纳米晶Nd—Fe—B基稀土永磁体的磁性能的微磁量子理论计算

从微磁学理论出发，利用铁磁体总自由能极小的变分法，导出了取向各向异性磁体的磁化强度满足的Ｂｒｏｗｎ方程，对取向的纳米晶双相交换耦合磁体，该方程类似于量子力学中的定态Ｓｃｈｒｄｉｎｇｅｒ方程，利用中心场问题的求解方法推导了Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ基稀土永磁体的成核场同时随两相晶粒尺寸的变化关系。数值计算结果表明，当两相晶粒尺寸小于某一临界尺寸时，可以获得磁性能优异的纳米晶稀土永磁体。所得结果可用于定性解释实验结果和指导巨磁能积纳米晶永磁体的制备。     

界面原子扩散对SmCo/Fe交换弹簧双层膜磁性能影响的微磁学研究

本文通过三维微磁学数值模拟,研究了界面处原子扩散形成的界面层对易轴平行和垂直膜面取向SmCo/Fe双层膜磁性能的影响.当易轴取向平行膜面时,体系成核在第二象限.随着界面层厚度的增加,尽管剩磁逐渐减小,而成核场和钉扎场逐渐增加,以致最大磁能积先增加后减小,直至体系由交换弹簧磁体过渡到刚性磁体.当易轴取向垂直膜面时,随着界面层厚度的增加,体系成核由第一象限逐渐过渡到第二象限,虽然钉扎场从减小、不变到略有增加,但成核场和剩磁逐渐增加,导致最大磁能积逐渐增加.在退磁过程中,膜面内自旋偏转:易轴平行膜面取向系统显示了 flower态和C态的产生与消失的过程;而易轴垂直膜面取向系统显示了vortex态的产生与消失的过程.随着易轴平行膜面SmCo/Fe双层膜界面层中SmCo原子扩散比例的增加,成核场和钉扎场增加但剩磁减小,最大磁能积先增加后降低.当易轴两种取向时,对任一界面层厚度,成核场随界面交换耦合常数的增大而增大,这表明界面层的存在增强了硬磁/软磁层之间的交换耦合作用.本文建立的模型很好地模拟了相关的实验结果[2007 Appl. Phys. Lett. 91 072509].     

垂直取向Nd2Fe14B/α-Fe磁性三层膜的磁化反转

运用微磁学方法结合物质参数探究了垂直取向Nd2Fe14B/α-Fe磁性三层膜的磁化反转过程,计算出成核场、钉扎场以及磁滞回线随Ls(软磁相厚度)的变化,并与相关的实验和理论数据进行比较.由于考虑了退磁能量项,垂直取向的成核场比平行取向时低,在外磁场还没有反向时就发生了成核.随着软磁相厚度的增加,理论矫顽力从等于成核场(同时也等于钉扎场),到等于钉扎场,再到小于钉扎场,矫顽力机理由成核变为钉扎.     

Fe/Cr磁性多层膜的制备及其磁电阻测定

利用磁控溅射制备了不同非磁性层厚度的Fe/Cr多层磁性薄膜系统,利用四探针法测定了该多层膜系统在不同磁场下磁电阻效应,用饱和场法给予佐证,溅射制备的多层膜系统饱和场明显地随Cr层厚度增加而衰减振荡,得出了Fe/Cr多层膜的铁磁反铁磁耦合的交换耦合强度随非磁性层厚度变化的物理规律.     

薄膜物理及其应用讲座：第五讲 Fe—Si／X（Si,Cu,Pd,Cr）多层膜的磁性研究

系统研究了由非晶态Ｆｅ－Ｓｉ合金与Ｓｉ、Ｃｕ，、Ｐｄ和Ｃｒ四种不同类型的材料组合而成的磁性多层膜的二维磁性，界面的死层效应和极化效应，层间耦合作用，在Ｆｅ－Ｓｉ／Ｃｒ多层膜研究中，发现了饱和磁化强度随Ｃｒ层厚度的改变而出现振荡变化的现象，这是由于磁性层中内地场的变化，特别是顺磁分量发生振荡变化引起的。     

