有限尺度下納米點(diǎn)陣的磁學(xué)性質(zhì).pdf

1、周期排列的磁性(單疇)納米顆粒構(gòu)成的小點(diǎn)陣體系，在未來的高密度數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(1Tb/in<'2>范圍)和磁場(chǎng)感應(yīng)器等方面有著重要的應(yīng)用。在這些納米磁顆粒點(diǎn)陣體系中，顆粒間的偶極相互作用、外加磁場(chǎng)的方向等都對(duì)體系的動(dòng)力學(xué)磁化過程有著重大的影響。尤其在點(diǎn)陣比較小時(shí)，體系展示了有趣的磁學(xué)性質(zhì)。因而，研究納米磁顆粒小點(diǎn)陣體系的磁學(xué)特性，不僅在理論上有重要學(xué)術(shù)價(jià)值，同時(shí)也為實(shí)際應(yīng)用提供參考方案，是凝聚態(tài)物理和納米磁學(xué)的前沿課題。 依據(jù)Lan

2、dau-Lifshitz-Gilbert方程(LLG方程)，研究一個(gè)有限大小的N×N平方點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的單疇磁性顆粒體系的磁滯現(xiàn)象。每個(gè)納米磁性顆粒具有垂直各向異性并且顆粒與顆粒間具有偶極相互作用，其磁矩可以在三維空間任意取向。 首先，對(duì)偶極相互作用對(duì)顆粒磁矩翻轉(zhuǎn)的影響進(jìn)行了具體研究。當(dāng)外加一個(gè)垂直于點(diǎn)陣平面的磁場(chǎng)時(shí)，沿外場(chǎng)方向的磁化強(qiáng)度跟顆粒間的偶極相互作用強(qiáng)度密切相關(guān)。在偶極相互作用較弱時(shí)，磁滯回線顯示了一個(gè)階梯式的環(huán)狀結(jié)構(gòu)。隨著

3、偶極相互作用增強(qiáng)，磁滯回線將顯示一個(gè)大環(huán)和幾個(gè)小環(huán)的形狀。當(dāng)偶極相互作用變得很強(qiáng)時(shí)，這些環(huán)將會(huì)消失。這些變化聯(lián)系著系統(tǒng)能量的躍變，也對(duì)應(yīng)著磁矩構(gòu)型的轉(zhuǎn)變。作為比較，還研究了外加磁場(chǎng)平行于點(diǎn)陣平面的情況，在一般的偶極相互作用強(qiáng)度下，整個(gè)體系顯示出非磁滯特性，且對(duì)偶極相互作用不敏感。這說明，外加磁場(chǎng)平行于點(diǎn)陣平面時(shí)的磁化特性主要由垂直各向異性引起，而外加磁場(chǎng)垂直于點(diǎn)陣平面時(shí)的磁化環(huán)主要由顆粒間的強(qiáng)偶極相互作用引起。同時(shí)，研究了不同偶極相互作

4、用強(qiáng)度下的剩磁，和使磁化強(qiáng)度平行于外場(chǎng)方向的分量由正變?yōu)樨?fù)的臨界場(chǎng)。發(fā)現(xiàn)磁化翻轉(zhuǎn)與偶極相互作用有著很大的關(guān)聯(lián)。 其次，對(duì)外加磁場(chǎng)方向?qū)Υ呕匦缘挠绊戇M(jìn)行了具體研究。將外加磁場(chǎng)方向從處在小點(diǎn)陣體系平面內(nèi)向垂直于小點(diǎn)陣平面的方向變化，發(fā)現(xiàn)磁化特性曲線隨著外場(chǎng)方向的變化非常敏感。同時(shí)，由于偶極相互作用能、垂直各向異性能和塞曼能的相互競(jìng)爭(zhēng)，有限尺度下的磁滯回線展示了強(qiáng)烈的尺寸效應(yīng)。最后，研究了剩磁和翻轉(zhuǎn)場(chǎng)隨著外場(chǎng)方向和偶極相互作用的變化