交換耦合硬-軟磁多層膜體系的微磁學(xué)研究.pdf

1、交換耦合硬/軟磁多層膜體系是上個世紀(jì)90年代初發(fā)展起來的一種全新結(jié)構(gòu)的磁性材料，由于其具有比較高的最大磁能積以及與電子器件結(jié)合的潛能，因此有望成為新一代高性能磁性材料。本文基于微磁學(xué)理論對交換耦合硬/軟磁多層膜體系進(jìn)行了以下幾各方面的研究： (1)基于微磁學(xué)理論開發(fā)了用于模擬納米結(jié)構(gòu)磁體的微磁學(xué)應(yīng)用軟件。 (2)研究了層間交換耦合強(qiáng)弱對磁體磁性能的影響，發(fā)現(xiàn)層間耦合強(qiáng)弱對體系的磁性能有極大影響，即隨著層間耦合增強(qiáng)，體系的

2、剩磁及內(nèi)稟矯頑力均先快速增加，然后逐漸趨于飽和。 (3)研究了結(jié)構(gòu)尺寸對交換耦合硬/軟磁雙層膜體系的影響，發(fā)現(xiàn)：(a)軟磁層厚度對體系磁性能有極大的影響。體系剩磁先隨軟磁相厚度增加而增加，當(dāng)軟磁層達(dá)到一定厚度時又逐漸減小。一維模型模擬的內(nèi)稟矯頑力隨軟磁相厚度增加呈遞減趨勢，而三維模型模擬的內(nèi)稟矯頑力先隨軟磁層厚度的增加而增加，但當(dāng)軟磁層達(dá)到一定厚度時，又隨軟磁層厚度的增加而減小。最大磁能積先隨軟磁相厚度增加而增加，當(dāng)軟磁層達(dá)到一

3、定厚度時又逐漸減小。(b)硬磁層厚度對體系磁性能也又一定的影響。體系的剩磁與最大磁能積均隨硬磁層厚度增加而逐漸減小，但體系的內(nèi)稟矯頑力在軟磁層低尺度范圍內(nèi)，隨硬磁層厚度增加而增加，但在軟磁層高尺度范圍內(nèi)，變化不大。 (4)對交換耦合硬/軟磁雙層膜體系的三維動力學(xué)模擬結(jié)果顯示：當(dāng)軟磁層厚度在臨界尺寸(軟磁相與硬磁相嚴(yán)格耦合時軟磁相的尺寸)內(nèi)時，軟硬磁層是通過磁矩的一致旋轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)的。而當(dāng)軟磁層厚度大于臨界尺寸時，在膜面內(nèi)，軟磁層具有