磁納米結(jié)構(gòu)中的磁矩動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、近年來(lái)磁動(dòng)力學(xué)方向課題的不斷興起引起了科學(xué)工作者的廣泛關(guān)注和探討，其中對(duì)于磁性材料中磁矩翻轉(zhuǎn)的認(rèn)識(shí)及控制在實(shí)際電子信息工業(yè)生產(chǎn)中具有很大的應(yīng)用前景，不管在器件樣品本身還是在處理信息數(shù)據(jù)上它都能對(duì)實(shí)現(xiàn)高密度磁性存儲(chǔ)技術(shù)以及快速信息存儲(chǔ)讀取技術(shù)上提供理論上的支持。由于實(shí)際磁性材料的磁矩翻轉(zhuǎn)是一個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，所以在磁動(dòng)力學(xué)中單疇和磁疇壁運(yùn)動(dòng)的研究領(lǐng)域總會(huì)出現(xiàn)新的現(xiàn)象，如何理解觀察到的新奇現(xiàn)象需要我們對(duì)磁矩翻轉(zhuǎn)有更深的了解。本文主要用微磁學(xué)

2、模擬軟件OOMMF對(duì)磁性納米顆粒以及鐵磁納米線(xiàn)中的釘扎的疇壁進(jìn)行了研究，從兩大方面探討了磁動(dòng)力學(xué)中磁矩翻轉(zhuǎn)的問(wèn)題。
　　首先討論的是外磁場(chǎng)作用下的磁性納米顆粒的磁矩翻轉(zhuǎn)，磁矩動(dòng)力學(xué)過(guò)程可以用朗道-利夫希茨-吉爾伯特（LLG）方程來(lái)描述。通過(guò)OOMMF軟件對(duì)不同材料及不同尺寸的磁性顆粒模擬并進(jìn)行分析。隨著粒子尺寸的不同，單疇粒子在翻轉(zhuǎn)過(guò)程中存在兩種不同的翻轉(zhuǎn)模式：一致翻轉(zhuǎn)和非一致翻轉(zhuǎn)，并且發(fā)現(xiàn)對(duì)于單疇顆粒翻轉(zhuǎn)場(chǎng)的大小隨著粒子尺寸的增

3、大而減小的現(xiàn)象以及提出了上述兩種不同翻轉(zhuǎn)模式的臨界長(zhǎng)度等。這樣我們就可以實(shí)現(xiàn)在穩(wěn)恒外磁場(chǎng)作用下控制一部分粒子翻轉(zhuǎn)等一系列問(wèn)題。
　　其次討論的是外磁場(chǎng)作用下雙斯通納粒子的磁矩翻轉(zhuǎn)，通過(guò)OOMMF軟件對(duì)雙粒子間的不同距離模擬并進(jìn)行分析。在垂直構(gòu)型下（易軸與兩粒子間連線(xiàn)方向垂直），當(dāng)粒子間距減小到某個(gè)值時(shí)，使得雙粒子翻轉(zhuǎn)的外磁場(chǎng)存在一個(gè)最小值，并且找出此時(shí)的球心距。這樣我們可以用較小的外場(chǎng)就能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)單疇粒子的磁矩翻轉(zhuǎn)，減少能耗和成本

4、。
　　文章后部分討論的是對(duì)外磁場(chǎng)作用下的含有缺口的磁納米線(xiàn)中缺口對(duì)疇壁的釘扎問(wèn)題。通過(guò)OOMMF軟件模擬了當(dāng)施加外磁場(chǎng)后，釘扎場(chǎng)與缺口的幾何尺寸以及相對(duì)位置的變化情況。當(dāng)缺口寬度與納米線(xiàn)寬度比一定時(shí)，釘扎場(chǎng)的大小隨著納米線(xiàn)寬度的增加而減??；并且缺口的長(zhǎng)度越長(zhǎng)，釘扎效應(yīng)越明顯；除此之外還討論了缺口的相對(duì)釘扎位置與釘扎場(chǎng)的關(guān)系，推測(cè)出缺口位置在中心處釘扎效應(yīng)最弱。最后還討論了疇壁的手性對(duì)釘扎效應(yīng)的影響。相信研究結(jié)果對(duì)今后信息存儲(chǔ)工業(yè)