（凝聚态物理专业论文）立方磁晶各向异性对面内场作用下硬磁畴的影响.pdf

河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 摘要 石榴石磁泡薄膜中的微结构和磁特性的研究，既有实际应用价值， 又有理论意义。本文实验研究了立方磁晶各向异性对石榴石磁泡薄膜中 软、硬磁畴静态特性的影响，得出一些有价值的规律。取得的主要研究 结果如下： 1 、研究了立方磁晶各向异性对软畴段的影响，发现面内场h 。对软畴段 的条泡转变场h 。和软泡缩灭场h 。有影响。而且，二者的变化与立方 磁晶各向异性有关。在低面内场情形下，h 。和h 。均随面内场的升高 而升高，与立方磁晶各向异性无关。 2 、研究了立方磁晶各向异性对硬磁畴静态参数的影响，发现随着面内 场的升高，普通硬磁泡的静态缩灭场分布范围随面内场的升高而变窄， 而且主要是由于o h b 的最大缩灭场下降所致；第二类哑铃畴i i d 的最 大、最小崩灭场随面内场的升高而变小，从而导致其分布范围随面内 场的升高而基本不变； 3 、立方磁晶各向异性对于硬磁畴的静态行为影响不大，表现为在不同 的晶向上具有近乎相同的缩灭行为； 4 、研究了立方磁晶各向异性对三类硬磁畴消失的临界面内场的影响， 发现对应于三类硬磁畴的临界面内场的变化范围相同，并且与磁畴 消失场的变化规律相反，且该临界面内场的变化呈六重对称性。不 过，临界面内场的变化幅度很小。因而，在研究非压缩状态下面内 场对硬磁畴畴壁中v b l 的影响时，晶向的影响仅仅为一个小量，因 而，磁晶各向异性对v b l 的影响可以忽略。 关键词：磁泡；立方磁晶各向异性；硬磁畴：垂直布洛赫线 河b 师范人学硕士学位论文( 同等学力) a b s t r a c t t h er e s e a r c ha b o u tt h em i c r o s t r u c t u r ea n dm a g n e t i cp r o p e r t i e so fl i q u i d p h a s e e p i t a x yg a r n e tb u b b l ef i l m s ，h a sb e e no fb o t ht e c h n o l o g i c a la n ds c i e n t i f i c i n t e r e s t i n p r e s e n tp a p e r , t h ei n f u e n c eo ft h ec u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p yo nt h es o f t s e g m e n t sa n dh a r dd o m a i n si ng a r n e tb u b b l ef i l m sw a se x p e r i m e n t a l l ys t u d i e dt h em a i n r e s e a r c hr e s u l t sa r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： 1 t h ei n f l u e n c eo ft h ec u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p yo nt h es o f ts e g m e n t si n g a r n e tb u b b l ef i l m sw a se x p e r i m e n t a l l ys t u d i e d ，i tw a sf o u n dt h a ti n - p l a n ef i e l dh l d a f f e c t st h es t r i p e t o b u b b l et r a n s i t i o nf i e l do ft h es o f td o m a i ns e g m e n t sh s ba n dt h e c o l l a p s ef i e l do fs o f tb u b b l e sh 0 m o r e o v e r ，h s ba n dh 0c h a n g ea l o n gw i t hh i p ，a n db o t h o ft h e ma r er e l a t e dt ot h ec u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p y ，w i t h i nt h el o wi n p l a n e f i e l dr e g i o n ，b o t hh s ba n dh 0i n c r e a s ew i t hi n c r e a s i n gh i p ，a n dt h ev a r i a t i o no ft h es o f t s e g m e n t sh a sf e wr e l a t i o n sw i t ht h ec