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液滴在球面的钉扎:宏观前进与后退角的预测模型

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表面技术 2021年第8期50卷 95-100页

作者：林昌盛朱张磊印万忠姜又华福州大学福州350108 广东以色列理工学院广东汕头515063 东北大学沈阳110819

目的利用液滴在二维平面所测得的本征前进与后退接触角(即气液界面与固液界面夹角),预测液滴在不同曲率半径球面上的宏观前进与后退角(即气液界面与水平面夹角)。方法基于吉布斯自由能、液滴体积、接触角和宏观角之间的关系,预测液滴在... 详细信息

目的利用液滴在二维平面所测得的本征前进与后退接触角(即气液界面与固液界面夹角),预测液滴在不同曲率半径球面上的宏观前进与后退角(即气液界面与水平面夹角)。方法基于吉布斯自由能、液滴体积、接触角和宏观角之间的关系,预测液滴在球面上的宏观角,并与试验数据进行对比验证。结果液滴在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)平面的本征前进与后退接触角分别为(91±2)°与(55±3)°。对于处于前进或后退趋势的液滴,当体系吉布斯自由能值最小时,液滴在球面上的接触角等于其在平面上测得的本征前进或后退接触角,此时所对应的宏观角为宏观前进或后退角。因此,可利用体系自由能的最小值预测液滴在球面的宏观前进与后退角。结果显示,当球面曲率半径为2、4、6、8 mm时,测得的液滴宏观前进角分别为(118±3)°、(110±2)°、(103±2)°、(100±2)°,宏观后退角分别为(82±2)°、(71±2)°、(64±3)°、(62±2)°,该结果与预测值吻合。结论通过本征前进与后退接触角、液滴体积与球面曲率半径等已知量,建立了一个可预测液滴在球面上的宏观前进与后退角模型。

关键词：接触角宏观角球面吉布斯自由能钉扎

柠檬酸掺杂MgB;多晶材料的钉扎机制及钉扎类型研究

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低温物理学报 2017年第3期39卷 72-77页

作者：陈志涛王磊杨烨赵可赵勇西南交通大学物理科学与技术学院西南交通大学材料先进技术教育部重点实验室西南交通大学超导与新能源研究开发中心东方电气集团

该文研究了柠檬酸掺杂的超导材料MgB;的磁通钉扎机制及其钉扎类型.证实了柠檬酸的掺杂可以使得MgB;的磁通钉扎类型向晶界钉扎靠近.在未掺杂的MgB;多晶样品中,此前的报道认为δT;钉扎机制起主要作用,但我们发现在我们制备的样品中δl钉... 详细信息

该文研究了柠檬酸掺杂的超导材料MgB;的磁通钉扎机制及其钉扎类型.证实了柠檬酸的掺杂可以使得MgB;的磁通钉扎类型向晶界钉扎靠近.在未掺杂的MgB;多晶样品中,此前的报道认为δT;钉扎机制起主要作用,但我们发现在我们制备的样品中δl钉扎和δT;钉扎共同起作用,δT;钉扎占比仅为46%.在掺杂的样品中δl钉扎机制占主要作用,其贡献比重随着掺杂量的增加而增加,在高掺杂的样品中,δT;贡献比重接近于0.本文的发现表明在MgB2体系中,两种钉扎机制的作用受多种条件控制.

关键词：柠檬酸 MgB δT 钉扎 δl钉扎磁通钉扎临界电流密度

Directional Mode-Locking of Dynamics of Two-Dimensional Superparamagnetic Colloidal System in a Periodic Pinning Array

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Communications in Theoretical Physics 2012年第2期57卷 320-322页

作者：张哲斐董永强曹义刚 School of Physics and Engineering Zhengzhou University Information College of Electronic-Engineering Xuchang University

Using Langevin simulations,we study numerically the directional mode-locking of the dynamics of twodimensional superparamagnetic colloidal system in a periodic pinning array.When the colloidal particles are initially commensurate with the pinning sites,there appear mode-locking steps in the average velocity of colloidal particles along certain directions of the external driving force.With an increase in the pinning strength,the width of the step increases linearly but the velocity at the step decreases parabolically.

