混合磁性薄膜矫顽力及阶梯效应的微磁学及Monte Carlo研究

采用能量极小原理的微磁学及Monte Carlo方法对铁磁/反铁磁混合磁性薄膜的磁特性进行了模拟计算，研究了基态下系统的磁滞回线、自旋组态及铁磁交换作用常数JAA、单轴各向异性常数K、偶极相互作用常数D和铁磁性原子掺杂量X对矫顽力Hc的影响. 同时还模拟计算了矫顽力Hc的温度特性.模拟结果表明，在混合磁性薄膜中磁滞回线存在明显的阶梯效应，利用简单的Ising模型揭示这种阶梯效应主要起源于包含不同反铁磁原 子的掺杂量的不同尺寸的原子团对外加磁场所产生不同响应；在基态下当0.5≤X≤1.0时矫顽力Hc随K，J 关键词： 蒙特卡罗 微磁学 阶梯效应 混合磁系统 矫顽力     

缺陷铁纳米环体系的磁特性研究

采用Monte Carlo方法与快速傅里叶变换微磁学方法相结合的方式,模拟含不同缺陷的铁纳米环的磁滞回线、组态、剩磁等磁特性.研究发现:缺陷的大小与位置明显影响系统的磁化过程.当缺陷较小时,系统存在双稳态特征,此性质与无缺陷系统类似;当缺陷增大时,系统过渡状态增加,双稳态特征不再明显.进一步的研究发现,缺陷系统的剩磁随缺陷半径D的增大而增大.上述结果与非对称纳米环系统的磁特性类似,并可以通过零场状态下的系统自旋组态的变化加以解释.当系统圆心与缺陷中心的间距Y增加时,剩磁与Y的关系是非线性的:剩磁先随Y的增大而增大,后随Y的增大而减小.模拟结果可用零场状态下不同Y值的组态变化进行详细解释.上述研究结果表明,缺陷可以明显影响铁纳米环的磁特性.     

二维无规混合磁性系统磁特性的微磁学及Monte Carlo研究

采用能量极小原理的微磁学及Monte Carlo方法对异类自旋组成混合Heisenberg自旋体系进行模拟计算,研究了二维铁磁反铁磁无规混合系统的磁特性.发现了二维无规混合磁性系统存在M-H磁化曲线的阶梯效应.通过一维Ising模型及系统能量、自旋组态的研究,发现小自旋数目的反铁磁耦合系统是产生M-H阶梯效应的根本原因.     

铁纳米线磁行为的微磁学模拟与研究

通过微磁学模拟的手段对用电化学沉积法制备出的呈圆柱形的铁纳米线在常温下的磁行为进行了系统的研究,结果表明不同形状参量的铁纳米线都表现出磁各向异性,矫顽力随纳米线直径变化近似呈现平方反比关系,而对每一固定的直径,矫顽力随纳米线长度的增加而增大,最后趋向定值.磁滞回线形状、静态磁矩分布和反转机制等都随纳米线的直径和长度的变化而变化,对相应的规律给出了明确的解释.模拟结果显示实验上尚不能制备出的直径为5nm的纳米线呈现一致反转机理,同时还发现当纳米线过渡为颗粒时表现出更为复杂的性质 关键词： 纳米线 微磁学     

小缺陷铁纳米环的磁特性

用蒙特卡罗方法与快速傅里叶变换微磁学相结合的方法模拟小缺陷铁纳米环的磁化动力学.研究发现小缺陷铁纳米环的磁滞回线出现"双稳态"特征，与实验结果一致.能量研究表明：涡旋态出现的区间为能量局域极小区间.缺陷系统的剩磁随着缺陷位置的变化而变化：剩磁随着Y值的增加先增大后减小，并在中间区域保持相对稳定.系统的自旋组态可以解释上述现象.     

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     

Error estimates for a semi-implicit numerical scheme solving the Landau-Lifshitz equation with an exchange field

^** Email: Ivan.Cimrak{at}ugent.be We study the Landau–Lifshitz (LL) equation describingthe evolution of spin fields in continuum ferromagnets. We considerthe 3D case when the effective field arising in the LL equationincludes exchange interaction, the most challenging case. Thissetting corresponds to the pure isotropic case without a demagnetizingfield. We derive some regularity results for the exact solutionto the LL with Neumann-type boundary conditions. We modify thenumerical scheme studied by A. Prohl in two dimensions and weprove error estimates for this scheme in three dimensions.     

A numerical method for the Landau–Lifshitz equation with magnetostriction

We present a numerical scheme for Landau–Lifshitz–Gilbert equation coupled with the equation of elastodynamics. The considered physical model describes the behaviour of ferromagnetic materials when magnetomechanical coupling is taken into account. The time‐discretization is based on the backward Euler method with projection. In the numerical approximation, the two equations are decoupled by a suitable linearization in order to solve the magnetic and mechanic part separately. The resulting semi‐implicit scheme is linear and allows larger time‐steps than explicit methods. We prove stability and error estimates for the presented time discretization in 2D. Finally, we test the accuracy of the scheme on an academic numerical example with known exact solution. Copyright © 2005 John Wiley & Sons, Ltd.     

ANISOTROPIC CHARACTERISTICS OF DEMAGNETIZATION CURVE FOR NANOCRYSTALLINE Nd-Fe-B MAGNET CALCULATED BY MICROMAGNETICS

The demagnetization curves for nanocrystalline Nd-Fe-B magnets of a stoichiometric composition were calculated by making use of the finite element technique of micromagnetics. The curve, especially _iH_c, varies in a wide range with the direction of applied field if the grain number N is taken to be small. With the increase of N, the range becomes smaller and the average of _iH_c decreases and approaches a limit _iH_c(N=∞). _iH_c for finite N is larger than, or at least equal to, _iH_c(N=∞). J_r/J_s is weakly affected by N and the field direction. J_r/J_s(N=∞) decreases with the increase of grain size L. These are larger than the experimental values for the Nd-rich Nd_2.33Fe₁₄B_1.06Si_0.21 magnets by ～0.05. _iH_c(N=∞) increases with the increase of L, and is close to or somewhat smaller than the experimental values of the Nd-rich magnet, as would be expected. In contrast, the curve calculated for the non-interacting grain system (Stoner-Wohlfarth model) of N≥30 depends neither on the field direction nor on N.     

快速傅立叶变换微磁学方法

提出了一种具有快速傅立叶变换的微磁学(FFTM)方法,并应用于二维纳米磁性系统.计算结果表明,利用该方法得到的结果与采用截短相互作用距离直接求和计算偶极相互作用能的方法得到的结果基本一致,同时其计算精度和计算速度得到很大的改善.结果证明FFTM方法能快速有效地计算包含远距离偶极相互作用的磁性系统的磁特性.