納米磁性材料的磁矩動力學過程和磁滯行為研究.pdf

1、磁性材料有著非常廣泛的應用。特別是在信息技術及計算機技術飛速發(fā)展的今天，在信息的存儲與記錄當中，磁性材料有著不可替代的作用。隨著存儲技術的進步和發(fā)展，納米級的存儲介質(zhì)研究異軍突起，呈現(xiàn)出加速發(fā)展的勢頭。眾所周知，信息存儲靠的是顆粒磁矩的指向，而信息的記錄過程是通過改變顆粒磁矩的狀態(tài)來實現(xiàn)，怎樣保證存儲的信息穩(wěn)定、克服超順磁極限，又能容易的將信息記錄在磁性顆粒上，是當前研究的重要內(nèi)容。施加微波場是加速磁矩反轉(zhuǎn)過程、提高存儲速度的一種有效方

2、法。本文利用LLG方程模擬磁性顆粒的動力學過程及磁滯行為，研究自旋之間的各種相互作用及外加微波場對顆粒磁矩反轉(zhuǎn)的影響。本文所做的主要工作及所得結(jié)論如下:
　　1.以LLG方程為理論基礎，使用四階Runge-Kutta方法數(shù)值求解該方程，模擬單個顆粒磁矩的動力學過程以及磁滯行為，研究各向異性場方向與反轉(zhuǎn)場方向的夾角對顆粒磁矩反轉(zhuǎn)過程的影響，研究微波場對顆粒磁矩動力學行為的影響。結(jié)果表明當外加微波場的頻率為顆粒的自然共振頻率時，顆粒磁

3、矩反轉(zhuǎn)所需的反轉(zhuǎn)場最小，且反轉(zhuǎn)過程所需的時間最少。
　　2.研究了有相互作用的兩顆粒系統(tǒng)。計算了兩個顆粒的各向異性場方向的夾角對顆粒磁矩反轉(zhuǎn)的影響，結(jié)果顯示當各向異性場的夾角為π/4時，顆粒磁矩反轉(zhuǎn)的最為迅速;與單個顆粒的情況相類似，當微波場的頻率為顆粒的自然共振頻率時，模型的磁矩反轉(zhuǎn)最容易也最迅速。
　　3.研究了雙層膜結(jié)構(gòu)的磁矩反轉(zhuǎn)動力學過程以及磁滯行為?？疾炝藢觾?nèi)交換作用、層間交換作用以及微波場的振幅和頻率對磁矩反轉(zhuǎn)過

4、程及磁滯行為的影響。研究表明層內(nèi)交換作用對模型磁矩反轉(zhuǎn)行為的影響要弱于層間交換作用的影響。
　　4.研究了由多個自旋構(gòu)成的磁性納米球的磁矩反轉(zhuǎn)動力學過程以及磁滯行為?？疾炝私粨Q作用以及微波場對磁矩反轉(zhuǎn)及磁滯行為的影響。磁矩的反轉(zhuǎn)速度并不是始終隨著內(nèi)部交換作用的增大而加快，內(nèi)部自旋交換作用對顆粒磁滯行為的影響呈現(xiàn)減弱的趨勢，而表面自旋交換作用及表面與內(nèi)部自旋之間的交換作用則沒有這樣的趨勢。自然共振頻率的微波場對磁矩反轉(zhuǎn)的影響較大，而