关键词：胶体系统动力学超顺磁性模式锁定二维阵列钉扎周期性

反铁磁材料为钉扎层的磁性多层薄膜的制备及其特性研究

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反铁磁材料为钉扎层的磁性多层薄膜的制备及其特性研究

作者：王超新疆大学

学位级别：硕士

自旋电子学是上世纪发展起来的一门新兴学科。自从隧道磁电阻效应被发现以来,以磁性隧道结(MTJ)为核心结构的磁性随机存储器(MRAM)受到了人们的关注,因为其具有良好的非易失性而被认为是传统存储器的完美替代品。在磁性隧道结的反铁磁性... 详细信息

自旋电子学是上世纪发展起来的一门新兴学科。自从隧道磁电阻效应被发现以来,以磁性隧道结(MTJ)为核心结构的磁性随机存储器(MRAM)受到了人们的关注,因为其具有良好的非易失性而被认为是传统存储器的完美替代品。在磁性隧道结的反铁磁性层/铁磁性层界面处,由于交换偏置作用,反铁磁性物质可将铁磁性物质钉扎住,这是成功制作磁性隧道结最关键的步骤。由于交换偏置效应和隧道磁电阻效应在磁性存储器和磁传感器上的广泛应用,所以近几十年一直是材料科学领域和自旋电子学领域的研究热点。本论文中,阐述了产生磁电阻效应和交换偏置效应的物理学理论,分别制备了以铁锰合金和铱锰合金为钉扎层的磁性多层薄膜,并对其磁性能进行探究,结果如下:(1)FeMn为钉扎层的磁性多层薄膜样品的制备及其特性研究使用射频高真空磁控溅射仪制备了堆垛结构为SiO/Ta/NiFe/FeMn/Ta的薄膜样品。通过对薄膜进行磁学性能检测,(a)探究了反铁磁性层/铁磁性层界面处交换偏置效应与反铁磁层厚度的关系,当铁锰层的厚度在其临界厚度以上时,薄膜才具有钉扎性能,即反铁磁性层/铁磁性层界面处存在交换偏置效应;而在反铁磁层的临界厚度以上,薄膜的交换偏置场并不是随其厚度的增长而逐渐变大的,这种变化是震荡式的,即存在一个特定的厚度可以产生交换偏置场的最大值(12nm);(b)探究了薄膜样品制备时热处理的温度对薄膜交换偏置场的影响,随着热处理温度的逐渐升高,薄膜样品的交换偏置场和矫顽力是逐渐下降的;当热处理温度逐渐上升到反铁磁材料的截止温度时,反铁磁性颗粒的各向异性降低,温度升高,反铁磁颗粒的自旋排列无序,反铁磁层不会影响铁磁层的自旋取向;(c)探究了冷却场大小对薄膜交换偏置场的影响,磁场中的冷却过程是铁磁性层磁化强度的方向决定交换偏置的方向,而不是冷却场的方向,对于大多数反铁磁性/铁磁性双层膜,当铁磁性层在冷却场中处于饱和时,冷却场的大小对交换偏置的影响很小甚至没有影响。(2)IrMn为钉扎层的磁性多层薄膜的热稳定性研究使用射频高真空磁控溅射仪制备了堆垛结构为Ta(10nm)/NiFe(5nm)/CoFe(3nm)/AlO(1.8nm)/CoFe(3nm)/IrMn(10nm)/NiFe(2nm)/Ta(5nm)/SiO/Si的薄膜样品。通过进行在有无外加磁场中的热处理来评价其磁性特性如何变化,(a)发现在没有磁场的情况下,在300℃或更高温度下进行热处理后薄膜发生了磁性能的劣化,试着建立了简易模型对其出现磁性能变化的原因进行了解释,在没有磁场的情况下通过热处理使钉扎层自旋的方向分散从而使薄膜磁性能发生劣化;(b)提出了一种将薄膜样品变化后的磁性能恢复到其初始状态的方法,即在没有磁场的情况下在300℃-365℃进行热处理之后MTJ多层膜的磁性能可以通过在300℃的18k Gs的磁场中的热处理来恢复,并且通过实验对其进行了验证。

