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磁性纳米线磁特性的微磁学研究

作　者: 张腊梅
导　师: 郭光华
学　校: 中南大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 纳米线微磁学反磁化机制矫顽力角度
分类号: TM271
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

磁性纳米线的微磁结构和反磁化机制是一个重要的科学问题,同时,磁性纳米线阵列也是未来超高密度垂直磁记录介质的理想选择。本文基于微磁学理论对磁性纳米线的磁特性进行了如下研究: (1) 通过微磁学模拟的手段对长径比均为10不同直径纳米线的反磁化机制进行了系统的研究,发现纳米线的反磁化机制强烈地依赖于纳米线的直径,直径很小时反转模式为一致反转,随着直径增大反转模式过渡为两种不同类型磁化核(一致截面的磁化核或涡旋截面的磁化核)的形成与传播,更大直径纳米线的反转过程通过多畴涡旋中心的移动来实现,涡旋中心的移动满足右手定则。得到了各种反磁化机制过渡的临界尺寸。计算了不同直径纳米线的矫顽力,从反磁化机制的角度解释了矫顽力随直径的变化关系。 (2) 模拟研究了各种缺陷、杂质以及纳米线间静磁耦合相互作用对纳米线反磁化机制和矫顽力的影响,进一步解释了实验值与理论值存在差别的原因。 (3) 模拟了长径比均为10不同直径纳米线的矫顽力随角度(外场与纳米线长轴之间的夹角)的变化关系Hc(θ)。发现Hc(θ)随着纳米线直径的变化而变化。纳米线直径小于临界直径时,矫顽力随着角度的增大而减小;直径大于临界直径时,矫顽力在中间角度出现峰值;随着直径增大,矫顽力出现峰值的角度越来越大,小角度的局域极大现象越来越弱。从反转机制的角度对这种现象进行了解释,得到了各种反磁化机制对应的Hc(θ)。 (4) 对不同尺寸下多层纳米线的微磁结构进行了模拟研究,发现多层纳米线存在三种可能的微磁结构,给出了铁磁层的厚径比小于1(T/D≤1)时不同直径多层纳米线微磁结构的分布规律。多层纳米线的微磁结构会随着非磁层厚度的变化而变化。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-8
引言  8-11
第一章文献综述  11-21
  1．1 磁性纳米线的研究进展及磁特性  11-19
    1．1．1 磁性纳米线的制备与表征  11-13
    1．1．2 磁性纳米线的磁特性  13-19
  1．2 多层纳米线的制备及特性  19-21
第二章微磁学的基本理论及程序算法  21-35
  2．1 微磁学的基本理论  21-28
    2．1．1 磁体中各种能量的表示  21-26
    2．1．2 静态方法和动态方法  26-28
  2．2 程序算法  28-33
    2．2．1 微磁学的有限差分方法  28-32
    2．2．2 共轭梯度方法  32-33
  2．3 程序流程  33-35
    2．3．1 输入参数  33
    2．3．2 结束控制  33
    2．3．3 程序流程  33-35
第三章磁性纳米线反磁化机制的研究  35-57
  3．1 不同直径纳米线反磁化机制的模拟研究  35-43
    3．1．1 基本模型和参数选择  35-36
    3．1．2 不同直径纳米线反磁化机制的模拟  36-43
  3．2 矫顽力随直径的变化规律  43-44
  3．3 缺陷对纳米线反磁化机制和矫顽力的影响  44-54
    3．3．1 非磁性缺陷  44-48
    3．3．2 磁性缺陷  48-50
    3．3．3 形状缺陷  50-54
  3．4 纳米线间静磁耦合相互作用的影响  54-55
  3．5 小结  55-57
第四章磁性纳米线矫顽力随角度变化关系的研究  57-66
  4．1 不同直径纳米线矫顽力随角度的变化关系  57-65
    4．1．1 基本模型和参数选择  57
    4．1．2 不同直径纳米线矫顽力随角度变化关系的模拟研究  57-65
  4．2 小结  65-66
第五章多层纳米线微磁结构的研究  66-74
  5．1 不同直径多层纳米线的微磁结构  66-73
    5．1．1 直径对多层纳米线的微磁结构的影响  66-71
    5．1．2 两个磁性层的层间耦合作用  71-73
  5．2 小结  73-74
第六章结论  74-76
参考文献  76-83
致谢  83-84
攻读硕士期间的主要研究成果  84

磁性纳米线磁特性的微磁学研究

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