磁畴和畴壁的实验演示

利用透射光法进行磁畴和畴壁的实验演示，在磁性材料中的薄膜中，若无外加磁场时，可以观察到很多蜿蜒曲折的条状磁畴，当垂直薄膜面上加一个磁场（磁化场）时，这些条状磁畴就会产生变化，凡与外加磁场方向一致的磁畴体积扩大，与加外磁场方向相反的磁畴体积会缩小。     

磁场成型对锶铁氧体磁性能影响的模型研究

磁场成型是锶铁氧体获得高性能永磁材料的关键工艺.利用已建立的数学模型,研究锶铁氧体磁畴中心和材料几何中心相对位置变化对锶铁氧体磁性能的影响.结果表明,磁畴中心向下偏移比其向上偏移时,外磁场对磁畴中心的作用效果明显;同时当试样呈平面时,外磁场全部垂直作用于试样上,有效作用为最佳,并可以得到高矫顽力各向异性锶铁氧体.     

铁电畴的环境扫描电子成像术

利用环境扫描电为微术（ＥＳＥＭ）直接在铁电晶体ＬｉＴａＯ３极性表面观察到铁电畴二次电子发射形成的衬度像。这种铁电畴成像的新方法无需对样品表面进行处理,正负畴衬度图像十分稳定,并具有较高的图像分辩率。     

X射线形貌技术在铁磁、铁电畴研究中的应用

一、引 言 大量事实表明,X射线形貌技术对大块近完整晶体内各种类型缺陷的观察是一种很好的方法[1].铁磁、铁电畴和畴壁作为一种形式的面缺陷,其形貌观察的结果同样显示了该方法有着许多独特的优点.早在1960年K.Mexz用X射线反射形貌方法首次成功地显示了铁磁体内畴的一些组态.后来人们又在许多铁磁材料中作过畴的X射线形貌观察,特别是对Fe,Fe-Si中畴的观察结果大大丰富了有关磁畴及畴壁结构和它们在形貌衬度理论方面的研究[2,3].许多反铁磁材料(如 NiO,Cr等)的X射线形貌研究工作也是令人鼓舞的.作为形貌技术对磁畴研究的某些进展似乎表…     

用压电晶片法研究铁在稳定磁场中作横振动时的声频内耗

用罗谢耳盐(NaKC₄H₄O₆·4H₂O)压电晶片测量铁在稳定磁场中作横振动时的内耗,所用的振动频率是1633周/秒。当磁场强度小於40—50奥时,内耗随着磁场强度而变化的曲线几乎是平的,其后则变化较快,在超过约150奥时,内耗的变化又渐越平缓,最后达到一个差不多恒定的最大值。这个内耗最大值在饱和磁场强度下并不降低,这种现象是以前所没有观察到的。根据初步的分析,认为所观察到的内耗舆铁磁性物质在磁场中作横振动时磁畴的磁化向量的转动有密切关系。铁中的磁畴的磁化向量由於试样的弯曲而随着转向,但是外加磁场的作用却要使它们转囘到舆磁场方向一致。通过磁致伸缩的作用,磁畴的转动引起试样的附加应变。这种磁性现象舆弹性现象之间的耦合过程需要一定的时间,因而造成一种应变落后於应力的情况,在周期性应力的作用下便引起内耗。     

热磁预处理对Ni-Mn-Ga单晶磁学和力学性能的影响

研究了预先热磁处理对Ni_503Mn_287Ga₂₁单晶的磁学和力学性能的影响.首先将样品加热到居里温度之上让其冷却,冷却方式分为两种：一种是施加一定大小的磁场从高于居里温度冷却至室温,另一种是在样品经历顺磁-铁磁相变后但还未发生奥氏体-马氏体相变前施加相同大小和方向的磁场并冷却至室温.室温时的拉伸-压缩实验结果表明单晶样品在经历前一种处理后,其可逆应变、磁化强度的变化 （ΔM）比后一种处理的相应值要小很多.在后一种热磁处理的样品中,顺磁-铁磁相变发生后形成了自发磁畴,但这种磁畴不具有择优取向.在顺磁-铁磁相变结束后施加磁场,容易导致择优的马氏体准单畴出现,从而表现出大的可逆应变和ΔM.但对于前者,我们认为样品从居里温度降到室温过程中,其中的磁畴在相同的磁场作用下获得择优生长,形成大磁畴,导致磁诱导的强各向异性.这种择优取向的大磁畴在随后马氏体相变期间影响着马氏体的自发排列方式,不利于马氏体准单畴的出现,结果导致较小的可逆应变和ΔM. 关键词： 磁和力学锻炼 Ni-Mn-Ga单晶 铁磁和马氏体相变     