u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p y 2 t h ei n f l u e n c eo ft h ec u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p yo ns t a t i cp a r a m e t e r so f t h eh a r dd o m a i n si ng a r n e tb u b b l ef i l m sw a se x p e r i m e n t a l l ys t u d i e d i tw a sf o u n dt h a tt h e c o l l a p s eb i a sf i e l dr a n g eo ft h eo r d i n a r yh a r db u b b l e so h b sn a r r o w sw i t hi n c r e a s i n gh i p m o r e o v e r , t h en a r r o wi sr e l a t e dt ot h em a x i m u mc o l l a p s eb i a sf i e l do fo h b s ，h c 0 1 l n a x t h eh c 。】，m a x d e c r e a s e sw i t hi n c r e a s e i n gh i p t h e c o l l a p s ef i e l dr a n g e so fd u m b b e l l d o m a i n so ft h es e c o n dk i n d ( 1 i d s ) a r et h es a m ew i t hi n c r e a s i n gh i d ，b e c a u s eb o t ht h e m a x i m u ma n dm i n i m u mc o l l a p s eb i a sf i e l d so f i i d sa r ed e c r e a s ew i t hi n c r e a s e i n gh i d 3 i tw a sf o u n dt h a tt h ei n f l u e n c eo ft h ec u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p yo n s t a t i cb e h a v e ro ft h eh a r dd o m a i n si ng a r n e tb u b b l ef i l m si sw e a k t h ec o l l a p s eb i a sf i e l d r a n g e so f t h eh a r dd o m a i n sw i t hi n c r e a s i n gh i pi nd i f f e r e n td i r e c t i o na r es i m i l a r 4 t h ec u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p yw e r ec o n s i d e r e dw h i l em e a s u r i n gt h e c r i t i c a li n p l a n ef i e l dr a n g ew h i c hv e r t i c a l b l o c hl i n e s ( v b l s ) a n n i h i l a t e di nt h et h r e e h a r dd o m a i n s i tw a sf o u n dt h a tt h ec r i t i c a li n - p l a n ef i e l d sa b o u tt h et h r e eh a r dd o m a i n s a r et h es a m ea n dc h a n g ep e r i o d i c a l l yw h e nt h ec r y s t a ld i r e c t i o nc h a n g e si np l a n e a n d t h e i rc h a n g e sa r eo p p o s i t et ot h ed o m a i n - e r a s i n gf i e l d as i xf o l ds y m m e t r yo ft h ec r i t i c a l i n - p l a n ef i e l di nt h es a m p l ep l a n ew a so b s e r v e d a p p l y i n gi n p l a n ef i e l di nd i f f e r e n t 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) d i r e c t i o n st h ei n