Co纳米线磁矩反转动态过程的有限元微磁学模拟

采用有限元微磁学模拟方法研究了Co纳米线在不同外加恒磁场下磁矩的翻转过程.研究结果表明在直径为10 nm的Co纳米线内,经过一定的形核时间将在其一端形成一个反向磁畴.磁畴壁的类型为横向畴壁,该畴壁将在一外加恒定磁场的驱动下匀速地从一端运动到另一端.畴壁的运动速度与外加磁场大小呈线性关系.在H为1000 kA/m时,发现在纳米线的两端均会形成一个“头对头”的反向磁畴.计算结果表明,畴壁内磁矩的方向旋转一个周期所导致的畴壁运动的距离相同,与外加磁场强度无关. 关键词： 磁性纳米线 微磁学模拟 磁畴 横向畴壁     

消磁场对纳米铁磁线磁畴壁动力学行为的影响

为了实现基于磁畴壁运动的自旋电子学装置, 掌握磁畴壁动力学行为是重要争论之一.研究了在外磁场驱动下L-型纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为. 通过微磁学模拟,在各种外磁场的驱动下考察了纳米铁磁线磁畴壁的动力学特性; 在较强外磁场的驱动下, 在不同厚度纳米线上考察了纳米线表面消磁场对磁畴壁动力学行为的影响. 为了进一步证实消磁场对磁畴壁动力学的影响, 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下分析了磁畴壁的动力学行为变化. 结果表明, 随着纳米线厚度和外驱动磁场强度的增加, 增强了纳米线表面的消磁场的形成, 使得磁畴壁内部自旋结构发生周期性变化, 导致磁畴壁在纳米线上传播时出现Walker崩溃现象. 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下, 发现辅助磁场可以调节消磁场的强度和方向. 这意味着利用辅助磁场可以有效地控制纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为.     

复合外场中磁光薄膜(BiTm)3(FeGa)5O12缺陷周围磁畴壁的形貌特征

用自组装系记录了外场分别为均速率增加的直流磁场，低频交变磁场和它们同时存在时，磁光薄膜（BiTm)3(FeGa)5O12一种缺陷周围磁畴壁的形貌特征。分析表明：三种不同取向磁畴壁的交界处往往是磁光薄膜的缺陷所在处；在低频交变场下，该缺陷区域出现无畴条块或区域，在直流场中无此现象。在低频交变场以及复合外场下该缺陷周围磁畴壁形成椭圆形图案。     

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...     

用纵向克尔磁光效应观察磁畴

本文采用增镀折射率较大的介质薄膜及利用会聚光束的方法,提高了克尔磁光效应观察磁畴的效果。此方法简便易行,适宜于进行磁畴的演示实验教学及从事磁畴结构的研究工作。     

外周期驱动场作用下介观铁磁畴的共振运动

从铁磁畴的能量方程出发，利用正则量子化方法和么正变换技术，解析地求得了磁畴量子化运动的波函数。结果表明，即令磁畴的本征频率与外加周期驱动场频率不一致，磁畴的运动仍能表现出精确共振行为。另外，磁畴量子化运动的涨落只受阻尼力的影响，而完全与外加周期驱动场无关。     

面内场和静态偏磁场作用下条畴和泡畴的稳定性

实验研究面内场H_in和静态偏磁场H_b作用下,(111)面磁泡膜内条畴的消失过程。保持H_b恒定,增加H_in,测量条畴消失场H_s^*和泡畴消失场H_k^*与面内场方向β的变化关系。计及立方磁晶各向异性的影响,建立H_in和H_b共同存在时的条畴稳定性理论。定性解释了实验的主要特点。导出黑、白条畴同时消失时的角度 β_n=1/3(2nπ±arc cos│3/(2^1/2)(M_sH_b)/K₁│)(n=0,±1,±2,…)与实验基本符合。 关键词：     

Tb0.3Dy0.7Fe2合金磁畴偏转研究

研究了Tb_0.3Dy_0.7Fe₂合金在压磁和磁 弹性效应中的磁畴偏转和磁导率特性. 基于Stoner-Wolhfarth 模型能量极小原理, 绘制了自由能与磁畴偏转角度的关系曲线, 研究了压应力和磁场载荷作用下磁畴角度的偏转特性, 计算分析了不同载荷作用下磁畴偏转的磁导率特性, 并与实验数据进行比较论证. 研究表明,应力和磁场的作用都将使磁畴方向[111]和[111]发生角度跃迁, 直观有效地解释了材料巨磁致伸缩效应的机理; 应力和磁场作用下磁畴的偏转将使材料磁导率呈减小趋势, 其中磁场能对磁导率的影响大于应力能, 这一现象在小载荷作用下尤为明显. 实验结果表明, 磁导率的计算数据与实验数据符合得较好, 验证了计算方法的正确性. 理论分析对Terfenol-D磁畴偏转模型的完善 和磁化过程中磁滞回线的绘制非常有意义.     

具有条纹磁畴结构的NiFe薄膜的制备与磁各向异性研究

具有条纹磁畴结构的磁性薄膜表现出面内转动磁各向异性,对于解决高频电子器件的方向性问题起着至关重要的作用.本文采用射频磁控溅射的方法,研究了NiFe薄膜的厚度、溅射功率密度、溅射气压等制备工艺参数对条纹磁畴结构、面内静态磁各向异性、面内转动磁各向异性、垂直磁各向异性的影响规律.研究发现,在功率密度15.6 W/cm~2与溅射气压2 mTorr(1 Torr=1.33322×102Pa)下生长的NiFe薄膜,表现出条纹磁畴的临界厚度在250 nm到300 nm之间.厚度为300 nm的薄膜比250 nm薄膜的垂直磁各向异性场增大近一倍,从而磁矩偏离膜面形成条纹磁畴结构,并表现出面内转动磁各向异性.高溅射功率密度可以降低薄膜出现条纹磁畴的临界厚度.在相同功率密度15.6 W/cm~2下生长300 nm的NiFe薄膜,随着溅射气压由2 mTorr增大到9 mTorr,NiFe薄膜的垂直磁各向异性场逐渐由1247.8 Oe(1 Oe=79.5775 A/m)增大到3248.0 Oe,面内转动磁各向异性场由72.5 Oe增大到141.9 Oe,条纹磁畴周期从0.53μm单调减小到0.24μm.NiFe薄膜的断面结构表明柱状晶的形成是表现出条纹磁畴结构的本质原因,高功率密度下低溅射气压有利于柱状晶结构的形成,表现出规整的条纹磁畴结构,高溅射气压会导致柱状晶纤细化,面内转动磁各向异性与面外垂直磁各向异性增强,条纹磁畴结构变得混乱.     

自旋转向相变中的条纹磁畴研究

用光激发电子显微镜研究了Fe／Ni铁磁膜和Co／Cu／Fe／Ni磁耦合膜中的条纹磁畴．实验发现：在Fe／Ni体系中，条纹磁畴宽度随着铁层厚度趋近于自旋转向相变点呈指数下降；在Co／Cu／Fe／Ni体系中，Fe／M层中的条纹磁畴会沿着钴层磁矩的方向排列，其磁畴宽度会随着Co-Fe／Ni间的层间耦合强度呈指数下降．理论上推导出条纹磁畴随着磁各向异性能和层间耦合强度变化的统一公式，而实验结果与理论符合得非常好。