反鐵磁交換耦合三層膜的磁化反轉(zhuǎn)過程研究.pdf

1、近年來，在兩相（軟/硬）界面具有交換耦合作用的磁性復(fù)合體，逐漸成為制備高性能永磁材料的熱點(diǎn)。本文用一個獨(dú)立的微觀模型詳細(xì)研究了界面反鐵磁交換耦合三層膜的退磁過程和磁滯回線。本文還以Nd2Fe14B/α-Fe為例，用一致轉(zhuǎn)動和非一致轉(zhuǎn)動兩種模型就磁化反轉(zhuǎn)中的成核問題作了重點(diǎn)討論。具體結(jié)果如下:
　　 1、界面反鐵磁交換耦合三層膜的退磁過程由兩個獨(dú)立的過程組成，分別是軟磁相反轉(zhuǎn)和硬磁相反轉(zhuǎn)，連接這兩個過程的是一個中間的反平行狀態(tài)。兩

2、個獨(dú)立過程中的每一個都被分為三個步驟，即磁疇壁的成核、擴(kuò)展和不可逆反轉(zhuǎn)。計(jì)算得到兩相（軟/硬）的成核場公式。軟磁相的成核場（第一成核場HN1）對界面反鐵磁交換耦合系數(shù)J更敏感，相比之下磁層厚度對它的影響就不是那么大了。因此在大多數(shù)情況下，我們計(jì)算HN1可以用一個只與J相關(guān)的簡化成核場公式。另一方面，在真實(shí)材料中，軟磁相厚度Ls對硬磁相成核場（第二成核場HN2）并沒有影響，所以我們也可以將HN2的計(jì)算公式進(jìn)行簡化。在第一個退磁過程中的成核

3、場和釘扎場都是負(fù)的，并且都是隨著J的減小（J絕對值的增加）而減小。與此同時(shí)，隨著相圖從剛性到交換耦合，成核場和釘扎場之間的差距逐漸減小。通過數(shù)值計(jì)算我們獲得了從成核到釘扎過程中的角度分布、微觀磁滯回線和宏觀磁滯回線。結(jié)果表明，硬磁相在界面處的磁矩偏轉(zhuǎn)不是單調(diào)的，而是在第一成核場處開始向著與軟磁相磁矩旋轉(zhuǎn)方向相反的方向旋轉(zhuǎn)，然而在軟磁相釘扎場處又跳轉(zhuǎn)回原來的方向。硬磁相內(nèi)的磁矩完成反轉(zhuǎn)是在硬磁相釘扎場處，這時(shí)的外場比硬磁相的磁晶各向異性場

4、Hhk還要大。界面反鐵磁交換耦合磁滯回線的特點(diǎn)是當(dāng)體系的Ls比較大時(shí)，矯頑力是負(fù)值，并且在磁滯回線的中心上會出現(xiàn)一個小的矩形。另外，第一個從成核到釘扎的退磁化過程緩慢，對應(yīng)磁滯回線的方形度也較差，尤其是界面為強(qiáng)耦合時(shí)這種現(xiàn)象更明顯。然而，第二個退磁化過程是非?？斓?，這就導(dǎo)致了成核和釘扎同時(shí)發(fā)生，相應(yīng)的磁滯回線也是一個矩形。
　　 2、成核是磁化反轉(zhuǎn)過程中的一個重要部分。我們用一致轉(zhuǎn)動和非一致轉(zhuǎn)動兩種模型研究了磁晶e軸垂直膜面的磁