本文借助于實空間下的力磁耦合相場模型,對Fe1-xGax合金納米圓柱體中磁化渦旋分別在正應(yīng)變和剪切應(yīng)變作用下的響應(yīng)行為進行了研究。結(jié)果表明,沿圓柱體軸向的拉壓應(yīng)變對于面內(nèi)磁化分量的幅值和分布影響很小,但對于垂直于圓柱體表面磁化分量的影響則較為明顯,具體表現(xiàn)為垂直于平面磁化分量的幅值將隨著拉應(yīng)變的增大而增大,又會伴隨壓應(yīng)變的增大而減小。而在剪切應(yīng)變的作用下,在Fe81Ga19合金中,當(dāng)扭矩的符號和渦核手性符號相反且應(yīng)變大于一定值時,磁化渦旋極性將被改變；與此同時,當(dāng)扭矩的符號和渦核手性符號相同時,其極性將保持不變。由于Fe71Ga29和Fe75.3Ga24.7合金中λ111的符號與Fe81Ga19合金中磁致伸縮系數(shù)λ111的符號相反,因此,在前兩種合金中,當(dāng)扭矩的符號和渦核手性符號相同時,磁化渦旋的極性才可能被翻轉(zhuǎn)過來。為了得到更小的促使極性翻轉(zhuǎn)的臨界剪切應(yīng)變γc,文中還對上述三種組分Fe1-xGax合金在不同交換系數(shù)下極化翻轉(zhuǎn)行為進行了研究。結(jié)果表明,不同組分以及交換系數(shù)對γc有很明顯的影響。具體表現(xiàn)為,γc會隨著γ111的增大而減小,也會隨著交換系數(shù)的減小而減小。通過所繪制的能量圖,我們發(fā)現(xiàn)在極性翻轉(zhuǎn)過程中,磁彈耦合能、退磁能以及交換能對于演化過程都起到了決定性作用,這一點也揭示了磁致伸縮系數(shù)和交換系數(shù)會對促使極性翻轉(zhuǎn)的臨界剪切應(yīng)變產(chǎn)生影響的根本原因。研究發(fā)現(xiàn)Fe71Ga29合金中的γc要比Fe81Ga19小一個數(shù)量級。此外,文中還對圓柱體、六棱柱和長方體中磁化渦旋在扭轉(zhuǎn)作用下的響應(yīng)情況進行了對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn),相同材料和參數(shù)的情況下,圓柱體、六棱柱和長方體中促使極性翻轉(zhuǎn)的臨界扭轉(zhuǎn)角度φc依次減小,且長方體中φc比圓柱體中φc小近一倍。上述結(jié)論為實現(xiàn)磁化渦旋極性翻轉(zhuǎn)的應(yīng)變調(diào)控提供了理論基礎(chǔ)。由于在薄膜中材料表面鏡面對稱失效,進而會引起自旋軌道耦合作用從而產(chǎn)生Dzyaloshinskii-Moriya交互作用。為了探究該交互作用對于鐵磁體中磁化分布狀態(tài)的影響,我們在原有模型基礎(chǔ)上引入了與磁化和磁化梯度有關(guān)的Dzyaloshinskii-Moriya能。最終發(fā)現(xiàn),在Dzyaloshinskii-Moriya交互作用下,鐵磁體薄膜中仍舊會產(chǎn)生磁化渦旋形態(tài),模型邊緣會產(chǎn)生垂直面外磁化分量,且模型邊緣和中心處垂直于平面磁化分量的值都會隨著DM系數(shù)的增大而增大。
【學(xué)位單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：O469
【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 磁性材料的性質(zhì)和應(yīng)用
    1.2 磁化渦旋研究背景
    1.3 課題研究內(nèi)容和意義
第2章 鐵磁材料相場模型
    2.1 鐵磁材料微結(jié)構(gòu)的理論研究方法
    2.2 鐵磁材料相場模型的建立
第3章 FeGa合金中磁化渦旋在外力作用下的響應(yīng)
    3.1 FeGa合金研究背景簡介
81Ga₁₉合金納米點中磁化渦旋在軸向應(yīng)變下的響應(yīng)'>    3.2 Fe₈₁Ga₁₉合金納米點中磁化渦旋在軸向應(yīng)變下的響應(yīng)
81Ga₁₉合金納米點中磁化渦旋在剪切應(yīng)變下的響應(yīng)'>    3.3 Fe₈₁Ga₁₉合金納米點中磁化渦旋在剪切應(yīng)變下的響應(yīng)
    3.4 本章小結(jié)
第4章 不同組分及形狀FeGa合金中磁化渦旋在扭轉(zhuǎn)作用下的響應(yīng)
    4.1 不同組分FeGa合金中磁化渦旋在扭轉(zhuǎn)作用下的響應(yīng)
    4.2 不同形狀FeGa合金中磁化渦旋在扭轉(zhuǎn)作用下的響應(yīng)
    4.3 本章小結(jié)
第5章 Dzyaloshinsky-Moriya交互作用對于磁化渦旋的影響
    5.1 考慮Dzyaloshinsky-Moriya交互作用相場模型的構(gòu)建
    5.2 考慮Dzyaloshinsky-Moriya交互作用磁化渦旋形態(tài)
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論和展望
附錄
參考文獻
作者簡歷

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本文編號：2870804