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.     

双层磁性薄膜系统中铁磁共振性质

利用能量极小原理研究了双层磁性薄膜系统中的铁磁共振特性,给出共振频率与线宽随外加磁场的变化关系.以及考虑应力各向异性、交换各向异性和单轴各向异性后,系统共振频率与线宽的变化情况.数值计算结果表明:外应力场和交换各向异性场对铁磁共振频率、频谱宽度以及磁化行为均有影响.     

双曲色散型单轴左手介质中的折射

研究了横磁波在各向同性右手介质和双曲色散型单轴左手介质界面处波矢和能流的折射。计算发现,当入射角在很大范围内变化时,波矢的折射角和能流的折射角几乎不变。调节光轴角可使波矢折射角和能流折射角随入射角变化不敏感的现象更明显,经分析计算给出光轴角的调节范围。这一现象是由双曲色散型单轴左手介质的各向异性及负的主折射率引起的,可以用来实现光束准直、光束整合、光束压缩以及方便的光束耦合。如果光从双曲色散型单轴左手介质向各向同性右手介质入射,还能实现超棱镜(superprism)现象。计算了横磁波穿越界面时的透过率,证实双曲色散型单轴左手介质可能实现上述应用。     

傍轴光束在单轴左手介质中传输的矢量性质

研究了沿光轴入射的傍轴光束在单轴左手介质中传输的矢量性质.通过平面角谱的方法得到了横电(TE)波和横磁(TM)波在单轴左手介质中传输的严格解，并得到了傍轴近似下的矢量传输模型.利用这一模型，分析得到垂直于光轴方向不同偏振态的入射光束在单轴左手介质中同时激发横向场和低阶纵向场.如果单轴左手介质的介电常数张量在沿垂直于光轴方向上的元素不相等，同时磁导率张量在沿垂直于光轴方向上的两元素也不相等(即z方向为光轴方向，_x≠_y,μ_x≠μ_y),那么入射光束激发的横向场的分布与入射光束的初始场分布和偏振态有关，而纵向场的分布与入射光束的偏振态无关，只决定于入射光束的初始场分布. 关键词： 傍轴传输 单轴左手介质 矢量效应     

包钴型r-Fe_2O_3磁粉各向异性研究

包钴型γ-Fe_2O_3磁粉的矫顽力可比原γ-Fe_2O_3磁粉提高8000—32000A/m。木文研究探讨了两种包钴型γ-Fe_2O_3磁粉(包钴γ-Fe_2O_3和包钴包亚铁γ-Fe_2O_3)的单轴各向异性的起源和矫顽力增大的机制。包钴γ-Fe_2O_3磁粉矫顽力增大是由于钴离子在γ-Fe_2O_3表面从尤取向产生表面单轴各向异性。包钴包亚铁γ-Fe_2O_3磁粉(Co~(2+)/γ-Fe_2O_3=2—16wt％)的矩形比S.R.为0.5左右,包钴包亚铁后增强的单轴各向异性和多轴磁晶各向异性使矫顽力增大。增强的单轴各向异性的起源:(1)钴离子在γ-Fe_2O_3表面从尤取向产生表面单轴各向异性;(2)表面层钴铁氧体微晶易磁化轴从尤排列显示单轴各向异性。     

一维无规混合各向异性海森伯自旋系统的磁性质

本文扩展了文献关于计算各向异性海森伯自旋系统配分函数的方法,计算了一维二元无规混合各向异性海森伯自旋系统的比热和磁化率。 关键词：     

各向异性金刚石结构的光子晶体

基于平面波展开法,理论分析了填充率、介质各向异性的程度对单轴金刚石结构三维光子晶体禁带的影响.结果表明,当填充率和介质各向异性取合适的值,单轴各向异性金刚石结构光子晶体存在着完全带隙.介质各向异性的引入使该晶体的带隙变窄甚至完全关闭.在各个布里渊区域里,带隙率和带隙宽度随介质各向异性程度的变化而变化.各向异性的引入为调整光子禁带提供了一种方法.     

