薄膜的磁学性质

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BiFeO3薄膜的磁电性质研究的开题报告

BiFeO3薄膜的磁电性质研究的开题报告

BiFeO3薄膜的磁电性质研究的开题报告
一、研究背景
BiFeO3是一种多铁性材料,具有磁电耦合效应。

近年来,对其磁电
性质进行研究成为了研究的热点之一。

其中,BiFeO3薄膜作为一种性能
优良的多铁性材料,在纳米电子学、传感器、储能等领域具有广泛的应
用前景。

因此,对其磁电性质的深入研究具有重要的理论和实际意义。

二、研究目的
本研究旨在探究BiFeO3薄膜的磁电性质,深入了解BiFeO3材料的
磁电耦合机制,寻找提高其磁电效应的途径,为其在电磁设备、能源转
换等领域的应用提供理论基础和示范依据。

三、研究内容
1. BiFeO3薄膜的制备方法与表征: 采用溶胶-凝胶法、磁控溅射法等方法制备BiFeO3薄膜,并使用X射线衍射、扫描电镜等手段进行结构、形貌和成分等表征。

2. BiFeO3薄膜的磁电性质研究:采用电学和磁学测试技术,例如邻近场探测电子显微镜(AC-TEM)、磁力显微镜(MFM)以及磁光波导谱,来探测BiFeO3薄膜的磁电效应、比热、热稳定性、热处理后的相结构以及电极化梯度相关的反常磁光谱等方面的性质,并将其与生长方式、结构、厚度等参数进行比较和分析。

3. 磁电耦合机制模拟研究:通过理论计算、材料模拟等方法,探究BiFeO3薄膜磁电耦合机制,研究以上实验中观测到的物理现象和特性,
以便为实际应用提供指导和理论支持。

四、研究意义
本研究将有助于深入了解BiFeO3材料的磁电耦合机制,为其在电子器件、传感器、能源转换等领域的应用提供理论基础,为新能源和新材料的发展做出贡献。

薄膜的磁阻特性

薄膜的磁阻特性

信息薄膜专题讲座薄膜的磁阻效应及其应用2012年12月内容提要)应用背景)基本概念)自旋电子技术简介)金属多层膜巨磁电阻)理论解释-二流体模型)自旋阀巨磁电阻SV-GMR )隧道磁电阻TMR典型应用5 Mbytes, 24 disks, 2kbits/in2典型应用:硬盘的GMR磁头基本概念)材料的磁性★铁磁性★反铁磁性★顺磁性AntiferromagnetFerromagnet Paramagnet)磁致电阻效应(MR :magnetoresistance )由于磁场的作用金属的电阻发生改变的现象表征参数:磁阻变化率00()/ρρρΔ=−HS MR 一般情况:不超过2%~3%)GMR(巨磁电阻)Albert Fert,Perter Griunberg等人的惊人的发现!(2007 Albert Fert Perter Griunberg年度诺贝尔物理学奖)例如:在由Fe、Cr交替沉积而形成的多层膜(Fe/Cr)N(N为周期数)中,其磁阻变化率可以超过50%!该结果远远超过多层膜中Fe层磁阻变化率的总和。

称该现象为巨磁电阻效应(GMR: giant magnetoresistance)自旋电子技术的基本概念摩尔定理(Moore's Law)Modern CMOS 10 um Modern CMOSBeginning ofSubmicron CMOS1um Deep UV Litho90 nm in 20041 um 34 Years of Scaling Presumed Limit to Scaling100 nm HistoryEvery generation–Feature size shrinks by 70%–Transistor density doubles 10 nm–Wafer cost increases by 20%–Chip cost comes down by 40% Generations occur regularlyOn average every 29years over 1 nm–On average every 2.9 years over the past 34 years–Recently every 2 years197019801990200020102020摩尔定理…似乎快接近终点?09Speed: 10Hz Size: 10-2mCost: $106/transistorSpeed: 10Hz Size: 10-7m Cost: $10-5/transistor $SOURCE GATEDRAINMOSFET能量损耗=摩尔定理受到的最大阻碍!处理器芯片消耗的能量中大概20%通过晶体管的门电路泄漏.The traditional means of coping with increased power per generation has been The traditional means of coping with increased power per generation has been to scale down the operating voltage of the chip but voltages are reaching limits due to thermal fluctuation effects.500P i P (D i L k )500)2300400Passive Power (Device Leakage)400300y (W /c m 200Active Power200r d e n s i t 1001000P o w e 00.50.350.250.180.130.10.070.053502501801301007050500 0T echnology node (nm)自旋自旋电子自旋示意图•在传统的电子学中,通过调控半导体中电子和空穴的在传统的电子学中通过调控半导体中电子和空穴的输运特性,实现信息的转移、储存和处理.•利用电子的电荷和自旋两个自由度作为信息的载体,对电子电荷和自旋的物理行为进行调控,提供了材料的新效应,可以实现材料的新能力和功能.自旋的优越性自旋是电子的纯量子力学效应,而且电子自旋取向构成一个双态量子系统;自旋和外界的相互作用远比电荷的作用弱,因此具有更长的相干时间(自旋扩散长度); 改变电子自旋取向要比改变电子运动状态要容易得多,快得多;电荷相互作用的能量在eV 级,而自旋相互作用在meV 级别meV基于电子的自旋性质的逻辑运算的功率损耗要远小于基于电荷性质的磁电子与微电子的特性比较磁电子(magnetronics)微电子(microelectronics)(g )载体上旋或下旋电子电子或空穴(non-volatile)记忆非挥发(non volatile)挥发性(volatile)操作时间nano sec. (spin flip)μsec. (draft volocity)尺寸大小(集成度)~nm ~μm抗辐射性强弱电压-电流特性线线性非线性消耗功率较小较大工艺复杂度较简单(数个光罩)非常复杂(数十个光罩以上)前发中熟商目前状况研发中成熟商品自旋电子学(Spintronics or spin electronics)Magneto-electronics (亦称磁电子学Magneto electronics )是一门结合磁学与微电子学的交叉学科自旋电子学是奠定在电子是门结合磁学与微电子学的交叉学科。

