金属离子掺杂对CuO基纳米复合材料的交换偏置调控

为了研究反铁磁基体中掺杂的金属离子对交换偏置效应的影响, 本文采用非均相沉淀法制备了纳米复合材料. X射线衍射图(XRD)和场发射扫描电子显微镜(SEM) 照片清晰表明CuO纳米复合样品具有统一的颗粒尺寸, 约为80 nm. 通过体系中掺杂磁性金属离子Ni和Fe, 实现了亚铁磁MFe₂O₄ (M=Cu, Ni)晶粒镶嵌在反铁磁(AFM) CuO 基体中. 在CuO基体中加入少量的Ni能改变两相交界面的磁无序从而生成类自旋玻璃相, 相应提高对铁磁相磁矩的钉扎作用. 同时, 场冷过程中反铁磁相内形成磁畴, 冻结在原始状态或磁场方向上, 畴壁也起到钉扎铁磁自旋的作用, 进而提高交换偏置效应. 随后加入的Ni 会生成各向异性能较大的NiO, 也能够提高交换偏置场. 在带场冷却下, 所有样品均发生垂直交换偏置, 也证明了样品在场冷过程中形成了自旋玻璃相, 正是由于亚铁磁与自旋玻璃相界面上的磁交换耦合, 才导致回线在整个测量范围内发生了向上偏移. 零场冷却和场冷却(ZFC/FC)情况下磁化强度与温度变化曲线(M-T)说明在这些复合材料中的交换偏置效应是由于存在亚铁磁颗粒和类自旋玻璃相界面处的交换耦合作用. 研究发现随着持续掺杂Ni离子, 交换偏置场先缓慢增加后又急剧增加, 生成各向异性能高的反铁磁相NiO 和反铁磁相内的畴态组织是这一结果的原因.     

铁磁/反铁磁双层膜中的磁锻炼效应

采用Monte Carlo 方法,研究铁磁/反铁磁双层膜中的磁锻炼效应.结果表明,反铁磁层中冷场诱发的界面净磁化(钉扎效应)的磁弛豫可导致系统中的交换偏置场的磁锻炼效应.进一步研究表明,反铁磁层中掺杂可调控交换偏置场的磁锻炼效应,原因在于反铁磁层中掺杂能有效地改变冷场诱发的净磁化的磁弛豫过程.     

铁磁/反铁磁双层膜中冷却场对交换偏置场的影响

用铁磁畴壁模型研究了非补偿界面铁磁/反铁磁双层膜中冷却场（包括大小及其方向）对交换偏置场h_E的影响.结果表明：当冷却场的方向与反铁磁层磁易轴一致时,h_E大小与冷却场大小无关.当冷却场的方向偏离磁易轴时,h_E的大小随偏离角度的增大有缓慢的改变,但当冷却场的方向偏离到临界角度γ_c处,h_E的大小发生突变,其γ_c的大小随冷却场的增大而增大.特别是当冷却场的偏离角度大于γ_c后,h_E出现由负转正的现象,其转变点还与冷却场的大小有关.另外,h_E与铁磁层原子层数N_F的关系会发生由h_E∝N^-1_F向h_E∝N^-λ_F的转变,其中λ>1.其发生转变的条件与N_F、冷却场大小和方向密切相关. 关键词： 铁磁/反铁磁双层膜 交换偏置 冷却场     

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.     

掺杂下铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的增强

采用了Monte-Carlo方法，讨论了反铁磁层中不同非磁性掺杂浓度下，铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的温度特性. 模拟结果显示：反铁磁层中非磁性掺杂能导致铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的增强. 同时，交换偏置随非磁性掺杂浓度的变化存在极大值，即同一温度下交换偏置随掺杂浓度的变化是非单调的. 并且，随着温度的升高交换偏置的最大值所对应的掺杂浓度向浓度低的方向移动. 它和Hong Jung-Il等人的实验结果完全一致. 究其原因在于反铁磁层相应的自旋排布、磁畴结构等随掺杂浓度的改变发生大的变化，当其正向磁畴和负向磁畴都形成连通的网络结构时，系统的交换偏置达最大. 比较了随机掺杂与规则掺杂的模拟结果. 模拟结果表明规则掺杂能够获得比随机掺杂更大的交换偏置，进一步表明了铁磁/反铁磁双层膜中交换偏置的特性与铁磁/反铁磁界面磁畴结构密切相关.     

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.     

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.     

