纳米复合材料中界面扩散和斯格明子的研究

发布时间：2017-09-03 22:34

  本文关键词：纳米复合材料中界面扩散和斯格明子的研究

  更多相关文章： 交换弹簧 过渡层 斯格明子 微磁学计算

【摘要】：磁性材料在这飞速发展的时代里起着举足轻重的作用,它被运用在飞机、汽车、硬盘等领域,一种新型复合材料——纳米复合材料被人们所熟知,不仅因为它集中了硬磁和软磁的优点,还因为它具有更好的稳定性等特性,而被磁学界广泛研究。磁储存材料是磁性材料中一个重要的分支,斯格明子(skyrmion)由于它的拓扑稳定性,小尺寸和少耗能等特点,使其很有可能成为新一代磁储存和自旋电子设备的基本单元。本论文运用微磁学方法理论,采用OOMMF和Fortran进行三维模拟计算和一维解析分析,对Nd_2Fe_(14)B/α-Fe体系中存在界面扩散的情况和CoPt/Co双层膜和三层膜体系中的斯格明子进行了模拟计算,重新推导易轴在面外时的钉扎场公式,主要结果如下:1.界面扩散对易轴在面内和面外时Nd_2Fe_(14_B/α-Fe体系的磁性能的影响,主要是对磁滞回线、角度分布等的影响。随着过渡层厚度ti的增加,体系矫顽力降低,但剩磁和成核场的变化很小;随着外场的减小,软磁磁矩最先偏转,带动过渡层磁矩转动,但硬磁相的磁矩维持在饱和状态。当外场较小到矫顽点时,过渡层厚度ti为0或者较小的体系的硬磁磁矩发生了约30°的偏转,而过渡层厚度ti较大的体系的硬磁相磁矩角度θh仍然维持在0°左右。2.CoPt/Co双层膜和CoPt/Co/CoPt三层膜体系在没有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用时的斯格明子和涡旋态(vortex)以及体系材料参数对斯格明子态数S的影响。在双层膜和三层膜的硬磁相和软磁相均出现了斯格明子,双层膜和三层膜软磁相中的斯格明子结构实际的畴壁宽度约为103°和119°;随着K~h的增加,双层膜和三层膜的硬磁相均从涡旋态转化到斯格明子态再回到涡旋态,双层膜体系的斯格明子数在K~s=0时最大,随着K~s的增大,斯格明子数大幅减小;当硬磁相与软磁相的交换耦合常数A~h、As较小时,双层膜体系处于斯格明子态,当硬磁相与软磁相的交换耦合常数A~h、As较大时,双层膜体系处于涡旋态;而硬、软磁相界面交换耦合常数A~hs对体系斯格明子数的影响很小。
【关键词】：交换弹簧 过渡层 斯格明子 微磁学计算
【学位授予单位】：四川师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TB33
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 引言9-16
• 1.1 磁学的发展9-10
• 1.2 磁性与磁性材料的分类10-14
• 1.2.1 物质磁性的分类10-13
• 1.2.2 磁性材料的分类13-14
• 1.3 关于计算工具14-15
• 1.3.1 关于OOMMF计算工具14-15
• 1.3.2 关于Fortran计算工具15
• 1.4 本论文的内容和意义15-16
• 第二章 纳米交换耦合磁性多层膜中的界面扩散的研究16-28
• 2.1 易轴在面内时磁性多层膜中的界面扩散的研究16-19
• 2.1.1 引言16
• 2.1.2 计算模型16-18
• 2.1.3 计算结果与讨论18-19
• 2.1.4 结论19
• 2.2 易轴在面外时磁性多层膜中的界面扩散的研究19-28
• 2.2.1 引言19-20
• 2.2.2 计算模型20-21
• 2.2.3 计算结果—钉扎场公式的推导21-24
• 2.2.4 计算结果—磁滞回线24-25
• 2.2.5 计算结果—角度分布25-27
• 2.2.6 结论27-28
• 第三章 磁性斯格明子（SKYRMION）与涡旋（VORTEX）现象28-37
• 3.1 引言28-29
• 3.2 计算模型29-30
• 3.3 计算结果与讨论30-35
• 3.3.1 自旋分布30-32
• 3.3.2 膜面中线处的角度分布32
• 3.3.3 材料参数对体系斯格明子数S的影响32-35
• 3.4 结论35-37
• 第四章 结论与展望37-38
• 参考文献38-42
• 致谢42-43
• 在校期间的研究成果43

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 葛副鼎,库万军,朱静;纳米晶复合交换耦合软磁和硬磁材料的研究进展[J];材料导报;1997年03期

2 ;[J];;年期

中国重要会议论文全文数据库 前1条

1 张宏伟;荣传兵;张绍英;沈保根;;高性能纳米复合永磁材料的模拟计算研究[A];第四届全国磁性薄膜与纳米磁学会议论文集[C];2004年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 查五生;（Nd，，Pr）FeB系纳米晶永磁的制备及其结构与磁性能[D];四川大学;2004年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 廖旺;易轴取向和软磁晶系对硬软磁三层膜退磁过程影响的微磁学研究[D];四川师范大学;2015年

2 Francois Jacques Morvan（李文瀚）;交换弹簧和交换偏置反转机制的理论研究[D];四川师范大学;2015年

3 桑成祥;过渡层对硬磁软磁双层膜磁性能的影响[D];四川师范大学;2016年

4 斯文静;纳米复合材料中界面扩散和斯格明子的研究[D];四川师范大学;2016年

5 刘正方;交换耦合硬/软磁多层膜体系的微磁学研究[D];中南大学;2005年

6 王贤彬;立方晶系软磁和稀土永磁复合多层膜的磁滞回线[D];四川师范大学;2012年

7 左金凤;磁晶各向异性梯度对硬磁/软磁多层膜磁性能的影响[D];四川师范大学;2014年

8 夏静;易轴取向对硬磁/软磁多层膜磁性能的影响[D];四川师范大学;2013年

9 薄鸟;纳米两相复合永磁材料的微磁学研究[D];四川师范大学;2011年

10 王春玲;L1_0-FePt基软磁/硬磁交换耦合图形化点阵的微磁模拟[D];山西师范大学;2013年

本文编号：787760