磁性薄膜材料

磁性薄膜材料

磁性薄膜材料
磁性薄膜材料是一种具有特殊磁性性质的薄膜材料,具有广泛的应用前景。


性薄膜材料可以用于磁存储、传感器、磁头、磁性电子器件等领域,其在信息存储和传感器技术方面的应用尤为突出。

本文将对磁性薄膜材料的特性、制备方法、应用领域等方面进行介绍。

磁性薄膜材料具有优良的磁性能,其主要表现为饱和磁感应强度高、矫顽力大、磁滞回线窄、磁导率高等特点。

这些特性使得磁性薄膜材料在信息存储领域具有重要的应用价值。

在制备磁性薄膜材料时,通常采用溅射、磁控溅射、激光热解、离子束沉积等方法,通过调控材料的成分、结构和工艺参数,可以实现对薄膜磁性能的调控和优化。

磁性薄膜材料在磁存储领域具有广泛的应用。

其在硬盘、磁带、磁卡等磁存储
介质中的应用已经成熟,随着信息技术的不断发展,对磁存储介质性能的要求也在不断提高,磁性薄膜材料的研究和应用将会更加深入。

此外,磁性薄膜材料还在磁传感器、磁头、磁性电子器件等领域发挥着重要作用,其在新型磁性材料、磁性器件和磁性传感器方面的研究也备受关注。

总之,磁性薄膜材料具有重要的应用价值,其在信息存储和传感器技术方面具
有广阔的应用前景。

随着材料科学和信息技术的不断发展,磁性薄膜材料的研究和应用将会更加深入,为信息社会的发展做出更大的贡献。

希望本文对磁性薄膜材料的研究和应用能够有所帮助,推动该领域的进一步发展。

磁性薄膜材料

磁性薄膜材料

磁性薄膜材料磁性薄膜材料是一种具有磁性的薄膜材料,它在现代科技领域有着广泛的应用。

磁性薄膜材料具有许多优异的性能,如高磁导率、低磁滞、优良的磁性能等,因此在磁存储、传感器、微波器件等方面有着重要的应用价值。

本文将对磁性薄膜材料的基本概念、制备方法、性能特点及应用领域进行介绍。

磁性薄膜材料的基本概念。

磁性薄膜材料是指厚度在纳米至微米量级的具有磁性的薄膜材料。

它通常由铁、镍、钴等磁性金属或合金构成,具有较高的磁导率和磁饱和感应强度。

磁性薄膜材料的磁性来源于其中的磁性原子或离子,在外加磁场下会产生磁化现象。

磁性薄膜材料可以根据其磁性特性分为软磁性薄膜和硬磁性薄膜两大类。

软磁性薄膜具有低磁滞、高导磁率等特点,适用于电感器、变压器等领域;硬磁性薄膜则具有高矫顽力、高矫顽场强等特点,适用于磁存储、传感器等领域。

磁性薄膜材料的制备方法。

磁性薄膜材料的制备方法多种多样,常见的包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射沉积、溶液法等。

物理气相沉积是通过蒸发、溅射等方法将原材料沉积在基底上,形成薄膜;化学气相沉积则是通过化学反应将气态前驱体沉积在基底上。

溅射沉积是通过离子轰击或原子束轰击的方式将材料溅射到基底上,形成薄膜。

溶液法则是将材料的溶液涂覆在基底上,经过干燥后形成薄膜。

这些方法各有优缺点,可以根据具体需求选择合适的制备方法。

磁性薄膜材料的性能特点。

磁性薄膜材料具有许多优异的性能特点。

首先,它具有高磁导率,能够有效地传导磁场,使其在磁传感器、磁存储等领域有着重要的应用价值。

其次,磁性薄膜材料具有低磁滞,即在外加磁场作用下,磁化强度随着磁场的变化而迅速变化,具有较小的滞后效应。

再次,磁性薄膜材料具有优良的磁性能,包括饱和磁化强度、矫顽力、矫顽场等指标,使其在磁存储、传感器等领域有着广泛的应用。

磁性薄膜材料的应用领域。

磁性薄膜材料在磁存储、传感器、微波器件等领域有着广泛的应用。

在磁存储领域,磁性薄膜材料被广泛应用于硬盘、磁带等存储介质中,用于记录和读取信息。

功能薄膜分类

功能薄膜分类

功能薄膜分类
功能薄膜是一种具有特殊功能的薄膜材料,其应用范围非常广泛。

根据其功能的不同,功能薄膜可以分为以下几类:
1.光学薄膜:具有反射、干涉、偏振等光学性能的薄膜,主要应用
于显示、照明、太阳能等领域。

2.力学性能薄膜:具有高硬度、高弹性模量、高强度等力学性能的
薄膜,主要应用于机械、电子、航空航天等领域。

3.磁学性能薄膜:具有磁导率、磁化强度、磁损耗等磁学性能的薄
膜,主要应用于磁记录、磁存储、传感器等领域。

4.热学性能薄膜:具有热导率、热膨胀系数、热稳定性等热学性能
的薄膜,主要应用于散热、隔热、保温等领域。

5.化学性能薄膜:具有耐腐蚀、抗氧化、防水等化学性能的薄膜,
主要应用于化工、制药、食品等领域。

6.生物医学性能薄膜:具有生物相容性、生物活性、药物控释等生
物医学性能的薄膜,主要应用于医疗器械、生物工程、医疗等领域。

总之,功能薄膜的种类繁多,其应用范围也非常广泛,涉及到了各个领域。

随着科技的不断发展,功能薄膜的性能和应用前景也将越来越广阔。

磁薄膜的制备和磁学性质研究

磁薄膜的制备和磁学性质研究

磁薄膜的制备和磁学性质研究近年来,随着人类科技的不断进步,磁性材料的发展也越来越被重视。

而磁薄膜作为一种新兴的材料,在磁性领域中受到越来越多的关注。

这是因为,磁薄膜在一些领域展现出了独特的应用性能,例如,计算机硬盘上的读写头就是使用磁薄膜技术制成的。

那么,什么是磁薄膜呢?简单来说,磁薄膜是指薄而均匀的磁性膜,其厚度通常在纳米到微米级别之间。

同样,可以将磁薄膜分为反铁磁、铁磁和负渗透磁等类型。

反铁磁材料主要有Cr, Mn以及FeMn等合金,其磁矩垂直于薄膜面;铁磁材料则是指铁、镍等组成的合金,其磁矩平行于薄膜面;负渗透磁则是指一种特殊的铁磁性材料,如FeCuV首先形成一个满格非磁性化合物再加入一定的Co和Ni。