交换弹簧磁性多层膜的磁矩取向及磁滞回线的解析研究

本文以界面交换耦合常数Jⁱ和软磁相厚度L^s为主要参变量,研究了易轴与膜面平行情况下的Nd₂Fe₁₄B/α-Fe磁性多层膜的磁矩随外场变化的取向及磁滞回线,并得到了成核场的解析公式.分析发现,Jⁱ对磁矩取向、钉扎场和矫顽力机理有着较大的影响.当L^s较小时,钉扎场等于成核场,随着Jⁱ的减小 关键词： 成核场 钉扎场 矫顽力 磁滞回线     

[Fe/Cr]多层膜及掺入Si中介层后的层间耦合和磁电阻效应

用真空蒸镀方法制备了［Ｆｅ／Ｃｒ］，［Ｆｅ／Ｃｒ／Ｓｉ］和［Ｆｅ／Ｓｉ］多层膜．研究了Ｃｒ层、Ｓｉ层和Ｃｒ＋Ｓｉ层厚度变化对层间耦合和磁电阻的影响．Ｆｅ层厚为２ｎｍ，Ｃｒ层厚度变化存在耦合振荡和巨磁电阻及其振荡．磁电阻值为１４.６％（４.２Ｋ）．在Ｃｒ层中加入一半Ｓｉ层或全部由Ｓｉ层替代，振荡消失，磁电阻减小到千分之几．根据掺Ｓｉ层后多层膜的电阻率变化，认为Ｓｉ加入使非磁层中自由电子数减少，随之极化效应也变弱，导致振荡消失，磁电阻大为降低 关键词：     

薄膜物理及其应用讲座第五讲Fe－Si／X（Si，Cu，Pd，Cr）多层膜的磁性研究

系统研究了由非晶态Ｆｅ－Ｓｉ合金与Ｓｉ，Ｃｕ，Ｐｄ和Ｃｒ四种不同类型的材料组合而成的磁性多层膜的二维磁性，界面的死层效应和极化效应，层间耦合作用。在Ｆｅ－Ｓｉ／Ｃｒ多层膜研究中，发现了饱和磁化强度随Ｃｒ层厚度的改变而出现振荡变化的现象，这是由于磁性层甲内场的变化，特别是顺磁分量发生振荡变化引起的。     

平行下垂直磁化下多层磁膜巨磁电阻与外磁场关系的唯象理论计算

用Ｃａｍｌｅｙ和Ｂａｒｎａｓ等人的唯象理论方法，计算了相邻铁层间具有反铁磁耦合的的层数较多的Ｆｅ／Ｃｒ多层膜，在外磁场平行和垂直于膜面情况下的磁电阻与外磁场的关系，并与实验结果作了比较，符合得较好。在计算中利用对称性条件，对Ｃａｍｌｅｙ和Ｂａｒｎａｓ等人的理论进行了简化，求出了电子分布函数和磁电阻的显式解。     

平行与垂直磁化下多层磁膜巨磁电阻与外磁场关系的唯象理论计算

用Ｃａｍｌｅｙ和Ｂａｒｎａｓ等人的唯象理论方法，计算了相邻铁层间具有反铁磁耦合的层数较多的Ｆｅ／Ｃｒ多层膜，在外磁场平行和垂直于膜面情况下的磁电阻与外磁场的关系，并与实验结果作了比较，符合得较好。在计算中利用对称性条件，对Ｃａｍｌｅｙ和Ｂａｒｎａｓ等人的理论进行了简化，求出了电子分布函数和磁电阻的显式解。     

铁磁材料界面磁耦合表面格林函数方法

基于表面格林函数理论,考虑二维平移对称,通过紧束缚线性糕模轨道(TB-LMTO)表面格林函数方法和完全避开一般的块格林函数方法(GF)方法,研究了铁磁材料界面磁耦合,以Co/Cu/Co的3层膜为例,对铁磁体之间的层间交换耦合作用进行了讨论.研究表明:磁性多层结构交换耦合振荡依赖于夹层厚度,当磁性层厚度改变,单独RKKY势的贡献显著的依赖于界面耦合.这结论与一种从头计算方法,在磁性多层膜中评价交换振荡耦合的结果相一致.     

