磁记忆效应及研究进展
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响 。磁滞 的根 源是什 么？ 一种 说 法 是 磁 畴 的存 在 。
根据 外斯 的理 论 ，磁 滞 就 是 磁 畴 保 持 （ 忆 ） 磁 记 化方 向或 磁 场 方 向 的 结 果 。正 向磁 化 的某 些 效 果 被 材料记 住 ，从 而 对 磁 化 产 生影 响 。磁 记 忆 效 应 研究 工作 的大 量涌 现开始 于 自旋 玻璃 （ ｐｎｇａ ｓ Ｓ ｉ ｌｓ ）
概念 的提 出。 １ ７ ９ ２年 ，著 名 物 理 学 家 安德 森 （ ． Ｐ Ｗ．Ａｎ ｅｓｎ ｄ ｒｏ ）发表 题 为 “ 域 理论 和 ＣｕＭｎ问 局 － 题 ：自旋 玻璃 ” 的文章 ｌ ，第一 次提 出 自旋 玻璃 的 １ ］
概 念 。玻 璃 是 非 晶 体 ，称 为无 序 系 统 。磁 无 序 系
一
金 属熔合 而成 的稀 磁 合 金 。合 金 中 的磁 性 原 子 浓 度 小于 ０ １ 的稀磁合 金 ，由于其 中传 导 电子被 磁 ． 性原子所散射 而形成低温下 的近藤散射 。浓度逐
渐 增加 时 ，由于 Ｒ ＫＫＹ 相互 作 用 ，磁 性 原 子 间形
测磁场 ，然 后 均 匀 升 温 。通 过 这 个 方 法 在 实 验 上
２１ ０ ２牟 第 ｛ ３卷 第 ３ 鬻
记 录 筒 介 质
以及 掺杂 的 磁 性 绝 缘 体 和 稀 磁 半 导 体 。 实 验 上 ，
经典 的 自旋玻璃 体是 由磁性 金 属 Ｆ ，Ｃ ，Ｎｉ ｅ ｏ 与贵
零场 冷 记 忆 效 应 在 实 验 上 采取 如 下 磁 性 测 量 方 法观 测 ：首先 将 系统零 场 冷却 到 低 温 ， 后 在温 然 度 点 停 止并且 等 待一 段 时 间 ｔ 。然后 系统 被进 步冷 却 到 更 低 温 度 。从 低 温 处 施 加 一 个 弱 的探
中图 分 类 号 ：Ｔ ８ Ｑ５ １ 文 献标 识码 ｉＡ 文章 编 号 ：１０ —５２ 一 （０ ２ ３— ０ ０ ６ ０ ９ ６ ４ ２ １ ）０ ０ ４ —０
１ 引 言
磁性 材料 不 同 于 其 他 材 料 的一 个 显 著性 质 就 是磁 滞 。实 际 上 ，磁 滞 是 一 种 磁 记 忆 效 应 。正 向 磁化 的某 些 效 果 被 材 料 记 住 ，从 而对 磁 化 产 生 影
统就是 自 玻璃 。严格地说 ，自旋玻璃是 磁无序 旋 系统 的理 论 模 型 ，是 一 种 取 向 无 序 的 自旋 体 系 。
早些时候 ，自旋玻璃 的研 究对象是一些含 大量局 域磁 矩 的金 属 或合 金 ，现 在 在 锰 氧 化 物 体 系 也 发 现 由 自旋 玻 璃 或 团 簇 玻 璃 （ ｌｓｅ ｌｓ）行 为 。 Ｃｕｔｒｇａｓ 在 这类 系统 中 ，磁 矩 之 间 存 在 着 铁 磁 相 互 作 用 与 反 铁磁相 互 作 用 的竞 争 。随 着 温 度 的降 低 ，整 个 磁矩 系 统 的 取 向状 态 经 历 一 个 较 为 复 杂 的 过 程 ， 最 终冻结 为 自旋 玻 璃 态 。 自旋 玻 璃 体 系有 很 多 重 要 性 质 ， 其 中 之 一 就 是 记 忆 效 应 （ ｍｏ ｙ ｍｅ ｒ ｅ ｅｔ。对 记忆效 应 的研究 ，推 动 了磁 滞 、磁记 忆 ｆ ｃ） 效 应起 源 、以及 磁 性 起 源 的进 一 步 思 考 。磁 记 忆 效 应 的潜 在 应 用 也 得 到 开 发 。本 文 首先 介 绍 自旋 玻 璃 的概念 、模 型 和 主 要 性 质 ，特 别 是 其 记 忆 效 应 的理论 实验 结 果 。然 后 介 绍 记 忆 效 应 在 磁 性 材 料 及其他 领域 的研究 进展 情况 。 磁 记忆 效 应 备 受 关 注 的一 个 方 面 是 对 应 力 记 忆 的效应 。这 方 面 的 研 究 已经 在 无 损 检 测 方 面 获 得 重要应 用 。 限 于 篇 幅 ，本 文 对 此 方 面 的 内容 将
