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炉的线性变化关系就可以得到 的数值 义是反映各向异性的项所以可

发布时间:2019-06-19 05:08 来源:未知 编辑:admin

  炉的线性变化关系就可以得到 的数值 义是反映各向异性的项所以可以用这种方法来计算凤。二、初始磁化曲线难易轴交点法磁各向异性的大小可以通过测量材料沿着难易轴方向的磁化曲线得到。以 铁氧体为例 平面的任…方向都是难轴所以两条磁化曲线的交点所对应的磁场何可以近似认为是凰的数值。三、难易轴磁化曲线的面积差法

  炉的线性变化关系就可以得到 的数值 义是反映各向异性的项所以可以用这种方法来计算凤。二、初始磁化曲线难易轴交点法磁各向异性的大小可以通过测量材料沿着难易轴方向的磁化曲线得到。以 铁氧体为例 平面的任…方向都是难轴所以两条磁化曲线的交点所对应的磁场何可以近似认为是凰的数值。三、难易轴磁化曲线的面积差法【 】我们知道各向异性的大小可以通过难易轴磁化曲线的而积差得到 根据公式 其中为比磁化强度 ‰是沿着难轴方向得到的 而他。是沿着易轴得到的 且积分上限 的选择要高于。而对于具有丽内单轴嚣向异性的软磁薄膜 二其矫顽力很小刈。以利用难易轴磁滞刚线的面积差计算其面内单轴各向异性场。四、转距法在铁磁学【 的书中 介绍了用转矩法测量单轴各向异性常数 的方法 而当用转矩法测量薄膜样品的面内各向异性对于有立方四罩对称性的样品 等人的工作中对于薄膜建立了一套模型【 章薄膜的制备、测试及微磁学模拟方法图确定各向异性的模型 显示的是的一般情况 其中 平而为薄膜平面 为膜面的法线方向 设外静磁场 轴的夹角为以在一般情况下不一定在薄膜平面内 所以设 平面的投影与轴的夹角为 为而内各向异性等效场它没有平面外分量 轴的夹角为。上述模型在特殊情况下的共振条件为 垂直膜面的情况在这种情况下 发生共振时日 可以认为平行于 外场沿着膜面由于 所以。日以认为 但是不一定就平行于的方向 所以此时口 式有可以分为两种特殊情况一是 平行于 二是 垂直于 林敏兰州人学研究牛学位论文第章薄膜的制备、测试及徼磁学模拟方法别为雎对应沙 和础对应 而且在这两种特殊情况下 平行于 联立以上公式就可以计算出八巩和 刀坂。而且在 的近似下 可以采用 二作为计算。的一种很好的近似。六、磁谱浃 。的变化关系也是利用特殊情况的基泰尔公式 分别得到外场 沿着膜面易轴和难轴方向的共振条件 上式中饥。就是外静磁场按照 应该与胁有线性关系 所以作者得到了 与玩。。的变化关系如图 所示 然后外推到名 一葛一心林敏兰州大学研究生学位论文第二二章薄膜的制备、测试及微磁学模拟方法就可以得到峨。 上与日‰一风口。七 转动磁化曲线法法【 转动磁化曲线是测量薄膜面内单轴各向异性大小和方向简易且高效的方法。图 显示了具有面内单轴各向异性的样品在外场 作用下的磁化强度示意图 转动磁化曲线理论模型汐口一图中的 分别表示薄膜的易磁化轴和难磁化轴。由于是面内磁化薄膜的总能量 丁以表示为 的一阶导数为零二阶导数大于零。考虑面内单轴各向异性等效场总为 利用通过给定 的大小和改变如的数值我们可以得到 利用以上关系通过数值拟合就可以得到面内单轴各向异性能蜀和膨的大小。在本文中所有软磁薄膜面内单轴各向异性大小的确定主要根据转动磁化曲林敏兰州人学研究生学位论文第 章薄膜的制备、测试及微磁学模拟方法线和难易轴磁化曲线面积差法。 微磁学模拟方法微磁学理论是以磁化矢量为基础利用铁磁体系磁化矢量运动方程求解磁化和反磁化过程。微磁学理论的主要假设 在给定温度下磁化强度矢量 是位置的连续函数 且在整个材料中大小保持不变。微磁学中体系吉布斯自由能包括磁各向异性能、铁磁交换能、磁弹性能、静磁能、塞曼能等能量项。总自由能’町表示为 其中鲰是磁晶各向异性能 如是电子自旋引起的交换作用能 肠为体系退磁能 历为塞曼能即外场能。交换能使磁矩平行排列 磁晶各向异性能使磁化强度矢量取向 静磁能起源于表面的磁偶极子 它有助于磁畴的稳定存在。在磁性材料中 磁化强度的稳定状态对应着总自山能的一个极小值 外场的任何小的变化 都会改变总自由能的大小。若给定一初始的磁矩分布 计算每个网格内的有效场并求解 微分方程可得到磁化强度矢量的动力学变化过程 从而获得磁体的微磁结构分布。微磁学计算机模拟【 】的基本思路 微磁学求解磁性材料中的磁化过程的本质就是 能最小输入的参数仅是材料的内禀性质和材料的微观结构。微磁学问题解法有硒种 一种是直接寻求多变量函数的能量方程的极小值 另一种则是基于 力矩方程 求方程的根。