要制备磁薄膜,首先需要选定基板材料。

通常情况下,基板材料使用的是单晶硅、玻璃、石墨、高聚物等,而在这些基板上一般涂覆一层金属,如Cr、Mo、W、Ta、Ti等作为结构层。

然后在结构层上再涂覆一层功能材料,例如Fe、Ni、Co等。

制备磁薄膜有两种常用的方法:一种是物理气相沉积法(PVD),另一种是化学气相沉积法(CVD)。

在这两种方法中,PVD法被认为是制备磁薄膜的最佳方法。

因为PVD法可以制备高质量的磁薄膜,同时操作简单、易于控制。

而CVD法则依靠高温等条件来进行,对设备的耐受性要求比PVD法高,但因此其也有独特的优势。

除了制备方法,磁薄膜的磁学性质也是一个受关注的问题。

在磁薄膜中,磁学性质主要表现为磁各向异性、磁滞回线和剩磁等。

其中,磁各向异性是磁薄膜在不同方向上表现出不同的磁学性质;磁滞回线是指当外加磁场强度改变时,磁薄膜磁化强度的反应曲线;剩磁则是指材料在去磁场的条件下,磁化强度不为零,其大小则与外加磁场的强度有关。

针对磁薄膜磁学性质的研究,通常需要使用一些仪器和设备。

例如,磁滞回线的测量可以使用霍尔探针、SQUID和振幅磁力计等仪器;而磁各向异性则可以使用干涉仪等设备来检测。

总结来看,磁薄膜的制备和磁学性质研究是磁学领域中的重要课题之一。

磁膜的原理

磁膜的原理

磁膜的原理
磁膜的原理是基于磁学的原理。

磁膜是由铁磁材料制成的薄膜,它具有磁性。

磁膜的原理主要涉及到磁性物质的两个重要特性:磁畴和铁磁共振。

首先,磁畴是指在磁性物质中具有相同磁化方向的微小磁区域。

在没有外界磁场作用时,磁性物质内部的磁畴是无序排列的,磁化强度为零。

当外界施加磁场时,磁畴会对齐并形成具有相同磁化方向的磁畴区域,从而使磁性物质呈现出磁化状态。

其次,铁磁共振是指当磁性物质处于特定外界磁场下,它会吸收特定频率的电磁波并发生共振。

对于磁膜来说,当外界施加合适的磁场并用特定频率的电磁波照射时,磁膜会发生铁磁共振现象。

这是因为磁膜的内部磁畴可以相互翻转,从而吸收电磁波的能量。

通过利用磁膜的这两个特性,可以实现一些应用,如磁存储器、磁带等。

在磁存储器中,磁膜被分成许多磁畴,每个磁畴表示一个二进制位。

当外界施加磁场时,磁畴的磁化方向会根据外界磁场而发生改变,从而实现信息的存储和读取。

在磁带中,磁膜上的磁畴表示音频信号的波形,外界磁场则用来读取和录制音频信号。

总之,磁膜的原理是通过磁畴和铁磁共振来实现磁性材料的磁化和变化,从而实现各种磁性应用。

《2024年外应力条件下磁性薄膜铁磁共振理论研究》范文

《2024年外应力条件下磁性薄膜铁磁共振理论研究》范文

《外应力条件下磁性薄膜铁磁共振理论研究》篇一一、引言随着科技的发展,磁性薄膜在微电子学、自旋电子学以及传感器等领域的应用日益广泛。

在各种应用场景中,磁性薄膜的磁学性能往往受到外部应力的影响,因此研究外应力条件下磁性薄膜的磁学性能具有重要的理论和实践意义。

本文将重点探讨外应力条件下磁性薄膜的铁磁共振理论,以期为相关研究提供理论支持。

二、磁性薄膜的基本性质磁性薄膜是一种具有磁性的薄膜材料,其磁学性能受到材料本身的性质以及外部因素的影响。

在无外应力的情况下,磁性薄膜的磁矩排列具有一定的有序性,表现出良好的磁学性能。

然而,在实际应用中,磁性薄膜往往受到各种外部应力的作用,如机械应力、热应力等。

这些外应力会对磁性薄膜的磁矩排列产生影响,从而改变其磁学性能。

三、铁磁共振理论概述铁磁共振是一种研究磁性材料磁学性能的重要方法。

在铁磁共振实验中,通过施加交变磁场,使磁性材料的磁矩发生共振,从而研究其磁学性能。

铁磁共振理论是解释这一现象的重要理论工具。

在无外应力的情况下,铁磁共振理论可以很好地解释磁性材料的磁学性能。

然而,在外应力作用下,铁磁共振理论需要进行相应的修正和完善。

四、外应力对磁性薄膜铁磁共振的影响外应力对磁性薄膜的铁磁共振具有显著的影响。

一方面,外应力会改变磁性薄膜的磁矩排列,从而影响其铁磁共振频率和线宽。

另一方面,外应力还会导致磁性薄膜的各向异性增强或减弱,进一步影响其铁磁共振行为。

因此,在外应力条件下,需要对外应力条件下的铁磁共振理论进行修正和完善。

五、外应力条件下铁磁共振理论的修正与完善为了更好地研究外应力条件下磁性薄膜的铁磁共振行为,需要对原有的铁磁共振理论进行修正和完善。

首先,需要考虑外应力对磁性薄膜的应力效应和形变效应。

其次,需要引入外应力与磁矩相互作用的新机制和模型。

此外,还需要考虑外应力对磁性薄膜的各向异性的影响。

通过这些修正和完善,可以更准确地描述外应力条件下磁性薄膜的铁磁共振行为。

六、实验验证与结果分析为了验证修正后的铁磁共振理论的准确性,我们进行了相关实验。

TGG薄膜中的磁各向异性

TGG薄膜中的磁各向异性

TGG薄膜中的磁各向异性TGG薄膜是一种磁性材料,具有磁各向异性。

对于薄膜材料,磁各向异性是一个非常重要的因素。

它影响着磁场的方向和性质,在磁存储、传感器、电流感应器和电磁波滤波器等应用中都发挥着非常重要的作用。

本文将从TGG薄膜的简介、磁各向异性的意义、产生机制、调控方法和应用等方面探讨TGG薄膜中的磁各向异性,为我们更好地理解TGG薄膜提供帮助。

一、TGG薄膜的简介TGG薄膜是一种新型磁性材料,TGG全称为铕铥铝铁氧体(Eu1.8Gd1.2Fe5O12)。

TGG薄膜是由TGG晶体通过溅射等方法得到的极薄膜,该薄膜具有一定的磁性和磁各向异性。

TGG薄膜的磁性和一般磁性材料相比还不够强,但是它具有独特的磁场方向性,具有非常重要的应用价值。

二、磁各向异性的意义磁各向异性是指磁性材料在不同方向的磁场作用下,表现出不同的磁性质。

这种现象来源于材料中晶格结构、晶向和电子结构等微观细节。

对于薄膜来说,由于磁性材料的晶粒在薄膜中排列的情况不同,因此在薄膜中也会出现磁各向异性。

磁各向异性的研究对于理解材料的磁学性质至关重要,同时也对于材料的应用具有非常重要的意义。

三、产生磁各向异性的机制产生磁各向异性的机制主要有四种,即形变各向异性、晶格各向异性、磁晶各向异性和磁强度各向异性。

在TGG薄膜中,主要是晶格各向异性和磁晶各向异性作用在一起形成了磁各向异性。

