LC共振型巨磁阻抗效应的研究

采用化学镀方法成功制备了自带电容构成LC共振回路的CoP/Insulator/BeCu复合结构丝.研究了这种新型复合结构丝产生LC共振型巨磁阻抗效应的特征,长度为lm=9.5cm的复合结构丝,当驱动电流频率为LC共振频率fr=29.0MHz时,LC共振型巨磁阻抗效应为487.5%,磁场灵敏度为0.46%/A·m-1,大于常规复合结构丝;远离此频率时的巨磁阻抗效应很小,巨磁阻抗效应表现出很好的频率选择特性.根据LC共振型复合结构丝的特征建立了等效电路模型,采用等效电路模型对这种复合结构丝进行了数值模拟,等效电路的数值计算与实验测量结果符合较好.从等效电路角度分析了LC共振型巨磁阻抗效应产生的机理,以及复合结构丝的长度对LC共振型巨磁阻抗效应的影响.     

霍尔效应实验数据的新应用——提取副效应与螺线管参数

基于霍尔效应测量通电螺线管内部磁场的实验数据,提出了评估霍尔元件副效应的方法,包括霍尔元件的不等势电压降以及能斯托效应和里纪-勒杜克效应引起的附加电势,并详细讨论了它们对结果的影响.进一步,借助Origin软件,利用通电螺线管磁场分布的理论公式拟合相应的实验数据,非常准确地估测了螺线管的基本参数,包括螺线管总匝数、长度及平均半径等.     

磁控直流辉光等离子体放电特性

本文利用单探针诊断等离子体参数来研究自行设计的磁控直流辉光等离子体实验装置的放电特性, 从而得出电子密度与气体压强、电子密度分布与磁场位型以及磁场强度等的关系. 另外, 用有限元的方法对线圈通电产生的磁场进行数值计算, 模拟出不同接线方式的两种磁场位型分布. 通过实验得出这两种不同的位型的磁场均对等离子体的状态有一定的“控制”作用, 而且这种“控制”作用与现有理论相符合.     

磁场退火对Co基熔体抽拉丝巨磁阻抗效应的影响

对Co基熔体抽拉非晶丝进行了普通炉内退火和不同磁场强度（500 Oe,1600 Oe,4000 Oe）下的横向和纵向磁场退火,利用HP4192阻抗分析仪和Lakeshore7407VSM分析了退火态样品的巨磁阻抗（GMI）效应和软磁性能.研究结果表明,纵向磁场降低了环向各向异性,纵向磁场退火样品GMI效应降低且GMI曲线为单峰,最大阻抗变化率ΔZ/Z为131%,磁场响应灵敏度为7%/Oe;而横向磁场提高了环向畴体积,增加了环向各向异性场,导致退火样品GMI曲线随频率升高由单峰转 关键词： 非晶丝 巨磁阻抗效应 退火     

周期永磁聚焦电子注性能计算机模拟

 使用全三维电磁场粒子模拟程序MAFIA建立了行波管周期永磁聚焦系统模型，计算了磁系统中的磁场分布和静态电子注传输特性。分析了周期永磁系统聚焦电子注传输特性，并重点讨论了磁场强度、磁场端部效应和横向速度分布对电子注聚焦性能的影响。为周期永磁聚焦系统的工程设计和优化提供了有价值的模拟结果。     

高温超导YBCO带材的交流损耗的FEM仿真分析

对高温超导带材YBCO的交流损耗进行了仿真分析。运用有限元FEM方法,基于Maxwell方程组的数值建模,引入了基于实验数据的power-law对交流损耗进行计算。首先对自场下的交流损耗值进行了仿真计算并分析了带材的电流密度与磁场分布情况,并通过与实验测量数据做比较验证仿真方法的有效性。其次分别对不同幅值下的平行场与垂直场下的交流损耗进行了计算,将自场、平行场以及垂直场下的电流密度与磁场强度的分布以及交流损耗值进行了对比分析。     

磁环中非晶丝的阻抗效应分析

依据Landau-Lifshitz阻尼项和Gilbert阻尼项的磁矩转动方程,提出统一形式的磁化率张量表达式.基于等效磁导率将非晶丝中各向异性的电磁场求解问题转化为等效的各向同性问题,进而分析了套在绝缘磁环或导电磁环中非晶丝的阻抗.采用基于有限元的数值方法仿真磁环中非晶丝的阻抗,仿真结果验证了理论分析结论.理论分析和仿真实验均表明,外磁体的附加阻抗将严重降低阻抗变化率,破坏巨磁阻抗特性.为此,提出采用回路形式降低附加阻抗的方法,并基于仿真实验验证了该方法的有效性. 关键词： 巨磁阻抗效应 非晶材料 Maxwell方程 有限元     

