陣列結構的磁性納米材料研究.pdf

1、本文從實現(xiàn)未來超高密度磁存儲介質(zhì)的量子磁盤可能的物理基礎——磁性納米線與納米顆粒陣列的實驗研究，到量子磁盤中磁性結構單元之間的磁相互作用對磁盤性能影響的計算模擬研究兩方面的工作，對陣列結構的磁性納米材料的磁特性進行了系統(tǒng)和深入地研究，得到了如下一些主要結論： 1、磁性納米線陣列結構具有很強的磁各向異性，其易軸在垂直于陣列平面的方向上。這種磁各向異性的強度可以通過在實驗中調(diào)節(jié)制備參數(shù)進行控制，因而被認為主要來自于單根納米線的形狀各

2、向異性。通過對Fe納米線陣列的剩磁特性的研究，我們發(fā)現(xiàn)單根Fe納米線的磁化反轉是通過磁疇的成核與壁移模式來實現(xiàn)的；納米線陣列結構中存在的磁相互作用在一般的外磁場強度下主要來自于單根納米線內(nèi)部和不同納米線之間的靜磁相互作用，我們認為后者的存在在超高密度磁性納米材料的陣列中是不可避免的并且對陣列的微觀磁化機制的影響不容忽視。 2、在磁性納米顆粒陣列結構中，我們在不同的環(huán)境溫度下研究了系統(tǒng)的磁性。通過對系統(tǒng)矯頑力與環(huán)境溫度的變化關系的

3、分析并將其與經(jīng)典的Stoner-Wohlfarth顆粒系統(tǒng)相比較，我們發(fā)現(xiàn)了磁性納米顆粒之間存在有較強的磁相互作用。 3、通過微磁學技術，我們得到了一個二維磁性納米顆粒陣列中磁性顆粒之間偶極相互作用的表達式及系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)的相圖，并進一步結合我們提出的磁性納米顆粒陣列的反磁化機制得到了陣列系統(tǒng)在不同的情況下可能具有的所有磁滯回線的形狀，以及一些磁性參數(shù)(如矯頑力、飽和場等)的解析表達式。結果表明，在磁性顆粒陣列系統(tǒng)中，顆粒的形狀各

4、向異性和顆粒間的磁相互作用是影響系統(tǒng)磁特性的主要因素。我們又通過數(shù)值擬合的方法，對一些情況下的磁滯回線進行了進一步的模擬分析，從中我們得到了與實驗曲線更加吻合的結果，同時也分析了這種方法的局限性。 4、首次在通孔的陽極多孔氧化鋁模板中成功地利用自組織方法制備出了Fe-B非晶磁性納米顆粒的三維陣列。我們制備出的納米顆粒具有尺寸小、大小均勻且可控等特點。陣列中的非晶磁性顆粒大多處于超順磁狀態(tài)，而整個系統(tǒng)體現(xiàn)出了弱的磁各向異性的特點。