垂直取向Nd2Fe14B/α-Fe磁性三层膜的磁化反转

运用微磁学方法结合物质参数探究了垂直取向Nd₂Fe₁₄B/α-Fe磁性三层膜的磁化反转过程,计算出成核场、钉扎场以及磁滞回线随Ｌ^s（软磁相厚度）的变化,并与相关的实验和理论数据进行比较.由于考虑了退磁能量项,垂直取向的成核场比平行取向时低,在外磁场还没有反向时就发生了成核.随着软磁相厚度的增加,理论矫顽力从等于成核场（同时也等于钉扎场）,到等于钉扎场,再到小于钉扎场,矫顽力机理由成核变为钉扎. 关键词： 成核场 钉扎场 矫顽力 磁滞回线     

Tb2Fe17-xSix单晶磁性和窄畴壁的研究

在 Ｔｂ２ Ｆｅ１７ 化合物中用 Ｓｉ 替代 Ｆｅ 观察到晶格参数减小和居里温度升高．平均场理论分析指出, Ｓｉ 对 Ｆｅ 的替代使 Ｆｅ Ｆｅ 间的交换作用明显增强、 Ｔｂ Ｆｅ 间交换作用轻微地减弱．通过拟合 Ｔｂ２ Ｆｅ１７ － ｘ Ｓｉｘ（ ｘ ＝ ００ ,１０ ,２０ ,３０ ,３３） 单晶的磁化曲线,得到了化合物在不同组分和温度下的各向异性常数．在 Ｔｂ２（ Ｆｅ , Ｓｉ）１７ 单晶的磁化和退磁过程中,观察到 Ｓｉ 替代 Ｆｅ 时引起低温下的本征窄畴壁钉扎和矫顽力增强．计及三个各向异性常数的计算以及用 Ｅｇａｍｉ 热激发模型和 Ｈｃ 与 Ｔ 的经验关系,对畴壁能和畴壁厚度的计算都证明了 Ｓｉ 的替代导致了窄畴壁的存在,分析了它们随成分和温度变化的规律．     

烧结Nd—Fe—B永磁合金矫顽力机制的理论与实验研究

从理论和实验上研究了烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ永磁合金的矫顽力随取向磁场的变化规律。指出磁体反磁化过程主要是晶粒边界软磁性区的反磁化成核以及反磁化核长大成畴并向晶粒内部不可逆畸壁位移的过程。比较了成核场与退钉扎场的大小及其随磁场方向的变化，并得出结论：退钉扎场是决定烧结Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ磁体矫顽力的主要机制。     

81NiFe/Cr多层膜磁电阻单向各向异性与交换耦合

采用电子束蒸发法制备的８１ＮｉＦｅ／Ｃｒ多层膜具有单向各向异性，磁滞回线非轴对称，相当存在１Ｏｅ数量级的交换偏场。磁电阻回线的上升和下降两枝差别明显，其中以横向磁电阻回线最为显著。有的试样上升枝与下降枝相应的最大横向磁电阻率之差已高达０．７８％，其最大各向异性磁电阻率（Ｒ_ｍａｘ－Ｒ_ｍｉｎ）／Ｒ为４．７２％，甚高于Ｍｉｙａｚａｋｉ等^[１］的优质８２ＮｉＦｅ合金单层膜的报道值３％。可以认为这类多层膜的磁电阻效应除主要来源于自旋－轨道耦合机制外， 关键词：     

铁磁/反铁磁双层膜系统中的磁畴动力学行为

比较了铁磁单层膜与铁磁/反铁磁双层膜结构中的磁畴演化行为, 发现由于反铁磁层膜对铁磁层膜的耦合作用使得系统的磁畴壁厚度、 磁畴壁等效质量、磁畴壁移动速度等发生了改变, 系统的矫顽场增强, 并出现了交换偏置场. 文章具体研究了反铁磁层耦合作用下其磁畴壁厚度、 等效质量以及磁畴壁移动速度等与反铁磁层的净磁化、 磁各向异性、界面耦合强度以及温度等的关系; 并研究了其对铁磁/反铁磁双层膜中的交换偏置场、矫顽场的影响. 进而 从磁畴结构的形成及其演化上揭示了铁磁/反铁磁双 层膜中出现交换偏置以及矫顽场增加的物理机制.     