金属镍的Barkhausen发射特性的研究及磁畴壁运动临界场值的计算

本文研究了金属镍的Barkhausen声发射(ABE)和电磁发射(EDE)的特性。作者利用能量密度图和修正的Kersten理论解释了镍对外加磁场的响应。文中所介绍的测量结果除证实ABE之源为非180°磁畴壁运动引起外,还进而演示了外加磁场变化,使镍从(退出)饱和到反向饱和时,三种磁畴壁运动的顺序依次为:71°,180°和109°.文章阐明了如何用所测到的Barkhausen信号去确定相应于这三种磁畴壁(不可逆)运动的临界磁场值大小。     

磁畴壁拓扑结构研究进展

拓扑磁性斯格明子作为信息载体单元具备高可靠性、高集成度、低能耗等优势,有望提高数据读写精度、降低功耗,从而研发新型拓扑自旋电子学材料与原理型器件,为信息技术、5G通信和大数据等的高速发展提供材料与技术支持.但磁性斯格明子同时存在需要磁场稳定以及电流驱动下斯格明子霍尔效应引起偏转等缺点,严重阻碍了其在实际器件中的应用,因此探索新型拓扑磁畴结构和适宜应用的材料体系成为研究的关键.本文将重点介绍自2013年理论预言磁畴壁斯格明子以来,利用高分辨率洛伦兹透射电子显微镜原位实空间发现并研究磁畴壁拓扑麦纫和磁畴壁斯格明子的实验工作.首次在范德瓦耳斯Fe_5–xGeTe₂二维磁性材料中发现温度诱发的180°磁畴壁转变为拓扑麦韧链,研究了磁畴壁麦纫态在外界电场、磁场作用下的集体运动行为,揭示了基于自旋重取向、磁畴壁限域效应以及弱相互作用下生成磁畴壁拓扑态的机制.在该机制指导下,设计制备了具有自旋重取向的GdFeCo非晶亚铁磁薄膜,不仅获得了磁畴壁麦纫,验证了生成机制的普适性,还成功实现了畴壁麦韧对到畴壁斯格明子的可逆拓扑转变,开辟了基于磁畴壁等内禀限域效应开展...     

电学方法调控磁化翻转和磁畴壁运动的研究进展

电学方法调控磁性材料及器件的磁性是当前自旋电子学研究的热点之一.本综述简要介绍利用电学方法调控磁化翻转和磁畴壁运动的研究进展.首先简述了自旋极化电流的产生、自旋流与局域磁矩之间的作用原理以及对应的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski磁动力学方程;然后分别讨论了单层磁性材料、铁磁层/重金属、铁磁层/非磁金属/铁磁层等不同结构中的电流诱导磁化翻转或驱动畴壁运动;最后介绍了利用压电效应、磁电耦合效应和栅极电场效应三种电压方式对磁矩的调控.在此基础上,对电学方法调控磁化翻转和磁畴壁运动进行了总结和展望.     

基于深紫外激光-光发射电子显微技术的高分辨率磁畴成像

基于磁二色效应的光发射电子显微镜磁成像技术是研究薄膜磁畴结构的一种重要研究手段,具有空间分辨率高、可实时成像以及对表面信息敏感等优点.以全固态深紫外激光(波长为177.3 nm;能量为7.0 eV)为激发光源的光发射电子显微技术相比于传统的光发射电子显微镜磁成像技术(以同步辐射光源或汞灯为激发源),摆脱了大型同步辐射光源的限制;同时又解决了当前阈激发研究中由于激发光源能量低难以实现光电子直接激发的技术难题,在实验室条件下实现了高分辨磁成像.本文首先对最新搭建的深紫外激光-光发射电子显微镜系统做了简单介绍.然后结合超高真空分子束外延薄膜沉积技术,成功实现了L10-FePt垂直磁各向异性薄膜的磁畴观测,其空间分辨率高达43.2 nm,与利用X射线作为激发源的光发射电子显微镜磁成像技术处于同一量级,为后续开展高分辨磁成像提供了便利.最后,重点介绍了在该磁成像技术方面取得的一些最新研究成果:通过引入Cr的纳米"台阶",成功设计出FePt的(001)与(111)双取向外延薄膜;并在"台阶"区域使用线偏振态深紫外激光观测到了磁线二色衬度,其强度为圆二色衬度的4.6倍.上述研究结果表明:深紫外激光-光发射电子显微镜磁成像技术在磁性薄膜/多层膜体系磁畴观测方面具备了出色的分辨能力,通过超高真空系统与分子束外延薄膜制备系统相连接,可以实现高质量单晶外延薄膜制备、超高真空原位传输和高分辨磁畴成像三位一体的功能,为未来磁性薄膜材料的研究提供了重要手段.     

