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。     

CoFe矩形纳米点的动力学反磁化特性研究

采用微磁学模拟方法研究了CoFe矩形纳米点在方波脉冲场作用下的动力学反磁化过程。研究发现,CoFe矩形纳米点S形微磁结构的反磁化特性与脉冲场强有着密切的关系。存在两种不同的动态反磁化过程。场强较弱时,反磁化首先在磁体两末端及磁体中央分别形反磁化核,而后两边缘畴壁移动到磁体中部重合并逐渐由中间开始向上下两边收缩而消失,完成反磁化过程。场强较大时,反磁化过程中边缘畴壁的磁结构发生变化,逐渐由类似180o的畴壁向类似360o的畴壁转变,导致畴壁移动速度的减缓或被钉扎住。反磁化过程转变为360o畴壁的收缩湮灭过程。由于脉冲场强引起畴壁结构的变化导致反磁化时间随场强的变化表现出非单调减小的趋势。     

微型薄膜磁阻传感元件的磁畴和畴壁状态的转变过程

用Ｂｉｔｅｒ粉纹技术研究了长×宽为４０μｍ×３００μｍ，厚度为４０ｎｍ的微型ＮｉＦｅ磁阻元件，在难轴方向反磁化过程中曲折状磁畴的转变过程，观察和分析了曲折状畴形成、Ｎｅｅｌ壁合并、封闭畴和钩形畴转变及Ｎｅｅｌ壁状态转变等一系列过程     

跃变磁化演示实验

一、原理 铁磁质被磁化时,它能产生较大的附加磁场,並且相对磁导率M是与外加磁场相关的变量。铁磁质被磁化时,磁畴磁矩变化见图一:①铁磁质未经磁化,磁畴磁矩方向各不相同,故並不显磁性;②当加上外磁场,磁场强度H较弱时,磁畴间发生可逆变动;③在中等磁场作用下,铁磁质在被磁化时主要是在磁畴间的分界面发生不可逆的变动;④最后在强磁场作用下,磁畴矢量发生了可逆的旋转。     

坡莫合金薄膜中的畴壁蠕移过程

本工作利用纵向Kerr磁光效应装置,研究了坡莫合金薄膜中畴壁蠕移速度V随外加磁埸(沿易磁化轴加直流磁埸,沿难磁化轴加交变磁埸)变化的规律,以及交变埸频率、脈冲埸频     

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…     

镍中运动磁畴壁引起的一个Maxwell型内耗峰

为了研究运动磁畴壁的动力学特征,我们在以一定的速率H 增大磁场强度的磁化过程中,测量了纯Ni 中运动畴壁所引起的内耗行为.由下面将要讨论到的三个特点,表明这种内耗是一种运动畴壁所引起的Maxwell 型粘弹性内耗.试验用化学纯Ni 丝(99.9%),截取成长为250mm,直径为1.6mm 的试样,密封后经800℃保温一小时,炉冷.测量内耗的设备,是一台以多层漆包线制成并可通水冷却的螺线管代替加热炉的正扭摆;用一台可线性增大电压的直流稳压电源来提供直流磁化场所需的电流;用一支在水平方向固定于横摆杆上的八类磁钢代替部分摆锤,当扭摆振     

用电镜对CoCr垂直磁化薄膜观察磁畴随温度的变化及居里点检测(英文)

本文研究了CoCr垂直磁化薄膜的磁畴随温度的变化。垂直磁化点畴变化为面内磁化羽状畴的转变温度在升温过程中为350℃。本实验测得CoCr膜的居里点T_c约在600℃附近。本文也分析了H_k或K_u随温度的变化要比M随温度的变化更快。这支持了垂直磁各向异性根源主要来自磁晶各向异性。显微照片也显示了自发磁化点畴的尺寸要比膜表面晶粒或膜断面晶柱的尺寸都要大,并都处在单畴状态。     

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.     

压磁式测力传感器的工作特性和工作原理

实验研究了取向硅钢片压磁式测力器的交流工作特性和直流磁化规律。研究结果表明,硅钢片片型的取向角对传感器的工作特性有重要影响,取向硅钢片传感器的工作机理主要是应力下的畴壁移动过程。     

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...     

综述磁粉探伤检测中磁化电流的有效值和峰值

磁粉探伤检测中,常用工频交流电作为励磁电流。在电流峰值附近作用于试件的时间一般远大于磁化的基本响应时间(10～8s),故能非常充分地满足磁化所需的时间,使磁畴完成壁移和取向的物理过程。     

铁磁试件的力-磁效应分析和相关参数估算

为了有效地表征铁磁材料力-磁效应的磁化规律,对Langevin定律进行了修正.采用了一种新的技术处理方法,引入了有效场因子a、磁畴同向取向阻尼因子γ、磁畴场常数β、磁致伸缩与磁化强度关联系数b等基本概念,并估算了这些量数值的大小和基本的变化规律.分析了力-磁效应的基本特征,从定性和定量的角度估算了应力对试件磁化的影响.在这种模型中,说明地磁场对力-磁效应的产生具有不可缺少的作用.     

