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.     

磁各向异性对YIG单晶磁性薄膜ΔH的贡献

在考虑任意磁化方向单磁各向异性等效场的基础上，根据磁矩进动方程，导出了张量磁化率Ｘ”的表达式，讨论了单晶ＹＩＧ磁性薄膜中磁各向异性对铁磁共振线宽的贡献，用“各向异性线宽因子”的概念定量描述了这种贡献，理论计算与实验结果符合得很好。     

外应力场下铁磁薄膜共振性质的理论研究

根据Smith和Beljers理论方法研究了磁性薄膜在应力场作用下的铁磁共振性质.该模型选取各向同性的磁性薄膜,给出了外应力场在垂直薄膜的平面内变化时对铁磁共振性质的影响.结果表明:当外磁场处于应力场所在的平面内时,外应力的大小及方向均会影响薄膜的难易磁化轴方向.但是当外磁场处于薄膜所在的平面内时,薄膜的难易磁化轴方向则不受外应力场的影响.当应力场与外磁场均垂直膜面时,如果应力场小于某一值(4πM/3)时,共振频率在低磁场区会出现恒等于零的情况,如果应力场大于这一值时,共振频率的值会在临界场处发生突变.此外,还发现外应力的大小及其方向对于临界场和饱和场的值有着很大的影响.     

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．     

(001)取向FePt薄膜的有序化过程及磁性

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的FePt薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜能够在MgO(001)单晶基片的诱导下实现(001)取向生长,但仍处于无序的A1相,呈软磁性.Ta=500°C,薄膜结构没有明显改变.Ta=600°C,FePt发生部分有序化,薄膜中A1相和L10相(有序相)共存,形成一种具有磁各向异性的特殊硬磁-软磁复合体.软磁相的磁性主要表现在沿平行于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,但矫顽力可以达到10 kOe(1Oe=103/4πA m-1),硬磁相的磁性主要表现在沿垂直于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,矫顽力却只有5kOe.这说明薄膜中硬磁相和软磁相之间存在强烈的交换耦合,形成了磁性弹簧.当Ta提高到700°C,薄膜基本完成有序化,磁化易轴彻底转向垂直于膜面的方向,矫顽力大于20 kOe.原子力显微镜和磁力显微镜观察表明,薄膜由岛状颗粒构成,在Ta=700°C时大部分颗粒内部形成多磁畴结构,在不太大的磁场作用下依靠畴壁移动和消失变为单磁畴,磁化反转过程应该主要依靠形核.     

Co薄膜的磁滞回线标度行为

采用磁控溅射法制备了多晶的Co薄膜,研究了其结构、磁滞行为和标度关系.实验结果表明:Co薄膜具有简单立方结构和沿膜面的易磁化方向;沿Co磁性薄膜的易磁化方向所得到的标度指数值α=0.90,与其它实验和理论计算结果相近;而对于沿难轴方向,Co磁性膜的标度指数(α=1.8)比沿易磁化方向的要大得多,这种差异有待进一步的理论研究.     

场致排列CrO2/Polystyrence复合材料结构及磁性分析

研究了CrO2/Polystyrence(聚苯乙烯简称PS)的场致排列复合材料的结构与磁性.通过对场致排列CrO2/PS复合样品与随机样品XRD的比较分析显示复合排列样品具有明显的各向异性特征,PS的加入并没有改变晶体的结构,磁滞洄线分析显示磁场平行于样品的易磁化轴时样品的磁矩很容易饱且剩磁较大,垂直时样品的磁矩不容易...     

脉冲激光沉积法制备的Pb(Zr0.4Ti0.6)O3铁电薄膜漏电机理

利用准分子脉冲激光器在Pt/Ti/SiO2/Si(111)衬底上制备了Pb(Zr0.4Ti0.6)O3(PZT)铁电薄膜.利用掩膜技术,采用磁控溅射法在PZT薄膜上生长Pt上电极,构架了Pt/PZT/Pt铁电电容器异质结.采用X射线衍射和电容耦合测试技术分别表征了PZT铁电薄膜的微结构和电学性能.研究发现:在5 V的测试电压下,在560℃较低的沉积温度下生长的PZT薄膜电容器的剩余极化强度为187 C/m2、矫顽电压为2.0 V、漏电流密度为2.5×10-5A/cm2.应用数学拟合的方法研究了Pt/PZT/Pt的漏电机理,发现当电压小于1.22 V时,Pt/PZT/Pt电容器对应欧姆导电机理;当电压大于2.30 V时,对应非线性的界面肖特基传导(Schottky emission)机理.     

磁各向异性对YIG单晶磁性薄膜△H的贡献

在考虑任意磁化方向单轴和立方磁各向异性等效场的基础上，根据磁短进动方程，导出了张量磁化率X”的表达式，讨论了单晶YIG磁性薄膜中磁各向异性对铁磁共振线宽的贡献，用“各向异性线宽因子”的概念定量描述了这种贡献．理论计算与实验结果符合得很好．     

全钙钛矿La0.5Sr0.5CoO3/PbZr0.53Ti0.47O3/La0.5Sr0.5CoO3异质结的结构与性能

应用射频磁控溅射法在SrTiO3(STO)基片上制备了全钙钛矿结构La0.5Sr0.5CoO3/PbZr0.53Ti0.47O3/ La0.5Sr0.5CoO3(LSCO/PZT/LSCO)电容器异质结,并进行了结构和性能的表征.X射线衍射(XRD)的研究表明,LSCO/PZT/LSCO异质结在SrTiO3(STO)基片上为外延生长.对该电容器铁电性能的研究发现,在5 V驱动电压下,电滞回线饱和趋势良好,矫顽场电压为1.8 V和剩余极化强度为21.5×10-6 C/cm2,漏电流为8.9×10-8 A/cm2.实验还证实该电容器具有良好的脉冲宽度依赖性及抗疲劳特性.