磁性多层膜的巨磁电阻随铁磁和非磁层厚度变化的唯象理论计算

根据唯象理论，并采用以铁磁─非磁混合层代替铁磁／非磁层界面的理论方法，计算了Ｆｅ／Ｃｒ多层膜的巨磁电阻随铁磁和非磁层厚度的变化关系与实验结果做了比较，发现它们符合得较好．还绘出了巨磁电阻随铁磁和非磁层厚度变化的二元函数图 关键词：     

Nd28Fe66B6/Fe50Co50双层纳米复合膜的结构和磁性

利用磁控溅射法制备了Nd28F66B6/Fe50Co50双层纳米复合磁性薄膜,研究了其结构和磁性.经873K退火处理15min后,利用x射线衍射仪测定薄膜晶体结构,采用俄歇电子能谱仪估算薄膜厚度和超导量子干涉仪测量其磁性.磁性测量表明,1)该系列薄膜具有垂直于膜面的磁各向异性.从起始磁化曲线和小回线的形状特征可知,矫顽力机制主要是由畴壁钉扎控制.2)对于固定厚度(10nm)层的硬磁相Nd-Fe-B和不同厚度(dFeCo=1-100nm)层软磁相FeCo双层纳米复合膜,剩磁随软磁相FeCo厚度的增加快速增加,而矫顽力则减少.当dFeCo=5nm时,最大磁能积达到160×103A/m.磁滞回线的单一硬磁相特征说明,硬磁相Nd-Fe-B层和软磁相FeCo层之间的相互作用使两相很好地耦合在一起.剩磁和磁能积的提高是由于两相磁性交换耦合所致.     

反铁磁耦合硬磁-软磁-硬磁三层膜体系的不可逆交换弹性反磁化过程

采用一维原子链模型研究了反铁磁耦合的硬磁/软磁/硬磁三层膜体系的反磁化过程. 研究结果表明,当考虑了软磁层的磁晶各向异性能后,软磁层厚度和界面交换耦合强度的改变都有可能导致软磁层的交换弹性反磁化过程由可逆过程转变为不可逆过程. 对软磁层很薄的体系,其反磁化过程是典型的可逆交换弹性反磁化过程. 然而,当软磁层厚度超过某一临界厚度t_c时,反磁化过程转变为不可逆的交换弹性反磁化过程. 软磁-硬磁界面交换耦合强度A_sh对反磁化行为也有很大的影响. 对于软磁层厚度小于临界厚度t_c的体系,也存在一个临界界面交换耦合强度A_sh^c. 当A_sh大于A_sh^c时,软磁层的反磁化过程是可逆的交换弹性反磁化过程;而当A_sh小于A_sh^c时,这一过程变为不可逆. 给出了体系的可逆与不可逆交换弹性反磁化过程随软磁层厚度和界面交换耦合强度变化的磁相图. 同时还研究了偏转场随软磁层厚度的变化关系. 关键词： 反铁磁耦合三层膜 交换弹性反磁化过程 反磁化机理 磁相图     

具有垂直各向异性(Pt/Co)n/FeMn多层膜的交换偏置

采用磁控溅射方法制备了以Pt为缓冲层和保护层的具有垂直各向异性(Pt/Co)_n/ FeMn多层膜.研究结果表明，多层膜的垂直交换偏置场H_ex和反铁磁层厚度的关 系与其具有平面各向异性的交换偏置场随反铁磁层厚度变化趋势相近.随着铁磁层调制周期 数的增加，垂直交换偏置场H_ex相应减小，并且与铁磁层的调制周期数近似成反 比关系.(Pt/Co)₃/FeMn的垂直交换偏置场H_ex已经达到22.3kA/m.为 关键词： 交换偏置 垂直各向异性 多层膜