反鐵磁耦合三層膜體系磁化反轉(zhuǎn)過(guò)程的微磁學(xué)模擬.pdf

1、磁性材料在當(dāng)今社會(huì)生活中已經(jīng)扮演著越來(lái)越重要的作用，永磁材料的應(yīng)用幾乎在社會(huì)生活的各個(gè)方面都存在。納米復(fù)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(shì)，使之可以成為性能更好的磁性材料而在現(xiàn)如今科學(xué)研究中倍受關(guān)注。同時(shí)，這種新型材料會(huì)呈現(xiàn)出磁電阻、垂直交換耦合等諸多效應(yīng)并且納米復(fù)合磁性材料也逐漸成為制備高性能永磁材料的熱點(diǎn)。本文同時(shí)運(yùn)用傳統(tǒng)Fortran編程模擬計(jì)算和OOMMF軟件數(shù)值模擬計(jì)算兩種方法詳細(xì)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(guò)程。并基于微磁學(xué)理論系統(tǒng)的分析了該三層膜體系的成核場(chǎng)、剩磁、反轉(zhuǎn)機(jī)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(chǎng)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(guò)程由兩個(gè)獨(dú)立的過(guò)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(duì)這兩個(gè)過(guò)程進(jìn)行了公式推導(dǎo)和模擬計(jì)算，給出了這兩個(gè)過(guò)程的成核場(chǎng)公式，得到了平

3、行狀態(tài)到反平行狀態(tài)的第一成核場(chǎng)HN1受反鐵磁界面耦合強(qiáng)度影響很大。當(dāng)反鐵磁界面耦合J的絕對(duì)值趨于無(wú)限大時(shí)，HN1也會(huì)趨于負(fù)無(wú)窮，由此得到對(duì)于強(qiáng)界面反鐵磁耦合的三層膜體系，完全的平行狀態(tài)是達(dá)不到的。硬磁層厚度Lh對(duì)第一成核場(chǎng)沒有太大的影響，軟磁相厚度Ls只有在較小的時(shí)候?qū)s1影響才比較明顯。對(duì)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(qiáng)度J對(duì)第二成核場(chǎng)HN2都有顯著影響，同時(shí)第二成核場(chǎng)HN2都比硬磁相的磁晶各向異性場(chǎng)Hhk要大

4、，這是因?yàn)榉磋F磁耦合體系的J對(duì)第二成核場(chǎng)有阻礙作用。
　　2、使用三維模擬方法對(duì)反鐵磁耦合三層膜體系進(jìn)行計(jì)算，得到了體系的磁滯回線、磁矩分布、角度分布?？梢钥闯雠c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(gè)方形，反鐵磁交換耦合體系的磁滯回線近似兩個(gè)方形，同時(shí)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