铁磁和反铁磁双层膜中铁磁共振的研究

采用微磁学理论研究了铁磁/反铁磁双层膜中的铁磁共振现象.本模型将铁磁薄层抽象为一个单晶,具有立方磁晶各向异性和单轴磁晶各向异性,而反铁磁层视为厚度趋近于半无穷,且只有单轴磁晶各向异性.推导出了该系统的铁磁共振频率和频率谱宽度的解析式.数值计算表明,铁磁共振模式分两支,取决于立方磁晶各向异性.而界面的交换耦合,是磁易轴具有单向性的起因.     

受限分枝无规分形的分维度

提出了受限分枝无规分形的概念．用无规分枝生长的统计方法计算了它的分维．从理论上证明了理想无规分形的分维应在2与4之间．讨论了无规分形的线性度问题，并说明了无规分形体的线性度与物理体系中相互作用的各向异性有关 关键词：     

具有单轴各向异性的磁性超晶格中的自旋波

应用转移矩阵的方法研究具有单轴各向异性的磁性超晶格中的自旋波谱,得到自旋波所满足的色散方程,分析在一定的参量条件下,单轴各向异性强度对自旋波谱的影响。 关键词：     

外应力场下铁磁/反铁磁双层膜系统中的自旋波

采用自由能极小的方法研究了铁磁/反铁磁双层膜系统在外应力场下的一致进动自旋波性质，即铁磁共振现象. 本模型中铁磁层很薄可看成单畴结构，但具有单轴磁晶各向异性和立方磁晶各向异性；而反铁磁层仅具有单轴磁晶各向异性，但其厚度趋于半无穷. 推导出了该系统的铁磁共振频率和频谱宽度的解析式. 结果表明，外应力场和界面交换耦合或反铁磁磁强度仅在弱磁场下对系统的铁磁共振有影响，且系统的铁磁共振行为按磁场强度可分为两支，其区分弱磁场和强磁场的临界场依赖于外应力场的方向. 另一方面，应力场方向的改变可借助于反铁磁层磁畴变化对铁磁层磁晶各向异性轴有影响. 关键词： 铁磁/反铁磁双层膜 界面耦合强度 铁磁共振 应力场     

通过Ta，Al的添加改进纳米晶FeXN薄膜的结构和磁性

在本次工作中，制备了纳米晶FeAlN和FeTaN薄膜。虽然两种膜都展示了软磁性，但是观察到了不同的单轴各向异性。微结构的测量揭示了Ta的添加导致了N的更高溶解度，并且导致了更大的晶格膨胀和更大的压缩应力。单轴各向异性来源于N原子在a－Fe点阵中的各向异性分布。Al更容易与N发生反应，所以FeAlN膜中的a－Fe比FeTaN中的要纯，并且其应力是张应力。两种薄膜不同的各向异性可以由它们不同的微结构来解释。     

横场中具有周期性各向异性的一维XY模型的量子相变

通过解析和数值计算的方法研究了横场中具有周期性各向异性的一维XY自旋模型的量子相变和量子纠缠.主要讨论了周期为二的情况,即各向异性参数交替地取比值为α的两个值.结果表明,与横场中均匀XY模型相比,α=-1所对应的模型在参数空间的相图存在着明显的不同.原来的Ising相变仍然存在,没有了沿x和y方向的各向异性铁磁(FM_x,FM_y)相,即各向异性相变消失,出现了一个新的相,并且该相内沿x和y方向的长程关联函数相等且大于零,我们称新相为各向同性铁磁(FM_(xx))相.这是由于系统新的对称性所导致的.解析结果还说明系统在FM_(xx)相中的单粒子能谱有两个零点,是一个无能隙的相.最后,利用冯·诺依曼熵数值地研究了系统在新相内各点的量子纠缠,发现该相内每一点的冯·诺依曼熵的标度行为与均匀XY模型在各向异性相变处的相似,即S_L～1/3㏒_2L+Const.     