f l u e n c eo fc r y s t a ld i r e c t i o no nt h ea n n i h i l a t i o no fv b l si nh a r dd o m a i n w a l l si so n l yas m a l lm a g n i t u d e + k e y w o r d ：b u b b l e ；c u b i cm a g n e t o c r y s t a l l i n ea n i s o t r o p y ；h a r dd o m a i n ；v e r t i c a l b l o c hl i n e 河北师范人学硕十学位论文( 同等学力) 主要符号对照表 交换能系数 布洛赫线 泡径 缩灭泡径 畴壁能 退磁能 膜厚 外磁场 软硬磁泡形成的分界场 固定偏场 磁畴枝状生长的直流偏场分界场 硬泡形成的阂值场 软泡缩灭场 硬泡标准场 硬磁泡的最大缩灭场 条泡转变场 条泡转变标准场 各向异性常数 磁化强度矢量 饱和磁化强度 品质因子 彳乩d 矗 玩 h 耶 即 耶 w 帆 比丘m 坂 q 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 布洛赫间的间距 布洛赫间的平衡间距 临界温度 阈值温度 能量密度 畴壁能面密度 畴壁厚度参数 布洛赫线宽度参数 河北师范大学硕十学位论文( 同等学力) 第一章 引言 1 1石榴石磁泡薄膜 薄膜材料是材料学领域的一个重要分支，它涉及物理、化学、 电子学、冶金学等学科，在国防、通讯、航空、航天、电子工业、 光学工业等方面有着特殊的应用，并成为材料学中最为活跃的领域 之一，现已形成为一门独立的学科“薄膜学”“。1 。磁记录薄膜作 为薄膜材料科学与技术中的一个重要分支领域，为日益发展的高新 技术提供了重要支柱。磁记录薄膜的磁特性和微结构研究多年来一 直是国际上的热点研究课题。一方面，它的研究结果可以直接应用 到信息存储领域；另一方面，它可以进一步丰富、完善和发展微磁 学理论。所以，该课题的研究既具有明显的实际价值，又具有重要 的理论意义。关于石榴石磁泡薄膜中磁泡、磁畴壁物理的研究已有 几十年的历史了。在磁泡材料的选择上，早期主要选用稀土和钇正 铁氧体，但是由于该类材料泡径较大且制备困难，因而逐渐停止使 用；六角晶系铁氧体则由于磁泡的初始迁移率太低等缺点也淘汰出 局；1 9 7 0 年，a h b o b e c k 等人发现某些石榴石晶体在制备过程中， 可以感生出很强的单轴各向异性，而且磁泡稳定性好，泡径适中， 所以，一直以来受到人们的普遍重视，本文的研究也正是由于上述 原因才选择石榴石磁泡薄膜作为研究对象的。当然，磁泡材料的选 择目前仍然属于一个需要研究探索的课题，比如日本东京大学的 个研究小组正在积极寻找一种能够不需要外部磁场就可以自发形 成磁泡的新材料，并且最近几年已取得可喜进展，他们发现可以由 材料内部产生的梯度场形成磁泡，该成果在美国的著名刊物 “s c i e n c e ”上发表，题为“s p o n t a n e o u sb u b b l ed o l n a i nf o r m a t i 0 1 3 i na1 a y e r e df e r r o m a g f i e t i cc r y s t a l ”：2 0 0 3 年，日本的九州大 学也有类似成果发表3 。尽管这些自发形成的磁泡都是在低温下产 生的，但毕竟第一次实现了不需外部磁场就能形成磁泡的设想。 所谓磁泡就是存在于磁性薄膜中的一种圆柱状磁畴，只能在 自发磁化垂直膜面的材料中形成。人们利用这种圆柱状磁畴( 磁泡) 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 的有无表示“1 ”和“0 ”来存储信息的技术就是磁泡存储技术。1 9 6 7 年，美国b e l l 实验室b o b e c k 等人提出了用正铁氧体材料做磁泡存 储器的设想抽1 ，并于1 9 6 9 年在国际磁学会议上表演了磁泡移位寄存 器，从此很多国家都相继开始了磁泡的研究。早在1 9 7 2 年，t h i e l e a a 就完成了磁泡静态理论订”；其后，人们在材料制备技术方面有 了极大的提高。 正当磁泡存储器蓬勃发展之际，人们发现在磁泡的复制、传输 过程中有些磁泡偏离了预定轨道，从而导致存储信息的错误，为了 解决这个问题，人们对这些导致出错的磁泡进行了大量研究，发现 这些磁泡的缩灭场比正常磁泡高，并因此把这些磁泡命名为硬磁 泡。并且，当时人们把硬磁泡的出现称作“硬泡危机”。为了解 决该危机，一大批的科学家从实验和理论方面对硬磁泡进行了详细 的研究，创建了硬磁泡的理论模型，发现硬磁泡实际上就是畴壁中 含有大量同号垂直布洛赫线( v e r g i c a lb 1 0 c hl in e ，简称v b l ) 的 磁泡1 ，正是由于垂直布洛赫线的存在导致了磁泡静态和动态特性 的改变。 v b l 被发现和认识以后，一方面，人们为了磁泡存储器的正常 运行，改进材料制备工艺，想方设法抑制硬磁泡的产生，从而诞生 了离子注入法新工艺：另一方面，人们提出了利用v b l 做存储器的 新的设想。