学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

超高密度磁记录介质用磁性薄膜的微磁学模拟

作　者: 武彩霞
导　师: 魏福林
学　校: 兰州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 磁记录介质超高密度超顺磁性磁记录材料磁性薄膜磁化曲线微磁学畴壁位移磁矩特征比较
分类号: O484.43
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 218次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着磁记录密度的飞速增长,单个记录位的面积越来越小,这就面临着两个问题的挑战,一个就是所谓的超顺磁性极限:另一个就是如何实现对面积越来越小的单个记录位的读写操作。微磁学理论与数值计算相结合的微磁学模拟是磁学领域的新兴研究方向,它是在纳米级上研究磁性材料的磁化过程与反磁化机理的重要工具。本文介绍了超高密度磁记录材料的研究现状及其发展趋势,微磁学模拟出现的客观需要及其重要地位。对微磁学的基本理论及相关的模拟计算给出了一个简单的介绍。结合本实验室研究的基础和以有成果,利用已有的微磁学模拟程序在微机上实践了对超高密度磁记录纳米材料的微磁学模拟。本论文中我们着重研究了两种类型的极具发展潜力的高密度磁记录介质用薄膜材料。第一类是超高密度磁记录介质具有L1₀结构的FePt薄膜。第二类就是超高密度磁记录介质具有四方结构的NdFeB薄膜。这两种薄膜有一个共同的特点,都具有极高的磁晶各向异性常数（K_u≈6×10₇erg/cc）,从而极大程度地降低了超顺磁性出现的临界晶粒尺寸,可以允许把晶粒尺寸降低到几个纳米左右,同时保持足够的热稳定性,从而可以获得更小的记录信息单元,以实现更高的记录密度。本文对薄膜粒子内部磁矩的翻转状态、初始磁化曲线、磁滞回线、矫顽力随角度的变化关系进行了模拟,并对材料的反磁化模式进行了讨论。得出结论,在易轴面内取向的FePt薄膜中,从磁矩的翻转、样品的初始磁化曲线与畴壁位移类型的特征比较接近,而且H_c—θ曲线也与畴壁位移的曲线比较接近。因此我们说在易轴面内取向的FePt薄膜的反磁化过程中,畴壁位移占主导地位。而在易轴垂直膜面取向的NdFeB薄膜中,样品的初始磁化曲线于磁矩转动类型的特征比较接近,而且H_C—θ曲线也与S-W模型曲线比较接近。因此我们说在易轴垂直膜面取向的NdFeB薄膜的反磁化过程中,磁矩转动占主导地位。并与实验结果进行了比较。

全文目录

第一章绪论  8-23
  1.1 磁记录的发展历史及现状  8-10
  1.2 磁记录知识简介  10-19
    1.2.1 磁记录介质  10-11
    1.2.2 超高磁记录密度的要求  11-14
    1.2.3 薄膜磁学性能的测量  14-19
  1.3 微磁学模拟的发展及现状  19-21
  参考文献  21-23
第二章微磁学的基本理论  23-39
  2.1 微磁学分析中的各种能量  23-29
    2.1.1 各种能量项  24-28
    2.1.2 有效场  28-29
  2.2 Undau-Lifshitz方程与 Undau-Lifshitz-Gilbert方程  29-33
  2.3 Brown方程  33-35
  2.4 微磁学模拟流程  35-37
  2.5 本文主要工作及其步骤  37-38
  参考文献  38-39
第三章微磁学模拟的数值方法  39-47
  3.1 有限差分法原理  39-42
  3.2 有效交换场的差分处理  42-43
  3.3 用迭代的方法求解 Laudau-Lifshitz-Gilbert方程  43-44
  3.4 用积分的方法求解Undau-Lifshitz-Gilbert方程组  44-46
  参考文献  46-47
第四章微磁学模拟在超高密度磁记录介质中的应用  47-74
  4.1 超高密度水平磁记录介质FePt薄膜  48-60
    4.1.1 Fe-Pt二元合金的晶体结构  48-50
    4.1.2 水平磁记录介质FePt薄膜磁性能的微磁学模拟  50-60
  4.2 超高密度垂直磁记录NdFeB薄膜  60-72
    4.2.1 NdFeB的晶相结构  60-62
    4.2.2 Nd和Fe原子的磁矩及相互作用  62-63
    4.2.3 Nd_2Fe_(14)B的磁晶各项异性  63
    4.2.4 垂直磁记录介质NdFeB薄膜磁性能的微磁学模拟  63-72
  4.3 结论  72-74
参考文献  74-76
致谢  76

超高密度磁记录介质用磁性薄膜的微磁学模拟

内容摘要

全文目录

相似论文