微型磁阻元件中磁畴活动和畴壁态极性转变的研究

采用Bitter粉纹技术详细观察和研究了微型磁阻元件在磁化和反磁化过程中的磁畴结构，结果表明Barkhausen噪声来源于磁化和反磁化过程中的磁畴活动和畴壁态极性转变。磁阻元件中的曲折状畴的产生、强化和畴壁合并及畴壁态极性转变是不可逆过程，是磁阻元件输出信号噪声的主要根源。实验发现，在磁阻元件和引线的连接处存在着磁畴结构，且这一过程是不可逆的。目前尚未见过报道。这必然也是磁阻元件输出信号噪声的来源之一。     

微细条形NiFe薄膜元件在磁化和反磁化过程中磁畴结构的变迁过程

详细观察了长条形ＮｉＦｅ薄膜元件（宽１２０μｍ,厚４０ｎｍ）沿难轴方向（长方向）磁化和反磁化过程中磁畴结构变迁的全过程。观察表明,在磁化过程中,磁化转动和不可逆畴壁位移同时存在;在反磁化过程中,畴壁合并、封闭畴转变和畴壁极性转变是最主要的不可逆因素,也是造成元件输出讯号中Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ噪声的主要物理根源。     

微型NiFe磁阻（MR）薄膜传感元件在反磁化过程中的钩形畴活动

从ＮｉＦｅ磁阻薄膜传感元件的实际结构出发,全面观察和分析了它在难轴方向反磁化过程中磁畴结构的转变过程发现,由于实际元件不是规则形状的,特别是由于引线形状各向异性的影响,即使在传感器形状比大于５０：１时,传感器中仍然不是单畴的。实验中具体观察了从引线衍生到传感器有效区域的钩形畴活动和它的不可逆转变,说明它是产生Ｂａｒｋｈａｕｓｅｎ跳跃的一个潜在的物理原因。这是过去文献中所未曾充分注意和研究过的。     

Nd2Fe14B晶粒取向程度对磁畴运动及磁性的影响规律

本文采用Ｂｉｔｅｒ粉纹法研究并讨论了Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ晶粒取向程度对磁化、反磁化过程中磁畴运动及对磁体磁性的影响。研究结果表明，磁中性状态的Ｎｄ２Ｆｅ１４Ｂ晶粒的磁畴畴壁与磁体成型磁场方向的夹角α越大，则在充磁过程中越难以变成单畴，在退磁过程中越容易形成反磁化畴。磁体中α≠０°的晶粒较多时，会使磁体的Ｍ－Ｈ曲线方形度降低，剩余磁化强度、磁能积减小。     

自旋畴壁动力学的若干研究进展

磁畴壁运动是实现信息高速存储的新途径,而畴壁调控领域的研究目前尚不全面.探索磁场、电流及其他物理场对磁畴壁的作用,在理论与实际应用方面均具有重要意义.本文简述了近年来磁畴壁的自旋结构、磁畴壁电阻及磁畴壁动力学的若干研究进展,阐述了磁畴壁研究的主要方向、方法以及重要性,分析了形状结构对畴壁类型的影响和各种外场对畴壁运动的调控,提出了通过对磁畴壁的精确操控,可实现信息存储.展望了利用外场调控磁畴壁,为信息读写或逻辑控制提供新途径,在未来信息存储领域具有潜在的应用价值.     

2∶17型烧结SmCo磁体磁畴壁钉扎机制

采用传统烧结工艺制备了一组2∶17型烧结SmCo磁体。采用综合物性测量系统(PPMS)、洛伦兹透射电镜(LTEM)和微磁学计算研究了磁体的磁性能、磁畴结构及磁化过程中磁矩的变化过程。结果表明:经慢冷工艺的样品矫顽力为2180kA/m,磁畴壁沿1∶5相分布显示出明显的畴壁钉扎特性,未经慢冷工艺的样品矫顽力很低且磁畴壁呈直线型穿过2∶17相;经慢冷工艺的样品的Cu元素在1∶5相处富集使两相交界处磁晶各向异性降低;微磁学模拟计算证明1∶5相和2∶17相界面处对磁畴壁的吸引钉扎导致慢冷样品矫顽力的提高。     

铁基纳米晶合金条带在低频低场下磁化机制的磁谱研究

利用磁谱研究了铁基纳米晶合金条带在低频低场下的动态磁化性能对条带厚度的依赖性,从而探讨了其磁化机制.实验结果和基于畴壁振动方程的解释充分一致,证实了被钉扎的畴壁振动是在低频低场下该种材料的主导磁化机制.     