无规场量子Ising模型的研究

本文通过将对近似方法和离散路径积分表示组合,提出一种超越平均场的方法,用来研究无规场存在下的量子横向Ising模型。无规场取不同的形式时对系统相图结构的影响作了统一的描述。无规场取双峰和三峰分布时,通过数值计算对系统的临界特性包括三临界点和重入现象存在的可能性作了详细的研讨。理论在配位数z→∞时退化为平均场结果。 关键词：     

NiFe/FeMn双层膜的交换耦合

采用平面霍尔效应测量方法，对NiFe/FeMn双层膜的交换耦合进行了研究. 结果表明，在NiFe/FeMn体系中不存在spin-flop模型给出的单轴各向异性场. 而导致交换耦合场可逆与不可逆测量结果之间较大差异的原因是反铁磁颗粒的不稳定性或铁磁层的分畴现象. 关键词： 反铁磁/铁磁双层膜 交换偏置场 可逆与不可逆测量     

外应力场下铁磁/反铁磁双层膜系统的铁磁共振性质

从系统能量出发，采用Smith和Beljers理论方法研究了铁磁/反铁磁双层膜系统在外应力场下的铁磁共振现象.本模型中铁磁薄层具有单轴磁晶各向异性和立方磁晶各向异性，而反铁磁层非常薄因而其能量可忽略.推导出了该系统的铁磁共振频率和频谱宽度的解析式.结果表明：外应力场仅在低磁场下对具有立方磁晶各向异性系统的铁磁共振有影响，且区分弱磁场和强磁场的临界场依赖于外应力场的方向. 关键词： 铁磁/反铁磁双层膜 交换偏置 铁磁共振 应力场     

纳米软磁合金的双相无规磁各向异性模型

按照Ａｌｂｅｎ非晶无规磁各向异性的处理方法，考虑纳米软磁合金的双相组织结构的特点，提出了双相无规磁各向异性模型，得到了纳米软磁合金的有效磁各向异性与显微结构参数及铁磁相磁特性参数间的关系，探讨了磁性与有效磁各向异性的关系．用Ｆｅ_７３.５Ｃｕ_１.０Ｎｂ_３.０Ｓｉ_１３.５Ｂ_９.０纳米软磁合金的Ｘ射线衍射结构分析及磁测量结果进行了分析及验证，为上述研究提供了有力的支持 关键词：     

交换偏置系统中的反铁磁磁化与自旋波

采用自由能变分法研究了铁磁/反铁磁双层膜系统在反铁磁层存在净磁化下的自旋波谱.本模型中铁磁薄层具有单轴磁晶各向异性和立方磁晶各向异性,反铁磁层仅具有单轴磁晶各向异性,但厚度有限,推导出了系统铁磁共振频率的表达式.结果表明：系统的自旋波谱分光学模和声学模两种,其中光学模仅在反铁磁层存在净磁化时得到激发.自旋波谱可按外磁场强度的变化情况分为强弱两支;区分强磁场和弱磁场的临界场依赖于铁磁/反铁磁间的交换作用,反铁磁层的磁化强度以及反铁磁层的厚度等.交换偏置场对光学模的影响明显于声学模,而反铁磁的净磁化和其厚度对系统的影响紧密联系,难以区分.但当反铁磁层净磁化很小可忽略时,系统只存在声学模激发. 关键词： 铁磁/反铁磁双层膜 反铁磁层净磁化 光学模 声学模     

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     

混合Heisenberg自旋体系动态相变的滞后标度

采用Monte Carlo方法对离散混合经典Heisenberg自旋体系在周期性外场驱动下动态相变行为进行了模拟计算.在典型Heisenberg自旋体系的哈密顿量基础上,引入表征非晶相的随机各向异性能项(比例为X)和表征晶体相的单轴各向异性能项(比例为1-X),考察了该混合自旋体系磁滞后回线面积A_area随X和单轴各向异性常数A及随机各向异性常数D的变化规律,并确定了该类自旋体系动态相变新的滞后标度关系A_area-A^δD^{η关键词： 海森堡模型 Monte Carlo模拟 磁滞标度 非晶纳米晶}