磁 Biblioteka Baidu 忆 效 应 及 研 究 进 展
郭 子 政
（ 华南农业大学理学院 应用物理系 ，广州 ５ ０ ４ ） １ ６ ２
摘
要 ：迟滞 回线及其蕴含 的记忆效应是弹性材 料和 电磁 材料共 有 的一个 性质 。这个性 质对于理 解迟 滞起
源 以及材料 的力学、 电学和磁学性质有很 大帮助 ，在存储器制造 、高精度纳米定位 等领 域有着十分 重要 的应用 。 目前在这方 面还缺乏 系统 的研究和总结。本文从 自旋玻璃 的概 念 出发 ，简述 了磁 记忆效应 的基本概念 和基 本理 论模型 以及其和磁滞 回线 的关系。综述 了记忆效应在磁 性材料及其他领域 的研 究进展情况。 关键词 ：记忆效应 ；磁滞 回线； 自旋玻璃
不 涉及 。
收 稿 日期 ：０ ２ ４—３ ２ １ —０ Ｏ
基金项 目： 广东省高 等学校人才引进专项 资金 项 目和华 南农业大学
校 长科 学 基 金 项 目。 作者简介 ： 子政 （ ９３一 ， ， 郭 １ ６ ） 男 吉林长春 人 ， 博士 ， 华南农业 大学 教
２ 自旋玻璃
观测 到 ，等待 的零场 冷磁 化 曲线 ２和 没有 等 待 的参 考 曲线 １ 高温处 和低 温处 都重合 ，只是在 等待 的 在 温度 点 附近偏离 。
成 空 间振 荡 衰 减 的铁 磁 和 反 铁 磁 相 互 作 用 。 由 于 磁 性原 子 在 合 金 中无 规 则 分 布 ，其 相 互 作 用 也 大 小 不 均 ，所 以被称 为 自旋玻璃 。 弱磁场 下 自旋 玻 璃 的磁 化 率 在 相 变 点 处 呈 现 尖锐 的锯 齿 状 ，通 常这 一 行 为 表 明系 统 发 生 了 磁
自旋玻 璃 态 行 为 在 很 多 物 质 中 被 发 现 ，例 如 磁 性金 属合 金 、高 温 超 导 体 、磁 性 纳 米 粒 子 系 统
授， 目前从 事磁性 材料 的基 础理论 研究 ， － ｉ ｐ ｚｇ ｏ Ｅｍａｌ ｈｚ ｕ ：
＠ ｌ ６ Ｃ ＩＩ ２ ． ＯＴ。
信息记泵材料
根据 外斯 的理 论 ，磁 滞 就 是 磁 畴 保 持 （ 忆 ） 磁 记 化方 向或 磁 场 方 向 的 结 果 。正 向磁 化 的某 些 效 果 被 材料记 住 ，从 而 对 磁 化 产 生影 响 。磁 记 忆 效 应 研究 工作 的大 量涌 现开始 于 自旋 玻璃 （ ｐｎｇａ ｓ Ｓ ｉ ｌｓ ）
概念 的提 出。 １ ７ ９ ２年 ，著 名 物 理 学 家 安德 森 （ ． Ｐ Ｗ．Ａｎ ｅｓｎ ｄ ｒｏ ）发表 题 为 “ 域 理论 和 ＣｕＭｎ问 局 － 题 ：自旋 玻璃 ” 的文章 ｌ ，第一 次提 出 自旋 玻璃 的 １ ］
概 念 。玻 璃 是 非 晶 体 ，称 为无 序 系 统 。磁 无 序 系
一
金 属熔合 而成 的稀 磁 合 金 。合 金 中 的磁 性 原 子 浓 度 小于 ０ １ 的稀磁合 金 ，由于其 中传 导 电子被 磁 ． 性原子所散射 而形成低温下 的近藤散射 。浓度逐
渐 增加 时 ，由于 Ｒ ＫＫＹ 相互 作 用 ，磁 性 原 子 间形
测磁场 ，然 后 均 匀 升 温 。通 过 这 个 方 法 在 实 验 上
２１ ０ ２牟 第 ｛ ３卷 第 ３ 鬻
记 录 筒 介 质
以及 掺杂 的 磁 性 绝 缘 体 和 稀 磁 半 导 体 。 实 验 上 ，
经典 的 自旋玻璃 体是 由磁性 金 属 Ｆ ，Ｃ ，Ｎｉ ｅ ｏ 与贵
零场 冷 记 忆 效 应 在 实 验 上 采取 如 下 磁 性 测 量 方 法观 测 ：首先 将 系统零 场 冷却 到 低 温 ， 后 在温 然 度 点 停 止并且 等 待一 段 时 间 ｔ 。然后 系统 被进 步冷 却 到 更 低 温 度 。从 低 温 处 施 加 一 个 弱 的探
中图 分 类 号 ：Ｔ ８ Ｑ５ １ 文 献标 识码 ｉＡ 文章 编 号 ：１０ —５２ 一 （０ ２ ３— ０ ０ ６ ０ ９ ６ ４ ２ １ ）０ ０ ４ —０
