有限尺度下納米點陣的磁學性質.pdf

1、周期排列的磁性(單疇)納米顆粒構成的小點陣體系，在未來的高密度數(shù)據(jù)存儲器(1Tb/in<'2>范圍)和磁場感應器等方面有著重要的應用。在這些納米磁顆粒點陣體系中，顆粒間的偶極相互作用、外加磁場的方向等都對體系的動力學磁化過程有著重大的影響。尤其在點陣比較小時，體系展示了有趣的磁學性質。因而，研究納米磁顆粒小點陣體系的磁學特性，不僅在理論上有重要學術價值，同時也為實際應用提供參考方案，是凝聚態(tài)物理和納米磁學的前沿課題。 依據(jù)Lan

2、dau-Lifshitz-Gilbert方程(LLG方程)，研究一個有限大小的N×N平方點陣結構的單疇磁性顆粒體系的磁滯現(xiàn)象。每個納米磁性顆粒具有垂直各向異性并且顆粒與顆粒間具有偶極相互作用，其磁矩可以在三維空間任意取向。 首先，對偶極相互作用對顆粒磁矩翻轉的影響進行了具體研究。當外加一個垂直于點陣平面的磁場時，沿外場方向的磁化強度跟顆粒間的偶極相互作用強度密切相關。在偶極相互作用較弱時，磁滯回線顯示了一個階梯式的環(huán)狀結構。隨著

3、偶極相互作用增強，磁滯回線將顯示一個大環(huán)和幾個小環(huán)的形狀。當偶極相互作用變得很強時，這些環(huán)將會消失。這些變化聯(lián)系著系統(tǒng)能量的躍變，也對應著磁矩構型的轉變。作為比較，還研究了外加磁場平行于點陣平面的情況，在一般的偶極相互作用強度下，整個體系顯示出非磁滯特性，且對偶極相互作用不敏感。這說明，外加磁場平行于點陣平面時的磁化特性主要由垂直各向異性引起，而外加磁場垂直于點陣平面時的磁化環(huán)主要由顆粒間的強偶極相互作用引起。同時，研究了不同偶極相互作

4、用強度下的剩磁，和使磁化強度平行于外場方向的分量由正變?yōu)樨摰呐R界場。發(fā)現(xiàn)磁化翻轉與偶極相互作用有著很大的關聯(lián)。 其次，對外加磁場方向對磁化特性的影響進行了具體研究。將外加磁場方向從處在小點陣體系平面內向垂直于小點陣平面的方向變化，發(fā)現(xiàn)磁化特性曲線隨著外場方向的變化非常敏感。同時，由于偶極相互作用能、垂直各向異性能和塞曼能的相互競爭，有限尺度下的磁滯回線展示了強烈的尺寸效應。最后，研究了剩磁和翻轉場隨著外場方向和偶極相互作用的變化