二维单畴磁性颗粒磁化快速翻转特性的研究

用数值模拟法研究了二维无限大单畴磁性薄膜的磁化翻转过程和特性.比较了单轴磁性薄膜和二重轴磁性薄膜的磁化翻转,发现二重轴磁性薄膜比单轴磁性薄膜更有优势.翻转场垂直于磁化初始态且在薄膜平面内时翻转所需的时间比翻转场施加在反平行于薄膜平面内磁化初始态时翻转所需的时间要短得多,而且在磁化翻转过程中垂直于薄膜平面的偏压场发挥着重要作用.翻转场和偏压场对磁化翻转的影响程度会随着阻尼系数α取值不同而呈现此消彼长的变化.     

硬/软磁复合材料的一致转动模型及其磁滞回线

运用微磁学方法讨论了Stoner-Wohlfarth(SW)模型中单畴粒子的矫顽力、临界场、磁滞回线及其磁能积.当外场与粒子易磁化轴的夹角α≤45°时,矫顽力等于临界场;当α>45°时,矫顽力比临界场小得多.将SW模型简化成更简单的一致转动模型,计算了由硬磁、软磁两相构成的复合双层膜.计算结果表明,当硬软磁两相的易磁化轴都与外磁场平行(α=0°)时,对于λ(=Ks/Kh)值,其磁滞回线为矩形,即临界场等于矫顽力.随着λ的增大,矫顽力和临界场都增大;当外磁场与硬磁相的易轴平行,与软磁相的易轴垂直(α=90°)时,磁滞回线还是矩形的,但矫顽力和临界场随着λ的增大而减小.     

应力对铁磁/反铁磁双层体系交换偏置场的影响

研究在铁磁/反铁磁层体系中,当铁磁层中存在应力时对体系交换偏置场的影响.分别计算了改变应力大小和方向两种情况下,磁滞回线的变化以及偏置场随外磁场角度依赖关系的改变.结果表明:应力场沿着易轴方向时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值变大,其最大值所对应的位置逐渐远离易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向左移动,并且阻碍沿磁场方向的磁化随着应力场的增加;当应力场旋转90°时,偏置场随外磁场角度依赖关系表现为随着应力场的增大,偏置场的最大值减小,其最大值所对应的位置逐渐靠近易轴.在外磁场与易轴成一定角度时,交换偏置场向右移动,并且促进沿磁场方向的磁化随着应力场的增加.     

电场调制FeCoSi/PZT驱动器磁性研究

采用射频磁控共溅射方法在玻璃衬底上制备了具有面内单轴各向异性的FeCoSi磁性薄膜。使FeCoSi磁性薄膜初始易磁化方向(称为初始易轴)与PZT驱动器应力方向(长轴方向)平行进行粘接得到FeCoSi/PZT驱动器异质结,用于研究通过电场来调制磁性薄膜的磁矩转动及各向异性场的场强,并利用微聚焦磁光克尔效应测量了不同电压下FeCoSi磁性薄膜初始难磁化方向(称为初始难轴)的磁滞回线。结果表明:当给PZT驱动器施加正电压时,异质结在张应力的作用下薄膜的易磁化方向保持不变,但各向异性场变大,各向异性场随电压的变化关系约为0.12Oe/V,从而实现了电场对各向异性场场强的调制;当给PZT驱动器施加负电压时,异质结在压应力的作用下使磁矩偏离初始易轴,而磁矩从初始易轴方向转到初始难轴方向所需施加的电压为-80V,从而实现了电场对磁性薄膜磁矩转动的调制。文中实现的通过电场对FeCoSi磁性薄膜磁矩转动和各向异性场的调制有望在低功耗微波器件中得到应用。     

垂直磁记录薄膜交换耦合作用及开关场分布的测量

采用Lakeshore7407型振动样品磁强计,以Co-Pt垂直磁记录薄膜为例,详细介绍了垂直薄膜等温剩磁(isothermalremanentmagnetization,IRM)曲线、直流退磁剩磁(directcurrentdemagnetizationremanence,DCD)曲线的测量方法和退磁因子的计算方法,并给出根据退磁场修正后的IRM和DCD曲线计算垂直磁记录薄膜曲线和开关场分布(SFD)的方法.最后详细讨论了薄膜的微观组织和易磁化轴取向分布对退磁场、交换耦合作用和SFD的影响.结果表明:退磁场的存在使得直接测量得到的晶粒间交换耦合作用偏小,开关场分布宽化;影响晶粒间交换耦合作用的内在原因是介质的微观组织和易磁化轴的取向分布.     