磁性材料的磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构

首先简要地介绍了磁性材料中磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构以及相互之间的关系. 一方面, 磁畴结构由材料的磁结构、内禀磁性和微结构因素决定; 另一方面, 磁畴结构决定了材料磁化和退磁化过程以及技术磁性. 拓扑学与材料物理、材料性能的联系越来越紧密. 最近的研究兴趣集中在一些拓扑磁性组态, 如涡旋、磁泡、麦纫、斯格米子等. 研究发现这些拓扑磁结构的拓扑性质与磁性能密切相关. 然后从尺寸效应、缺陷、晶界三个方面介绍国际学术界在磁结构、磁畴结构和拓扑磁结构方面的进展. 最后介绍了在稀土永磁薄膜材料的微观结构、磁畴结构和磁性能关系、交换耦合纳米盘中的拓扑磁结构及其动力学行为方面的工作. 通过对文献的评述, 得到以下结论: 开展各向异性纳米复合稀土永磁材料的研究对更好地利用稀土资源具有重要的意义. 可以有目的地改变材料的微结构, 可控地进行磁性材料的磁畴工程, 最终获得优秀的磁性能. 拓扑学的概念正在应用于越来越多的学科领域, 在越来越多的材料中发现拓扑学的贡献. 研究磁畴结构、拓扑磁性基态或者激发态的形成规律以及动力学行为对理解量子拓扑相变以及其他与拓扑相关的物理效应是十分重要的. 也会帮助理解不同拓扑学态之间相互作用的物理机制及其与磁性能之间的关系, 同时拓展拓扑学在新型磁性材料中的应用.     

基于金刚石NV色心的纳米尺度磁场测量和成像技术

纳米级分辨率的磁场测量和成像是磁学中的一种重要研究手段.金刚石中的单个氮-空位点缺陷电子自旋作为一种量子传感器,具有灵敏度高、原子级别尺寸、可工作在室温等诸多优势,灵敏度可以达到单核自旋级别,空间分辨率达到亚纳米.将这种磁测量技术与扫描成像技术结合,能够实现高灵敏度和高分辨率的磁场成像,定量地重构出杂散场.这种新型的磁成像技术可以给出磁学中多种重要的研究对象如磁畴壁、反铁磁序、磁性斯格明子的结构信息.随着技术的发展,基于氮-空位点缺陷的磁成像技术有望成为磁性材料研究的重要手段.     

电子全息术及其应用

全息术是Gabor在1948年提出的[1].当时的想法是利用光学方法补偿电子透镜的球差以提高电子显微镜的分辨本领.五十年代中期,Mollenstedt等[2]利用电子双棱镜获得了衬度良好的电子干涉图,在实验技术上使电子全息术前进了一步.不久有人利用这种方法测定了晶体内部平均势,取得了一些成果[3].但是,由于普通电子枪的相干性差,亮度小,电子干涉图的分辨率没有能优于10nm,从而使电子全息术的发展迟缓.1960年激光出现以后,光学全息术得到了迅速的发展,这和激光束具有良好的相干性是分不开的.1968年Crewe等[4]研制成功场发射枪扫描电镜.场发射电子枪…     

基于有限元的钢丝绳漏磁检测定量仿真分析

漏磁检测法是钢丝绳无损检测中的常用方法.基于漏磁检测基本原理和三维磁偶极子模型,本文利用B_y-B_z图实现了对钢丝绳直观的在线检测,运用有限元仿真的方法,得到了不同长度、宽度、深度缺陷的漏磁特点,构建了B_y-B_z图中漏磁圆与缺陷程度之间的定量关系,讨论了钢丝绳内、外缺陷产生的漏磁场的区别,并进行了实验验证,以期为钢丝绳损伤的定量识别以及内外缺陷的判定提供新思路.     

