反鐵磁耦合三層膜體系磁化反轉(zhuǎn)過程的微磁學模擬.pdf

1、磁性材料在當今社會生活中已經(jīng)扮演著越來越重要的作用，永磁材料的應用幾乎在社會生活的各個方面都存在。納米復合磁性材料由于其結(jié)合了軟磁相和硬磁相各自的優(yōu)勢，使之可以成為性能更好的磁性材料而在現(xiàn)如今科學研究中倍受關(guān)注。同時，這種新型材料會呈現(xiàn)出磁電阻、垂直交換耦合等諸多效應并且納米復合磁性材料也逐漸成為制備高性能永磁材料的熱點。本文同時運用傳統(tǒng)Fortran編程模擬計算和OOMMF軟件數(shù)值模擬計算兩種方法詳細研究了界面為反鐵磁交換耦合的硬磁/

2、軟磁/硬磁三層膜體系的磁化反轉(zhuǎn)過程。并基于微磁學理論系統(tǒng)的分析了該三層膜體系的成核場、剩磁、反轉(zhuǎn)機制、矯頑力、磁滯回線、磁矩分布等隨著磁層厚度變化的依賴關(guān)系以及磁矩角度分布隨著各種不同外磁場下的依賴關(guān)系。主要結(jié)論如下:
　　1、反鐵磁交換耦合三層膜體系的磁化反轉(zhuǎn)過程由兩個獨立的過程組成，分別為平行狀態(tài)到反平行狀態(tài)以及反平行狀態(tài)到反轉(zhuǎn)平行狀態(tài)。使用了一維方法對這兩個過程進行了公式推導和模擬計算，給出了這兩個過程的成核場公式，得到了平

3、行狀態(tài)到反平行狀態(tài)的第一成核場HN1受反鐵磁界面耦合強度影響很大。當反鐵磁界面耦合J的絕對值趨于無限大時，HN1也會趨于負無窮，由此得到對于強界面反鐵磁耦合的三層膜體系，完全的平行狀態(tài)是達不到的。硬磁層厚度Lh對第一成核場沒有太大的影響，軟磁相厚度Ls只有在較小的時候?qū)s1影響才比較明顯。對于反平行狀態(tài)到反轉(zhuǎn)平行狀態(tài)，硬磁相厚度Lh和界面耦合強度J對第二成核場HN2都有顯著影響，同時第二成核場HN2都比硬磁相的磁晶各向異性場Hhk要大

4、，這是因為反鐵磁耦合體系的J對第二成核場有阻礙作用。
　　2、使用三維模擬方法對反鐵磁耦合三層膜體系進行計算，得到了體系的磁滯回線、磁矩分布、角度分布。可以看出與界面為鐵磁交換耦合的三層膜體系相比，反鐵磁交換耦合三層膜體系的磁滯回線有很大不同。鐵磁交換耦合體系的磁滯回線近似一個方形，反鐵磁交換耦合體系的磁滯回線近似兩個方形，同時磁滯回線的形狀隨軟磁相磁層厚度的變化改變很大。并且與界面為鐵磁耦合體系還有不同的是，反鐵磁耦合三層膜體系