倾斜磁场下感生单轴磁各向异性对静磁正向体波激发的影响

研究了在倾斜磁场下感生单轴磁各向异性对静磁正向体波激发的影响，并考虑了易磁化轴垂直和平行于磁性薄膜两种情形，数值计算表明，在适当的倾斜磁场下，掺铋钇铁石榴石薄膜中的感生单轴磁各向异性能够显著降低静磁正向体波的插入损耗，增加激发带宽，因此，在静磁波器件和以静磁波为基础的磁光器件中，使用具有感生单轴各向异性的磁性薄膜可以显著提高器件的性能。     

应用铁磁共振法测量易(111)面YIG磁膜的K_1,K_u和γ

本文全面地分析了用铁磁共振法测量易(111)YIG(钇铁石榴石)磁性薄膜的立方磁晶各向异性常数K_1、单轴各向异性常数K_u以及旋磁比γ的理论公式,从而找到了将静磁场H加在YIG薄膜的((?)10)面上的测量及计算程序的简便方案.文中指出,在[11(?)]轴上,外加静磁场H和磁化强度M方向是不一致的,文中还给出了易(111)面YIG磁性薄膜K_1,H_u和γ的测量结果.     

Cu底层对SmCo薄膜磁性能的影响

通过多靶射频磁控溅射系统在玻璃基片上制备了SmCo/Cu磁性薄膜.采用控制变量法优化了磁性层溅射工艺参数,制备出了矫顽力高达2400 Oe的溅射态SmCo面内磁化膜;通过控制溅射Cu底层时的基片温度,薄膜磁化方向有从面内向垂直方向转变的趋势,并制备出矫顽力达到6215 Oe的垂直面内方向的SmCo/Cu薄膜;利用扫描隧道显微镜(STM)分析SmCo薄膜在不同温度下的表面形貌发现,150℃时薄膜的晶粒尺寸较小有利于改善薄膜磁性能.     

立方晶体磁记录薄膜稳定磁化的取向研究

导出了易磁化轴沿着x轴时薄膜能量密度的取向通式；分析了薄膜进行稳定磁化的取向数；讨论了能量密度随取向角变化的关系，结果显示：在水平方向上，系统有4个稳定的水平磁化取向，能量密度与2K1之比在θ的取值范围内有最小值，但各曲线最小值对应的θ则不同；在竖直方向上，当α取一周时，有4个稳定磁化方向，但此时的稳定磁化弱于不稳定磁化；当分别保持磁化场和磁化强度不变时，两种情况下的能量密度与2K1之比值都有最大值和最小值，且各曲线上最大值与最小值对应的位置相同．     

旋转磁化法在六角晶系中的应用：理论与模拟

用VSM在固定外场大小下旋转样品,由测得的旋转磁化曲线推知具有面内单轴磁各向异性的薄膜材料的磁各向异性场,是一种测量材料一阶和二阶磁晶各向异性常数的新方法.该文基于能量最小原理,对具有平面型各向异性的六角晶系的面内旋转磁化曲线进行了严格的理论推导.我们将理论模型应用于具有六角晶系的平面型各向异性的球形颗粒中,系统讨论了不同大小的外场在基面内旋转时颗粒的旋转磁化曲线.理论计算结果与蒙特卡洛模拟结果相符.研究发现,在外磁场远小于磁晶各向异性场时,为了拟合实验的旋转磁化曲线,必须充分考虑矫顽力对磁化反转过程的影响.我们的工作证明,通过VSM测量旋转磁化曲线为确定六角晶系的面内磁晶各向异性常数K3提供了新途径,并提出当外场的大小约为面内各向异性场的0.2时,测量效果最佳.     