关键词：交换偏置钉扎磁性薄膜反铁磁性

BaNi0.1Fe1.9As2单晶的钉扎机制及涡旋相图

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低温物理学报 2017年第2期39卷 27-31页

作者：鲁俊超于景新河南工业大学理学院

本文中,我们通过磁-电阻测量研究了Tc=19.4K的BaNi0.1Fe1.9As2单晶中的涡旋玻璃-涡旋液体相变.根据修正过的涡旋玻璃理论,并通过选择合适的临界指数s和H0,我们对所有的ρ(H,T)电阻曲线进行了标度,并得到了很好的结果.基于涡旋玻璃温度Tg... 详细信息

本文中,我们通过磁-电阻测量研究了Tc=19.4K的BaNi0.1Fe1.9As2单晶中的涡旋玻璃-涡旋液体相变.根据修正过的涡旋玻璃理论,并通过选择合适的临界指数s和H0,我们对所有的ρ(H,T)电阻曲线进行了标度,并得到了很好的结果.基于涡旋玻璃温度Tg,涡旋维度转变温度T~*和上临界磁场Hc2,我们得到了H⊥c和H//c两个磁场方向的涡旋相图.结果表明,磁场低于和高于5T,钉扎机制由单涡旋钉扎和集体蠕动共存转变为集体蠕动.

关键词：铁基超导体磁-电阻钉扎相变

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中子辐照6H-SiC晶体中的钉扎效应

人工晶体学报 2009年第6期38卷 1309-1312,1319页

作者：阮永丰马鹏飞贾敏李文润张宇晖张守超王丹丽天津大学理学院天津300072

分别对两种不同的6H-SiC晶体进行了总通量为5.74×1018n.cm-2、8.2×1018n.cm-2和1.72×1019n.cm-2的不同剂量的中子辐照,利用X射线衍射等手段观测了中子辐照引起的晶体内部损伤。结果表明:两种样品在不同的中子通量辐照下,消除部分原... 详细信息

分别对两种不同的6H-SiC晶体进行了总通量为5.74×1018n.cm-2、8.2×1018n.cm-2和1.72×1019n.cm-2的不同剂量的中子辐照,利用X射线衍射等手段观测了中子辐照引起的晶体内部损伤。结果表明:两种样品在不同的中子通量辐照下,消除部分原始缺陷的、纯度较高的样品辐照后的内部损伤明显小于纯度较低、内部原始缺陷较多的样品。样品的辐照损伤不仅取决于中子辐照剂量,还取决于其辐照时的成分和结构。晶体的结构缺陷和杂质,作为一种"钉扎",在辐照过程中作用极大,它们导致了晶体的长程缺陷(如位错)的大幅度增加。

关键词： SiC 中子辐照辐照缺陷钉扎

无序超导体磁通运动的两次退钉扎效应和重新进入超导相

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物理学报 2006年第2期55卷 839-843页

作者：何国良贺延文赵志刚刘楣东南大学物理系南京210096

考虑平面内和不同平面磁通之间的相互作用力,计算了无序各向异性超导体中磁通运动的平均速度、微分电阻随驱动力Fl的变化规律,用层间关联函数Cz的值来判断2D塑性流动和3D关联流动的运动图像.观察到随着外驱动力的增大微分电阻出现两个尖... 详细信息

