納米顆粒的磁化強度快速翻轉特性.pdf

1、本研究納米顆粒體系得磁學特性，不僅在理論上有重要的學術價值，為實際應用提供可行的方案，而且是凝聚態(tài)物理和納米磁學的前沿課題。不僅如此，為了突破磁存儲器存取速度的瓶頸，對制造磁性存儲器的材料的要求也日益苛刻。 我們用LLG方程對納米磁性顆粒磁矩翻轉的特性進行了大量地研究，特別是對雙易軸各向異性磁性顆粒磁化翻轉的研究。我們發(fā)現(xiàn)雙易軸各向異性磁性顆粒在磁化翻轉上比單軸各向異性磁性顆粒更有優(yōu)勢。 對二維磁性薄膜顆粒的磁化強度翻轉

2、的特性研究尤為重要，因為它是理解和掌握三維磁性顆粒磁矩運動的基礎。在對二維磁性薄膜顆粒施加垂直于其平面的偏壓場，可以極大地減小外加翻轉場的大小，甚至可以撤去反平行施加在磁化強度初始方向上的翻轉場，其磁化翻轉時間也會變得更短。同時，磁性材料的阻尼系數(shù)a與磁化強度翻轉特性的關系也相當重要。我們發(fā)現(xiàn)選取適當?shù)淖枘嵯禂?shù)可以起到加速磁化翻轉的作用。 三維雙易軸各向異性顆粒的磁化強度翻轉特性是我們研究的重點。外加磁場的形式對磁化強度翻轉速度

3、有著重要的影響。我們采用了脈沖方波形式，因為這樣能夠更有效地減小外場的大小和磁化強度的翻轉時間。首先，在對二維磁性薄膜磁化強度翻轉特性的研究基礎之上，我們研究了三維磁性顆粒中磁化強度翻轉的動力學過程。這對以后對磁性顆粒磁化強度在脈沖場中的翻轉特性研究很有幫助。在+y軸向上施加脈沖偏壓場，利用由此而產(chǎn)生的z軸方向的退磁場來使磁矩進動，以此實現(xiàn)磁化強度翻轉。利用此方法可以實現(xiàn)在脈沖場幅值遠小于顆粒的各向異性場時的磁化強度翻轉，而且翻轉速度在

4、納秒量級。對于不同的脈沖場幅值，對應有不同的脈沖寬度范圍來實現(xiàn)磁矩翻轉。當脈沖場幅值增大時，這種脈沖寬度范圍則會相應地變窄，但磁矩翻轉速度會變得更快。我們發(fā)現(xiàn)外加脈沖場偏離+y軸，向-x軸偏轉一定角度，在其它條件相同時，磁矩翻轉速度會比施加在+y軸上要快。脈沖場向-x軸方向偏離的角度大小則和脈沖場的幅值大小成反比，幅值越大，向-x軸偏離的角度越小。最后，我們研究了變雙易軸各向異性磁性顆粒的磁矩翻轉特性。變各向異性是指雙易軸各向異性磁性材