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磁性纳米线反磁化机理研究

作　者: 徐东伟
导　师: 薛德胜
学　校: 兰州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米线反磁化兰州大学扁椭球微磁学临界场矫顽力形状各向异性磁滞回线硕士学位论文
分类号: O481
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要

具有强形状各向异性的磁性纳米线是一种可能的高密度垂直磁记录介质，成为当今研究的热点，而对磁性纳米线的反磁化机制研究一直是关注的焦点。依据实际的纳米线形貌，本文提出了描述磁性纳米线反磁化过程的截椭球链模型。在此模型中，用磁荷观点严格考虑了球间的静磁相互作用能、磁晶各向异性能以及外场与截椭球链作用的塞曼能。椭球间接触角和椭球的形状因子成为可根据实际纳米线形貌调节的因子，球链、截球链和椭球链可看作此模型的特殊形式。基于截椭球链模型，文中推导了纳米线反磁化过程中不可逆磁化的临界场和矫顽力在一致转动和对称扇形机理下的表达式。同时，研究了椭球间接触角、单轴磁晶各向异性、外场与链轴方向夹角、截椭球个数和椭球形状因子对临界场和矫顽力的影响。利用该模型解释了镍纳米线的反磁化过程可能是对称扇形机理。论文还从微磁学模拟角度讨论了特定形状磁性纳米线的反磁化。微磁学有限元法是研究反磁化过程的有效手段，能定量地处理微结构和磁性能的关系，我们用基于有限元的微磁学模拟软件OOMMF模拟了球链、椭球链、截椭球链状纳米线的反磁化过程，得到了各自的磁滞回线，发现对这种基于理论模型的特定形状纳米线，单个球的形状各向异性起着很重要的作用。整条链的反磁化是从两边开始对称反转的，真实纳米线的反磁化可以用大截角的截椭球链较好地近似。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
第一章综述  9-13
  1.1 纳米磁性材料  9-10
  1.2 磁性纳米线研究进展  10-11
  1.3 本论文研究主要内容  11-12
  参考文献  12-13
第二章微磁学  13-20
  2.1 磁性理论简介  13-14
  2.2 微磁学理论  14-15
  2.3 微磁学计算机模拟原理  15-16
  2.4 常用微磁学模拟程序  16-19
    2.4.1 OOMMF(Object Oriented Micromagnetic Framework)  16-18
    2.4.2 其它微磁学模拟程序  18-19
  参考文献  19-20
第三章基本的反磁化过程  20-33
  3.1 可能的反磁化模式  20-22
    3.1.1 一致转动(Coherent Rotation)  20-21
    3.1.2 涡旋式转动(Magnetization Curling)  21
    3.1.3 折曲式转动(Magnetization Buckling)  21
    3.1.4 扇形转动(Fanning Rotation)  21-22
  3.2 常用到的反磁化模型  22-32
    3.2.1 Stoner-Wohlfarth模型  22-25
    3.2.2 球链模型  25-28
    3.2.3 椭球链模型  28-30
    3.2.4 截球链模型  30-32
  参考文献  32-33
第四章磁性纳米线反磁化过程的截椭球链模型  33-44
  4.1 引言  33-34
  4.2 模型及能量表达  34-35
  4.3 结果与讨论  35-41
    4.3.1 不同反磁化机理下的临界场H_(cri)和矫顽力H_c  35-37
    4.3.2 结构参数对临界场H_(cri)和矫顽力H_c的影响  37-41
  4.4 结论  41-42
  参考文献  42-44
第五章特定形状磁性纳米线的微磁学模拟  44-52
  5.1 引言  44-45
  5.2 各种形状纳米线的反磁化模拟  45-50
    5.2.1 球链状纳米线  45-46
    5.2.2 椭球链状纳米线  46-48
    5.2.3 截椭球链状纳米线  48-49
    5.2.4 圆柱状纳米线  49-50
  5.3 结论  50-51
  参考文献  51-52
第六章结论  52-53
致谢  53

磁性纳米线反磁化机理研究

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