交换各向异性与单轴各向异性非共线时铁磁／反铁磁体系的交换偏置

采用能量极小原理及S-W模型研究了交换各向异性与单轴各向异性非共线时,铁磁／反铁磁双层薄膜体系的交换偏置．不施加外磁场时,根据能量与铁磁层磁化强度方向之间的关系,我们发现体系可以处于单稳态与双稳态两种不同的状态,是由交换各向异性与单轴各向异性之间的竞争决定的．体系处于单稳态还是双稳态直接决定着交换偏置的角度依赖关系．分析磁化过程发现,外磁场沿内禀易轴、内禀难轴方向施加时,磁滞回线的一支转换场发生突变,另一支转换场则保持连续,最终导致交换偏置出现阶跃行为．数值计算表明,交换各向异性的大小及方向对角度依赖关系均有很大影响;交换偏置场与矫顽场在阶跃点均具有较大的数值．交换偏置的阶跃行为决定于铁磁．反铁磁界面耦合系数、耦合方向、铁磁层材料的单轴各向异性以及厚度,是体系自身的一种性质．     

单轴与交换各向异性垂直条件下外应力对FM/AFM体系交换偏置的影响

从单轴各向异性、交换各向异性、外应力三方面出发,根据Stoner-Wohlfarth模型及能量极小值原理,主要研究了在单轴各向异性与交换各向异性垂直条件下,改变外应力的方向对铁磁/反铁磁体系交换偏置角度依赖关系的影响.数值计算表明改变外应力的方向,可以使体系在单稳态与双稳态之间转变,导致角度依赖关系发生显著变化.     

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.     

双二次耦合场对铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置场的影响

研究了界面双线性耦合和双二次耦合对铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置场的影响.结果表明:随着双线性耦合场或双二次耦合场的增加,交换偏置场的最大值位置向易轴靠近.另外,交换偏置场随外磁场角度的变化曲线随着双二次耦合场的增加,逐渐趋于正弦图像.其根源在于双二次耦合场与铁磁层单轴各向异场二者作用相互抵消,使曲线趋于光滑.铁磁层的磁滞回线对双二次耦合场也有一定的依赖.     

铁磁微晶尺寸与其矫顽力及磁化机制

用磁畴组态能量比较方法,导出外磁场场强为H时的铁磁微晶(即尺寸小于L_0的铁磁性单晶体;L_0为外磁场H为零时,单畴粒子尺寸的临界值)临界尺寸表达式,给出了与微晶尺寸L_s相关的矫顽强度H(L_s);并以SmCo_5材料为例,对H(L_s)做了定量估计。得出:在L_s小于L_0而大于L_c时,微晶也与尺寸大于L_0o的粒子类似,反磁化经历多畴过程;当L_s≤L_c时,反磁化才按Stoner-Wohlforth机制进行。认为用RECo_5材料制做具有_MH_C=2k/M_s的高级磁体是可能的。     

坡莫合金纳米盘中交换偏置的涡旋动力学行为

提出铁磁反铁磁界面交换作用模型,并采用数值计算方法对在交换偏置场作用下坡莫合金纳米盘中涡旋的动力学行为进行研究.计算表明,在这种涡旋形钉扎场的作用下,涡旋核的螺旋运动频率会增大,而且随着铁磁/反铁磁之间界面交换作用的增加而线性增加;同时涡旋核向平衡位置的弛豫时间缩短,交换偏置作用起到了阻尼的效果.当有外磁场作用时,交换偏置使得铁磁层涡旋核运动轨迹不再是简单的螺旋曲线,核到盘中心的距离振荡增加直到达到一个稳定值.     

铁磁材料应力-磁化性能的相关性

针对受外力作用的铁磁材料,应用微磁学理论,从最小能量原理出发,采用拉格朗日乘子法推导了应力作用下的应力-磁化矢量的描述方程,得出应力-磁化率关系表达式。以条形单晶铁为例,编写三维有限元程序,计算得出应力平行和垂直于外磁场情况下单晶铁磁体内部的磁化矢量分布及应力-磁化率关系曲线,计算结果表明在应力作用下磁化矢量发生偏转,受拉时磁化矢量向外磁场方向偏转,磁化增强,磁化率随应力增加而增大;受压时磁化矢量向背离外磁场方向偏转,磁化减弱,磁化率随应力增大而减小;且各向异性磁化率与应力施加方向相关。     

