倾斜磁场下感生单轴磁各向异性对静磁正向体波激发的影响

研究了在倾斜磁场下感生单轴磁各向异性对静磁正向体波激发的影响，并考虑了易磁化轴垂直和平行于磁性薄膜两种情形，数值计算表明，在适当的倾斜磁场下，掺铋钇铁石榴石薄膜中的感生单轴磁各向异性能够显著降低静磁正向体波的插入损耗，增加激发带宽，因此，在静磁波器件和以静磁波为基础的磁光器件中，使用具有感生单轴各向异性的磁性薄膜可以显著提高器件的性能。     

磁损耗介质波导中静磁波的传播特性

根据磁性波导中静磁波的激发特点和边界条件,给出了斜向静磁场作用下有损耗波导中静磁波的传播方程,分析了ＹＩＧ薄膜波导中静磁波传播常数ＫＳ（＝Ｋ′Ｓ－ｉＫ″Ｓ）对静磁波频率ω、斜向静磁场Ｈｉ以及阻尼系数α等的依赖关系．计算表明,对于有损耗ＹＩＧ波导中传播的静磁波,当α＜０．０１时,损耗基本上不改变Ｋ′Ｓ的大小,但对静磁波振幅仍有影响．当静磁波频率一定时,Ｋ″Ｓ近似与斜向场大小成反比     

磁性超晶格的静磁能和磁相图的唯像理论研究

计算了包含不同自旋取向的单畴粒子具有短程交换相互作用能,各向异性能及长程偶极相互作用能的磁性超晶格的静磁能,利用能面图和局域能量极小模型得到了磁相图和磁滞回线,研究了有限尺寸和温度效应,计算结果较好解释了在超薄磁性薄膜中观察到的两种磁相（磁化强度平行和垂直于薄膜平面）的转变行为。     

不均匀场中静磁波的传播和导波光衍射效应

理论分析了磁光薄膜垂直不均匀静磁场对静磁波以及导波光衍射效率的影响,并以抛物线分布的不均匀磁场为例对Ｂｉ：ＹＩＧ薄膜波导进行了计算,计算表明,在适当分布的不均匀场作用下,与均匀磁场情形相比,波导中传播的静磁波振幅以及导波光的衍射效率都有显著增加。     

磁性波导中静磁体波传输特性的改进

分析了斜向静磁场情况下静磁正向体波在双层磁性波导中的传播特性,计算了YIG薄膜波导中静磁波传输功率与磁波薄膜磁化强度,斜向场倾角,间隔层尺寸的依赖关系。结果表明,通过改变双层波导薄膜的饱和磁化强度,间隔距离,可在较大的范围内调节静磁波的传输特性,改进静磁波的传输质量,同时,双层磁性薄膜波导中静磁波的传输特性优于单层膜情形,前者可以有效地提高静磁波的传输功率,有利于静磁波技术应用于静磁波器件和磁光波导器件。     

NdFeB磁体的晶粒相互作用、矫顽力和δM(H)曲线

采用δM(H)曲线方法研究了烧结和快淬纳米双相NdFeB磁体的矫顽力与\r 晶粒微结构和相互作用的关系．随磁化场的增强,δM(H)由正值增加,达到峰值后\r 下降,然后变为负值．标志晶粒相互作用从以交换耦合作用为主转变为以静磁相互 作用为主,使δM(H)取正向峰值的磁场略小于磁体的矫顽力．烧结NdFeB磁体\r δM(H)曲线的正向峰值随取向磁场的增加而增大,且峰值位置左移,表明取向磁场 对磁体性能的影响类似于晶粒交换耦合作用．纳米双相NdFeB磁体δM(H)曲线的 正向峰值随晶粒尺寸的减小而增大,表明晶粒交换耦合相互作用随晶粒的减小而增\r 强;较强磁场下的δM(H)有较大的负值,表明具有高磁化强度的软磁性相对静磁相\r 互作用有较大的贡献．     

任意方向磁化磁各向异性单晶YIG薄膜中静磁波色散特性

考虑退磁场、单轴磁各向异性和立方磁各向异性,导出了在(110)面内与膜面法向[111]成任意角度磁化的单晶YIG薄膜的静磁波色散方程,并用该方程计算出了0°～90°范围内的静磁共振模式,与实验结果符合得较好.本文的理论和实验结果进一步完善了单层磁性薄膜的静磁模共振理论.     