需根据具体问题 灵活选择其中一种方法。例如 从一初始磁化状态 求解在外加磁场作用下的稳定磁化状态。但是 外磁场可能并不均匀的分布在样品上。如利用能量方法 如要得到稳定的磁化状态必须要求能量对角坐标的二阶微分全部为正。而用力矩方法 则需对所有的磁化状态的微小变化都保持平衡态。能量方法就是求解 式的极值 用微磁学模拟求解磁化过程时 首先离散总磁吉布斯自由能 得到一个求极小值的数学问题 其次计算静磁场 含退磁场 该场是由晶粒内和晶粒间磁化强度的非零散度引起的 最后在保持磁极化强度为常量的情况下 求总磁吉布斯自由能的最小值。力矩法需求解 常微分方程。 方程可表示为 林敏兰州人学研究牛学位论文第 二章薄膜的制备、测试及微磁学模拟方法警 是阻尼常数。式中的第一项为进动 第二项为阻尼。因此 只有阻尼项使系统的能量产生变化。该方程对应每一外场 都有一平衡态 此平衡态就对应一局域最小能态 所以力矩法的实质也是求解总磁吉布斯自由能的最小值。本文中涉及的微磁学模拟过程由美国 年开发的程序完成。参考文献【 王文生薄膜物理与技术 电子科技大学出版社 薄膜生长科学出版社 物性测量原理与测试分析方法兰州入学出版社 《扫描电子显微镜和射线微区分析》 铁磁性物理兰州大学出版社 林敏兰州大学研究牛学位论文第二二章薄膜的制备、测试及微磁学模拟方法【】钟智勇 兰州大学硕士毕业论文。林敏兰州入学研究生学位论文第三章 软磁薄膜【 内单轴各向异性的调拧第三章软磁薄膜面内单轴各向异性的调控近年来 随着垂直磁记录材料、 磁头技术和无线数据传输技术的不断发展 作为以上技术中重要组成部分的软磁薄膜在高频上的应用提出了新的要求 。随着以上技术的不断发展 人们对器件工作频率的要求已经上升的 例如 蓝牙技术的主要工作频率是 基合金的截止频率很难超越 。薄膜高频特性和其本身的静态磁性有很大的关系。其微波共振频率由下式决定 为面内单轴各向异性场大小。式可知当磁软磁薄膜的饱和磁化强度确定后 其微波共振频率取决于其面内单轴各向异性场的大小。换言之 当软磁薄膜具有足够大的面内单轴各向异性场时 磁性材料将有可能在更高的频率范围中发挥作用… 。当然 并不是软磁薄膜的面内单轴各向异性越高越好 由于软磁薄膜的起始磁化率 当软磁薄膜的面内单轴各向异性增大后其起始磁导率会明显降低。如此一来 器件的性能将会受到影响。如果我们能够任意调节软磁薄膜而内单轴各向异性的大小和方向 同时 又能诱导出很高的面内单轴各向异性场的数值 那么我们就可以制备得到能在很高、很宽的频率范围适用的软磁薄膜。目前 有很多种方法能实现诱导面内甲 轴各向异性。例如 加场诱导、斜溅射、基片施加应 和加场退火 等等。在以上几种方案中 斜溅射在面内单轴各向异性的在位诱导和其大小方向的控制上有很大优势。本章中我们利用斜溅射作为基础 通过对溅射时的 气流量、倾斜角和 的掺杂量的调控 制备了系列厚度约为 软磁薄膜系统的研究了面内单轴各向异性的诱导和调控。在实验上制备出具有很高面内单轴各向异性场 并能实现面内单轴各向异性大小和方向的在位酾节制备条件采用 型超高真空磁控溅射的仪制各 通过斜溅射的方式制各厚度约为 并且在上面规则摆放一定数量的片。样品的成份可以通过控制 片的数量改变。溅射时射频功率密艘保持在 。通过调整倾斜角日在 度之问变化 调节溅射时的 流量 政变掺杂 片的数量制各多系列 软磁薄膜。静态磁件通过振动样品磁强计洲得 含量利用 测定 全部测量在室温下进行。哒 斜菇射制备薄膜示意固 流量对面内单轴各向异性的影响首先讨论溅射时 流量对 软磁薄膜静态磁性的影响。在这个体系中给定掺杂 片的数量 和斜溅射倾斜角约为 。通过改变 流量制各得到一系列 软磁薄膜。图 分别给出了流量为 时制备得到软磁薄膜的磁滞回线。图 中的黑色和红色回线分别代表样品的易轴和难轴磁滞回线。图 的结果显示 当溅射时的 气流量逐渐增加时 薄膜的戟磁性能和面内单轴各向异性‘ 逐断变差。当 流量为 薄膜的面内单轴备向异性消失。为了定量的理解流量对 软磁薄膜面内单轴各向异性的影响 了系列薄膜矫顽力 表示易轴磁滞回线的矫颅力 表不雉轴磁滞回线的矫顽力和而内译轴各向异性场随 流量的变化关系。 薄曦矫顽力和备向异性场随瀛量的变化关系圈 的结果显示 在这一系列样品中 流量为 时制备得到的 软磁薄膜具有最低的矫顽力 和最高的面内单轴各向异性场。根据磁化反磁化的一致转动模型具有面内单轴各向异性的薄膜其难轴娇顽力为

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