Fe84Zr3.5Nb3.5B8Cu1薄带的动态磁化过程

由于铁磁性样品的交流磁化率虚部χ″随磁场强度H的变化是非线性的，在低场(0～12 mT)有一个与铁磁共振信号强度相当的低场非共振信号. 利用ESR谱仪测量交流磁化率虚部χ″对磁场强度H的一次微分随磁场强度的变化dχ″/dH～H，研究Fe₈₄Zr_3.5Nb_3.5B₈Cu₁合金薄带的动态磁化特性. 合金薄带样品是各向异性的，易磁化轴（易轴）在薄带的横向方向，外加磁场H在易轴方向. 样品在可逆磁化区域(0～2.0 mT)和趋近饱和的磁化区域(9.0 mT以上)，dχ″/dH=0；在不可逆畴壁移动过程中，当H为4.2 mT 时, χ″(H)达到最大值χ_max；在磁畴转动过程中，χ″(H)正比于H²（瑞利区）；而实验中却发现，在某些区域交流磁化率虚部χ″(H) 与磁场强度H的n次方即Hⁿ(n≥3)有关；而且发现，在一定区域，有三段不可逆畴壁移动和磁畴转动交替出现的现象. 在这一过程中，dχ″/dH为常数的磁场范围分别为4.8～5.2mT, 5.8～6.4 mT, 8.0～8.5 mT, 其常数相对值分别为1：0.85：0.60. 样品的交流磁化率虚部χ″对磁场H的微分dχ″/dH随磁场H的这一变化规律反映了不可逆畴壁移动和磁畴转动交替发生的微观过程.     

矩形磁性纳米点动力学反磁化过程的微磁学研究

采用微磁学模拟方法研究了初始态为C形磁结构的矩形CoFe纳米点在方波脉冲场作用下的动力学反磁化过程.研究发现,随着脉冲场强的增强,磁体的反磁化模式发生了改变.当场强较弱时反磁化过程通过畴壁移动-单涡旋的形成和移动来完成;当场强较大时反磁化过程模式转变为畴壁移动-双涡旋的形成与移动;在更强的场强下反磁化过程通过畴壁的移动-多涡旋的形成与湮没来实现.由于反磁化模式随场强的变化而改变,反磁化时间随场强的增大出现振荡变化现象. 关键词： 动力学反磁化过程 反磁化时间 微磁学模拟     

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.     

磁共振法研究(Fe1-xCox)84Zr3.5Nb3.5B8Cu1纳米晶薄带的磁各向异性

铁磁共振(FMR)实验研究(Fe1-xCox)84Zr3.5 Nb3.5B8Cu1(x=0.0,0.2,0.4,0.6, 0.8)合金薄带的各向异性,易轴在薄带的横向方向,同等宽度样品的各向异性常数K′随Co掺杂量的增加而减小, K′值在4.67×10-5 J/m(x=0.0)到2.54×10-5 J/m4(x=0.8)之间.由于磁化率的虚部χ″(H)随磁场强度H非线性变化,在低场(0-12 mT)有一个与FMR信号强度相当的低场非共振信号.特别是对Fe84Zr3.5 Nb3.5B8Cu1合金薄带的磁化,在可逆磁化(0-2.0 mT)和趋近饱和磁化(9.0-12 mT)区域, dχ″/dH=0;不可逆畴壁移动过程中,交流磁化率虚部χ″(H)与磁场强度的n次方即Hn(n≥3)有关;在磁畴转动过程中χ″(H)正比于H2(瑞利区),(dχ″)/(dH)为常数;而且发现,有不可逆畴壁移动-磁畴转动三段交替变化的过程,此过程对应三种磁畴的消失过程.     

不对称钴纳米环磁特性及涡旋态控制的蒙特卡罗模拟

利用Monte Carlo模拟方法研究不同外加磁场方向对不对称钴纳米环磁特性的影响.主要研究磁化反转过程中畴壁运动可控制机制、磁滞回线及涡旋态的形成.模拟结果表明:①不同的外加磁场方向对不对称钴纳米环在磁化反转过程中畴壁的运动和涡旋态的形成及稳定性有较大的影响;②可利用畴壁能的变化及外加磁场的方向控制纳米环畴壁的运动;③磁化反转过程中涡旋态的形成及稳定性存在明显的尺寸效应.     