Co-Ni/FeMn双层膜中磁化强度对交换偏置的影响

固定CoNiFeMn双层膜中反铁磁层的厚度,改变CoNi铁磁层的成分来调节磁化强度,从而研究铁磁层的饱和磁化强度对CoNiFeMn双层膜中交换偏置的影响.研究表明,CoNiFeMn界面的交换耦合能U不是一个常量,而是随(MFM)12的增加而线性增加.其原因是铁磁层磁矩通过界面相互作用在反铁磁层中形成的局域交换磁场,在磁场冷却时影响反铁磁层的自旋结构或磁畴结构及双层膜中的交换偏置 关键词： 交换偏置 磁化强度     

外应力对铁磁/反铁磁体系交换偏置的影响及阶跃现象

采用能量极小原理及S-W模型研究了外应力对铁磁/反铁磁（FM/AFM）双层薄膜体系交换偏置的影响.不施加外磁场时,根据能量与铁磁层磁化强度方向之间的关系,指出体系存在单稳态和双稳态两种不同的状态,是由交换各向异性与单轴各向异性之间的竞争控制的.体系处于单稳态还是双稳态直接决定着交换偏置的角度依赖关系.分析磁化过程发现,外磁场沿内禀易轴及内禀难轴方向施加时,磁滞回线的一支转换场发生突变,而另一支转换场则保持不变,最终导致交换偏置场和矫顽场出现阶跃行为.数值计算表明,交换偏置场和矫顽场在阶跃点均具有较大的数值 关键词： 单稳态 双稳态 外应力     

小尺寸正方形铁磁薄膜边界效应对磁化翻转过程的影响

用自旋动力学方法系统地研究磁偶极相互作用表现的边界效应对小尺寸正方形铁磁薄膜的磁化翻转过程的影响.在确定的磁偶极相互作用强度下,针对不同的单轴各向异性强度和不同的磁化角(外磁场与易轴间的夹角),具体给出矫顽场与磁化角及单轴各向异性强度之间的依赖关系和-些有代表性的磁滞回线,并给出磁化翻转过程中-些有代表性的微观磁结构.模拟结果表明:磁偶极相互作用表现的边界钉扎作用与单轴各向异性场之间的竞争决定磁滞回线的形状和矫顽场的大小,从而在不同磁化角情况下会导致不同的矫顽场机理.本文提出可有效地描述正方形铁磁性薄膜复杂微观磁畴结构的形成与演变的五磁畴模型.这种五磁畴模型既能直接揭示单轴各向异性正方形铁磁薄膜的几何特性和物理特性,也方便于磁化翻转过程的分析.     

THE EMC EFFECT AND THE LIGHT-CONE QUANTUM FIELD THEORY

We indicate that final state interactions can be neglected if one calculate deep inelastic lepton nucleus scattering in the time-ordered perturbation theory in the infinite momentum frame,or its equivalent,the light-cone perturbation theory in an ordinary frame.We thus extend the light-cone quantum field theory to baryon-meson field to establish a relativistic composite model of nuclei,and then apply the impulse approximation to deep inelastic lepton nucleus scattering in this model.     

顺磁物质CeF_3磁光Faraday效应及其温度特性的量子理论

本文计算了顺磁物质CeF, 因Ce离子从基态能级4 f 至s d 的电偶极跃迁产生的F a r a d a y 旋转. 讨论晶场对Ce 离子4 f 和s d 能级的影响, 通过唯象地引入一个与磁化强度M成正比的“附加磁场”H=M,由此获得4 t 离子在外加磁场和“ 附加磁场” 的共同作用下的一级Ze e m a n 分裂. 经劈裂后的两个子能级上各自产生左、右圆偏振光激发的电偶极跃迁, 导致磁光F a r a d a y 效应.对于波长为0.6 3 2 8 微米 的人射光, 在60 一如OK 温度范围内计算得到的ver det 常数和磁化率能够较好地与实验相符. 关键词：     

顺磁物质CeF3磁光Faraday效应及其温度特性的量子理论

本文计算了顺磁物质CeF₃因Ce³⁺离子从基态能级4f至5d的电偶极跃迁产生的Fara-day旋转。讨论晶场对Ce⁺³离子4f和5d能级的影响,通过唯象地引入一个与磁化强度M成正比的“附加磁场”H_m=λM,由此获得4f离子在外加磁场和“附加磁场”的共同作用下的一级Zeeman分裂。经劈裂后的两个子能级上各自产生左、右圆偏振光激发的电偶极跃迁,导致磁光Faraday效应。对于波长为0.6328μm的入射光,在60—300 关键词：     

