磁泡特性和观察

引言早在1959年人们就观察到了圆柱状磁畴,但它的应用是近十几年的事、目前各国都在积极发展磁泡技术。通过科学工作者的努力,磁泡作为中等容量(几Mb到几十Mb)的磁性固体存贮器的地位业已确定,美、日正在加紧研制泡径为0.5μm的16Mb磁泡存贮器。另外,一个极其重要的进展是日本在1983年提出了超高密度磁泡布洛赫线存贮器方案,这个方案以条状畴畴壁中的布洛赫线(简称BL)作为信息的载体,由于BL宽度远小于泡径,因此在同种磁泡     

枝状畴的形成及分形维数计算

对于石榴石磁泡薄膜,提出了产生单个枝状畴（MBD)的“低静态偏磁场法”.MBD的形成是与其畴壁内垂直布洛赫线（VBL）的形核相联系的.随着静态偏磁场H_b从“枝状膨胀的临界偏磁场”H[d]的降低,相应的MBD的畴形变得越来越复杂,伴随有几类硬磁泡的相继形成.对MBD进行了分形研究,把线结构维数的计算应用于MBD极其弯曲的畴壁结构,定量地描述了它们的弯曲和分枝程度,并与其畴壁内VBL的形核联系起来. 关键词：     

磁泡的动态测量

前 言 磁泡材料的畴壁迁移率和磁泡状态的测定是磁泡动态测量的两个重要内容.早先的阶梯函数响应法[1]和磁泡破灭法[2]虽然都能测量畴壁迁移率μω,但用作常规测试都不理想,并且都不能用来确定磁泡的状态. 本文所介绍的脉冲梯度场磁泡传输法[3],直接测量孤立磁泡在脉冲梯度场中的运动速度,从而测得迁移率.同时又从磁泡的运动方向确定磁泡的状态,方法简便,原理直观,所以这个方法被广泛地应用于常规测试和基础研究. 一、测量原理 1.用脉冲梯度场磁泡传输法测迁移率μω。 在梯度为　H的不均匀偏场中,磁泡将受力而沿-　H的方向运动.磁泡速度V…     

垂直布洛赫线在畴段畴壁中的形成和消失

在不同的直流偏场下,对脉冲偏场作用后的磁泡膜中的磁畴观测结果表明:磁泡膨胀时的分枝生长往往伴随有大量垂直布洛赫线(以下称VBL)产生;它的正负与反向畴膨胀时所施加的直流偏场大小有确定关系;在幅度不太高的系列脉冲作用下畴端运动可使畴壁中形成大量VBL;足够强的脉冲偏场可使VBL消失。 关键词：     

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     

源自软磁畴段的布洛赫线链行为研究

在从1967-1992年连续25年研制固态磁存储器的故事中,中国没有缺席。1970年代初,中国科学院物理研究所磁学室磁泡组11个人从生长基片单晶,制备单晶磁泡薄膜和进行磁泡测量三方面开始磁泡材料的研制。当时文章作者负责测量,设计制作了磁泡测量装置。为了表征磁泡薄膜,发现了含有"一盘"软磁畴段的H图形,并找到了"脉冲偏磁场作用下硬磁泡的形成"的研究课题。这使作者在1980年代初经受住了磁泡下马的冲击,迎来了1983年布洛赫线存储器方案的提出,发觉已具有研究其机理的条件,最终成为该存储器的终结者,并在1991年国际J.Mag.Mag.Mater.杂志第100纪念卷中荣幸地为"China"占了一席之地。从1992年以来,时间又过去了25年,但活生生的磁泡总在,当年报废的磁泡测量装置已经更新。盼望大学生和刚入门的研究者喜欢这台能显示赏心悦目的磁泡畴运动,能生动阐述铁磁学物理基础的研究导向性的物理实验设备。     

温度对普通硬磁泡的影响

实验研究了温度对外延石榴石磁泡薄膜中硬磁泡及其相应硬条畴的影响。发现了一个与材料参量有关的临界温度T₀当试验温度T0时,硬条畴畴壁中的VBL链在升降温后不变;而当T>T₀时,VBL链消失,所有硬磁泡都软化为正常磁泡。当畴壁中的VBL处于压缩态时,较硬的硬磁泡在较低的温度下软化。软化时,VBL消失的方式是整个VBL链的解体。 关键词：     

磁场成型对锶铁氧体磁性能影响的模型研究

磁场成型是锶铁氧体获得高性能永磁材料的关键工艺.利用已建立的数学模型,研究锶铁氧体磁畴中心和材料几何中心相对位置变化对锶铁氧体磁性能的影响.结果表明,磁畴中心向下偏移比其向上偏移时,外磁场对磁畴中心的作用效果明显;同时当试样呈平面时,外磁场全部垂直作用于试样上,有效作用为最佳,并可以得到高矫顽力各向异性锶铁氧体.     