电子变得有序了(Electrons Come to Order)

在 1999年 ,科学家们发现 ,将一块结构形似三明治的光滑的砷化镓半导体晶体平板置于磁场中 ,让磁场垂直于平板 .若将晶体逐渐冷却并调整磁场到一个合适的强度 ,这时就能观察到晶体内的电子会一致地选择相对于晶轴方向运动 ,同时可测到在这个方向上有极大的电导值 .为什么电子会变得有序 ?这个问题长期困惑着科学家们 ,他们需要进行深入的研究 .最近美国Ｃｏｌｏｒａｄｏ大学的Ｌ .Ｒａｄｚｉｈｏｖｓｋｙ教授和Ｆｌｏｒｉｄａ大学的Ａ .Ｔ .Ｄｏｒｓｅｙ教授认为这种效应有点类似于在磁场作用下磁性材料的磁畴或者处于电场感应下的液晶分子 …     

磁各向异性热电效应对自旋相关器件的影响

在纳米点接触热电效应的实验中检测到"T"形Ni线两端的温差电压在外磁场作用下有较大变化,确认了这是由Ni线的磁各向异性热电效应引起的,外磁场的作用总是在逆温度梯度的方向产生一个额外的电动势,它与磁场以及Ni线两端温度差之间有清晰的对应关系.实验结果提示,自旋相关效应器件的研究需要留意器件样品的磁性材料构形设计和测试方法,以避免混入额外的电磁信号,给实验结果带来误判.     

脉冲强磁场用于金属成形的初步试验

金属的磁成形,与通常的机械成形方法不同,是一种利用脉冲强磁场产生的强大电动力对金属工件作功而致成形的新技术.它对工件的作用时间短、能量大、成形速率快,是一种高能高速的成形技术[1].作为一种颇具特色的新技术,近年来已在各类工业部门中得到了广泛的应用[2].我们利用快脉冲放电实验室的方便条件[3],研制了一台磁成形设备,对金属圆管的磁成形作了初步的试验,得到了比较满意的结果.下面我们简略介绍一下磁成形的基本原理和初步的试验结果,并作若干讨论. 一、基本原理 金属的磁成形原理是比较简单的.以金属圆管的箍缩成形为例简述如下.图…     

结型磁敏器件──硅磁敏二极管

一、前 言 结型磁敏器件是一种新型半导体磁电转换器件.它有锗、硅磁敏二极管[1],锗[2]、硅磁敏晶体管,磁敏可控硅[3]以及集成式磁敏补偿电路等几种.它们的共同特点是磁灵敏度高,比霍尔元件高几百倍到几千倍.这样高的磁灵敏度是利用半导体的磁阻效应实现的.所谓磁阻效应是利用P-n结性质向半导体注入高电平载流子,利用载流子在磁场中会受到洛伦兹力作用而发生偏转的特性,以改变非平衡载流子的有效寿命和运动路程,达到调制半导体电导率的目的. 六十年代初,有人开始探讨　　　型长基区二极管的磁阻效应[4].过了十年,日本索尼(Sony)公司研制了…     

弱磁材料磁测线圈的设计

一、引 言 测量磁化率的仪器和装置是多种多样的[1,2].提高测量灵敏度,尤其对弱磁性材料,是一个十分重要的问题.提高冲击法测磁灵敏度的主要途径有;选用灵敏的积分器,增加磁场以及合理地制作测量线圈.本文仅就后者进行讨论. 二、测量线圈 在一般冲击法测量弱磁材料磁性的装置中     

范德瓦尔斯磁性材料CrOCl变磁性相变的磁力显微镜研究

近年来,二维范德瓦尔斯磁性材料因为在自旋电子学的应用前景而吸引了广泛的关注.CrOCl是一种范德瓦尔斯磁性材料,理论预言其单层具有高达160 K的居里温度,因此吸引了广泛的关注。为了更好的理解这一材料的磁性,我们利用磁力显微镜研究了CrOCl变磁性相变中磁畴结构随磁场的变化。实验发现,在2K下CrOCl样品表面出现随磁场变化的方格条纹,给出了变磁性相比中反铁磁相和铁磁相竞争的图样,并通过二维快速傅里叶变换证实了CrOCl磁性的各向异性。我们的结果为后续研究CrOCl薄层的磁性提供了参考依据。