简并四波混频中的能级交叉效应

我们用微扰方法计算了近简并准二能级系统的三阶非线性极化率x⁽³⁾(-ω;ω,ω,-ω)。研究了简并四波混频的能级交叉效应,并与共振荧光的能级交叉效应比较。指出简并四波混频的能级交叉效应可用来测量上能级及下能级的弛豫速率。 关键词：     

在均匀强磁场中氢原子塞曼效应久期方程的简化公式

在均匀强磁场中,当氢原子的哈密顿量中B2项不能忽略时,氢原子的库仑场对称性遭到破坏,能级简并被全部解除.在应用变分法和数值法计算氢原子的能级过程中,计算十分复杂,而应用微扰法求解氢原子的能级,存在解久期方程的n2高阶行列式的困难.本文应用简并态微扰理论和球谐函数的性质,得到久期方程中非零微扰矩阵元普遍表达式.根据非零微扰矩阵元普遍表达式的性质,可以将氢原子塞曼效应久期方程的n2高阶行列式分解成1阶到n阶共n个低阶行列式的乘积,得到氢原子塞曼效应久期方程的简化公式,使得求解均匀强磁场中氢原子塞曼效应能级过程简化.而且由该公式可以得到氢原子在低能态时塞曼效应能级的解析解.根据该久期方程的简化公式计算了n=3氢原子塞曼效应一级近似能级.     

三光子吸收效应与误码率

本文用噪音微扰场讨论了三光子吸收效应对光纤放大器的增益噪音和误码率的影响.由此得到三光子吸收效应能抑制该类噪音和减小误码率而有利于光孤子通信的结论.     

多体问题中的关联效应

本文利用作者之一在参考文献[4]中提出的广义自洽场方法,用统一的观点研究了多体系统的各种关联现象,它们包括核物质现象、电子气体的集体振璗现象、超导电现象等等。文章首先提出处理关联现象的一般方法,并讨论了它与微扰方法的关系;以后在二体关联近似下得到Brueckner的核物质理论,Bohm-Pines的集体振璗理论,作为其特例,并与这些作者的结果进行了比较;最后用Gell-Mann、Low处理束缚态的方法讨论了超导理论与非理想气体的零声问题,使处理这些现象的方法能更明显地表现出其物理意义。由这些讨论可以看出广义自洽场方法是处理关联现象的有效方法。     

Origin of the training effect and asymmetry of the magnetization in polycrystalline exchange bias systems

The training effect and asymmetry in exchange-coupled polycrystalline CoO/Co bilayers with in-plane magnetization has been investigated. This system is selected for its large training effect and initial asymmetry of the magnetic hysteresis after field cooling, which is removed after training. Applying an in-plane magnetic field perpendicular to the cooling field largely restores the untrained state with its pronounced asymmetry. The possibility to reinduce the asymmetry strongly depends on the magnitude of the perpendicular field, providing the key to identify the physical origin of training and removal of the asymmetry. These effects result from misalignment between the ferromagnetic magnetization and the uncompensated magnetization of the granular antiferromagnet.     

高强度三次谐波转换中位相扰动的变化

 以I/II类角度失谐三倍频方案为例，详细讨论了在高强度三次谐波转换过程中入射基频光的位相扰动和振幅调制对三倍频光位相扰动的影响，定量分析了基频光和三倍频光的位相扰动之间的变化关系。模拟结果表明，三倍频光的位相扰动幅度近似为基频光的三倍；入射基频光的位相分布对三倍频光的影响比振幅调制的影响更加明显，但是当入射功率密度较大时，基频光的振幅调制对三倍频光位相分布的影响明显增大。     

Reversing the training effect in exchange biased CoO/Co bilayers

We performed a detailed study of the training effect in exchange biased CoO/Co bilayers. High-resolution measurements of the anisotropic magnetoresistance (AMR) display an asymmetry in the first magnetization reversal process and training in the subsequent reversal processes. Surprisingly, the AMR measurements as well as magnetization measurements reveal that it is possible to partially reinduce the untrained state by performing a hysteresis measurement with an in-plane external field perpendicular to the cooling field. Indeed, the next hysteresis loop obtained in a field parallel to the cooling field resembles the initial asymmetric hysteresis loop, but with a reduced amount of spin rotation occurring at the first coercive field. This implies that the antiferromagnetic domains, which are created during the first reversal after cooling, can be partially erased.