基于微磁有限元的垂直磁化膜磁化過程研究.pdf

1、垂直磁化膜在用作高密度存儲(chǔ)介質(zhì)時(shí)，它具有兩個(gè)很突出的優(yōu)點(diǎn)：垂直磁化膜的退磁場(chǎng)隨著記錄密度的提高而減小；可以通過增加膜厚來克服顆粒尺寸減小帶來的熱不穩(wěn)定性問題。這些優(yōu)點(diǎn)使它在高密度存儲(chǔ)介質(zhì)中的應(yīng)用越來越廣泛，并逐漸占有很重要的地位。目前雖然已有垂直存儲(chǔ)產(chǎn)品面市，但是其記錄密度仍與理論上預(yù)測(cè)的記錄密度相距甚遠(yuǎn)。如何使產(chǎn)品的記錄密度進(jìn)一步向理論極限值靠近，記錄介質(zhì)—垂直磁化膜的制備成了很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。微磁有限元模擬計(jì)算方法為垂直磁化膜的制備

2、和優(yōu)化提供了一種重要的研究途徑，可以觀察到通常實(shí)驗(yàn)無法觀測(cè)的細(xì)節(jié)。通過靈活地改變垂直磁化膜微觀幾何參數(shù)、材料參數(shù)和仿真環(huán)境，可以研究微觀幾何結(jié)構(gòu)或材料參數(shù)對(duì)垂直磁化膜磁化過程的影響，最終指導(dǎo)垂直磁化膜的制備，提高研究效率。
　　 本文中，垂直磁化膜磁化過程的模擬分為三部分。第一部分：建立了符合垂直磁化膜實(shí)體特點(diǎn)的模擬計(jì)算模型，研究了符合垂直磁化膜特點(diǎn)的顆粒模型以及Voronoi模型的兩種算法?？紤]到軟件實(shí)現(xiàn)條件的限制，最終以很理

3、想的Voronoi六棱柱模型作為垂直磁化膜幾何模型，根據(jù)不同的微觀結(jié)構(gòu)建立了連續(xù)型和隔離型兩種模型。結(jié)合這兩種幾何模型特點(diǎn)，采用靈活性較好的有限元單元四面體進(jìn)行三維劃分。第二部分：主要研究了模擬磁化過程的微磁有限元方法。采用兩種方法進(jìn)行有限元計(jì)算：Laudau自由能最小化方法和動(dòng)態(tài)Laudau-Lifshitz方程時(shí)間積分法。在求解能量最小化以及對(duì)動(dòng)態(tài)Laudau-Lifshitz方程進(jìn)行時(shí)間積分時(shí)，針對(duì)第一部分劃分的有限單元網(wǎng)格采用有