几种非晶态合金的交流磁性研究

本文研究了四种非晶态合金的磁性参数随频率ｆ及磁感应强度Ｂ的变化规律，得出非晶态合金的磁化过程符合晶态金属磁畴理论的技术磁化规律；在中强场内交流损耗符合晶态金属磁损耗分离关系，找出了Ｐ／ｆ与频率ｆ关系曲线包含两条直线规律，求得直线转折所对应的频率约为２０ｋＨｚ；不同铁磁性非晶态合金在最大磁导率μｍａｘ值相差较大的情况下，磁损耗分离满足相同的规律。     

高矫顽力Sm(Co、Cu、Fe、Zr)_(7.4)合金的组织和Hc

本文用磁性测量Kell效应,电子显微镜和x线衍射研究了850℃不同时间时效所对应的H_C、起始磁化曲线、磁畴、显微组织和所对应的应力况态。讨论了“Z”相,带状组织和晶界析出相对畴壁的作用,探讨了在高H_c状态下非均匀钉扎的机构。     

Co中Co~(59)的核磁共振信号与磁化机构的关系

作者以 Co 粉为例,研究了磁性材料的核磁共振行为与其磁化机构间的关系。综合磁性参数和核磁共振讯号强度、共振频率及增强因数随外加直流磁场的变化可以知道,核磁共振信号主要由畴壁中心区域的核所提供;技术磁化过程中畴壁的逐渐消失导至了共振讯号的减小。这一结果表明,核磁共振效应可以作为一种有效的手段来研究磁性物质的技术磁化过程。     

拉应力对磁畴壁运动及磁声发射行为的影响

本文观察了晶粒取向3%Si-Fe在外加拉应力和磁场作用下,磁畴壁的运动及声发射强度(MAE)变化的一些现象.当应力较小时,MAE(RN)随应力变化较复杂,在大应力下,MAE(RN)显著降低.在硅钢片中,磁畴结构随拉应力的变化特性与产生的MAE有良好的对应性.取向纵向硅钢片沿轧向磁化时,180°条状畴会随场强变化而在某位置附近左右转动.磁畴受拉应力时产生分裂,其分裂速度是不连续的.当σ>200MPa时,条状畴似乎又有一定程度的宽化.     

铁磁180°畴层结构中的畴层振动模

本文探讨了具有反平行磁化矢量的铁磁层状结构的磁畴振动谱,给出了普遍的色散方程.当外加磁场为零,整个分布成180°畴层状态时,给出了一般的色散曲钱.理论预言可能同时存在一种具有二维铁磁性和一维反铁磁性的新型磁有序材料.     

纵向驱动巨磁阻抗效应的相位特性

作者测定了９８ＭＰａ应力退火生成的Ｆｅ７３Ｃｕ１Ｎｂ１．５Ｖ２Ｓｉ１３．５Ｂ９纳米微晶带纵向驱动微磁阻抗的相频曲线和不同频率的相位随外磁场变化的规律。从相频曲线的峰位可确定样品的特征频率。从不同频率驱动场下磁阻抗的相位随外磁场变化的规律,说明了纵向驱动巨磁阻抗效应在小于特征频率时是磁电感效应,大于特征频率时是磁阻抗效应,且在高频时主要是与畴壁移动磁化的阻尼而引起的磁损耗密切有关。     

YIG/Ta/CoTb/Pt多层膜中基于自旋轨道矩的全电学垂直磁矩翻转

自旋轨道矩为设计新型自旋电子存储和逻辑器件提供了物理基础,而实现零磁场自旋轨道矩操控磁矩翻转是此类自旋电子器件应用的物理基础.本工作在钇铁石榴石(Yttrium Iron Garnet, YIG)磁性绝缘薄膜层上生长了Ta/CoTb/Pt亚铁磁性多层膜,利用YIG磁性绝缘层对具有垂直磁各向异性的CoTb薄膜施加磁偶极相互作用场,再辅以Ta和Pt层中叠加的自旋轨道矩,实现零外场下对CoTb磁矩的操控和翻转.实验上通过反常霍尔效应及反常霍尔电阻测量脉冲电流诱导的磁化翻转行为,并在磁光克尔显微镜下观察到了脉冲电流驱动的磁畴壁运动特征,发现对于YIG/Ta/CoTb/Pt器件,由于受到底层YIG的影响,亚铁磁CoTb的磁畴以条纹状特征进行运动和完成磁化翻转,这与Si/Ta/CoTb/Pt薄膜磁化翻转特性存在显著区别.本文对于自旋电子低功耗器件尤其是全电学驱动的自旋轨道矩器件的研究,具有参考意义和潜在应用价值.