.А. Погожевым (бывшим тогда его дипломником) создаёт стробоскопический осциллограф с широкой полосой пропускания (серийный осциллограф С7-39 с полосой 0.7 ГГц был разработан в 1967 г.). Колотов О.С. много работал над вопросами подавления шумов и наводок.
С 1966 г. О.С. Колотов упорно работает над развитием методов наблюдения неравновесных динамических доменов, возникающих при переходных процессах. Для начала он решил использовать метод стробоскопической электронной микроскопии, предложенный на кафедре электроники Г.В. Спиваком в 1965 г. Им разработаны оригинальные устройства и схемы, позволившие снизить эффективное время экспозиции прибора до 2 нс, а время установления магнитного поля до 5 нс (вместо 80 нс и 1000 нс в установках, разработанных ранее на кафедре электроники). В 1976 г. эти цифры были доведены соответственно до 0.5 нс и 2 нс.
В 1972-76 гг. Колотовым О.С. разработаны первые универсальные установки, позволяющие не только наблюдать динамические домены, но и исследовать поведение суммарной намагниченности. О.С. Колотов постоянно работает над развитием методов исследования основных взаимодействий, влияющих на поведение намагниченности. Так, им разработан метод исследования внутреннего действующего поля, основанный на изучении реакции магнетиков на двухступенчатые импульсы магнитного поля. Им развиты методы определения полей рассеяния, возникающих в процессе импульсного перемагничивания, методы исследования процессов релаксации динамических доменов и доменных стенок и т.д.
В итоге, только О.С. Колотову удалось провести систематическое и комплексное исследование переходных процессов практически во всех магнитных материалах, разрабатываемых для импульсной техники. К исследованию некоторых из них — например, магнитомягких аморфных плёнок, монокристаллов бората железа — он приступил первым. Это позволило ему решить ряд ключевых задач магнитодинамики. Прежде всего — получена прямая информация о природе основных механизмов импульсного перемагничивания. Так, в 60-е гг. в литературе широко обсуждалась природа механизмов разностороннего неоднородного вращения (РНВ) в пермаллоевых плёнках. Ряд исследователей (Фельдкеллер Е., 1961 г.; Колотов О.С. и Телеснин Р.В., 1963 г.; Виноградов О.А., 1966 г.; Фушиками Т., 1968 г.; Саланский Н.М., 1968 г. и др.) предполагали, что этот механизм связан с формированием полосовых доменов.
В 1968 г. американские исследователя Крайдер и Хэмфри сделали первые наблюдения динамических доменов, соответствующих механизму РНВ. Ими использовалась магнитооптическая установка с пространственным разрешением 20 мкм. Полосовых доменов они не обнаружили, а наблюдаемые ими доменные структуры они интерпретировали, как рост зародышей обратной намагниченности. Учитывая, что установка Крайдера и Хэмфри не обладала достаточным пространственным разрешением. О.С. Колотов и Р.В. Телеснин решили использовать для изучения динамических доменов стробоскопический электронный микроскоп. Для ускорения работы было решено объединиться с сотрудниками кафедры электроники. В результате к концу 1969 г. удалось получить довольно полное представление о механизме РНВ. Найдено, что после начального двухстороннего вращения намагниченности действительно образуются полосовые домены шириной ? 10 мкм, перпендикулярные оси лёгкого намагничивания (ОЛН). Затем вращение намагниченности полностью тормозится полями рассеяния и силами анизотропии. Дальнейшее изменение намагниченности становится возможным после разрушения доменных стенок, несущих на себе дипольные магнитные заряды. В результате в стенках образуются разрывы, а вблизи разрывов вновь становится возможным вращение намагниченности. Это приводит к появлению новых разрывов в соседних стенках. В результате разрывы быстро распространяются от стенки к стенке вдоль ОЛН. Таким образом, впервые исследован один из реальных механизмов импульсного перемагничивания.
В последующие годы с помощью универсальных магнитооптических установок Колотовым О.С. обнаружено несколько разновидностей механизма разностороннего вращения (в плёнках пермаллоя, магнитомягких аморфных плёнках и т.д.). Для ряда магнитных материалов решена основная задача магнитодинамики — установлена связь между формой кривой импульсного перемагничивания и реальными механизмами перемагничивания, а также основными свойствами материалов.
Особо следует отметить выполненное О.С. Колотовым исследование влияния магнитоупругого взаимодействия на переходные процессы в монокристаллах бората железа FeBO3. Как известно, взаимодействие магнитной и упругой подсистем кристалла является основным источником потерь энергии при переходных процессах. Колотов О.С. первый обратил внимание на то, что в монокристаллах FeBO3 это взаимодействие проявляется в наглядной и удобной для исследования форме. Действительно, все переходные процессы в этом материале сопровождаются заметными колебаниями намагниченности. Анализ зависимости частоты колебаний от толщины монокристалла и внешнего поля показал, что эти колебания связаны с волной сдвиговых деформаций, распространяющейся вдоль нормали к поверхности кристалла. Анализ же зависимости интенсивности колебаний от внешнего поля, скорости перемагничивания и толщины монокристалла, показал, что при определеннной длительности переходного процесса наблюдается отставание упругой подсистемы кристалла от магнитной, что приводит к уменьшению потерь энергии и резкому увеличению скорости переходного процесса. Таким образом, впервые при исследовании переходных процессов в магнетиках был обнаружен реальный канал потерь энергии. В последнее время в группе Колотова О.С. обнаружен ещё один канал потерь энергии. Природа этого канала уточняется.
Значительное внимание уделяется О.С. Колотовым и изучению колебаний намагниченности гиромагнитной природы. Эти колебания также несут информацию о взаимодействии намагниченности с решёткой. В то же время они являются причиной ограничения быстродействия магнитных материалов. О.С. Колотовым обнаружена интересная возможность демпфирования колебаний в материалах с анизотропией типа «лёгкая плоскость». Первые эксперименты по затуханию свободных колебаний намагниченности в плёнках ферритов-гранатов подтверждают эту возможность. Расчёты, выполненные недавно Колотовым О.С. совместно с Поляковым П.А. и Матюниным А.В., показали, что в магнетиках возможно полное демпфирование колебаний, причём без увеличения длительности переходных процессов. Сейчас готовятся эксперименты по исследованию предельной скорости изменения намагниченности в монокристаллах бората железа.
В настоящее время Колотов Олег Сергеевич продолжает активную научную, педагогическую и научно-организационную работу. Он руководитель госбюджетной научной темы, член диссертационного совета при МГУ, зам. председателя экспертной комиссии физического факультета, читает лекции по физике переходных процессов в магнетиках, под его руководством защищено несколько десятков дипломных работ и подготовлено девять кандидатов наук. Хочется пожелать Олегу Сергеевичу крепкого здоровья и дальнейших творческих успехов.

Профессор кафедры общей физики X br /> X П.А.Поляков X br /> X em>