铁磁材料磁化涡旋在应变作用下的响应

磁化涡旋是微米/亚微米铁磁材料中一种常见的磁畴结构,由于它可以被用于高密度的磁性存储设备中,近年来受到了人们的广泛关注。本文基于随时间变化的Ginzburg-Landau方程,采用实空间下的相场模型研究了铁磁材料中磁化涡旋的力磁耦合行为,探讨了铁磁纳米圆柱体中自发磁化涡旋形态以及该结构在沿圆柱体轴向应变作用下的响应行为。结果表明,沿圆柱体轴向的应变对面内磁化分量的幅值和分布影响十分微弱,但对垂直于圆柱体表面磁化分量的影响却十分明显,具体表现为平面外磁化分量的幅值将随着拉应变的增大而增大,又会伴随压应变的增大而减小。随着平面外磁化分量的增加,则更容易探测到该磁化涡旋的极性情况,从而有利于实验观察和实际应用。     

反铁磁耦合纳米体系磁特性的微磁学研究

采用微磁学方法研究了磁层间反铁磁耦合强度对SyAF纳米体系磁特性的影响.当SyAF纳米体系上、下磁层间的反铁磁耦合强度不同时,SyAF纳米体系具有两种不同类型的磁滞回线.当磁层间反铁磁耦合强度较小时,体系的矫顽力随反铁磁耦合强度的增大而增大,反磁化机制为反磁化核的形成与传播的反转过程.而当磁层间反铁耦合强度较大时(0.2×10-3J.m-2),体系的矫顽力基本不随反铁磁耦合强度变化,并且在剩磁态为稳定的单畴结构,反磁化机制为类一致反转过程.这类SyAF纳米体系更适合于作为磁信息器件中自旋阀的自由层.     

铁磁钢材应力致磁各向异性定量检测特性研究

为研究铁磁材料的应力致磁各向异性的物理表现及其对应力的定量检测特性,搭建了交流磁化/检测实验装置.在单向加载条件下,对铁磁Q195平板试件施加了不同程度的弹性应力.并在保持每个弹性应力方向及大小不变前提下,施加了不同方向的不饱和交流外磁场,检测了其交流磁化曲线.通过对实验数据的频谱分析、磁滞回线的获取及磁特征参数的提取,分析和讨论了铁磁材料应力致磁各向异性定量特性、磁各向异性特征参数与应力的定量关系.研究结果表明:应力导致了铁磁Q195钢材表现出了磁各向异性特性;应力致磁各向异性磁特征参数随着应力增大而近似于线性增大,可以通过提取对应的参数进而求取对应的应力.研究结果对系统探究铁磁材料的应力致磁各向异性定量特性具有一定参考价值.     

反铁磁耦合双层膜结构体系的磁滞回线相图研究

基于Stoner-Wohlfarth模型研究了非对称型反铁磁耦合三层体系的磁滞特性,得到了不同磁层厚度以及磁参数下发生线性磁相变临界转换场的解析表达式,以及9种可能存在的不同类型易轴磁滞回线．基于磁相变的临界条件获得了非对称反铁磁耦合双层膜体系在k1-k2如空间的磁滞回线相图．非对称反铁磁耦合双层膜体系作为磁隧道结的自由层时,相对于单层结构自由层具有更好的热稳定性．     

磁晶各向异性对反铁磁耦合纳米体系磁特性的影响

采用微磁学方法研究了磁性层的磁晶各向异性对反铁磁耦合三层纳米体系磁特性的影响.结果表明:随着磁性层磁晶各向异性的增大,反铁磁耦合三层纳米体系具有4种不同类型的磁滞回线,上、下磁性层的反转场逐渐减小,而饱和场先减小后增大.当磁晶各向异性较小时,反磁化过程为反磁化核的形成与传播过程;当磁晶各向异性很大时,反磁化过程为先形成多畴微磁结构,再逐渐反转的过程.     

一维反铁磁海森堡系统的磁化强度

利用数值密度矩阵重正化群方法研究了一维反铁磁海森堡系统的磁化曲线,分析了不同阻挫时的磁化特性,着重描述了磁化曲线中出现的中场尖奇点,并分析其产生机理.     