红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质的磁各向异性研究

SQUID和磁转矩测量表明红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质具有明显的磁各向异性,从能量角度对SQUID和磁转矩曲线的分析发现,这些材料具有明显的单晶单轴特性,对于磁各向异性,起作用的主要是磁晶各向异性。磁化过程中,长条片状纳米磁性矿物质中包含的小纳米晶粒磁畴磁矩转向外磁场方向,直到与外磁场方向一致,达到饱和为止,磁化过程中不存在畴壁的移动。     

红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质的磁各向异性研究

SQUID和磁转矩测量表明红条毛肤石鳖齿舌牙齿内纳米磁性矿物质具有明显的磁各向异性,从能量角度对SQUID和磁转矩曲线的分析发现,这些材料具有明显的单晶单轴特性,对于磁各向异性,起作用的主要是磁晶各向异性。磁化过程中,长条片状纳米磁性矿物质中包含的小纳米晶粒磁畴磁矩转向外磁场方向,直到与外磁场方向一致,达到饱和为止,磁化过程中不存在畴壁的移动。     

PT/PZT/PT铁电薄膜的铁电畴和畴壁

用sol-gel法制备出了具有良好铁电性、纯钙钛矿结构的PbTiO₃/Pb(Zr_0.3Ti_0.7)O₃/PbTiO₃(PT/PZT/PT)新型夹心结构铁电薄膜.用扫描力显微镜(SFM)的压电响应模式获得了薄膜铁电畴的垂直于膜平面方向(OPP)、膜平面内(IPP)及OPP的相位和幅度图像，结合理论分析指出薄膜的电畴主要由c畴和偏离垂直于膜平面方向上的c畴构成，薄膜取向的复杂性导致了复杂的畴结构.对于［111］取向的薄膜，当偏离垂直于膜平面方向上的c畴在垂直膜平面方向和面内方向都相反时构成180°的畴壁，在垂直膜平面方向上相同、面内方向相反或由垂直膜平面方向上相反、面内方向相同时构成90°畴壁. 关键词： 铁电薄膜 PT/PZT/PT 电畴和畴壁 扫描力显微镜(SFM)     

磁畴和畴壁的实验演示

利用透射光法进行磁畴和畴壁的实验演示，在磁性材料中的薄膜中，若无外加磁场时，可以观察到很多蜿蜒曲折的条状磁畴，当垂直薄膜面上加一个磁场（磁化场）时，这些条状磁畴就会产生变化，凡与外加磁场方向一致的磁畴体积扩大，与加外磁场方向相反的磁畴体积会缩小。     

具有不同交换偏置方向的外延FeGa/IrMn双层膜的磁各向异性与磁化翻转

采用磁控溅射方法在MgO(001)单晶衬底上制备了交换偏置分别沿着FeGa [100]和[110]方向的FeGa/IrMn外延交换偏置双层膜,研究了交换偏置取向对磁化翻转过程与磁化翻转场的影响.铁磁共振场的角度依赖关系的测量与拟合,表明样品存在不同取向的四重对称磁晶各向异性、单向交换磁各向异性和单轴磁各向异性的叠加.矢量磁光克尔效应测量表明交换偏置沿着[100]方向的样品在不同磁场方向下表现矩形、非对称和单边两步磁滞回线;交换偏置沿着[110]方向的样品在不同磁场方向下表现单边两步和双边两步磁滞回线.考虑不同交换偏置方向的畴壁形核和位移模型,能够很好地解释磁化翻转路径随磁场方向的变化规律和拟合磁化翻转场的角度依赖关系,表明交换偏置方向的改变使得畴壁形核能发生显著变化.     