晶格各向异性是由于晶格结构的不同在不同方向上造成局部晶格畸变,进而导致能带结构和电子能量态的差异。

磁晶各向异性是由于晶格对磁性离子的价电子局限成特定的磁轨道,导致不同方向上的磁矩取向不同。

这两种机制加起来决定了TGG薄膜的磁各向异性。

四、调控磁各向异性的方法调控磁各向异性的方法主要有两种,即控制薄膜生长过程中的晶向和调控外场下薄膜的磁矩取向。

在控制晶向方面,可以通过选择不同的底板材料和生长温度等来调节晶粒的生长方向。

同时,选择合适的晶粒尺寸、形状和生长参数等也可以调节磁各向异性。

《六角密排磁性薄膜中的磁激发研究》范文

《六角密排磁性薄膜中的磁激发研究》范文

《六角密排磁性薄膜中的磁激发研究》篇一一、引言磁性材料因其独特的电子结构,能在外界磁场影响下呈现出不同的磁性质,具有广阔的应用前景。

随着材料科学的不断发展,新型的六角密排磁性薄膜成为了近年来的研究热点。

这种薄膜材料因其独特的晶体结构和磁学性质,在磁激发领域展现出巨大的研究潜力。

本文将针对六角密排磁性薄膜中的磁激发现象进行深入研究,探讨其基本原理、特性以及潜在的应用前景。

二、六角密排磁性薄膜的基本性质六角密排磁性薄膜是一种具有六边形晶体结构的薄膜材料,其磁性主要来源于薄膜中磁性离子的相互作用。

这种薄膜材料具有高饱和磁化强度、低矫顽力等优良的磁学性质,使其在磁存储、自旋电子学等领域具有广泛的应用前景。

三、磁激发的基本原理磁激发是指通过外部磁场或电流等手段,使磁性材料中的磁矩发生重新排列或产生新的磁矩状态的过程。

在六角密排磁性薄膜中,磁激发主要发生在薄膜的表面和近表面区域。

当外部磁场作用于薄膜时,薄膜中的磁矩会受到磁场力的作用,发生重新排列,从而产生新的磁激发状态。

四、六角密排磁性薄膜中的磁激发特性六角密排磁性薄膜中的磁激发具有以下特性:1. 高度各向异性:由于六角密排结构的特殊性,薄膜中的磁激发具有高度的各向异性。

这种各向异性使得薄膜在不同方向的磁场作用下表现出不同的磁学性质。

2. 良好的可调谐性:通过改变外部磁场、温度等参数,可以有效地调控六角密排磁性薄膜中的磁激发状态,实现对其磁学性质的调控。

3. 高的稳定性:六角密排磁性薄膜中的磁激发状态具有较高的稳定性,能够在一定的外部环境下保持长时间的稳定。

五、六角密排磁性薄膜中磁激发的应用前景六角密排磁性薄膜中的磁激发具有广泛的应用前景。

首先,它可以应用于磁存储领域,如高密度磁存储器件的制备。

其次,由于其具有良好的自旋电子学性质,可以用于制备自旋电子学器件,如自旋阀、自旋晶体管等。

此外,六角密排磁性薄膜中的磁激发还可以应用于微波器件、传感器等领域。

六、结论本文对六角密排磁性薄膜中的磁激发进行了深入研究。

《2024年六角密排磁性薄膜中的磁激发研究》范文

《2024年六角密排磁性薄膜中的磁激发研究》范文

《六角密排磁性薄膜中的磁激发研究》篇一一、引言近年来,随着材料科学的快速发展,磁性薄膜材料因其独特的磁学性质和潜在的应用前景受到了广泛关注。

其中,六角密排磁性薄膜以其优异的磁性特性和稳定的结构,成为了磁学研究的重要对象。

本篇论文将就六角密排磁性薄膜中的磁激发进行研究,深入探讨其激发机制和特性。

二、六角密排磁性薄膜的结构与性质六角密排磁性薄膜通常具有稳定的六边形晶格结构,其磁性主要由薄膜中的磁性离子所决定。

这种薄膜具有较高的磁导率、低损耗和高稳定性等特点,使得其在微波器件、传感器和磁存储等领域具有广泛的应用前景。

三、磁激发的概述磁激发是指在特定条件下,材料内部原子或电子的自旋系统从低能态跃迁到高能态的过程。

在六角密排磁性薄膜中,这种跃迁往往伴随着磁场的变化和能量的传递。

研究磁激发的机制和特性,有助于我们更深入地理解材料的磁学性质和潜在应用。

四、六角密排磁性薄膜中的磁激发研究4.1 实验方法与数据本部分主要介绍在六角密排磁性薄膜中进行的磁激发实验,包括样品的制备、实验装置、实验过程以及所获得的数据。

通过对比不同条件下的实验结果,我们可以更清晰地了解磁激发的特性和机制。

4.2 磁激发的机制在六角密排磁性薄膜中,磁激发的机制主要涉及电子自旋的跃迁和磁场的变化。

当外部磁场作用于薄膜时,电子自旋系统会受到力的作用,从而发生跃迁。

这种跃迁会导致能量的传递和磁场的变化,进而产生各种磁学现象。

4.3 磁激发的特性六角密排磁性薄膜中的磁激发具有许多独特的特性,如高效率、低损耗和可调控等。

通过研究这些特性,我们可以更好地理解材料的磁学性质和潜在应用。

此外,我们还发现,通过改变外部条件(如温度、磁场等),可以有效地调控磁激发的特性和行为。

五、结论本篇论文对六角密排磁性薄膜中的磁激发进行了深入研究。

通过实验研究和理论分析,我们揭示了其激发机制和特性。

这些研究有助于我们更深入地理解材料的磁学性质和潜在应用,为进一步优化材料性能和开发新型器件提供了重要的理论依据。

纳米薄膜材料的特性

纳米薄膜材料的特性

光学性能
吸收光谱的“蓝移”、宽化与“红移”
由于具有小尺寸效应、量子尺寸效应以及界面效应,因而,当膜厚度减小时,大多数纳 米薄膜能隙将有所增大,会出现吸收光谱的蓝移与宽化现象。如纳米TiOE/SnO:纳米 颗粒膜具有特殊的紫外.可见光吸收光谱,其吸收光谱较块体发生了显著的“蓝移”与 宽化,抗紫外线性能和光学透过性良好。尽管如此,在另外一些纳米薄膜[ 中,由于随 着晶粒尺寸的减小,内应力的增加以及缺陷数量增多等因素,材料的电子波函数出现了 重叠或在能级间出现了附加能级,又使得这些纳米薄膜的吸收光谱发生了“红移”。
光学性能
光学非线性
弱光强的光波透过宏观介质时,介质中的电极化强度常与光波的电场强度具有近似的线 性关系。但是,当纳米薄膜的厚度与激子玻尔半径相比拟或小于激子玻尔半径%时,在 光的照射下,薄膜的吸收谱上会出现激子吸收峰。这种激子效应将连同纳米薄膜的小尺 寸效应、宏观量子尺寸效应、量子限域效应一道使得强光场中介质的极化强度与外加电 磁场的关系出现附加的2次、3次乃至高次项。简单地讲,就是纳米薄膜的吸收系数和光 强之间出现了非线性关系,这种非线性关系可通过薄膜的厚度、膜中晶粒的尺寸大小来 进行控制和调整。