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.     

磁畴壁拓扑结构研究进展

拓扑磁性斯格明子作为信息载体单元具备高可靠性、高集成度、低能耗等优势,有望提高数据读写精度、降低功耗,从而研发新型拓扑自旋电子学材料与原理型器件,为信息技术、5G通信和大数据等的高速发展提供材料与技术支持.但磁性斯格明子同时存在需要磁场稳定以及电流驱动下斯格明子霍尔效应引起偏转等缺点,严重阻碍了其在实际器件中的应用,因此探索新型拓扑磁畴结构和适宜应用的材料体系成为研究的关键.本文将重点介绍自2013年理论预言磁畴壁斯格明子以来,利用高分辨率洛伦兹透射电子显微镜原位实空间发现并研究磁畴壁拓扑麦纫和磁畴壁斯格明子的实验工作.首次在范德瓦耳斯Fe_5–xGeTe₂二维磁性材料中发现温度诱发的180°磁畴壁转变为拓扑麦韧链,研究了磁畴壁麦纫态在外界电场、磁场作用下的集体运动行为,揭示了基于自旋重取向、磁畴壁限域效应以及弱相互作用下生成磁畴壁拓扑态的机制.在该机制指导下,设计制备了具有自旋重取向的GdFeCo非晶亚铁磁薄膜,不仅获得了磁畴壁麦纫,验证了生成机制的普适性,还成功实现了畴壁麦韧对到畴壁斯格明子的可逆拓扑转变,开辟了基于磁畴壁等内禀限域效应开展...     

Sm(CobalFe0.1Cu0.1Zr0.033)6.9高温永磁合金的矫顽力

对Sm(Co_balFe_0.1Cu_0.1Zr_0.033)_6.9合金, 经810℃等温时效后以0.5℃/min逐渐冷却, 在600℃-400℃温度区间淬火, 研究了不同淬火温度下的磁滞回线、磁畴和矫顽力温度系数β. 发现时效600℃淬火后磁滞回线出现台阶状, 说明畴壁中应存在两处钉扎. 随淬火温度的降低, 合金的室温矫顽力显著增加, 磁滞回线的台阶消失. 通过磁畴形貌发现时效600℃淬火后的磁畴接近条形畴, 1:5相中Cu分布相对均匀, 形成的畴壁钉扎较弱, 从而使磁滞回线出现台阶, 决定矫顽力的畴壁钉扎位于两相界面处; 随时效淬火温度的降低, 磁畴逐渐细化, 畴壁1:5相中的畴壁能降低, 形成了较强的内禀钉扎, 并决定材料的矫顽力, 两相界面处的畴壁钉扎被掩盖. 对不同温度淬火合金的高温矫顽力研究表明, 最强的畴壁钉扎位于两相界面处时, 矫顽力随温度升高逐渐增加, 矫顽力出现温度反常现象; 最强的畴壁钉扎位于1:5相中心时, 矫顽力随温度升高逐渐衰减. 当测试温度达到500℃后不同淬火温度样品的矫顽力几乎相同, 此时最强畴壁钉扎均在两相界面处.     

一次脉冲偏磁场作用下硬磁泡的形成

实验研究了一次脉冲偏场作用下外延石榴石膜硬磁泡的形成规律。通过实验和计算,证明了硬泡畴壁中同号的VBL一般地说并非一个脉冲产生一对。通过双重曝光照相法揭示出软畴段的硬化与畴段运动形式的关系,发现了最适于硬泡形成的两种运动形式,并阐明了“软硬磁泡形成的分界场”H_[b]的物理意义。 关键词：     

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.     

消磁场对纳米铁磁线磁畴壁动力学行为的影响

为了实现基于磁畴壁运动的自旋电子学装置, 掌握磁畴壁动力学行为是重要争论之一.研究了在外磁场驱动下L-型纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为. 通过微磁学模拟,在各种外磁场的驱动下考察了纳米铁磁线磁畴壁的动力学特性; 在较强外磁场的驱动下, 在不同厚度纳米线上考察了纳米线表面消磁场对磁畴壁动力学行为的影响. 为了进一步证实消磁场对磁畴壁动力学的影响, 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下分析了磁畴壁的动力学行为变化. 结果表明, 随着纳米线厚度和外驱动磁场强度的增加, 增强了纳米线表面的消磁场的形成, 使得磁畴壁内部自旋结构发生周期性变化, 导致磁畴壁在纳米线上传播时出现Walker崩溃现象. 在垂直于纳米线表面的外磁场辅助下, 发现辅助磁场可以调节消磁场的强度和方向. 这意味着利用辅助磁场可以有效地控制纳米铁磁线磁畴壁的动力学行为.     