交直流叠加磁化下恒导磁薄片的反常涡流损耗

本文利用一致畴转模型分析了在交直流叠加磁化下恒导磁薄片的低频涡流损耗。指出涡流损耗的反常不仅壁移,而且同样存在于畴转。其原因是畴转过程中畴内磁导率是张量,从而比经典模型增加了一项“侧向涡流”。导出了转动涡流损耗反常系数η_r的表达式;并将结果在某些应用领域中作了推广,得出了相应的结论。     

La0.67Ca0.33MnO3薄膜中的矫顽力随膜厚与衬底的变化

系统研究了衬底为SrTiO3和LaAlO3上的La0.67Ca0.33MnO3薄膜中的矫顽力随厚度和应变的变化。结构分析表明薄膜为（001）方向织构，而且薄膜中的晶粒尺寸随着薄膜厚度的减小而减小。磁测量表明矫顽力先随着膜厚的减小而增加，在t=10-25nm附近到达一极大值。随后，矫顽力随厚度的减小而降低。还得出矫顽力的大小与测量方向有关：t≥25nm (t≤10nm)时，难磁化方向的矫顽力大于（小于）易磁化方向的矫顽力。据此，我们提出：在厚膜（t≥25nm）中，矫顽力变化由畴壁钉扎机制决定；在超薄膜（t≤10nm）中，则与磁畴的形核机制有关。根据t= 5、10、25、400nm的LCMO/STO薄膜的初始磁化曲线，以及t=5，50nm的LCMO/LAO薄膜的小磁滞回线的测量，我们对薄膜中矫顽力机制作了验证，并且还讨论了钉扎和形核机制发生的非均匀区的尺寸。     

磁振子宏观效应以及热扰动场对反磁化的影响

热扰动导致的磁反转是越过能量势垒的不可逆反转,称为热助隧穿.本文研究Pr-Fe-B磁体热扰动导致的磁反转弛豫现象,反转磁矩与时间自然对数关系可表示为与能垒之间的关系,因此反磁化弛豫现象可用磁振子按能量的玻色统计分布率来解释,是磁振子宏观效应的体现.反磁化不可逆过程的临界尺寸为纳米级,与理论磁畴壁尺寸接近,证实热扰动反磁化经过磁畴壁形核去钉扎过程.在实空间反磁化耦合体积增大能减小磁振子隧穿的反磁化概率,热扰动场减小;热扰动后效场测量值与热扰动场计算值基本是一致的.温度升高,热扰动能量增大,由于耦合作用热扰动后效场有所减小,但热扰动后效场相对于矫顽力的作用增大.     

硼或氮掺杂的锯齿型石墨烯纳米带的非共线磁序与电子输运性质

基于非共线磁序密度泛函/非平衡格林函数方法,研究了硼或氮掺杂的锯齿型石墨烯纳米带的非共线磁序与电子透射系数.未掺杂的石墨烯纳米带的计算结果表明磁化分布主要遵循类似于Neel磁畴壁的螺旋式磁化分布.相比于未掺杂的情况,硼/氮掺杂的石墨烯纳米带的磁化分布出现了双区域的特征,即杂质原子附近的磁化较小,杂质原子左(右)侧区域的磁化分布更接近于左(右)电极的磁化方向,这为通过掺杂手段在石墨烯纳米带边缘上构建不同磁畴壁提供了可能性.与未掺杂的透射系数不同的是,硼/氮掺杂的石墨烯纳米带的透射系数在费米面附近随着磁化偏转角增大而减小,表明非共线磁序引起的自旋翻转散射占据主导地位.而在E=±0.65 eV处,出现了一个较宽的dip结构,投影电子态密度的分析表明其来源于杂质原子形成的束缚态所引起的背散射.我们的研究结果对于理解石墨烯纳米带中的非共线磁序与杂质散射以及器件设计具有一定的意义.     