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纳米薄膜
纳米薄膜是指尺寸在nm量级的颗粒(晶粒)构成的 薄膜或者层厚在nm量级的单层或多层薄膜,通常
也称作纳米颗粒薄膜和纳米多层薄膜。
纳米薄膜 材料造 成其性质不同于一般传统材料的特性。 而纳米薄膜元件之构造及制作技术是取 决于所希望达成的功能性来进行设计, 以下就先针对纳米薄膜的光学、力学、 电磁学与气敏等特性作说明。
气敏特性

课外百科物理超导薄膜知识点

课外百科物理超导薄膜知识点

课外百科物理超导薄膜知识点超导薄膜是一种特殊材料,具有极低的电阻和磁场抗性。

它在很多应用中都具有重要的意义,如电力传输、能源储存、电子仪器等。

下面是一些关于超导薄膜的知识点。

1. 物理基础:超导薄膜是指在介质基底上制备的超导薄膜材料。

其中,超导是指在某一低温下,电流在材料中的流动变得完全没有阻力。

这种零电阻的现象是由于在超导材料中存在一种称为Cooper对的电子对,它们通过库仑相互作用而形成。

超导材料的磁场抗性是指在极低温下,材料对外加磁场表现出的排斥现象。

2. 超导薄膜制备:超导薄膜的制备通常采用物理气相沉积、激光脉冲沉积、化学气相沉积等技术。

制备过程需要在特定的温度和压力下进行,并且需要严格控制材料的成分和结构。

此外,制备超导薄膜还需要考虑到材料与底座的相容性,以及制备薄膜的纯度,韧性和稳定性等因素。

3. 超导薄膜的特性:超导薄膜具有很多特殊的物理特性。

首先,它们具有极低的电阻,可以实现零能耗的电流传输。

其次,超导薄膜的临界电流密度很高,意味着它们可以承受较大的电流密度而不会失去超导性。

此外,超导薄膜还具有极高的磁场抗性,可以在高磁场下保持超导态。

最后,超导薄膜的临界温度很低,通常在几十开尔文以下,这要求在制备和使用过程中需要保持很低的温度。

4. 应用:超导薄膜在许多应用中都起到了重要的作用。

首先,超导薄膜可以用于制造超导体磁体,用于核磁共振成像(MRI),加速器等领域。

其次,超导薄膜可以用于制造超导电缆,用于电力传输和分配,提高能源输送的效率。

此外,超导薄膜还可以用于制造高灵敏度的仪器和传感器,如超导量子干涉仪和超导量子干涉器等。

5. 挑战和前景:尽管超导薄膜在各个领域都具有重要的应用前景,但其制备和使用仍然面临着一些挑战。

首先,超导薄膜的制备技术需要进一步提高,以提高材料的纯度和均匀性,并且要降低制备过程中的成本。

其次,超导薄膜需要在极低的温度下才能实现超导性,这限制了其在一些领域的应用。

《磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响》范文

《磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响》范文

《磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响》篇一一、引言在当代的物理学和材料科学研究中,磁性薄膜已成为研究的重要领域之一。

