科学家首次绘制出3D磁畴图像

磁畴理论是用量子理论从微观上说明铁磁质的磁化机理。所谓磁畴,是指磁性材料内部的一个个小区域,每个区域内部包含大量原子,各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。同一磁畴内的原子磁矩都相同,但是不同磁畴的磁矩却各异,因此,磁畴磁场的方向就在磁畴壁这里发生了改变。科学界对磁畴理论的研究一直都停留在二维图像和材料表层的层面上,只能针对磁畴的横截面进行研究。     

磁畴的三维成像

自P.-E.Weiss一个多世纪前理论推测存在磁畴以来,磁畴一直是科学家的重要研究目标。但迄今为止,由于缺少合适的实验方法,体磁性材料的三     

磁化过程中Fe_(40)Ni_(40)Mo_4B_(16)非晶合金带磁畴结构的变化

磁性材料中磁畴的存在是材料技术磁化过程的物理基础。磁性材料的许多特性都与磁畴结构及其在外磁场作用下的运动变化有密切的关系。近年来发展的Fe-Ni系非晶合金具有许多优良的软磁特性。为了进一步改善这些非晶合金的低场磁特性,它们的磁畴结构已得到广泛的研究。我们用传统的粉纹技术,对淬态的Fe_(40)Ni_(40)Mo_4B_(16)非晶合金薄带自由表面上的     

硬磁铁氧体磁取向技术

本文讨论制造硬磁材料的重要技术——磁取向技术。文章从描述物质的磁畴结构入手,联系到磁性材料实际的生产工艺,对磁取向方法进行了广泛的述评。     

剪切方式对冷轧无取向硅钢边部磁畴的影响

为提高无取向硅钢导磁性能,研究了不同剪切方式对无取向硅钢剪切处磁畴结构的影响。利用纳米磁流体观测无取向硅钢剪切后边部磁畴结构。结果表明,硅钢无论在机械剪切还是线切割后的边部磁畴都会发生不同程度的改变:线切割对边部磁畴结构改变较小,边部磁畴分布均匀且连续,在距边缘0～20μm范围内出现磁畴宽度变小现象;机械剪切对磁畴的改变较为严重,剪切处磁畴零乱且不连续,在距边缘20μm处仍难以观察到完整的磁畴结构。     

尖晶石型磁性材料居里温度变大的实验机理探究

在大学物理实验"磁性材料基本特性的研究"的实验教学过程中,经常会出现旧的磁性材料样品测出的居里温度比材料完全相同的新样品明显偏大的现象.通过磁力显微术(MFM)对新、旧2种样品分别进行了分析测试,结果表明:与新样品相比,旧样品内部的磁畴结构发生了明显变化,这也是该样品居里温度变大的主要原因,并对样品发生该变化的可能原因进行了分析.     

布洛赫线存储器稳定性的研究

实验研究了直流偏场和温度交替作用对布洛赫线存储器中垂直布洛赫线(VBL)链的影响.发现三类硬磁畴中VBL链是在临界温度范围[T1,T2]内解体的,对于三类硬磁畴有着相同的T1,从而进一步证明了温度作用下硬磁畴畴壁中的VBL是逐步解体的,同时也证实了三类硬磁畴的畴壁结构是一致的.畴壁中VBL链开始不稳定的最小临界温度与畴...     

矩形磁纳米点的磁反转及动力学特性研究

基于微磁学模拟方法研究了矩形纳米点的磁反转和动力学特性.获得了矩形纳米点的磁反转过程、自旋波本征动力学特性,以及两者间的内在联系.矩形纳米点的磁反转过程从边缘畴壁的失稳开始,伴随着边缘畴壁移出纳米点外微磁结构从"Flower"态转变为"C"态,随着"C"态边缘畴向磁体中央扩展形成大角畴壁,最后伴随着畴壁移出纳米点外实现反转.磁反转过程中微磁结构相变总是伴随着某种自旋波模式的软化;对称的边缘模式(S-EM)模式软化诱发微磁结构从"Flower"态向"C"态演化,在反转场附近,局域于Y形畴壁的Y-D畴壁模式自旋波的软化激发矩形纳米点不可逆磁反转.     