磁膜畴壁蠕移的频率特性

本文叙述难向交变场频率（５０ｃ／ｓ－２００ Ｍｃ／ｓ）对坡莫会金磁膜中畴壁蠕移的影响（即蠕移频谱）的实验结果．实验发现蠕移频谱上有三个峰出现,即１１０－１４０ Ｍｃ／ｓ的高频峰,３０－４０Ｍｃ／ｓ的中频峰和 １００ ｋｃ／ｓ的低频峰．并测定了磁膜厚度、难向直流偏场对蠕移频谱的影响．对壁线运动和与之伴随产生的暂态逸散场的初浅的理论分析表明：（１）壁线运动的暂态逸散场是导致畴壁蠕移的一个原因;（２）壁线运动有共振特征,蠕移频谱上的高频峰和中频峰的出现分别是９０°线（或Ｎｅｅｌ线）和Ｂｌｏｃｈ线共振的反映;（３）低频下的蠕移不是壁线运动的暂态逸散场引起,而可能是由Ｎｅｅｌ壁段的某种作用所导致．     

Nd2(Fe1-xMnx)14B的低温内禀矫顽力

当x<0.5时,Nd₂(Fe_1-xMn_x)₁₄B可形成四方晶体结构,空间群为P4₂/mnm。在低温下,该赝三元化合物的大块铸态样品具有高矫顽力。此矫顽力不依赖于热处理等工艺过程,因此具有内禀性质。内禀矫顽力 _iH_c与样品的成分有关。Nd₂(Fe_1-xMn_x)₁₄B的起始磁化曲线具有传播场H_p,并且H_p的数值与 _iH_c接近。这表明内禀矫顽力是由畴壁钉扎造成的。研究了 _iH_c与温度的变化关系,并估算了钉扎位垒的强度。测量了Nd₂(Fe_1-xMn_x)₁₄B的居里温度和饱和磁化强度。在此赝三元化合物中,交换作用随Mn对Fe的替换而急剧降低。这使得畴壁厚度变窄。Nd₂(Fe_1-xMn_x)₁₄B的磁化和反磁化行为可用窄畴壁的特征来解释。 关键词：     

电学方法调控磁化翻转和磁畴壁运动的研究进展

电学方法调控磁性材料及器件的磁性是当前自旋电子学研究的热点之一.本综述简要介绍利用电学方法调控磁化翻转和磁畴壁运动的研究进展.首先简述了自旋极化电流的产生、自旋流与局域磁矩之间的作用原理以及对应的Landau-Lifshitz-Gilbert-Slonczewski磁动力学方程;然后分别讨论了单层磁性材料、铁磁层/重金属、铁磁层/非磁金属/铁磁层等不同结构中的电流诱导磁化翻转或驱动畴壁运动;最后介绍了利用压电效应、磁电耦合效应和栅极电场效应三种电压方式对磁矩的调控.在此基础上,对电学方法调控磁化翻转和磁畴壁运动进行了总结和展望.     

稀土永磁体及复合磁体反磁化过程和矫顽力

稀土永磁体即使内秉性质相同,但矫顽力可能相差很大.本文以Pr-Fe-B磁体为例,从热激活反磁化即反磁化临界过程探讨决定矫顽力的关键因素.Pr-Fe-B晶粒表层缺陷区与晶粒内部耦合推动反磁化畴形核从而去钉扎,晶粒表层缺陷区的各向异性对克服晶粒内部势垒具有贡献,因此反磁化形核场和矫顽力大大降低.由于晶粒表层缺陷区与晶粒内部耦合,在反磁化临界过程磁畴壁尺寸稍大于理论尺寸.具有软、硬磁相结构的Pr-Fe-B复合磁体,软、硬磁相晶粒之间交换耦合作用也会增大反磁化畴壁尺寸.软、硬磁交换耦合的能量对克服硬磁相晶粒内部各向异性势垒也会有贡献,这将进一步降低磁体矫顽力.添加Ti,Nb高熔点金属,复合磁体矫顽力显著提高.分析认为,这不仅仅是磁体晶粒尺寸减小的缘故.热激活尺寸减小说明磁畴壁中包含的硬磁相晶粒表层缺陷区尺寸减小,硬磁相表面和两相界面各向异性对克服硬磁相晶粒内部势垒的贡献减小,反磁化所需外磁场增大.     

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畴壁位移的过程。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。 关键词：     

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。