在磁性薄膜中,自旋波作为传递磁化强度的有效媒介,具有极为重要的地位。

其共振频率的确定受到诸多因素的影响,其中,磁各向异性作为一个重要的物理属性,对于自旋波共振频率的调节起到了关键的作用。

本文将深入探讨磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响。

二、磁各向异性的基本概念磁各向异性是指材料在磁化过程中,不同方向的磁化难易程度不同,即材料在不同方向上的磁导率不同。

这种特性主要来源于材料的晶体结构、形状、应力等因素。

在磁性薄膜中,磁各向异性的存在对自旋波的传播和共振频率有着显著的影响。

三、自旋波共振频率的基本原理自旋波是磁性材料中一种特殊的波动现象,其传播速度和频率受到材料内部磁场、磁导率、磁各向异性等因素的影响。

在自旋波共振过程中,当自旋波的频率与外部驱动场的频率相匹配时,会产生共振现象,此时自旋波的能量得以增强并传播。

因此,自旋波的共振频率是研究自旋波传播特性的重要参数。

四、磁各向异性对自旋波共振频率的影响(一)理论分析根据磁学理论,磁各向异性的存在将导致材料内部磁场分布的不均匀性,从而影响自旋波的传播速度和频率。

具体来说,当磁各向异性较强时,自旋波在材料中的传播速度将降低,同时共振频率也会相应地降低。

这是因为磁各向异性将导致自旋波在传播过程中受到更多的散射和阻尼作用。

(二)实验验证为了验证上述理论分析的正确性,我们进行了多组实验。

通过改变磁性薄膜的制备条件和外加应力等参数来调整其磁各向异性。

实验结果表明,随着磁各向异性的增强,自旋波的共振频率呈现出明显的降低趋势。

这一实验结果与理论分析相吻合,进一步证实了磁各向异性对自旋波共振频率的影响。

五、结论与展望本文通过理论分析和实验验证了磁各向异性对磁性薄膜中自旋波共振频率的影响。

结果表明,随着磁各向异性的增强,自旋波的传播速度降低,共振频率也相应地降低。

探究磁性薄膜的异向性

探究磁性薄膜的异向性

探究磁性薄膜的异向性磁性材料一直是人们研究的重点之一。

从大自然中的磁铁石到现代工业中的永磁体,磁性材料的应用领域日益广泛。

而其中一种磁性材料——磁性薄膜,由于其厚度较薄,具有优异的磁性、电学、光学等性质,被广泛应用于磁存储、传感器、电子元器件等领域。

本文将探究磁性薄膜的异向性。

一、磁性薄膜的基本特性磁性薄膜是一种薄到比人类头发还细的材料,由于其纳米级别的厚度,其单位面积内的磁性原子数量和离散性变得非常重要。

磁性薄膜具有高达几千个高速磁畴,这些高速磁畴的互相交互作用决定了磁性薄膜的性能。

此外,磁性薄膜还具有高的饱和磁感应强度、高的磁阻、优异的磁记忆特性等。

由于这些特性,磁性薄膜在信息存储、传感器等领域应用广泛。

二、磁性薄膜的异向性及其影响因素引入磁性薄膜的异向性,其实就是指磁性薄膜中磁化方向的偏好。

通俗地讲,我们可以理解为,如果很多块磁性薄膜被沿同一方向拍扁,那么每一块薄膜的磁化方向大概率都是相同的。

而反之,如果这些薄膜被不同方向拍扁,那么每一块薄膜的磁化方向一定会比之前更加随机。

这里的拍扁是随意的,实际上,影响磁性薄膜异向性的因素非常多。

其中,以下几点是最为重要的。

1、晶格取向磁性薄膜的晶格取向与其磁化方向紧密相关,晶格取向越有序,磁化方向越集中。

而当其晶格取向变得越来越随意,磁性薄膜的异向性会变得越来越差。

在通常的制备工艺中,晶格取向通常是通过沉积方法来控制的。

2、外加磁场外加磁场的大小和方向对磁性薄膜的异向性有很大影响。

在制备过程中,通过在磁极间施加大量磁场,可以使磁性薄膜沿着特定方向磁化。

而磁场的方向和大小则根据要求进行调节。

此外,如果在制备过程中沿着某一方向施加旋转磁场,可以实现磁化方向的均匀性,提高异向性的控制能力。

3、材料化学成分材料化学成分不同会直接影响磁性薄膜的磁性和异向性。

比如,在氧含量不同的条件下制备氧化物薄膜,由于氧含量的差异,导致薄膜磁化方向有很大变化。

故而在实际应用中,化学成分的分析和制备过程的控制都是至关重要的环节。

磁性薄膜和软磁性材料

磁性薄膜和软磁性材料

磁性薄膜和软磁性材料磁性薄膜和软磁性材料具有广泛的应用领域,从电子设备到能源转换,它们在现代科技中扮演着重要的角色。

本文将讨论磁性薄膜和软磁性材料的定义、性质、制备方法以及应用方面的一些研究进展。

一、磁性薄膜的定义和性质磁性薄膜是一种特殊的材料,其薄膜厚度一般在纳米到微米的范围内。

它们具有优异的磁性能,如高矫顽力、低矫顽力、高磁饱和感应强度等。

此外,磁性薄膜还具有良好的热和电导率,使其在各种领域具备广泛应用的潜力。

磁性薄膜通常由磁性金属、合金或氧化物制成。

这些材料通过磁控溅射、分子束外延或溶液法沉积在衬底上。

由于其薄膜结构和晶格的调控,磁性薄膜的磁性能可以进行精确的调控,以适应不同的应用需求。

二、软磁性材料的定义和性质软磁性材料是一类磁性材料,具有低矫顽力和高导磁率的特性。

与磁性薄膜不同,软磁性材料通常是块体材料,可以是金属、合金或氧化物。

其性质取决于晶格结构、晶体取向以及材料中的缺陷。

软磁性材料在电感器、变压器和电动机等电子设备中广泛应用。

其低矫顽力和高导磁率使其能够有效地吸收和传导磁场能量,提高设备的工作效率。

三、磁性薄膜和软磁性材料的制备方法制备磁性薄膜和软磁性材料的方法多种多样,根据具体的应用需求选择适当的制备方法非常关键。

以下是一些常见的制备方法:1. 磁控溅射法:磁性薄膜可以通过磁控溅射法在真空环境中制备。

在该过程中,金属靶材被溅射形成等离子体,然后在衬底上沉积形成薄膜。

2. 分子束外延法:这种方法通过控制分子束的沉积速率和角度,使材料以原子尺度逐层生长,制备具有特定结构和磁性的薄膜。

3. 溶液法:软磁性材料可以通过化学合成方法制备。

在这种方法中,适当的化学试剂溶解在溶剂中,通过调控反应条件和控制沉积的速率和温度等参数,可以合成出具有优异磁性的软磁性材料。

四、磁性薄膜和软磁性材料的应用由于其优异的磁性能和适应性,磁性薄膜和软磁性材料在许多领域具有重要的应用价值。

1. 信息存储:磁性薄膜和软磁性材料广泛应用于磁盘和磁带等信息存储介质。

薄膜的磁学性质

薄膜的磁学性质

Hc
H
还用于磁电式电表中的永磁铁,耳机中的永久磁铁, 永磁扬声器。 3.作存储记忆元件的矩磁材料: 三氧化二铁或二氧化 铬粉层、坡莫合金薄膜和锂锰铁氧体等。
B
Br=Bs ,Hc不大,磁滞回线是矩形。 当正脉冲产生,H> Hc使磁芯呈+B态,
负脉冲产生,H< – Hc使磁芯呈– B态,
可作为二进制的两个态。
四、磁滞现象 (magnetic hysteresis)
无外磁场作用时,如果铁磁体对外不显示磁性,即 M=0,这时铁磁体所处的状态称为退磁状态。
M纵坐标H横坐标坐标系中原点O表示退磁状态。
饱和磁化强度用Ms 表示。基本磁 Mr
Hc
MMsLeabharlann 化曲线,通常不是直线,铁磁体的
磁化率 m不是常量,是磁场强度H 的函数。
H
铁氧体和镍锌铁氧体等。
特点:r 大,易磁化、易退磁(起始磁化率大),饱和 磁感应强度大,矫顽力(Hc)小,磁滞回线的面积窄而长, 损耗小(HdB面积小)。
作变压器,还用于继电器、电机、以及各种高频电磁
元件的磁芯、磁棒。
2. 作永久磁铁的硬磁材料:碳钢、铝镍钴、稀土钴、
钕铁硼和钡铁氧体等。 B 矫顽力大(>102Am-1)剩磁大, -Hc 磁滞回线的面积大,损耗大
因坡莫合金(Ni90Fe10)的磁各向异性小,磁电阻系数大,因此仍是沿用至今的
MR磁头材料。
磁记录介质概述
用途:磁带,磁盘,磁卡等 记录介质材料:颗粒状涂布介质发展到薄膜型介质 记录方式:纵向记录;垂直记录
基本要求:见下表。
1)饱和磁通密度( Bs)大 2)矩形比(Br/Bs)大(Br:残留磁通密度) 高磁力 高记录密度 低噪声 高可靠性

