反鐵磁交換耦合三層膜的磁化反轉(zhuǎn)過(guò)程研究.pdf

1、近年來(lái)，在兩相（軟/硬）界面具有交換耦合作用的磁性復(fù)合體，逐漸成為制備高性能永磁材料的熱點(diǎn)。本文用一個(gè)獨(dú)立的微觀模型詳細(xì)研究了界面反鐵磁交換耦合三層膜的退磁過(guò)程和磁滯回線。本文還以Nd2Fe14B/α-Fe為例，用一致轉(zhuǎn)動(dòng)和非一致轉(zhuǎn)動(dòng)兩種模型就磁化反轉(zhuǎn)中的成核問(wèn)題作了重點(diǎn)討論。具體結(jié)果如下:
　　 1、界面反鐵磁交換耦合三層膜的退磁過(guò)程由兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)程組成，分別是軟磁相反轉(zhuǎn)和硬磁相反轉(zhuǎn)，連接這兩個(gè)過(guò)程的是一個(gè)中間的反平行狀態(tài)。兩

2、個(gè)獨(dú)立過(guò)程中的每一個(gè)都被分為三個(gè)步驟，即磁疇壁的成核、擴(kuò)展和不可逆反轉(zhuǎn)。計(jì)算得到兩相（軟/硬）的成核場(chǎng)公式。軟磁相的成核場(chǎng)（第一成核場(chǎng)HN1）對(duì)界面反鐵磁交換耦合系數(shù)J更敏感，相比之下磁層厚度對(duì)它的影響就不是那么大了。因此在大多數(shù)情況下，我們計(jì)算HN1可以用一個(gè)只與J相關(guān)的簡(jiǎn)化成核場(chǎng)公式。另一方面，在真實(shí)材料中，軟磁相厚度Ls對(duì)硬磁相成核場(chǎng)（第二成核場(chǎng)HN2）并沒(méi)有影響，所以我們也可以將HN2的計(jì)算公式進(jìn)行簡(jiǎn)化。在第一個(gè)退磁過(guò)程中的成核

3、場(chǎng)和釘扎場(chǎng)都是負(fù)的，并且都是隨著J的減?。↗絕對(duì)值的增加）而減小。與此同時(shí)，隨著相圖從剛性到交換耦合，成核場(chǎng)和釘扎場(chǎng)之間的差距逐漸減小。通過(guò)數(shù)值計(jì)算我們獲得了從成核到釘扎過(guò)程中的角度分布、微觀磁滯回線和宏觀磁滯回線。結(jié)果表明，硬磁相在界面處的磁矩偏轉(zhuǎn)不是單調(diào)的，而是在第一成核場(chǎng)處開(kāi)始向著與軟磁相磁矩旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，然而在軟磁相釘扎場(chǎng)處又跳轉(zhuǎn)回原來(lái)的方向。硬磁相內(nèi)的磁矩完成反轉(zhuǎn)是在硬磁相釘扎場(chǎng)處，這時(shí)的外場(chǎng)比硬磁相的磁晶各向異性場(chǎng)

4、Hhk還要大。界面反鐵磁交換耦合磁滯回線的特點(diǎn)是當(dāng)體系的Ls比較大時(shí)，矯頑力是負(fù)值，并且在磁滯回線的中心上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)小的矩形。另外，第一個(gè)從成核到釘扎的退磁化過(guò)程緩慢，對(duì)應(yīng)磁滯回線的方形度也較差，尤其是界面為強(qiáng)耦合時(shí)這種現(xiàn)象更明顯。然而，第二個(gè)退磁化過(guò)程是非常快的，這就導(dǎo)致了成核和釘扎同時(shí)發(fā)生，相應(yīng)的磁滯回線也是一個(gè)矩形。
　　 2、成核是磁化反轉(zhuǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要部分。我們用一致轉(zhuǎn)動(dòng)和非一致轉(zhuǎn)動(dòng)兩種模型研究了磁晶e軸垂直膜面的磁