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     

非晶丝端部磁场效应的模拟

实验表明,不同长度的非晶丝以及非晶丝端部不同的位置都具有不同的磁特性.为了研究这种端部磁场效应,基于磁荷分布的假设,采用数值计算方法获得了非晶丝端部的磁场分布.然后,基于数值计算结果,采用拟合方法获得非晶丝内部磁场分布的一般性计算形式.由于非晶丝内部磁场强度不可能超出外磁场强度,提出由中间的均匀磁区以及两端的入磁区和出磁区所构成的非晶丝三磁区模型,并由此获得端部磁场效应的临界长度计算公式.该理论模型对端部磁场效应的模拟计算结果与已有实验现象能够符合很好.     

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.     

Influence of the distance between two voltage contacts on giant magneto-impedance of Co-based amorphous wires

The Co₇₅ Fe_4.2Si₈B₁₂Nb_0.8 amorphous wires of 30 μ m in diameter are produced by melt extraction and annealing at 450 oC for 20 min in vacuum with a longitudinal or transverse field of 40 kA/m. Distances between the two voltage contacts of 6, 5, 4 and 2 mm are obtained by moving the two voltage contacts towards the centre of the sample at the same time. Results indicate that magneto-impedance response is dependent on the distance significantly. As distance decreases from 6 to 2 mm, △Z/Z reduces from 609% to 95% and giant magneto-impedance (GMI) profiles change from two-peak to single-peak. Besides, field sensitivity improves from 0.47%/(A/m) to 0.76%/(A/m) when the single-peak GMI just appears. It is therefore concluded that actual measurements can be made comparable only by taking into account the influence of distance between two voltage contacts for a magneto-impedance measurement.     

An influence of pressure on magnetic properties of some amorphous alloys

Abstract

The paper presents the results of measurements of of magnetic properties of some Fe based amorphous alloys. The magnetization curves B(H) have been investigated within the range of pressure up to 2.5 GPa showing considerable changes with pressure. The reduction of spontaneous magnetization has been observed due to the pressure shift of Curie temperature. In some cases the total disappearence of ferromagnetism with increase of pressure has been observed at isothermal conditions.     

Micromagnetic study of magnetic domain structure and magnetization reversal in amorphous wires with circular anisotropy

In this work we present a detailed numerical investigation on the magnetic domain formation and magnetization reversal mechanism in sub-millimeter amorphous wires with negative magnetostriction by means of micromagnetic calculations. The formation of circular magnetic domains surrounding a multidomain axially oriented central nucleus was observed for the micromagnetic model representing the amorphous wire. The magnetization reversal explained by micromagnetic computations for the M-H curve is described in terms of a combined nucleation-propagation−rotational mechanism after the saturated state. Results are interpreted in terms of the effective magnetic anisotropy.     

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.     

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.     

AC-current-induced magnetization switching in amorphous microwires

We studied the influence of AC current flowing through microwires, on magnetization dynamics. We used a previously developed Sixtus-Tonks modified setup to evaluate the domain wall (DW) velocity within the microwire. However, instead of a magnetizing solenoid, we used a current flowing through the microwire. We observed that the AC current flowing through the annealed Co-rich microwire leads to remagnetization by fast domain wall propagation. The estimated DW velocity was approximately 4.5 km/s, which is similar to and even higher than that reported for the magnetic-field-driven domain wall propagation in Fe- and Co-rich microwires. We measured the DW velocity under tensile stress, and found that the DW velocity decreases under applied stress. An observed DW propagation induced by the current flowing through the microwire is explained considering the influence of an Oersted magnetic field on the outer domain shell. This field has a circular easy magnetization direction and magnetostatic interaction between the outer circumferentially magnetized shell and the inner axially magnetized core.     

金属丝力学性能测试的设计性实验

将金属丝力学性能测试实验引入设计性物理实验,自组手工加载机构,再配以力传感器和位移传感器,构成手工测量应力和应变及其关系的仪器.利用该试验装置对金属丝进行了测试,得到了应力-应变曲线和屈服强度、强度极限、延伸率等力学指标.     

铁基非晶的低频脉冲磁场处理效应

对非晶合金Fe₇₈ Si₉ B₁₃进行了低频脉冲磁场处理，用穆斯堡尔谱学、透射电 镜等方法观察处理试样的微观结构变化.研究发现，当脉冲频率20—25Hz,磁场16—32kA/m,作用时间≤2min，合金发生了纳米晶化，纳米相岐睩e(Si)晶粒尺寸为10nm. 而且，在低频脉冲磁场处理过程中，非晶试样的温升≤20℃. 关键词： 非晶态合金 脉冲磁场处理 纳米晶化     

Rearrangement of crystallographic domains driven by magnetic field in antiferromagnetic CoO

The rearrangement was investigated of crystallographic domains in the antiferromagnetic pseudo-tetragonal phase in CoO (Néel temperature: 293 K) when the domains were driven by a magnetic field. A rearrangement is generally observed in ferromagnetic shape-memory alloys. The rearrangement was found to occur at temperatures between 170 K and 293 K, but not at temperatures below 170 K. In order to determine the reason for such a difference, the shear stress driven by a magnetic field, τ _mag, was calculated and compared with the shear stress required for twinning plane movement, τ _req. It was found that τ _mag is equal to or larger than τ _req whenever the rearrangement of crystallographic domains occurs due to the application of a magnetic field, and vice versa. This observation is similar to past observations in the case of many ferromagnetic shape-memory alloys.     