碳素结构钢拉伸时应力对磁畴组织的影响

利用Bitter粉纹法观察了去应力退火态Q235钢的磁畴形貌。分析了单轴拉伸过程中不同应变量下磁畴的变化规律。结合带背散射电子衍射(EBSD)分析系统的扫描电镜计算出了磁畴取向与拉伸应力方向之间的夹角,并分析了该角度随着应变量的变化特点。得出在应变达到一定程度后,磁畴和应力夹角稳定在45°左右,证实磁畴取向实现了定向分布。经分析讨论得出磁畴取向是由应力能和磁晶各向异性能的相对高低决定的。     

畴壁的钉扎与矫顽力

铁磁体内的参杂对畴壁有钉扎效应;在以3d过渡族金属为基的金属磁性材料中参杂对畴壁的钉扎效应小;自60年代末以后发现R-Co永磁体的反磁化不符合Stoner的单畴体一致转动模型,它的反磁化是壁移过程,并且第二相对畴壁有较强的钉扎作用;由于R-Co永磁体的畴壁能密度高、畴壁厚度窄,钉扎场可以达到10~4Oe的数量级;R-Co永磁体中的参杂,第二相,点、线、面缺陷都可能对畴壁起钉扎作用;简要地介绍了棒状第二相,胞状结构,点状第二相与缺陷对畴壁的钉扎和矫顽力的计算。     

磁畴的观察方法

阐述了表征磁畴结构的重要意义,介绍了目前常用的10余种铁磁畴观察方法的工作原理、分辨率和它们的优缺点,并列出了这些磁畴表征技术的一些典型实验结果.较为详细地介绍了本课题组自主研发的扫描电声显微镜的发展简史、系统总体结构及其在磁畴观察方面的应用.     

横向巨磁阻抗效应中磁导率张量的理论研究

建立了比较完善的二维铁磁体在横向巨磁阻抗（GMI）效应中的磁化模型，采用将静态磁化过程和动态磁化过程分开计算的方法，同时考虑畴壁移动和磁畴转动两种磁化机制的影响，推导出比较完善的用于二维铁磁体横向巨磁阻抗效应理论研究的磁导率张量的表达式。     

用SEM观察在高温下的磁畴

日立公司使用自旋极化扫描电子显微镜（SEM）技术观察了在高温条件下磁场中的磁畴，观察了500℃以上的单晶钻的磁畴结构。     

CoFeB纳米带中自旋波驱动横向畴壁移动动力学研究

CoFeB具有较大的饱和磁化强度和较低的阻尼系数，适合制备可控畴壁移动器件。通过微磁模拟，探究CoFeB纳米带中自旋波与横向畴壁间的动力学相互作用。模拟结果表明畴壁移动的速度和方向不仅受到自旋波频率的影响，而且和外加磁场强度、纳米带宽度等参数密切相关。当自旋波频率较低时畴壁难以被驱动，随着自旋波频率的升高，畴壁开始移动且移动方向与自旋波的传播方向相反。随着外加磁场强度的增大，畴壁反向移动速度先增大后减小，直至变为正向移动。当自旋波频率高于7 GHz时，畴壁的移动方向与自旋波的传播方向相同，并且畴壁速度随自旋波频率的变化呈现多峰结构，最大速度为384 m/s。畴壁正向移动时，其速度随外加磁场强度的增加逐渐变大。当纳米带的宽度增加时，畴壁有效场的不均匀性和质量都会增大，使畴壁移动的最大速度先增大后减小。使用CoFeB纳米带可以有效提高畴壁的移动速度，并且外加磁场强度与纳米带宽度对畴壁速度有显著的影响，为优化器件性能提供了新思路。     