微磁学与磁信息存储技术研究进展

清华大学材料系教授,教育部先进材料重点实验室副主任韦丹博士,在应用磁学的基本理论、微磁学研究、计算机硬盘等磁信息存储系统基本理论研究领域辛勤耕耘,取得了十分重要的研究进展。1. 发展和完善了应用磁学的基本理论,即微磁学(micromagnetics)理论。可以计算磁性材料的基础性质,例如磁滞回线、磁畴、磁导率等。磁性是自然界物质以及人工制备材料的基础性质之一。基础磁性的解释在量子力学建立以后有了重大进展,电子自旋和轨道角动量是原子磁矩的来源,但是,目前理论还无法精确解释固体、分子的自发磁化过程。磁畴理论是前苏联物理学家朗…     

阻尼系数对Gd（2．34）Tb（0．66）Fe5O（12）磁畴结构的影响饱和磁场和

采用相场方法计算模拟单晶钆铽柘榴石Gd（2．34）Tb（0．66）Fe5O（12）的磁畴结构．利用并行计算、快速傅里叶变换以及高斯迭代法求解Landau—Lifshitz—Gilbert方程以描述磁化过程．通过二雏计算模拟发现，阻尼系数影响磁畴结构的形式．     

一种趋磁弧菌及其磁小体特性的研究

南京城郊一淡水池塘污泥中存在一种弧形趋磁细菌NMV—1,在地磁场作用下一致向北游动,细胞可连接成链状,有2～13个菌体,长达2～10μm,透射电子显微镜(TEM)观察表明每个细胞内含11～15颗磁小体,呈长方体,沿菌体长轴排列成链状,磁小体尺度为:长120nm,宽80nm,处在稳定的单磁畴晶体范围内.能谱分析仪显示该菌磁小体的元素组成为铁(Fe),由晶体衍射分析表明磁小体为单晶结构.NMV—1趋磁弧菌的发现为研究用生物方法制备新型纳米磁性材料提供了必要的基础     

微观磁化理論(綜合評述)

引言在研究磁化理论时,人们可以从三个不同观点出发: 第一种是宏观的观点,即以B,H等概念为基础,研究磁化—磁滞曲线,磁导率等等。第二种观点是磁畴理论的观点,即从自发磁化Is,磁畴,畴壁与畴壁能,可逆与不可逆的畴壁位移和畴转等概念来研究问题。Landau-Liftshitz的磁畴理论采用了畴壁这一模型。在畴壁内Is随位置而连续地转变其方向。这种观点深入到畴壁内部,但     

磁性薄膜磁畴图像的傅里叶光谱

提出一种快速估测大面积磁性薄膜磁畴结构的方法──傅里叶光谱分析法．利用偏振光透射半透明磁性薄膜产生的法拉第旋转效应,让穿过磁性薄膜后具有不同偏振面的光再经过检偏器,调整检偏器的晶轴方向使之与某一部分光的偏振面垂直,于是一部分偏振光消光,而另一部能够通过,在足够远处便得到了代表磁性薄膜畴结构的衍射光谱,这种方法可用于磁性薄膜畴参数估计及磁性薄膜畴壁动态特性研究．     

激光局部氮化改善取向硅钢磁畴结构分布

采用激光氮化方法(LN方法)对取向硅钢表面进行局域线状氮化处理,引入气态氮作为合金化元素,研究了激光工艺参数对硅钢表面氮化物形成的影响·对传统观察磁畴的方法进行了改进,研制了一种新型的Fe3O4磁流体,这种磁流体不仅能进行适时观察磁畴结构,而且还实现了带膜磁畴观察·利用XPS方法及Fe3O4磁流体磁畴观测方法对处理后的样品进行了检测及磁畴观察·结果表明:通过控制激光工艺参数可实现取向硅钢的激光氮化,在取向硅钢表面生成了Fe4N和Fe3N两种氮化物;氮化处理后,硅钢片的磁畴结构有所细化,从而可以改善取向硅钢的性能,降低取向硅钢的铁损;氮化样品经600℃,...     