时间反演电磁波在金属丝阵列媒质中的超分辨率聚焦

本文利用一种已有的金属丝阵列结构, 验证了时间反演技术的时空聚焦特性, 并证明了在该阵列结构中, 时间反演电磁波具有超分辨率聚焦特性. 利用金属丝阵列能为凋落波提供传播渠道这一特性, 通过改变信号对时间反演镜的激励方式, 得到了多种亚波长异地成像的仿真结果. 本文的分析和仿真结果证实了利用时间反演技术, 可以采用传统的材料和设备, 在远场实现超分辨率聚焦成像, 并能在多个位置实现对源信号的提取和分析. 关键词： 时间反演 金属丝阵列 超分辨率聚焦 异地成像     

用转轮演示载流导线在磁场中的受力

介绍了用转轮方式演示载流导线在磁场中受力的原理和演示方法。     

铁基软磁非晶/纳米晶合金研究进展及应用前景

非晶合金通常是将熔融的金属快速冷却、通过抑制结晶而获得的原子呈长程无序排列的金属材料.由于具有这种特殊结构,铁基软磁非晶合金具有各向同性特征、很小的结构关联尺寸和磁各向异性常数,因而具有很小的矫顽力H_c,但可和晶态材料一样具有高的饱和磁感强度B_s.优异的软磁性能促进了铁基软磁非晶合金的应用研究.目前,铁基软磁非晶/纳米晶合金带材已实现大规模工业化生产和应用,成为重要的高性能软磁材料.本文回顾了软磁非晶合金的发现和发展历程,结合成分、结构、工艺对铁基非晶/纳米晶合金软磁性能的影响,介绍了相关基础研究成果和工艺技术进步对铁基软磁非晶/纳米晶合金研发和工业化应用的重要贡献.并根据结构、性能特征将铁基软磁非晶合金研发与应用分为三个阶段,指出了目前铁基软磁非晶合金研发与应用中面临的挑战和发展方向.     

钴基非晶丝的巨磁阻抗效应实验装置设计

介绍了巨磁阻抗效应的原理,提出了测量方法,分析巨磁阻抗效应随频率、外加磁场的变化规律.研究表明在6~21 MHz范围内,100 mT磁场下巨磁阻抗可达-50%以上,并且在30~40 mT磁场下巨磁阻抗即可达到-40%.     

非晶FezZn1-xO薄膜的结构、磁性和电性能：

采用射频共溅射方法制备了FezZn1-xO（x=0．80,0．86,0．93）非晶薄膜,该薄膜具有较强的室温铁磁性,制备态的Fe093Zn0．07O的饱和磁化强度Ms可达333．29emu／cm3,磁性能是各向同性的．与多晶的FezZn1-xO（z≤20％）不同的是样品出现了明显的异常霍尔效应（AHE）,样品均为n型半导体,载流子浓度约为10^19-10^20cm^-3．退火后的样品在低温222K下存在着电阻极小值现象．薄膜的低温电阻导电机理属于自旋依赖的电子变程跃迁机理,上述实验结果表明高Fe含量的非晶FeZnO体系有作为新型自旋电子学器件材料的可能．     

采用热丝辅助的新型微波电子回旋共振法制备高质量的氢化非晶硅薄膜

采用热丝辅助的新型微波电子回旋共振法制备了高质量的氢化非晶硅薄膜。在制备过程中，热丝对改进薄膜微结构，提高稳定性及光电特性方面起到了重要的作用。实验结果表明：在薄膜的微结构中，硅氢二键含量显著减少并出现了少量微晶相，其有利于改善薄膜的稳定性；在薄膜的光电特性方面，薄膜的沉积速率及光敏性分别达到了2.0nm/s和4.71*105以上。     

非均匀磁场中自由表面液态射流的MHD稳定性分析

基于在液态金属实验回路上的实验,对非均匀磁场中液态金属射流的MHD稳定性进行了研究,建立了一个描述射流性能的简化模型。由此简化模型所得的结果与从实验获得的结果相比较表明,它们相当吻合,并发现在此液态金属射流中存在一个固有稳定性区域。     

磁记忆检测的力磁耦合型磁偶极子理论及解析解

磁偶极子理论在缺陷漏磁场解释中被成功广泛使用.由于磁荷密度等参数不易定量,磁偶极子理论在应用中常常进行归一化处理,被认为不适用于对应力相关的磁记忆信号做量化分析.本文通过建立力磁耦合型磁偶极子理论模型,以适用于分析磁记忆检测中应力对磁信号的影响.基于铁磁学理论确定应力和磁场联合作用下的等效场强度,基于弱磁化状态的一阶近...