１ 引 言
磁性 材料 不 同 于 其 他 材 料 的一 个 显 著性 质 就 是磁 滞 。实 际 上 ，磁 滞 是 一 种 磁 记 忆 效 应 。正 向 磁化 的某 些 效 果 被 材 料 记 住 ，从 而对 磁 化 产 生 影
统就是 自 玻璃 。严格地说 ，自旋玻璃是 磁无序 旋 系统 的理 论 模 型 ，是 一 种 取 向 无 序 的 自旋 体 系 。
早些时候 ，自旋玻璃 的研 究对象是一些含 大量局 域磁 矩 的金 属 或合 金 ，现 在 在 锰 氧 化 物 体 系 也 发 现 由 自旋 玻 璃 或 团 簇 玻 璃 （ ｌｓｅ ｌｓ）行 为 。 Ｃｕｔｒｇａｓ 在 这类 系统 中 ，磁 矩 之 间 存 在 着 铁 磁 相 互 作 用 与 反 铁磁相 互 作 用 的竞 争 。随 着 温 度 的降 低 ，整 个 磁矩 系 统 的 取 向状 态 经 历 一 个 较 为 复 杂 的 过 程 ， 最 终冻结 为 自旋 玻 璃 态 。 自旋 玻 璃 体 系有 很 多 重 要 性 质 ， 其 中 之 一 就 是 记 忆 效 应 （ ｍｏ ｙ ｍｅ ｒ ｅ ｅｔ。对 记忆效 应 的研究 ，推 动 了磁 滞 、磁记 忆 ｆ ｃ） 效 应起 源 、以及 磁 性 起 源 的进 一 步 思 考 。磁 记 忆 效 应 的潜 在 应 用 也 得 到 开 发 。本 文 首先 介 绍 自旋 玻 璃 的概念 、模 型 和 主 要 性 质 ，特 别 是 其 记 忆 效 应 的理论 实验 结 果 。然 后 介 绍 记 忆 效 应 在 磁 性 材 料 及其他 领域 的研究 进展 情况 。 磁 记忆 效 应 备 受 关 注 的一 个 方 面 是 对 应 力 记 忆 的效应 。这 方 面 的 研 究 已经 在 无 损 检 测 方 面 获 得 重要应 用 。 限 于 篇 幅 ，本 文 对 此 方 面 的 内容 将
磁 Biblioteka Baidu 忆 效 应 及 研 究 进 展
郭 子 政
（ 华南农业大学理学院 应用物理系 ，广州 ５ ０ ４ ） １ ６ ２
摘
要 ：迟滞 回线及其蕴含 的记忆效应是弹性材 料和 电磁 材料共 有 的一个 性质 。这个性 质对于理 解迟 滞起
源 以及材料 的力学、 电学和磁学性质有很 大帮助 ，在存储器制造 、高精度纳米定位 等领 域有着十分 重要 的应用 。 目前在这方 面还缺乏 系统 的研究和总结。本文从 自旋玻璃 的概 念 出发 ，简述 了磁 记忆效应 的基本概念 和基 本理 论模型 以及其和磁滞 回线 的关系。综述 了记忆效应在磁 性材料及其他领域 的研 究进展情况。 关键词 ：记忆效应 ；磁滞 回线； 自旋玻璃
不 涉及 。
收 稿 日期 ：０ ２ ４—３ ２ １ —０ Ｏ
基金项 目： 广东省高 等学校人才引进专项 资金 项 目和华 南农业大学
校 长科 学 基 金 项 目。 作者简介 ： 子政 （ ９３一 ， ， 郭 １ ６ ） 男 吉林长春 人 ， 博士 ， 华南农业 大学 教
２ 自旋玻璃
观测 到 ，等待 的零场 冷磁 化 曲线 ２和 没有 等 待 的参 考 曲线 １ 高温处 和低 温处 都重合 ，只是在 等待 的 在 温度 点 附近偏离 。
成 空 间振 荡 衰 减 的铁 磁 和 反 铁 磁 相 互 作 用 。 由 于 磁 性原 子 在 合 金 中无 规 则 分 布 ，其 相 互 作 用 也 大 小 不 均 ，所 以被称 为 自旋玻璃 。 弱磁场 下 自旋 玻 璃 的磁 化 率 在 相 变 点 处 呈 现 尖锐 的锯 齿 状 ，通 常这 一 行 为 表 明系 统 发 生 了 磁
自旋玻 璃 态 行 为 在 很 多 物 质 中 被 发 现 ，例 如 磁 性金 属合 金 、高 温 超 导 体 、磁 性 纳 米 粒 子 系 统
授， 目前从 事磁性 材料 的基 础理论 研究 ， － ｉ ｐ ｚｇ ｏ Ｅｍａｌ ｈｚ ｕ ：
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