二维铁磁膜中的周期瞬子

为把单磁体中的宏观量子隧穿推广到场模型，研究了双轴各向异性铁磁体形成的理想无界膜上的周期瞬子解．在强各向异性极限下，采用半经典近似方法，可将铁磁膜中磁化矢量的时空运动方程约化为1 2维sine—Gordon场方程，由此得到欧几里得场方程的静态周期瞬子解．同时给出其能量密度，并研究了其稳定性，所得结果与献中给出的一维周期瞬子解类似．     

两层对称铁磁薄膜中的自旋波共振

采用量子力学方法研究了两层对称铁磁性薄膜的自旋波共振激发，计算了自旋波共振激发谱，特别讨论了表面各向异性对共振的影响。研究结果表明：在没有自旋波间相互作用的情况下，表面钉扎直接影响着自旋波的共振激发。     

铁磁质斯特林制冷循环的主要特性

给出铁磁质的热力学性质,并由此讨论了磁斯特林制冷循环的性能,得到一些普遍的结论。     

铁磁金属纳米点接触的磁电阻

分析和比较了运用不同制作方法制作的铁磁金属纳米点接触样品的弹道磁电阻现象,探讨了由于磁致伸缩或微磁力等机械因素引起的力致电阻效应对纳米点接触样品电阻的变化所产生的影响,在实验中得出了样品在磁场作用下所观察到的大比例的弹道磁电阻效应可能与力致电阻效应相关.     

铁磁介质间超导直杆的稳定性

基于直杆弯曲的电磁力－变形耦合的数学模型，分析了两铁磁介质间超导直杆的自场稳定性，利用分离变量法和有限元方法，计算了初始磁场和挠动磁场，得到了超导直杆的临界电流，可以看到，由于耦合效应，单元性质较为复杂。     

铁磁性导电薄板中磁损耗的理论计算

铁磁性导电薄板是实际中应用的铁磁性器件中最常见、最基本的物理模型.本文给出了在交变磁场的作用下的各向同性的铁磁性导电薄板中涡流效应产生的磁损耗的理论计算公式.结果表明减小铁磁性导电薄板的电导率和薄板厚度,是减小铁磁性导电薄板中由涡流效应引起的磁损耗功率的有效方法.     

铁磁/半导体/铁磁异质结中电子的自旋翻转及磁电阻效应

考虑半导体中自旋轨道耦合作用的自旋翻转效应及铁磁半导体边界处的界面势垒作用,研究了自旋极化电子在准一维铁磁/半导体/铁磁(F/S/F)异质结中的输运行为.数值结果表明,随着界面势垒的增大能够实现电子自旋的翻转.随着两边铁磁体磁化方向夹角的变化,磁电阻在夹角为π处出现正负转变,而且磁电阻正负值的绝对值关于夹角π不对称,这些现象均起源于Rashba自旋轨道耦合作用而不是Dresselhaus自旋轨道耦合作用.与Dresselhaus自旋轨道耦合作用相比,Rashba自旋轨道耦合作用更能增大磁电阻效应.     

铁磁性双层薄膜中的自旋波

本文采用界面重标度方法严格求解了双层铁磁性薄膜中自旋波的本征值问题，结果表明：在一般情况下，自旋波分为扩展模，共振禁闭模，完全禁闭模和界面模四种类型。对各种模在体内和界面处的性质与特点，以及各层薄膜中自旋波的色散关系和能量范围作了详细讨论。     

Hubbard模型的铁磁相变

用Zou-Anderson有效哈密顿量计算了spinon-holon系统的动态横向磁化率。由讨论holon涨落效应,导出一铁磁相互作用,这一相互作用对解释Hubbard模型的铁磁相变有重要的意义。     

磁性双层膜中自旋波的波形及其演化

研究了磁性双层膜中自旋波的低能激发，着重地讨论了横向自旋波对纵向自旋波的波形的影响，发现了由于自旋波共振；ｉ）在能带中也存在界面模（ＩＭ），ｉｉ）在较高能带与较低能带相交的区域，随着γ值的增加，存在ＰＣＡＭ－ＰＣＢＭ振荡现象。