薄膜的磁光特性及其应用

薄膜的磁光特性及其应用

信息薄膜专题讲座薄膜的磁光特性及其应用2012年12月光的偏振效应)电磁波的传播形式(横波)偏振光的几个基本概念)光矢量(电场矢量))直线偏振光)椭圆偏振光)圆偏振光)自然光、部分偏振光)偏振器(透光轴)薄膜磁性的几个基本概念)居里温度Tc)各向异性:面内磁化膜、垂直磁化膜)磁畴(Magnetic domain)典型应用之一:薄膜的磁光存储)信息写入--热磁写入垂直磁化膜+聚焦激光束的照射+外加偏磁场作用Æ磁化方向垂直于膜面、方向相反的两种柱形磁畴,分别代表数据“0”和“1”。

)信息的读出--磁光克尔效应利用光电检测系统可将磁化方向的不同Æ反射光强的不同Æ输出信号高低电平的不同Æ还原为“0”和“1”数据。

信息写入信息写入----热磁写入热磁写入P di l ti diM ti fi ld Laser light : heat recording layer of media Perpendicular magnetic recording Magnetic field Magnetic field : decide magnetized direction e f o r c e Magnetic T c :Curie Temperature 200ºCC o e r c i v domainLaser light T c≈200 ºC H c :信息的读出信息的读出----磁光克尔效应磁光克尔效应i)Upward:ii)Downward :i) Upward:ii) Downward :+θk –θkLD polarized directionof Incident ray LD polarized direction of reflective rayθk : Karr rotation angle ≈1º典型应用之二:磁畴的观测记录畴是信息存储的最小单位,它的尺寸大小和形貌特征,直接影响着磁光盘的存储密度和读出信噪比。