加磁场制备FeCuNbSiB软磁合金薄膜的畴结构和巨磁阻抗效应

本文研究了用射频溅射法制备的Fe73．5CulNb3Si13．5B9薄膜的巨磁阻抗效应,并对其磁畴结构进行了分析．探讨在制备过程中加一纵向或横向稳恒磁场对薄膜各向异性场的影响．在制备过程中加磁场使得材料的软磁性能得到明显改善,矫顽力从400Am^（-1）降为60Am^（-1）,磁阻抗效应有较大提高．加横向磁场制备的Fe73．5CulNb3Si13．5B9薄膜的畴结构,不是严格的沿着样品的长方向,而是略向宽方向倾斜．经300℃退火后的FeCuNbSiB薄膜具有最大的磁阻抗效应,其纵向磁阻抗比为38％,横向磁阻抗比为27％,巨磁阻抗效应的磁场灵敏度分别为47．5％／kAm^（-1）和11．3％／kAm^（-1）．     

温度对硬磁畴畴壁中垂直布洛赫线间平衡间距的影响

实验研究了温度对外延石榴石磁泡薄膜中三类硬磁畴畴长的影响.研究发现,普通硬磁泡、第Ⅰ类哑铃畴和第Ⅱ类哑铃畴在条泡转变标准场和硬泡标准场处其畴长随温度的升高而增大,由此揭示了三类硬磁畴畴壁中垂直布洛赫线间的平衡间距随温度的升高而变大,纠正了垂直布洛赫线间的平衡间距随温度的升高而变小这一结论.证明了三类硬磁畴的畴壁结构是一致的,在直流偏场下之所以会出现不同的缩灭行为,完全是由垂直布洛赫线的数目引起的.在同一温度下,普通硬磁泡、第Ⅰ类哑铃畴和第Ⅱ类哑铃畴中的垂直布洛赫线数目依次增多.     

三类硬磁畴畴壁结构分析

实验研究了硬磁畴在不同温度下的静态性质，发现具有相同数目ＶＢＬ的硬碰畴在不同温度下的存在形式不一定相同，从而揭示了三类硬磁畴畴壁结构的一致性，证明了直流偏场作用下硬磁畴缩灭时ＶＢＬ间的平衡间距随温度的升高而增大。     

成分对CoCr薄膜磁畴影响的研究

对Cr含量为0-23 at％的不同成分系列的CoCr合金薄膜磁畴的研究表明,随着Cr成分增多时其磁各向异性和相关的磁畴结构都敏感地变化。当Cr含量少于17at％时,面内磁化强度为主,并有多种结构形式。超过Cr含量11.2 at％后,少量的垂直磁化强度点畴出现,并随Cr含量增多而增多。Cr含量在17-23 at％的范围内可获得垂直磁各向异性为主的CoCr膜,也可能得到用于高密度垂直磁记录的优良薄膜磁性能。显微照片显示了点畴的尺寸比膜表面的晶粒的或膜断面的晶柱的尺寸都大些。因此,可以得出结论,即其一个自发磁化强度点畴是由一束晶柱或长成的晶粒组成,并都处在单畴状态。     

热处理及厚度对Co90Fe10薄膜磁电阻的影响

利用电子束真空蒸发方法制备了不同厚度的Co90Fe10磁性薄膜,研究了热处理及厚度对薄膜磁电阻的影响。利用四探针法测量了薄膜的磁电阻,利用磁力显微镜观察了薄膜的磁畴结构。结果表明:热处理可以提高薄膜的磁电阻,尤其是厚度较小的样品,效果更加明显。对于厚度较大的薄膜,热处理可以改善磁织构,磁畴分布更加有序,出现了类巨磁电阻特征。     

纳米磁性材料及其应用

纳米磁性材料是纳米材料中最早进入工业化生产,应用十分广泛的一类功能材料.纳米磁性材料的特性不同于常规的磁性材料,其原因在于与磁性相关联的特征物理长度恰好处于纳米量级,例如磁单畴尺寸,超顺磁性临界尺寸,交换作用长度,以及电子平均自由路程等大致处于1-100nm量级,当磁性体的尺寸与这些特征物理长度相当时,就会呈现反常的磁学与电学性质.利用这些新特性,已涌现出一系列新材料与众多应用.