procyberВестник кибернетикиProceedings in Cybernetics1999-7604Бюджетное учреждение высшего образования Ханты-Мансийского автономного округа – Югры «Сургутский государственный университет»10.35266/1999-7604-2025-4-6procyber-720Research ArticleТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИEngeneeringМоделирование частотных свойств магнитоэлектрических структурFrequency properties modeling of magnetoelectric structureshttps://orcid.org/0009-0008-6592-3806МетёлкинА. В.MetelkinA. V.

аспирант

Postgraduate

https://orcid.org/0009-0001-6081-8571ПоликарповИ. А.PolikarpovI. A.

аспирант

Postgraduate

nenchic756@yandex.ruМИРЭА – Российский технологический университет, МоскваРоссияMIREA – Russian Technological University, MoscowRussian Federation2025181220252445057Copyright © Метёлкин А.В., Поликарпов И.А., 20252025Метёлкин А.В., Поликарпов И.А.Metelkin A.V., Polikarpov I.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestcyber.ru/jour/article/view/720

Настоящее исследование посвящено исследованию частотных свойств магнитоэлектрических структур. Основная проблема, решаемая в ходе исследования, заключается в построении частотной модели прямого магнитоэлектрического эффекта на основе экспериментальных исследований, полученных для двухслойного композитного образца цирконат-титанат свинца – MetGlass в магнитном поле, созданном катушками Гельмгольца. Результатом исследования является обобщенная схема замещения двухслойных магнитоэлектрических структур и подход к методике расчета ее параметров. Полученные результаты могут быть использованы как при применении двухслойных структур в составе электротехнических устройств (фильтров, магнитоэлектрических трансформаторов), так и, в дальнейшем, при разработке новых видов композитных материалов

The paper examines the frequency properties of magnetoelectric structures. The main task of the work is the construction of a frequency model of the direct magnetoelectric effect. This model is based on the experimental research conducted on a two-layer composite sample of lead zirconate titanate (PZT) – MetGlass in a magnetic field created using Helmholtz coils. The study results are the creation of a generalized equivalent circuit of two-layer magnetoelectric structures and the development of a method for calculating its characteristics. The findings are applicable to the utilization of two-layer structures in the design of electrical devices (filters, magnetoelectric transformers) and, subsequently, to the creation of novel composite materials.