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其制作的磁头要比非晶材料更适合高矫顽力磁性介质的高密度特性。 五、多层膜磁头材料 将超薄膜周期性积层获得。以Fe-C/Ni-Fe多层膜为例,由于多层膜效应抑制了 柱状晶生长(抑制了磁各向异性),微晶化实现了低磁致伸缩。Bs高达2T,Hc也 很低,但耐热性差,在500℃热处理后晶粒长大,软磁性能变坏。 六、磁电阻磁头材料
因坡莫合金(Ni90Fe10)的磁各向异性小,磁电阻系数大,因此仍是沿用至今的
MR磁头材料。
磁记录介质概述
用途:磁带,磁盘,磁卡等 记录介质材料:颗粒状涂布介质发展到薄膜型介质 记录方式:纵向记录;垂直记录
基本要求:见下表。
1)饱和磁通密度( Bs)大 2)矩形比(Br/Bs)大(Br:残留磁通密度) 高磁力 高记录密度 低噪声 高可靠性
以Mn-Zn和Ni-Zn铁氧体为主,电阻率比大部分金属磁性材料至少要高3个数量级
,因此损耗较低,可用在高频领域。硬度 Hv达600~700 ,耐磨性高,主要用于制作 录像机、数字磁带机、磁盘机和磁鼓的磁头铁心。饱和磁感应强度低,因此在提高记 录密度方面有困难。目前应用最多最普遍的是多晶热压铁氧体,其最大缺点是磁头缝
当铁磁层的磁矩为反平行时,与自旋有关 的散射最强,材料的电阻最大。
磁记录之主要磁头材料
一、合金磁头材料 含钼坡莫合金(4wt%Mo-17%Fe-Ni)磁芯材料:饱和磁化强度比铁氧体磁心材料 高出很多,因而具有很好的写入特性。但耐磨性差,不能用于VTR等录像带运动速度 很高的场合。电阻率较低,即使在中频下,由涡流造成的磁导率下降也十分显著,因 此通常采用薄膜层叠结构。坡莫合金系磁心用薄膜现在主要用电镀、溅射镀膜等方法 制作。 仙台斯特合金(Fe-9.6%Si-5.4%Al系)磁芯材料:导磁率与高镍的Fe-Ni合金相当, Hv达500,饱和磁感应强度约1T,电阻率110×10-8· 。该合金制备的磁头具有高的耐 m 磨性和优良的高频特性。是四磁头录像技术中普遍应用的磁头材料。缺点是对合金成 分的变化非常敏感,又硬又脆,难加工,使磁头价格昂贵。 二、铁氧体磁头材料
在无外磁场作用时自发分裂为很多小区 域称为磁畴。每个小区域内原子或离子磁 矩平行排列,而各磁畴取向平均抵消,能 量最低,因而整个铁磁体对外不显示磁性 。
铁磁体将通过两种途径实现磁化。 磁场较低时,与外磁场方向相同或相近的磁畴 体积将增大,与外磁场方向相反或夹角接近180的磁 畴体积将缩小;磁场较高时,每个磁畴将作为一个 整体转到外磁场方向。 磁畴的变化可用金相显微镜观测。 如果磁化达到饱和后再撤除外磁场,铁磁体 将重新分裂为很多磁畴,但每个磁畴状况和磁 化强度取向,并不恢复到原先没加外磁场的情 形。这就使铁磁质的磁化过程表现出不可逆性。
这时磁感线对界面法线的偏离很大,产生强烈的收缩。
用软磁材料(如坡莫合金)做成的闭合空腔,由 于空腔的磁导率比外界大得多,绝大部分磁感线从 空腔壁内通过,而不会有外磁场进入腔内,达到磁 屏蔽的目的。
磁畴
磁畴:指在未加磁场时铁磁体内部已经磁化到饱和状 态的小区域。 主畴:大而长,自发磁化方向沿晶体的易磁化方向。 副畴:小而短,磁化方向不定。 磁畴壁:相邻磁畴的界限。 畴壁是相邻两磁畴之间磁 矩按一定规律逐渐改变方向的 过渡层。
隙附近容易产生剥落,从而导致磁记录质量的下降。采用单晶和取向铁氧体抗剥落性
得到显著改善,但增加了磁头制造工艺的难度。
三、非晶态磁头材料 晶体磁各向异性为零,由于不存在晶界及晶格缺陷引起的内应力,因此矫顽 力很低。薄膜化可使涡流损耗变得很小,明显改善高频特性。 已开发出耐磨性、耐腐蚀性均优良的实用型非晶态磁头材料,如Co-Nb-Zr
-Hc
Hc H
计算机硬盘和软盘,录音、录像磁带等。
4.微波磁材料:在微波波段使用的铁磁材料,不仅
磁滞回线狭小,而且还必须具有很高的电阻率,镍锌铁 氧体和钇铁氧体属于此类。
B B
5.磁屏蔽
把磁导率不同的磁介质放在磁场中,
在介质交界面上磁场会发生突变,磁
感应强度大小和方向都要发生变化而引起磁感线折射。
3)矫顽力(Hc)在磁头可允许的范围内尽可能大
4)作为磁化反转的单位(小磁体)的体积尽量小, 而且其大小和分布均匀 5)磁学特性分布均匀,随机偏差小
6)表面平滑,耐磨、耐环境优良
7)磁学特性对于加压、加热等反应不敏感 8)化学的、机械的耐久性优良
9)不容易带电
其中有一个方向的磁
化曲线最高,即最容易 磁化。
铁单晶磁化曲线
在单晶体的不同晶向上,磁 性能不同的性质,称为磁性的各 向异性。
2、退火产生的感生磁各向异性 A:纵向磁场冷却
B:冷却时无磁场
C:在垂直或圆磁场中冷却
21.5%Fe-Ni合金磁化曲线
3、轧制产生的感生磁各向异性
平行于轧制方向的磁化完全通过磁畴转动 来实现,为线性磁化曲线。
薄膜的磁学性质
铁磁性(ferromagnetism)
一、自发磁化强度(spontaneous magnetization)
铁磁晶体相邻两个原子之间存在着交换作用,致使它 们的磁矩平行排列,在一定温度以下,热运动不足以破 坏这种有序性。 物质铁磁性不仅是原子或离子磁性反映,更是晶体中 相邻原子或离子之间相互作用的反映。 交换作用使铁磁质内部一定范围的原子或离子磁 矩平行排列,无外磁场作用时,宏观体积内已具有 一定的磁化强度,为铁磁质的自发磁化强度。 不同的铁磁质具有不同的自发磁化强度。
H
铁氧体和镍锌铁氧体等。
特点:r 大,易磁化、易退磁(起始磁化率大),饱和 磁感应强度大,矫顽力(Hc)小,磁滞回线的面积窄而长, 损耗小(HdB面积小)。
作变压器,还用于继电器、电机、以及各种高频电磁
元件的磁芯、磁棒。
2. 作永久磁铁的硬磁材料:碳钢、铝镍钴、稀土钴、
钕铁硼和钡铁氧体等。 B 矫顽力大(>102Am-1)剩磁大, -Hc 磁滞回线的面积大,损耗大
(金属-金属系)、Co-Fe-Si(金属-非金属系)。
四、微晶薄膜磁头材料 典型的体系为[Fe-M(Nb,Ta,Zr,Hf,Ti,V等)-X(N,C,B)],由溅射沉积法形成非晶 态膜,而后加热形成微晶,通过晶粒微细化,达到磁致伸缩。通过添加X,来抑制
晶粒生长,与上述M元素一起实现热稳定性,从而获得更大的饱和磁化强度,用
四、磁滞现象 (magnetic hysteresis)
无外磁场作用时,如果铁磁体对外不显示磁性,即 M=0,这时铁磁体所处的状态称为退磁状态。
M纵坐标H横坐标坐标系中原点O表示退磁状态。
饱和磁化强度用Ms 表示。基本磁 Mr
Hc
M
Ms
化曲线,通常不是直线,铁磁体的
磁化率 m不是常量,是磁场强度H 的函数。
磁泡畴
对于单轴各向异性材料的薄片或薄膜,如果加 偏置磁场,可以使小圆柱性磁畴(直径在1~100μ范 围)处于稳定状态,这种磁畴结构在显微镜下观察 很像气泡,故称为磁泡。 磁泡是在一些薄膜磁性材料中出现的一种圆柱形磁畴 。
无磁场作用
磁场作用
铁磁性各向异性
1、磁晶各向异性
在测量单晶铁磁性样
品时发现沿不同晶向的 磁化曲线不同。
4、形状各向异性及退磁能
沿长片状试样不同方向测得的磁化曲线
铁磁体的形状对磁性有重要影响
形状各向异性
巨磁阻效应
巨磁阻效应是一种量子力学效应,它产 生于层状的磁性薄膜结构。这种结构是由铁磁 材料和非铁磁材料薄层交替叠合而成。 当铁磁层的磁矩相互平行时,载流子与自 旋有关的散射最小,材料有最小的电阻。
按畴壁中磁矩转向的方式:布洛赫壁,奈尔壁 大块晶体材料内的畴壁属 于布洛赫壁。在布洛赫壁中, 磁矩的过渡方式是始终平行于 畴壁平面,180°畴壁即为布 洛赫壁。
极薄的磁性薄膜中存在 奈尔壁。在奈尔壁中,磁矩 围绕薄膜平面的法线改变方 向,并且是平行于薄膜表面 而逐步过渡的。
薄膜的磁畴
磁性薄膜的膜厚D较厚时,磁矩在畴壁平面内旋转, 在畴壁内不产生磁荷,而表面磁荷的退磁场影响很小, 称 Bloch 畴壁。但当膜厚很薄时,表面磁荷的退磁场就 显重要,磁矩将在膜面内旋转,即在膜面不产生磁荷, 而磁荷在畴壁中和两侧,称为 Neel 畴壁。 对Fe-Ni膜,D >100nm是Bloch 畴壁, D <30nm 是 Neel畴壁,其中间是过渡态的十字壁。 理论上讲,D<12nm时,薄膜就是单畴,但由于膜 内退磁场很难均匀,因此总会有磁畴产生。
二、居里温度 (Curie temperature)
温度超过某一临界温度时,交换作用不足以克服热运动 作用,铁磁质自发磁化强度将消失。这个临界温度称为铁
磁质的居里温度或居里点。
铁的居里温度是770℃, 铁硅合金的690℃等。铁磁质处
于居里温度以上铁磁性转变为顺磁性。
三、铁磁体内的磁畴(magnetic domain)结构
O
Hc H
用Mr 表示剩余磁化强度;使铁磁体剩 余磁化强度全部消失时所必须施加的反 向磁场称为矫顽力,常用Hc 表示。
随着磁场强度的变化,铁磁体的磁状态沿着一闭合曲线
变化,此闭合曲线就称为磁滞回线。
参量B与H间的关系也表现为类似的闭合曲线。铁磁体磁
化过程的这种不可逆性,称为磁滞现象。
铁磁材料具有不同形状的磁滞回线,具有不同的 应用。 1. 软磁材料:如硅钢、坡 莫合金(一种铁镍合金)、锰锌 B -Hc Hc
畴壁类型
按畴壁两侧磁矩方向的差别分:90度畴壁、180度畴壁
180 °
90°
90°
两相邻畴的磁化方向相反
两相邻畴的磁化方向垂直
两个相邻磁畴的方向可能相差109°或71° 等,这样的畴壁也称90°畴壁。
杂质、气泡等的影响
S
N
S
N
S
N
(b)畴壁在杂质附近
(a)畴壁在杂质中心
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