交换弹簧和交换偏置反转机制的理论研究

作     者：Francois Jacques Morvan（李文瀚） 

作者单位：四川师范大学 

学位级别：硕士

导师姓名：赵国平

授予年度：2015年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：交换弹簧 交换偏置 磁滞回线 微磁学计算 

摘      要：磁性材料在日常生活中变得越来越重要,广泛地运用在车、手机和电脑中。其中,交换偏置和交换弹簧是纳米复合磁体中出现的两个有趣的物理现象,有着很重要的应用前景。前者出现在交换耦合的铁磁/反铁磁体系,而后者出现在硬磁/软磁复合体系。因为硬磁相提供的较大矫顽力(Hc)与软磁相提供的较大剩磁(Mr),所以交换弹簧体系的主要特性是其具有较高的最大磁能积((BH)max)。由于交换偏置里面的铁磁/反铁磁耦合作用,该体系的磁滞回线从起始点发生偏移。本论文基于微磁学计算方法,运用OOMMF软件和Fortran程序来研究Nd2Fel4B/Fe65Co35和Nd2Fe14B/α-Fe交换弹簧体系的磁特性。对NiFe/FeMn交换偏置体系的研究基于一个总自由能量方程,根据合理的边界条件可得出其磁滞回线和其它磁特性。主要研究如下：***2Fe14B/Fe65Co35体系的软磁相厚度影响的研究,以及Nd2Fe14B/α-Fe体系的易轴分布和界面扩散影响的研究。我们发现软磁相越厚,饱和磁化强度越高,而矫顽力和剩磁越低。在交换弹簧体系,我们发现易轴分布和界面扩散是不可避免的现象,因此在计算最大磁能积时要考虑到它们的影响。2.两个基于能量极小值原理的交换偏置理论模型(Mauri模型和HIDW模型)的计算模拟,由此可得出NiFe/FeMn体系的磁滞回线以及与实验值的比较。我们也比较了这两个模型的能量极小值曲线。在HIDW模型里面,清晰地表示出了铁磁相畴壁的厚度随外场强度的变化情况。