金属镍的Barkhausen发射特性的研究及磁畴壁运动临界场值的计算

本文研究了金属镍的Barkhausen声发射(ABE)和电磁发射(EDE)的特性。作者利用能量密度图和修正的Kersten理论解释了镍对外加磁场的响应。文中所介绍的测量结果除证实ABE之源为非180°磁畴壁运动引起外,还进而演示了外加磁场变化,使镍从(退出)饱和到反向饱和时,三种磁畴壁运动的顺序依次为:71°,180°和109°.文章阐明了如何用所测到的Barkhausen信号去确定相应于这三种磁畴壁(不可逆)运动的临界磁场值大小。     

磁畴壁手性和磁斯格明子的拓扑性表征及其调控

磁性斯格明子由于拓扑的保护性,具有很高的稳定性和较小的临界驱动电流,有望应用于未来的赛道存储器件中.而在中心对称体系,由于偶极作用的各向同性,磁泡的拓扑性和螺旋度都呈现出多样性的特征.其中非平庸的磁泡即等同于磁性斯格明子.我们通过近期实验结果,结合微磁学模拟的方法,发现在中心对称体系中磁斯格明子的拓扑性会受到体系垂直各向异性的调控.另外在加磁场的演变过程中,会很大程度上依赖于基态畴的畴壁特性.磁场的倾斜或者一定的面内各向异性也会改变磁斯格明子的形态.通过对材料的基态磁结构及磁各向异性的调节,辅助以面内分量的控制,可以对基态磁畴、进而对磁斯格明子的拓扑性实现调控.这对磁斯格明子在电流驱动存储器件中的应用具有重要意义.     

微磁动力学的新进展

本文介绍微磁动力学领域的一个最新进展,我们的研究发现在磁场驱动下且保持畴结构不变地沿着纳米磁线运动的磁畴壁,其运动源于能量耗散,磁畴壁运动速度正比于能量耗散率。与此同时,我们根据能量守恒原则,给出了磁畴壁速度的一个合理定义,该定义适用于任意的磁畴壁结构。在此定义下,即使磁畴壁没有做刚性运动,我们也能得到磁畴壁运动的瞬时速度和平均速度。我们的结果不仅能重复低磁场下的沃克（Walker）解,还能反映出当磁场高于沃克极限（Walker limit）时速度{磁场的依赖关系,该结果跟数值模拟和实验数据都符合得很好。我们根据微磁动力学研究的这一新进展,最终澄清了一个事实即“磁畴壁质量”这个概念是错误的。     

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：     

钆镓石榴石单晶缺陷的X射线形貌观测

一、引 言 作为电子计算机的逻辑运算和记忆元件的磁泡器件是在非磁性石榴石材料上外延生长一层磁性石榴石膜而制成.在这样的磁性膜上,可通过适当的手段使磁泡畴很容易产生、传递和消失.钆镓石榴石晶体(以下简称GGG)已成为这种磁泡器件的重要的基底材料.外延生长磁膜时.基底晶体的不完整性会影响外延膜的质量.特别是磁泡在膜内的快速运动,更要求外延膜有极高的完整性.如果单晶衬底中存在缺陷.特别是当暴露在表面上的缺陷延伸到外延膜中时,那么磁泡的运动将受到更严重的阻碍.因而提高GGG晶体的完整性就有着特别重要的意义.GGG单晶中的主…     

晃动法用于磁泡的动态测量

一、前 言 1974年Brown提出磁泡动态测量的新方法——“晃动法”(Rocking technique).它是在传输法的基础上发展起来的.它和传输法不同的是:(1)在驱动迥路中通以正负驱动脉冲,使磁泡在梯度偏伤作用下来回晃动而产生两个稳定的磁泡象.(2)代替补偿迥路的是一个方框位阱迥路,其中通以“位阱直流”,形成软位阱,使磁泡圈在其中并和框外的磁泡或条状畴隔离.(3)考虑到磁泡在传输运动中的速度分散和角度分散,为保证磁泡每次晃动都有一定的起始点,防止磁泡被逐步推到梯度场非线 l)中国科学技术大学技术物理系1978年毕业生.性区而破灭,负脉冲结束后必…