магнитоэлектрический эффектдвухслойная структурамагнитное полекатушка Гельмгольцасхема замещениячастотная характеристикаэлектрический фильтрmagnetoelectric effecttwo-layer structuremagnetic fieldHelmholtz coilequivalent circuitfrequency responseelectronic filterReferencesВольпяс О. В. Полупроводниковые материалы для создания перспективной компонентной базы и развития отечественной микроэлектроники: перовскиты // Open Science 2023 : сб. тезисов X Всероссийского молодежного научного форума с международным участием, 15–17 ноября 2023 г., г. Гатчина. Гатчина : Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова, 2023. С. 176.Вольпяс О. В. Полупроводниковые материалы для создания перспективной компонентной базы и развития отечественной микроэлектроники: перовскиты // Open Science 2023 : сб. тезисов X Всероссийского молодежного научного форума с международным участием, 15–17 ноября 2023 г., г. Гатчина. Гатчина : Петербургский институт ядерной физики им. Б. П. Константинова, 2023. С. 176.Юсупов Д. М., Амиров А. А. Магнитоэлектрический эффект в композитах из материала с эффектом памяти формы // Новые материалы: дизайн, синтез, функциональные свойства : сб. материалов научного семинара, 18–19 августа 2018 г., г. Челябинск. Челябинск : Челябинский государственный университет, 2018. С. 26.Юсупов Д. М., Амиров А. А. Магнитоэлектрический эффект в композитах из материала с эффектом памяти формы // Новые материалы: дизайн, синтез, функциональные свойства : сб. материалов научного семинара, 18–19 августа 2018 г., г. Челябинск. Челябинск : Челябинский государственный университет, 2018. С. 26.Звездин А. К., Bоробьева Г. П., Кадомцева А. М. и др. Квадратичный магнитоэлектрический эффект и роль магнитокалорического эффекта в магнитоэлектрических свойствах мультиферроика BaMnF4 // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2009. Т. 136, № 2. С. 265–271.Звездин А. К., Bоробьева Г. П., Кадомцева А. М. и др. Квадратичный магнитоэлектрический эффект и роль магнитокалорического эффекта в магнитоэлектрических свойствах мультиферроика BaMnF4 // Журнал экспериментальной и теоретической физики. 2009. Т. 136, № 2. С. 265–271.Маничева И. Н., Филиппов Д. А., Лалетин В. М. Магнитоэлектрический эффект в трехслойной структуре никель – кварц – никель // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. № 4 (82). С. 27–32. http://doi.org/10.23670/IRJ.2019.82.4.005.Маничева И. Н., Филиппов Д. А., Лалетин В. М. Магнитоэлектрический эффект в трехслойной структуре никель – кварц – никель // Международный научно-исследовательский журнал. 2019. № 4 (82). С. 27–32. http://doi.org/10.23670/IRJ.2019.82.4.005.Лалетин В. М., Филиппов Д. А. Влияние Delta E-эффекта на полевую зависимость магнитоэлек-трического эффекта в области электромеханического резонанса // Журнал технической физики. 2018. Т. 88, № 2. С. 194–197. http://doi.org/10.21883/JTF.2018.02.45406.2337.Лалетин В. М., Филиппов Д. А. Влияние Delta E-эффекта на полевую зависимость магнитоэлек-трического эффекта в области электромеханического резонанса // Журнал технической физики. 2018. Т. 88, № 2. С. 194–197. http://doi.org/10.21883/JTF.2018.02.45406.2337.Болотина Е. В., Савельев Д. В., Турутин А. В. и др. Влияние температуры на магнитоэлектрический эффект в композитной гетероструктуре бидоменный ниобат/fecosib // Оптические технологии, материалы и системы (Оптотех-2024) : Международная научно-техническая конференция, 02–08 декабря 2024 г., г. Москва. М. : МИРЭА – Российский технологический университет, 2024. С. 542–545.Болотина Е. В., Савельев Д. В., Турутин А. В. и др. Влияние температуры на магнитоэлектрический эффект в композитной гетероструктуре бидоменный ниобат/fecosib // Оптические технологии, материалы и системы (Оптотех-2024) : Международная научно-техническая конференция, 02–08 декабря 2024 г., г. Москва. М. : МИРЭА – Российский технологический университет, 2024. С. 542–545.Смирнов А. В. Метод одновременной оптимизации характеристик электрических фильтров в частотной и временной областях // Российский технологический журнал, 2018. Т. 6, № 6. С. 13–27. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2018-6-6-13-27.Смирнов А. В. Метод одновременной оптимизации характеристик электрических фильтров в частотной и временной областях // Российский технологический журнал, 2018. Т. 6, № 6. С. 13–27. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2018-6-6-13-27.Трифонов И. И., Скиба К. С. Аппроксимация амплитудно-частотных характеристик минимально-фазовых рекурсивных цифровых полосовых фильтров // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2005. Т. 48, № 7. С. 11–17.Трифонов И. И., Скиба К. С. Аппроксимация амплитудно-частотных характеристик минимально-фазовых рекурсивных цифровых полосовых фильтров // Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2005. Т. 48, № 7. С. 11–17.Прикота А. В., Бубнов В. В. Современные технологии моделирования электронных схем в системе схемотехнического моделирования SimOne // Наноиндустрия. 2019. № S89. С. 361–367. https://doi.org/10.22184/NanoRus.2019.12.89.361.367.Прикота А. В., Бубнов В. В. Современные технологии моделирования электронных схем в системе схемотехнического моделирования SimOne // Наноиндустрия. 2019. № S89. С. 361–367. https://doi.org/10.22184/NanoRus.2019.12.89.361.367.Иванов Д. В., Кацюба О. А., Дубинин А. Е. Идентификация моделей длинных линий на основе адаптивных фильтров с разностями дробного порядка // Электротехника. 2017. № 3. С. 23–26.Иванов Д. В., Кацюба О. А., Дубинин А. Е. Идентификация моделей длинных линий на основе адаптивных фильтров с разностями дробного порядка // Электротехника. 2017. № 3. С. 23–26.Будко Д. А. Фильтры на поверхностных акустических волнах, датчики физических величин на их основе и меры малой длинны (5 мкм), изготавливаемые ОАО НПП Эталон г. Омск // Промышленные АСУ и контроллеры. 2010. № 11. С. 44–45.Будко Д. А. Фильтры на поверхностных акустических волнах, датчики физических величин на их основе и меры малой длинны (5 мкм), изготавливаемые ОАО НПП Эталон г. Омск // Промышленные АСУ и контроллеры. 2010. № 11. С. 44–45.Унру Н. Э. Межрезонаторная связь в дискретно перестраиваемых фильтрах на отрезках однородных длинных линий // Вопросы радиоэлектроники. 2016. № 4. С. 60–63.Унру Н. Э. Межрезонаторная связь в дискретно перестраиваемых фильтрах на отрезках однородных длинных линий // Вопросы радиоэлектроники. 2016. № 4. С. 60–63.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.