納米顆粒的磁化強度快速翻轉(zhuǎn)特性.pdf

1、本研究納米顆粒體系得磁學(xué)特性，不僅在理論上有重要的學(xué)術(shù)價值，為實際應(yīng)用提供可行的方案，而且是凝聚態(tài)物理和納米磁學(xué)的前沿課題。不僅如此，為了突破磁存儲器存取速度的瓶頸，對制造磁性存儲器的材料的要求也日益苛刻。 我們用LLG方程對納米磁性顆粒磁矩翻轉(zhuǎn)的特性進(jìn)行了大量地研究，特別是對雙易軸各向異性磁性顆粒磁化翻轉(zhuǎn)的研究。我們發(fā)現(xiàn)雙易軸各向異性磁性顆粒在磁化翻轉(zhuǎn)上比單軸各向異性磁性顆粒更有優(yōu)勢。 對二維磁性薄膜顆粒的磁化強度翻轉(zhuǎn)

2、的特性研究尤為重要，因為它是理解和掌握三維磁性顆粒磁矩運動的基礎(chǔ)。在對二維磁性薄膜顆粒施加垂直于其平面的偏壓場，可以極大地減小外加翻轉(zhuǎn)場的大小，甚至可以撤去反平行施加在磁化強度初始方向上的翻轉(zhuǎn)場，其磁化翻轉(zhuǎn)時間也會變得更短。同時，磁性材料的阻尼系數(shù)a與磁化強度翻轉(zhuǎn)特性的關(guān)系也相當(dāng)重要。我們發(fā)現(xiàn)選取適當(dāng)?shù)淖枘嵯禂?shù)可以起到加速磁化翻轉(zhuǎn)的作用。 三維雙易軸各向異性顆粒的磁化強度翻轉(zhuǎn)特性是我們研究的重點。外加磁場的形式對磁化強度翻轉(zhuǎn)速度

3、有著重要的影響。我們采用了脈沖方波形式，因為這樣能夠更有效地減小外場的大小和磁化強度的翻轉(zhuǎn)時間。首先，在對二維磁性薄膜磁化強度翻轉(zhuǎn)特性的研究基礎(chǔ)之上，我們研究了三維磁性顆粒中磁化強度翻轉(zhuǎn)的動力學(xué)過程。這對以后對磁性顆粒磁化強度在脈沖場中的翻轉(zhuǎn)特性研究很有幫助。在+y軸向上施加脈沖偏壓場，利用由此而產(chǎn)生的z軸方向的退磁場來使磁矩進(jìn)動，以此實現(xiàn)磁化強度翻轉(zhuǎn)。利用此方法可以實現(xiàn)在脈沖場幅值遠(yuǎn)小于顆粒的各向異性場時的磁化強度翻轉(zhuǎn)，而且翻轉(zhuǎn)速度在

4、納秒量級。對于不同的脈沖場幅值，對應(yīng)有不同的脈沖寬度范圍來實現(xiàn)磁矩翻轉(zhuǎn)。當(dāng)脈沖場幅值增大時，這種脈沖寬度范圍則會相應(yīng)地變窄，但磁矩翻轉(zhuǎn)速度會變得更快。我們發(fā)現(xiàn)外加脈沖場偏離+y軸，向-x軸偏轉(zhuǎn)一定角度，在其它條件相同時，磁矩翻轉(zhuǎn)速度會比施加在+y軸上要快。脈沖場向-x軸方向偏離的角度大小則和脈沖場的幅值大小成反比，幅值越大，向-x軸偏離的角度越小。最后，我們研究了變雙易軸各向異性磁性顆粒的磁矩翻轉(zhuǎn)特性。變各向異性是指雙易軸各向異性磁性材