磁性材料與我們的生活息息相關(guān)。而納米磁性材料,因?yàn)槠湓谏镝t(yī)藥,磁傳感,磁成像以及高密度磁存儲等方面的應(yīng)用,引發(fā)了大家的廣泛關(guān)注。為了更好的達(dá)到應(yīng)用目標(biāo),我們需要完整研究這些納米磁性樣品的磁性質(zhì)。已有的商業(yè)儀器,如超導(dǎo)量子干涉器件（SQUID）,振動(dòng)樣品磁強(qiáng)計(jì)（VSM）等,受限于靈敏度,無法測量單個(gè)的納米磁性樣品。動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué),作為近年來才出現(xiàn)的一種新的測磁學(xué)方法,因?yàn)槠涓哽`敏度,對樣品形貌無要求,適用溫度范圍廣等特點(diǎn),被認(rèn)為是測量單個(gè)納米磁性樣品的有效手段。然而,已有的理論模型僅能用于處理具有單軸磁各向異性樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對于非單軸樣品,則只能進(jìn)行一些簡單的定性分析。這極大的限制了動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)的發(fā)展。本文中我們提出了一種新的方法來處理動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)數(shù)據(jù),利用該方法我們得到了具有復(fù)雜各向異性樣品CoFe2O4納米金字塔的各向異性并分析了其物理來源。我們認(rèn)為這個(gè)新的模型拓展了動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)的應(yīng)用范圍,對動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)的發(fā)展起到了一定的推動(dòng)作用。本文主要分為下面四個(gè)部分:前三章的內(nèi)容主要為背景回顧、方法介紹、文獻(xiàn)綜述。第一章我們介紹了懸臂梁測磁學(xué)的發(fā)展歷史,提出了它存在的問題... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２＿１靜態(tài)懸臂梁測磁學(xué)原理圖

?第２章懸臂梁測磁學(xué)??；／５?，??ｆ??Ａ：ｅｆｆ???Ｆ??圖２＿１靜態(tài)懸臂梁測磁學(xué)原理圖。磁性樣品（淺藍(lán)色）放置于懸膂梁（紅色）的尖端，靜??態(tài)懸臂梁測磁學(xué)測量的是這個(gè)簡諧振子受到的力（仏）或者是位移⑶丨叫．??學(xué)的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提高了測量靈敏度，同時(shí)不易受低頻噪聲的影響。下面我們??介紹一下動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)的原理。??與靜態(tài)懸臂梁測磁學(xué)不同，動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)測量的是懸臂梁的共振頻率??的變化。每一個(gè)懸臂梁本身都有其固有的共振頻率。然而磁性樣品在外磁場的作??用下，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)額外的磁彈性系數(shù)。它改變了懸臂梁的有效彈性系數(shù)，進(jìn)而對??懸臂梁的共振頻率造成改變。這種通過懸臂梁共振頻率的變化來研宄樣品磁性??的方法稱為動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)。動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)可以用圖２．２來描述其原理。??＼ｆｙ??Ｖ??ｋｍ??——ｍｍ——??圖２．２動(dòng)態(tài)懸梁測磁學(xué)原理圖？磁性樣品（淺藍(lán)色）放置于懸臂梁（紅色）的尖端，它??隨動(dòng)可以被看成是４簡諧鮮？動(dòng)態(tài)懸臂娜磁＾１８量的越個(gè)簡諧振子彈性??系敷的變化（共振頻率的交化）丨２２丨。??在動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)基礎(chǔ)上，還有一種鎖相模式動(dòng)態(tài)懸臂梁測磁學(xué)。通過在??１０??

第２章懸臂梁測磁學(xué)??ｍ??靜燙??＇ｐ??＇ＨＵｙｘ??圖２．３振動(dòng)的懸臂梁示童圖．灰色的部分為實(shí)驗(yàn)用的懸臂梁，懸臂梁下方的綠色部分為待??測樣品，懸臂梁的偏轉(zhuǎn)角為Ｖ＞１２０１?？??將式２．５帶入式２．４中，我們可以得到：??養(yǎng)—秦（：｜?Ｊ?—［（氧Ｊ卜??＝－（ｍｊ－ｈ假）卜－??這里＾和＾分別是磁自由能五ｍ關(guān)于偏轉(zhuǎn)角＾的一階導(dǎo)數(shù)和二階??導(dǎo)數(shù)。如＾＿們把懸臂自由端的運(yùn)動(dòng)看成一個(gè)阻尼諧振子的話，那么它的運(yùn)動(dòng)??方程可以表示為??ｍｅｘ?＋?ｒｉ?＝?（２．７）??懸臂梁尖端的位移ｘ?＝?Ｚｅｓｉｎ０。因?yàn)閼冶哿旱钠D(zhuǎn)角遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于１度，所以我們可??以將位移近似表示成工《?將式２．６代入式２．７中，我們可以得到下面的式子：??ｍｅｉ?＋?Ｖｉ＋＼ｋＱ?＋?Ｕ＾?）■?（２－Ｓ）??＿?ｉｔ?ｓｖ＞２?＾＝〇ｙｊ?ｈ?＼?ｄｉ／ｊ?＾＝０ｊ??通過式２．８，我們發(fā)現(xiàn)，由于磁性樣品的緣故，懸臂梁的彈性系數(shù)增加了一項(xiàng)??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]異質(zhì)結(jié)構(gòu)薄膜的垂直磁各向異性和自旋霍爾效應(yīng)[D]. 李剛.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所) 2019



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