考虑平面内和不同平面磁通之间的相互作用力,计算了无序各向异性超导体中磁通运动的平均速度、微分电阻随驱动力Fl的变化规律,用层间关联函数Cz的值来判断2D塑性流动和3D关联流动的运动图像.观察到随着外驱动力的增大微分电阻出现两个尖峰,它对应着磁通运动存在两次退钉扎现象.在一定层间耦合条件下,在微分电阻双峰之间,可观察到重新进入微分电阻为零的钉扎相.这与最近实验上新发现的无序弱钉扎超导体有重新进入超导相的巨大峰值效应相吻合.同时,也可发现随着驱动电流的增大,磁通运动出现由2D塑性流动到3D弹性流动的相变,这一维度的变化对应着微分电阻dV/dI曲线中的二次峰位置.并证明当层间耦合(即代表磁场的大小)在一定范围时,3D-2D相变对应的临界电流随磁场的增大而增大,反映了第二磁化峰附近的磁通格子软硬度改变的微观图像.

关键词：第Ⅱ类超导体磁通线格子钉扎峰值效应

缺陷对坡莫合金薄膜磁畴翻转钉扎影响的洛伦兹透射电镜显微研究

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电子显微学报 2012年第4期31卷 294-300页

作者：马传生朱晓强李兴华齐阔王建波薛德胜彭勇兰州大学磁学与磁性材料教育部重点实验室甘肃兰州730000

利用磁控溅射法,在具有孔洞缺陷的铜网碳膜上成功地溅射了一层厚度100 nm,具有圆形缺陷的坡莫合金薄膜。结合常规透射电镜分析测试,研究了此类缺陷的形成机理及结构性质。利用洛伦兹透射电镜观察缺陷对周围磁矩的影响,以及在磁化反转过... 详细信息

利用磁控溅射法,在具有孔洞缺陷的铜网碳膜上成功地溅射了一层厚度100 nm,具有圆形缺陷的坡莫合金薄膜。结合常规透射电镜分析测试,研究了此类缺陷的形成机理及结构性质。利用洛伦兹透射电镜观察缺陷对周围磁矩的影响,以及在磁化反转过程中,缺陷对畴壁运动的影响。结果表明,此类缺陷是不同于膜本身的第二相弱磁性材料,它对畴壁的运动有着先排斥后吸引的钉扎作用。

关键词：洛伦兹透射电子显微镜坡莫合金缺陷磁矩翻转钉扎畴壁运动

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Nb对双稳定铁素体不锈钢晶粒的钉扎作用

连铸 2018年第3期43卷 55-61页

作者：侯雨阳成国光北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点试验室

提高铁素体不锈钢等轴晶比例,增加晶粒致密度可以明显改善皱褶缺陷,研究了Nb元素的添加对双稳定铁素体不锈钢晶粒的钉扎作用。随着Nb元素的增加,铸态组织的晶粒尺寸变得越来越细小。在铁素体不锈钢晶界,发现了纳米级别的颗粒状析出物,... 详细信息

提高铁素体不锈钢等轴晶比例,增加晶粒致密度可以明显改善皱褶缺陷,研究了Nb元素的添加对双稳定铁素体不锈钢晶粒的钉扎作用。随着Nb元素的增加,铸态组织的晶粒尺寸变得越来越细小。在铁素体不锈钢晶界,发现了纳米级别的颗粒状析出物,析出物成分为（Ti,Nb）x（C,N）y。随着Nb质量分数的增加,细小析出物数量变多,析出物中的Nb质量分数逐渐升高。通过热力学计算,发现Nb元素可以较大程度地降低FSS的固相线温度,在凝固即将结束时,会形成富Nb的（Ti,Nb）x（C,N）y析出物。这种析出物的出现,会对晶界的迁移与合并产生钉扎作用,抑制晶粒的长大,增加铁素体不锈钢的晶粒致密度。

关键词：铁素体不锈钢 Nb 晶粒细化钉扎