(001)取向FePt薄膜的有序化过程及磁性

在加热到400°C的MgO(001)单晶基片上,用磁控溅射法沉积了25 nm厚的FePt薄膜,在Ta=[500°C,800°C]温度范围进行5 h的热处理.用X射线衍射仪、振动样品磁强计和可外加磁场的磁力显微镜分析了薄膜的结构和磁性.结果表明,未经热处理的薄膜能够在MgO(001)单晶基片的诱导下实现(001)取向生长,但仍处于无序的A1相,呈软磁性.Ta=500°C,薄膜结构没有明显改变.Ta=600°C,FePt发生部分有序化,薄膜中A1相和L10相(有序相)共存,形成一种具有磁各向异性的特殊硬磁-软磁复合体.软磁相的磁性主要表现在沿平行于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,但矫顽力可以达到10 kOe(1Oe=103/4πA m-1),硬磁相的磁性主要表现在沿垂直于膜面方向施加磁场的磁化曲线中,矫顽力却只有5kOe.这说明薄膜中硬磁相和软磁相之间存在强烈的交换耦合,形成了磁性弹簧.当Ta提高到700°C,薄膜基本完成有序化,磁化易轴彻底转向垂直于膜面的方向,矫顽力大于20 kOe.原子力显微镜和磁力显微镜观察表明,薄膜由岛状颗粒构成,在Ta=700°C时大部分颗粒内部形成多磁畴结构,在不太大的磁场作用下依靠畴壁移动和消失变为单磁畴,磁化反转过程应该主要依靠形核.     

反铁磁质的体静磁波

通过计算和分析得到在垂直磁晶磁矩的外磁场下反铁磁质的体静磁波的频率与波矢的大小无关,只取决于波矢的方向,以及静磁波的频率在外磁场大小变化的情况下取值变化的规律。     

硬磁CoFe2O4/软磁CoFe2复合物的磁性研究

采用金属有机盐热分解方法制备出均匀、分散的硬磁CoFe_2O_4纳米颗粒,在H2环境、低温条件下进行还原,合成硬磁CoFe_2O_4/软磁CoFe_2复合磁体.采用低温还原,目的在于尽可能减少粒子的聚集.制备出的样品具有较好的磁性能:有较高的剩磁比Mr/Ms,其值为0.64;随着还原时间延长,饱和磁化强度增加至124emu·g~(-1),同时保持较高的矫顽力.分析认为,可以通过减弱粒子间的偶极相互作用来有效提高硬磁/软磁复合磁体的矫顽力和剩磁比.     

Nd—Fe—B磁性能的改善

研究替代元素Al,Co,Dy,烧结温度和时效处理工艺对Nd-Fe-B永磁合金磁性能的影响.结果表明,合金的剩磁由基体强磁性相的成份和结构所决定.矫顽力大小与非基体相分布有关.对于一定成份的磁体,剩磁受烧结温度所制约.时效处理可显著提高矫顽力,复合添加Al,Co,Dy元素,有利于Nd-Fe-B磁体的磁性能改善.     

Exchange-coupled nanocomposite magnets by nanoparticle self-assembly

Exchange-spring magnets are nanocomposites that are composed of magnetically hard and soft phases that interact by magnetic exchange coupling. Such systems are promising for advanced permanent magnetic applications, as they have a large energy product--the combination of permanent magnet field and magnetization--compared to traditional, single-phase materials. Conventional techniques, including melt-spinning, mechanical milling and sputtering, have been explored to prepare exchange-spring magnets. However, the requirement that both the hard and soft phases are controlled at the nanometre scale, to ensure efficient exchange coupling, has posed significant preparation challenges. Here we report the fabrication of exchange-coupled nanocomposites using nanoparticle self-assembly. In this approach, both FePt and Fe3O4 particles are incorporated as nanometre-scale building blocks into binary assemblies. Subsequent annealing converts the assembly into FePt-Fe3Pt nanocomposites, where FePt is a magnetically hard phase and Fe3Pt a soft phase. An optimum exchange coupling, and therefore an optimum energy product, can be obtained by independently tuning the size and composition of the individual building blocks. We have produced exchange-coupled isotropic FePt-Fe3Pt nanocomposites with an energy product of 20.1 MG Oe, which exceeds the theoretical limit of 13 MG Oe for non-exchange-coupled isotropic FePt by over 50 per cent.     