等离子体断路开关的一维磁流体力学数值模拟

 采用磁流体力学的方法对等离子体端路开关进行了一维数值模拟，通过对给定的进入等离子体的电流波形模型的计算，给出了轴向上等离子体的运动及其不同时刻的密度分布，分析了磁场在等离子体内部的异常渗透过程，指出考虑Hall效应是产生这一异常现象的最为主要的因素。     

霍尔推力器磁场位形及其优化的数值研究

基于麦克斯韦方程,在轴对称假设下建立了霍尔推力器磁场的数学模型.用有限差分方法对模型进行了离散.给出了数值求解模型的迭代法.通过对模型的数值求解,得到了相应的数值结果.通过对所得数值结果的分析,研究了磁场线圈电流变化对霍尔推力器磁场位形的影响.通过调整磁场线圈电流的大小找到了理想磁场位形.研究表明,对于理想磁场位形,内通道的磁镜比在3—3.5之间,外通道的磁镜比在0.4—0.9之间;增加磁场线圈的电流,出口的磁场强度随着增加,但不能增加磁镜比.通道内部的磁场强度几乎不随着磁场线圈电流的变化而变化. 关键词： 霍尔推力器 磁场位形 磁场线圈电流 磁镜比     

基于单丝行为的平面型丝阵Z箍缩模拟

平面型丝阵负载是近年来Z箍缩实验中研究较多的一种非圆柱型丝阵负载.基于平面型丝阵中单丝的静磁场分析并结合单丝的径向运动方程,计算获得了聚爆过程中负载电流在每根丝上分配、每根丝所受磁场力、丝阵负载区磁场分布、负载总电感及聚爆过程中负载动能变化等规律.模拟计算了平面型丝阵负载Z箍缩聚爆轨迹及聚爆时间,并与"强光一号"加速器上进行的平面型丝阵实验结果进行了对比.结果表明,基于单丝行为的模拟误差约为10%,可较为准确地获得平面型丝阵负载聚爆时间.计算结果有助于深入理解平面型丝阵负载Z箍缩物理过程,同时该模型可用于平面型丝阵负载参数设计.     

非均匀弱直流偏置磁场中CoFe-基非晶态合金丝的静磁化分布和退磁场分布

当前从事非晶态合金丝巨磁阻抗效应的理论研究均以忽略其内部退磁场为前提,该前提对于小尺寸非晶态合金丝不适用.本文提出一种用于计算Co Fe-基非晶态合金丝内部静磁化强度、退磁场分布的模型.该模型将非晶态合金丝内部划分成同轴、等宽、等厚、半径不同的相邻无交圆环,计算各圆环内磁化强度对场点r处退磁场冲激响应,得到冲激响应矩阵.利用该矩阵求解均匀/非均匀直流偏置磁场中非晶态合金丝内静磁化强度、退磁场分布.     

Effect of torsional stresses on the magnetoimpedance of amorphous wires with negative magnetostriction

A model to describe the effect of torsional stresses on the magnetoimpedance of amorphous wires with negative magnetostriction is suggested. An approximate expression for the impedance with regard to the spatial distribution of magnetoelastic anisotropy induced by torsional stresses is derived. It is shown that the relative variation of the impedance is maximal near a critical stress value at which the surface magnetic structure of the wire changes. The calculated dependences of the impedance on the external magnetic field and torsional stress are in good qualitative agreement with experimental data for amorphous wires with negative magnetostriction.     

激光辐照金属丝产生电子束的发散度

研究了激光辐照金属丝产生电子束的自身磁场对其发散度的影响。通过理论分析和量级估算得到:电子在金属丝附近运动时,同时受到金属丝电场和自身磁场的作用,聚集效应明显;当电子离开金属丝后,空间电荷效应的库仑排斥作用与自身磁场的聚集作用量级相当,近似认为可以保持已经具有的发散度。利用经典轨迹蒙特卡罗方法模拟了该过程,计算结果表明自身磁场可以解释电子束的发散度及其对金属丝长度的依赖关系。     

二次曲面线圈中的均匀磁场

基于对旋转椭球内部磁场的讨论,采用Matlab数值计算的方法计算了旋转椭球的内部磁场.对于旋转抛物球和双曲球面,用相同方法绕制线圈也能得到均匀的磁场.印证了内部磁场计算的公式,并提出了一种产生大范围均匀磁场的方法.     

