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易轴取向对硬磁/软磁多层膜磁性能的影响

作　者: 夏静
导　师: 赵国平
学　校: 四川师范大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 硬磁/软磁多层膜磁晶易轴偏角磁滞回线磁能积
分类号: TM271
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

本文通过微磁学方法，系统计算了硬磁/软磁多层膜(Nd₂Fe₁₄B/α-Fe多层膜)在晶轴和外场存在夹角β情况下的磁矩空间分布、磁滞回线和磁能积。主要研究结果如下：1)忽略硬磁相厚度对多层膜体系退磁过程的影响，研究了膜面内易轴偏角对磁性多层膜的钉扎场和磁能积等的影响。计算表明，与β=0°的情况相比，偏角β不为0°时，体系没有明显的成核点。只有在剩磁状态（H=0）时，磁性多层膜内部的磁矩才会出现一致的取向（θ≡β）。随着外场的减小，软磁相内部磁矩快速偏转，并且通过界面处的交换耦合作用带动硬磁相内部磁矩的偏转。当软磁相厚度较小时，钉扎场随着β的增大先减小后增大，在β等于30o附近出现一个低谷；当软磁相厚度较大时，钉扎场随着β的增大而单调增大。体系的剩磁和矫顽力随着β的增加都呈现出减小的趋势，导致磁能积随β的增加而急剧减小。2)以硬磁相厚度和易轴偏角β为主要参变量，研究了多层膜的退磁过程。因为易轴偏角的存在，在退磁过程中没有明显的成核现象。多层膜体系只能无限接近磁化饱和状态，不能达到完全的饱和状态。在外场为正时，由于两个磁晶各向异性的差异，硬磁相中心的磁矩偏角是最大的，而软磁相中心的角度最小。为了分析硬磁相厚度对退磁过程的影响，我们利用Stoner-Wohlfarth模型和方程组这两种方法计算不同硬磁相厚度的磁性薄膜的退磁曲线。结果表明，在硬磁相厚度较小时不能采用SW模型进行计算，即在Lh较小时，硬磁相厚度对磁矩退磁过程的影响不可忽略。在硬磁相厚度较大（大于10nm）时，两者计算结果基本一致，说明此时的硬磁相厚度可以看做无限大，即硬磁相厚度的对多层膜体系退磁过程的影响可忽略。多层膜体系的剩磁和矫顽力也随着偏角的增大而减小，这两者的减小直接导致磁能积的急剧降低。钉扎场也受易轴偏角的影响：不同软磁相厚度时，钉扎场随易轴偏角的变化趋势不同，并且可以根据变化趋势的不同来判断多层膜体系是否是交换耦合磁体。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-8
第一章绪论  8-15
  1.1 磁性材料  8-10
  1.2 微磁学的基本理论  10-12
    1.2.1 微磁学  10
    1.2.2 利用微磁学理论研究磁化过程的基本方法  10-12
    1.2.3 Stoner-Wohlfarth 模型  12
  1.3 交换耦合磁性材料的研究现状  12-14
  1.4 本论文的主要内容  14-15
第二章磁晶易轴取向对多层膜磁性能的影响  15-28
  2.1 计算模型与方法  16-18
  2.2 磁矩分布  18-20
  2.3 微观磁滞回线  20-21
  2.4 宏观磁滞回线、磁能积、钉扎场  21-26
  2.5 小结  26-28
第三章磁晶易轴偏角和硬磁相厚度对多层膜磁性能的影响  28-44
  3.1 计算模型  28-29
  3.2 磁矩分布  29-33
  3.4 宏观磁滞回线  33-39
  3.5 磁能积  39-40
  3.6 钉扎场  40-42
  3.7 小结  42-44
第四章结论与展望  44-45
参考文献  45-50
致谢  50-51
在校期间科研成果  51

易轴取向对硬磁/软磁多层膜磁性能的影响

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