硬、软磁多层膜体系成核的解析分析

我们运用微磁学方法,解析地推导了交换耦合多层膜的成核场公式,得到了成核场分别随软、硬磁相厚度变化的曲线,并给出了成核时磁矩角度的空间分布．我们发现成核场随软磁相厚度L^s增加而单调减小,随硬磁相厚度L^h增加而单调增加,没有出现一些文献中所发现的平台和峰值．当L^h〉5nm时,L^h对成核场的影响可以忽略,L^s对成核场起主导作用．成核点磁矩分布并不唯一,但角度满足一定的比值关系．随着薄膜厚度（主要是L^s）的减小,软、硬磁间交换耦合作用逐渐增强,复合磁体由退耦合磁体逐步过渡到交换弹簧,并最后过渡到刚性磁体．即使是刚性磁体,也不会出现完全一致转动的成核模式．     

Macroscopic Quantum Phenomena and Topological Phase Interference Effects in Single-Domain Magnets

The tunneling of macroscopic object is one of the most fascinating phenomena in condensed matter physics. During the last decade, the problem of quantum tunneling of magnetization in nanometer-scale magnets has attracted a great deal of theoretical and experimental interest. A review of recent theoretical research of the macroscopic quantum phenomena in nanometer-scale single-domain magnets is presented in this paper. It includes macroscopic quantum tunneling (MQT) and coherence (MQC) in single-domain magnetic particles, the topological phase interference or spin-parity effects, and tunneling of magnetization in an arbitrarily directed magnetic field. The general formulas are shown to evaluate the tunneling rate and the tunneling level splitting for single-domain AFM particles. A nontrivial generalization of Kramers degeneracy for double-well system is provided to coherently spin tunneling for spin systems with m-fold rotational symmetry. The effects induced by the external magnetic field have been studied, where the field is along the easy, medium, hard axis, or arbitrary direction.     

SMC爪极永磁同步电动机的参数与性能计算

在电机磁路计算与磁场三维有限元数值分析的基础上,进行了以软磁复合(SMC)材料为定子铁心的爪极永磁电动机的优化设计和性能仿真研究,实验结果与理论计算有较好的一致性．     

易轴取向对硬磁/软磁多层膜磁性能的影响

通过微磁学方法,系统计算了硬磁/软磁多层膜（Nd2Fe14B/-Fe多层膜）在晶轴和外场存在夹角情况下的磁矩空间分布、磁滞回线和磁能积.计算表明,在膜面内易轴的偏角对磁性多层膜的磁化反转过程以及剩磁和钉扎场的影响较大.与=0°的情况相比,偏角不为0°时,体系没有明显的成核点.只有在剩磁状态（H=0）时,磁性多层膜内部的磁矩才会出现一致的取向（≡）,随着外场的减小,软磁相内部磁矩快速偏转,并且通过界面处的交换耦合作用带动硬磁相内部磁矩的偏转.当软磁相厚度较小时,钉扎场随着的增大先减小后增大,在等于30o附近出现一个低谷;当软磁相厚度较大时,钉扎场随着的增大而单调增大.体系的剩磁和矫顽力随着的增加都呈现出减小的趋势,导致磁能积随的增加而急剧减小,这在一定程度上解释了材料最大磁能积的实验值和理论值之间的巨大差距.     

FexPt100-x取向薄膜的结构与磁性

用电子束沉积法在加热到100℃的MgO（001）基板上生长了50nm厚的FexPt100-x取向薄膜,原子比成分范围为x=[10,85].在500℃进行保温2h的原位热处理后,分析样品的结构及沿面内和垂直于薄膜方向施加磁场的磁性行为.结果表明,随着x的增加,易磁化轴的方向在沿平行于膜面方向和垂直于膜面方向之间反复变化,取决于内秉的磁晶各向异性与外秉的形状各向异性之间的竞争.当x=60时,由于薄膜发生不完全的A1→L10相转变,形成了A1软磁相与L10硬磁相的复合体,样品沿平行和垂直于膜面方向磁化的矫顽力都达到5kOe（1Oe=79.5775Am-1）以上.沿膜面方向磁化时,矫顽力高于软磁相的磁晶各向异性场,并且正负向磁化的剩余磁化强度明显不相等.采用三磁畴软磁相模型,结合硬磁/软磁交换耦合作用,对此进行了解释.这种硬磁/软磁复合材料适合于用来制作磁力显微镜的各向同性高矫顽力探针.     

取向的纳米两相磁体成核场的精确计算

利用微磁学方法,精确计算了纳米晶两相复合磁系统的成核场,发现随着软磁相晶粒尺寸D的增加,成核场由硬磁相的各向异性场逐渐变为软磁相的各向异性场,同时随着软磁相尺寸变化时,会出现3个特征区:(Ⅰ)完全交换耦合区;(Ⅱ)部分交换耦合区;(Ⅲ)退耦合区.     

磁场计算中的等效磁荷法

本文从单个磁偶极矩产生的磁场,引出等效体磁荷密度和面磁荷密度的概念,进而分析了应用这些磁荷模拟磁质磁化场、永磁体磁场和载流线圈磁场的可能性,从而为电磁场的数值计算提供了数学模型。