高牌号冷轧无取向硅钢片磁畴,晶粒尺寸对铁损的影响

本文用粉纹法观察磁畴与腐蚀坑相结合的方法,研究了冷轧无取向硅钢片晶粒不同晶面,在轧面上呈现的磁畴及该畴结构对应的蚀坑坑形。进一步计算出各种畴所占百分比及其对磁性的影响。用真空热处理作了不同温度的热处理后对每种工艺统计出不同尺寸晶粒占的百分比,并与原始态作比较,阐述了各种状态下晶粒尺寸对铁损的影响。获得了接近临界平均晶粒尺寸的最佳值及其热处理工艺。     

横向巨磁阻抗效应中磁导率张量的理论研究

建立了比较完善的二维铁磁体在横向巨磁阻抗 (GMI)效应中的磁化模型 ,采用将静态磁化过程和动态磁化过程分开计算的方法 ,同时考虑畴壁移动和磁畴转动两种磁化机制的影响 ,推导出比较完善的用于二维铁磁体横向巨磁阻抗效应理论研究的磁导率张量的表达式。     

界面对TbFeCo薄膜磁畴的形成和移动的影响

本文用振动样品磁强计和磁光克尔回线测试仪研究了非晶ＴｂＦｅＣｏ薄膜和ＡＩＮ薄膜之间的界面对非晶ＴｂＦｅＣｏ薄膜磁畴的形成和移动的影响，得出结论：ＡＩＮ薄膜的表面粗糙程度对非晶ＴｂＦｅＣｏ薄膜的磁和磁光性能有影响。当表面光滑时，非晶ＴｂＦｅＣｏ薄膜的磁滞回线和磁光克尔回线的矩形比高，这是由于磁畴的成核和移动与界面粗糙性质紧密相关的结果。     

弛豫对低场下的薄膜磁致伸缩性能影响模型

基于非晶合金结构微缺陷的Egami模型，本文提出了一个弛豫影响低场下的磁致伸缩性能模型。在此模型中，低磁场下的磁化和磁致伸缩乃是180℃磁畴的壁移磁化过程将被非晶的结构微缺陷所钉扎，而在较高磁场情况下，不产生磁致伸缩的壁移磁化过程被启动。退火过程将发生非晶相的结构弛豫，使非晶相内由结构缺陷产生的应力降低，从而导致低磁场下的磁致伸缩得以提高。此模型可以很好地解释各工艺状态的Tb0.27Dy0.73Fe2薄膜低场下的磁致伸缩行为。     

水基磁流体的制备及Fe-13Cr-2.5Mo阻尼合金磁畴的观察

本研究利用化学共沉积法制备了一种改进的Fe3O4磁流体,利用该磁流体在光学显微镜下成功地观察到Fe-13Cr-3Mo阻尼合金的磁畴及在磁场下磁畴的变化过程.实验表明,在外界磁场作用下,磁畴因畴界的移动而明显粗化,但同一晶粒中磁畴的排列几乎是有序的.不同晶粒中磁畴的走向截然不同,宽窄也不同,局部区域的内应力会导致磁畴的细小和堆积.参与移动的磁畴的数量和畴界移动的幅度是内耗随应变变化的本质原因.     

焊接长钢轨焊缝性能的磁弹测试

实验发现,铁磁材料被交变磁场局部磁化以后,材料内部的磁畴发生不可逆运动和跳跃式位移,释放出的磁弹噪声,强烈地依赖于材料的弹性形变、表面热处理状态、组织结构等.采用该信号依赖于材料特征的这项技术检测了哈尔滨铁路局焊轨厂生产的60 ks/m U74无缝钢轨的表面硬度,并与布氏硬度法检测取得了一致结果.为该项磁法无损检测技术开拓了应用前景.     

弛豫对低场下的薄膜磁致伸缩性能影响模型

基于非晶合金结构微缺陷的Egami模型 ,本文提出了一个弛豫影响低场下的磁致伸缩性能模型。在此模型中 ,低磁场下的磁化和磁致伸缩乃是 180°磁畴旋转的结果 ,而 180°磁畴的壁移磁化过程将被非晶的结构微缺陷所钉扎 ,而在较高磁场情况下 ,不产生磁致伸缩的壁移磁化过程被启动。退火过程将发生非晶相的结构弛豫 ,使非晶相内由结构缺陷产生的应力降低 ,从而导致低磁场下的磁致伸缩得以提高。此模型可以很好地解释各工艺状态的Tb0 .2 7Dy0 .73 Fe2 薄膜低场下的磁致伸缩行为