納米磁性材料的磁矩動(dòng)力學(xué)過(guò)程和磁滯行為研究.pdf

1、磁性材料有著非常廣泛的應(yīng)用。特別是在信息技術(shù)及計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展的今天，在信息的存儲(chǔ)與記錄當(dāng)中，磁性材料有著不可替代的作用。隨著存儲(chǔ)技術(shù)的進(jìn)步和發(fā)展，納米級(jí)的存儲(chǔ)介質(zhì)研究異軍突起，呈現(xiàn)出加速發(fā)展的勢(shì)頭。眾所周知，信息存儲(chǔ)靠的是顆粒磁矩的指向，而信息的記錄過(guò)程是通過(guò)改變顆粒磁矩的狀態(tài)來(lái)實(shí)現(xiàn)，怎樣保證存儲(chǔ)的信息穩(wěn)定、克服超順磁極限，又能容易的將信息記錄在磁性顆粒上，是當(dāng)前研究的重要內(nèi)容。施加微波場(chǎng)是加速磁矩反轉(zhuǎn)過(guò)程、提高存儲(chǔ)速度的一種有效方

2、法。本文利用LLG方程模擬磁性顆粒的動(dòng)力學(xué)過(guò)程及磁滯行為，研究自旋之間的各種相互作用及外加微波場(chǎng)對(duì)顆粒磁矩反轉(zhuǎn)的影響。本文所做的主要工作及所得結(jié)論如下:
　　1.以LLG方程為理論基礎(chǔ)，使用四階Runge-Kutta方法數(shù)值求解該方程，模擬單個(gè)顆粒磁矩的動(dòng)力學(xué)過(guò)程以及磁滯行為，研究各向異性場(chǎng)方向與反轉(zhuǎn)場(chǎng)方向的夾角對(duì)顆粒磁矩反轉(zhuǎn)過(guò)程的影響，研究微波場(chǎng)對(duì)顆粒磁矩動(dòng)力學(xué)行為的影響。結(jié)果表明當(dāng)外加微波場(chǎng)的頻率為顆粒的自然共振頻率時(shí)，顆粒磁

3、矩反轉(zhuǎn)所需的反轉(zhuǎn)場(chǎng)最小，且反轉(zhuǎn)過(guò)程所需的時(shí)間最少。
　　2.研究了有相互作用的兩顆粒系統(tǒng)。計(jì)算了兩個(gè)顆粒的各向異性場(chǎng)方向的夾角對(duì)顆粒磁矩反轉(zhuǎn)的影響，結(jié)果顯示當(dāng)各向異性場(chǎng)的夾角為π/4時(shí)，顆粒磁矩反轉(zhuǎn)的最為迅速;與單個(gè)顆粒的情況相類似，當(dāng)微波場(chǎng)的頻率為顆粒的自然共振頻率時(shí)，模型的磁矩反轉(zhuǎn)最容易也最迅速。
　　3.研究了雙層膜結(jié)構(gòu)的磁矩反轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)過(guò)程以及磁滯行為?？疾炝藢觾?nèi)交換作用、層間交換作用以及微波場(chǎng)的振幅和頻率對(duì)磁矩反轉(zhuǎn)過(guò)

4、程及磁滯行為的影響。研究表明層內(nèi)交換作用對(duì)模型磁矩反轉(zhuǎn)行為的影響要弱于層間交換作用的影響。
　　4.研究了由多個(gè)自旋構(gòu)成的磁性納米球的磁矩反轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)過(guò)程以及磁滯行為?？疾炝私粨Q作用以及微波場(chǎng)對(duì)磁矩反轉(zhuǎn)及磁滯行為的影響。磁矩的反轉(zhuǎn)速度并不是始終隨著內(nèi)部交換作用的增大而加快，內(nèi)部自旋交換作用對(duì)顆粒磁滯行為的影響呈現(xiàn)減弱的趨勢(shì)，而表面自旋交換作用及表面與內(nèi)部自旋之間的交換作用則沒(méi)有這樣的趨勢(shì)。自然共振頻率的微波場(chǎng)對(duì)磁矩反轉(zhuǎn)的影響較大，而