應力作用下鐵磁薄膜單元的微磁學研究.pdf

1、近年來,隨著計算機計算能力的飛速發(fā)展,利用微磁學模擬方法來研究鐵磁材料特別是鐵磁薄膜材料已經成為磁學研究領域的重要手段。通過微磁學模擬,能反映鐵磁材料內部的磁矩分布、磁疇的反轉以及疇壁的位移情況,從而獲得鐵磁材料宏觀性質和微觀結構參數之間的關系。本文詳細分析了微磁學模型中包含的各種能量,包括外磁場能、交換能、退磁場能、磁各向異性能,同時還將磁應力能納入到總自由能中。采用了有限差分方法獲得了各項能量離散化后的計算表達式。為了減少計算量,本

2、文還采用了快速傅立葉變換方法構建了退磁場的FFT算法。本文分別構建了基于能量最小化的共軛梯度算法,以及基于求解LLG方程的歐拉算法,在此基礎上,在VC++環(huán)境下開發(fā)了微磁學模擬計算代碼。最后,利用編寫的微磁學模擬程序研究了在不同應力作用下,大小為200nm×200nm×5nm的鐵磁薄膜單元隨外場改變的磁特性的變化規(guī)律及其磁疇的反轉情況。計算結果表明:磁滯回線的形狀和矯頑力、剩磁隨著外加應力的變化呈現出一定的變化規(guī)律;隨著與外磁場平行的張