Effect of direct current on higher harmonic generation in the frequency spectrum of magnetoimpedance of amorphous wires with circular anisotropy

The effect of direct current on the nonlinear response of magnetoimpedance in circularly anisotropic amorphous wires is investigated. A model is proposed for calculating the voltage across the ends of the wire in the case of a weak skin effect in the sample. It is shown that a direct current passing through the wire can substantially increase the amplitude of even harmonics of the voltage. The conditions in which the sensitivity of the second harmonic to the applied magnetic field is maximal are determined.     

The effect of domain wall motion on the nondiagonal impedance component in amorphous wires with circular magnetic anisotropy

The effect of the domain wall motion on the nondiagonal impedance component in amorphous ferromagnetic wires with circular anisotropy was theoretically studied. The frequency spectrum of the electromotive force (emf) induced in the pick-up coil wound around the wire is analyzed. For sufficiently small amplitudes of the ac current passing in the wire, the emf frequency equals doubled frequency of the current. For the ac current amplitudes exceeding certain threshold value, all even harmonics appear in the frequency spectrum of the signal. The emf strongly depends on the longitudinal component of the applied magnetic field at any value of the ac current amplitude. These results can be important for developing frequency transducers controlled by magnetic field.     

基于垂直引线和调制电流的三线环形磁导引

提出了一种在单层原子芯片上实现闭合且导引中心无磁场零点的环形磁导引的新方案. 芯片表面刻蚀的导线结构由同心等距三环线构成, 三环线的电流引线垂直于芯片表面. 加载直流电流后, 这种构型即可在芯片表面附近产生闭合的环形磁导引. 交流调制三环线电流后, 环形磁导引的势能极小值附近不再存在磁场零点且其磁场起伏小. 这种方案可用于基于物质波干涉的原子芯片陀螺仪研究.     

Magnetic structure and mechanisms of magnetic reversal of a quick-quenched ferromagnetic wire core

Mechanisms of motion of the domain top separating oppositely magnetized domains through an amorphous ferromagnetic wire core are investigated in an external magnetic field. The equilibrium parameters of the domain in the wire core are determined. It is established that the character of motion of the domain top trough the wire core depends on the mutual orientation of the external magnetic field and the domain magnetization. It is demonstrated that amorphous ferromagnetic wires based on transition metals possess the magnetic diode effect. __________ Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 2, pp. 64–69, February, 2008.     

两种不同线栅结构的水平极化辐射波模拟器

比较了末端收拢和均匀拉线的双锥-平面线栅水平极化辐射波模拟器辐射场的分布规律,讨论了拉线根数和收拢组数对辐射场的影响。结果表明,双锥中心正下方测点辐射场基本不受线栅结构变化的影响。对于其他位置,两种结构的模拟器各有特点:拉线根数相同时,末端均匀拉线的模拟器可令辐射场强提高约5%～20%,但前沿会变慢10%左右;末端收拢的模拟器场强幅值相对较低,但具有较快的前沿,并且架设相对容易。增加拉线根数和收拢组数有利于提高辐射场强,但场强增加的幅度逐渐减小。拉线根数由24增加到96时前沿可加快约10%,半宽变化不大。增加收拢组数会使前沿变慢。综合辐射场变化规律及施工难易程度,可令末端均匀拉线模拟器的拉线根数取48,此时对收拢结构的天线,可令收拢组数取16。     

Magnetic anisotropy and anisotropic ballistic conductance of thin magnetic wires

The magnetocrystalline anisotropy of thin magnetic wires of iron and cobalt is quite different from the bulk phases. The spin moment of monatomic Fe wire may be as high as 3.4 μ_B, while the orbital moment as high as 0.5 μ_B. The magnetocrystalline anisotropy energy (MAE) was calculated for wires up to 0.6 nm in diameter starting from monatomic wire and adding consecutive shells for thicker wires. I observe that Fe wires exhibit the change sign with the stress applied along the wire. It means that easy axis may change from the direction along the wire to perpendicular to the wire. We find that ballistic conductance of the wire depends on the direction of the applied magnetic field, i.e. shows anisotropic ballistic magnetoresistance. This effect occurs due to the symmetry dependence of the splitting of degenerate bands in the applied field which changes the number of bands crossing the Fermi level. We find that the ballistic conductance changes with applied stress. Even for thicker wires the ballistic conductance changes by factor 2 on moderate tensile stain in our 5×4 model wire. Thus, the ballistic conductance of magnetic wires changes in the applied field due to the magnetostriction. This effect can be observed as large anisotropic BMR in the experiment.