應(yīng)力作用下鐵磁薄膜單元的微磁學(xué)研究.pdf

1、近年來,隨著計(jì)算機(jī)計(jì)算能力的飛速發(fā)展,利用微磁學(xué)模擬方法來研究鐵磁材料特別是鐵磁薄膜材料已經(jīng)成為磁學(xué)研究領(lǐng)域的重要手段。通過微磁學(xué)模擬,能反映鐵磁材料內(nèi)部的磁矩分布、磁疇的反轉(zhuǎn)以及疇壁的位移情況,從而獲得鐵磁材料宏觀性質(zhì)和微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的關(guān)系。本文詳細(xì)分析了微磁學(xué)模型中包含的各種能量,包括外磁場(chǎng)能、交換能、退磁場(chǎng)能、磁各向異性能,同時(shí)還將磁應(yīng)力能納入到總自由能中。采用了有限差分方法獲得了各項(xiàng)能量離散化后的計(jì)算表達(dá)式。為了減少計(jì)算量,本

2、文還采用了快速傅立葉變換方法構(gòu)建了退磁場(chǎng)的FFT算法。本文分別構(gòu)建了基于能量最小化的共軛梯度算法,以及基于求解LLG方程的歐拉算法,在此基礎(chǔ)上,在VC++環(huán)境下開發(fā)了微磁學(xué)模擬計(jì)算代碼。最后,利用編寫的微磁學(xué)模擬程序研究了在不同應(yīng)力作用下,大小為200nm×200nm×5nm的鐵磁薄膜單元隨外場(chǎng)改變的磁特性的變化規(guī)律及其磁疇的反轉(zhuǎn)情況。計(jì)算結(jié)果表明:磁滯回線的形狀和矯頑力、剩磁隨著外加應(yīng)力的變化呈現(xiàn)出一定的變化規(guī)律;隨著與外磁場(chǎng)平行的張