夹层铁磁交换耦合的畴结构和铁磁共振分析

作者在分析前人实验结果的基础上,研究了夹层Co/Cu/Co的磁畴结构,并对反铁磁相互作用振动周期作了估算;夹层铁磁耦合的磁畴结构依赖于夹层磁化易轴的梯度取向,当Co层的易轴在夹层梯度的法线上时,交换耦合振动周期近似为8.5.另外,作者采用一种特殊模型,为3层膜的描述提供了一种有效的方法,即:在膜厚度范围内提出一种可用到单体薄膜交换耦合的规范且简单的计算方法.同时,也说明了对两个交换耦合介质之间界面结构的边界条件.     

铁磁材料磁化涡旋在应变作用下的响应简

磁化涡旋是微米/亚微米铁磁材料中一种常见的磁畴结构，由于它可以被用于高密度的磁性存储设备中，近年来受到了人们的广泛关注。本文基于随时间变化的Ginzburg-Landau方程，采用实空间下的相场模型研究了铁磁材料中磁化涡旋的力磁耦合行为，探讨了铁磁纳米圆柱体中自发磁化涡旋形态以及该结构在沿圆柱体轴向应变作用下的响应行为。结果表明，沿圆柱体轴向的应变对面内磁化分量的幅值和分布影响十分微弱，但对垂直于圆柱体表面磁化分量的影响却十分明显，具体表现为平面外磁化分量的幅值将随着拉应变的增大而增大，又会伴随压应变的增大而减小。随着平面外磁化分量的增加，则更容易探测到该磁化涡旋的极性情况，从而有利于实验观察和实际应用。     

改进的磁化等离子体SO-FDTD方法

根据磁化等离子体的色散特性,给出了一种计算各向异性介质的改进的移位算子有限差分(Shift-Op-erator Finite Difference Time-domain,SO-FDTD)方法.该方法从Maxwell方程组入手,结合极化电流密度与磁化等离子体各参数的关系,推导得出电流密度的差分方程表达式,进而求出电场的差分迭代方程.应用该方法计算了磁化等离子体平板的反射、透射系数,通过与解析法和辅助方程法(Auxiliary Difference Equantion,ADE)的比较,验证了该算法的高效性和准确性.     

随机晶场作用的铁磁自旋系统的临界特性

在伊辛模型的框架内考虑随机晶场作用的铁磁自旋系统的临界特性用有效场理论推导平方格子的磁化表达式 ,重点研究系统的临界特性 ,在某些晶场和随机浓度的范围内呈现出一些新的临界特性 ,我们详细讨论随机浓度对临界特性的影响 ,并给出了相图和磁化曲线     

垂直位型中反铁磁体系线性磁化率随磁场变化规律分析

磁化率是描述磁性介质属性的物理量,决定着磁性体系的长波动力学特性和磁光性质。对于反铁磁体系而言,可以通过控制外加稳恒磁场来改变反铁磁体系动力学性质,并改变它的电磁性质及光学性质。因此,有外加磁场存在下的线性与非线性磁化率的计算就具有了普适意义。随着对反铁磁体系光学性质研究的不断深入,对于磁化率的表述也成为研究线性与非线性问题的重点,在外磁场中反铁磁体磁化率的推导是一个复杂而繁琐的工作。采用典型的双子格反铁磁体为计算模型,推导了外场垂直磁化下反铁磁体的一阶线性磁化率,同时考虑了有阻尼作用存在,通过一阶线性磁化率求解可以得出当外场存在时反铁磁体的共振频率。这为以后深入研究反铁磁体系的入射、反射和透射性质提供了理论依据。     

二模外场下键稀疏铁磁混合Blume-Capel模型的磁化

利用有效场理论和切断近似,研究简立方格子在二模外场作用下键稀疏铁磁混合自旋1／2和1的Blume-Capel模型的磁化．在M-T空间中,重入磁化现象出现在适当的晶场范围内,键稀疏的引入可在两个不同的晶场区出现重入磁化．在M-H空间中,磁化趋于零时临界磁场在整个晶场范围内表现出振荡行为．而键稀疏对这种行为有弱化作用,并导致磁有序区减小．     

电磁直驱变速器铁磁材料磁化影响及隔磁设计

为解决电磁直驱变速器(DAMT)铁磁材料磁化所造成的控制精度下降问题,以升挡过程为例,利用JMAG电磁场软件分析因铁磁材料磁化所造成的磁路变化及对执行器输出力的影响.建立接合套磁化后受磁场力作用的数学模型,分析接合套升挡过程中的受力情况及对换挡力的影响,分析齿轮啮合部位磁化程度及所受径向吸力情况.基于上述影响机理,利用...