1 9 8 3 年。在美国费城举行的国际磁学会议上，日本九州 大学的s k 0 1 3 is h i 教授提出了超高密度固态布洛赫线存储器( b l m ) 方案“。常规的磁泡存储技术是用磁泡的有、无来体现信息的“1 ” 和“0 ”，而s k o n is h i 提出的布洛赫线存储技术则是利用条状磁畴 畴壁中“￥b l 对”作为信息的载体，以“v b l 对”( 两条) 的有、无 来体现信息的“l ”和“0 ”。由于v b l 的宽度远小于磁泡直径，与 常规磁泡存储器件相比，每b ig 所占面积很小，因此在同种磁泡材 料上可把存储密度提高到3 0 l o o 倍。b l m 方案的提出再一次引发 了国际上研究v b l 的热潮，当时，国际上每年召开一次专门的b l m 工作会议，人们对于v b l 的产生、稳定性等作了大量研究1 “，而 且，1 9 8 9 年3 月31 号，日本日立制作所宣称完成了全功能的b l m 芯片”，这个突破性进展表明了b l m 方案的可行性，同时极大地推 2 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 动了v b l 的理论研究。 1 2选题背景和研究内容 对石榴石磁泡薄膜条状磁畴壁中垂直布洛赫线( v b l ) 链的产 生条件及其稳定性的研究，无论是对超高密度布洛赫线存储器的研 制，还是对磁畴壁物理的发展，都是非常重要的。布洛赫线存储器 ( b l m ) 是以v b l 对的有、无来表示信息的“1 ”和“0 ”，而且它 又是在一定的温度和面内磁场下工作，所以v b l 的温度稳定性和面 内场下的行为直接决定着b l m 的工作稳定性。因此对畴壁中v f l l 链的稳定性研究就显得十分重要。同时为了丰富微磁学理论和磁畴 壁物理的完善旺”，对存在于畴壁中的微结构一v b l 的深入研究也是 十分必要的。 布洛赫线存储器方案的提出已经有二十几年了，直到今天，也 没有b l m 商品问世。b l m 迟迟没有商品问世，原因是多方面的。我 们认为主要还是人们对于v b l 的认识不够深入。b l m 存储器要以负 “v b l 对”作为信息的载体，并且要在一定的面内场和环境温度下 工作，然而至今为止，人们还没有解决负v b l 的形成及其在温度、 面内场下的消失机制等问题。由于目前还不能直接观察到石榴石磁 泡材料中的v b l ，v b l 的存在又直接影响着硬磁畴的静态或动态特 性。因此。对硬磁畴的静态或动态特性的研究就显得尤其重要，我 们可以籍此探讨v b l 的行为。 我国于1 9 7 8 年开始从事这方面的研究，河北师范大学物理学 院磁学研究室与中科院物理所合作多年，对v b l 的产生、消失、温 度稳定性等进行了深入研究，取得了一系列重要成果；如外延石榴 石磁泡材料中硬磁畴分类方法的提出”3 “；硬磁畴畴壁内v b l 链 解体的临界温度t 。5 2 以及非压缩状态下硬磁畴阂值温度t 。“”1 的 发现，这些对b l m 研制以及磁畴壁理论的研究都有着重要的意义。 德国的a h u b e r t 教授对上述研究成果给予了高度评价：你们的研 究成果提出了一个十分紧要的问题，那就是如何在畴壁中防止布洛 赫点( b p ) 的产生，从而使v b l 稳定存在，不解决这个问题，b l m 的前途就有问题。法国专家d r b o ile a u 也肯定了这些工作，说； 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) “正当大家专心致志于b l m 的功能设计和器件制作时，你们用统计 性的实验结果提出了v b l 的形成和存在与温度关系的问题，给出了 b l m 的工作温度范围，因而显得与众不同，是一个有远见的工作”。 在过去的几十年里，人们对面内场h 。作用下石榴石磁泡薄膜 条状硬磁畴畴壁中v b l 的行为已进行了大量的理论和实验研究 n 7 。8 h 在面内场作用下石榴石磁泡薄膜条状硬磁畴畴壁中v b l 的行 为是超高密度固态布洛赫线存储器( b l m ) 研制中很好的实验模拟。 河北师范大学物理学院磁学室与中科院物理所详细研究了用 脉冲偏场法产生的三类硬磁畴“”1 在面内场作用下的行为”“1 ， 发现了存在一个与材料参量相关的临界面内场范围 h 。，h 。，“ 。 在这个范围内，磁畴壁中的垂直布洛赫线是逐步丢失的。1 9 9 2 年， 霍素国等人通过对面内场作用下普通硬磁泡( o h b ) 的研究发现， 硬磁畴消失应该对应一个临界面内场区间 h 。“，h ；。“ ，而不是一 个点，在此基础上，人们对i d 1 、i i d 又分别进行了实验研究， 且韩宝善等人剀认为，面内场作用下畴壁中含布洛赫线数目越多越 容易消失，表现为( h 。) 。 ( h ，“) 。 ( h ；，) m 。但为什么会出现 ( h 。“) ( h 。) 。 是两个不 同畴壁间的过渡区域。 下面用来分析无限大b l o c h 畴壁中孤立b l 的静态结构伸“6 ”。只要畴壁线 度远远大于b l 宽度，理论所得结果就可用于磁泡的实际问题。这一条件称为 b l 近似，对典型的磁泡材料这一条件是满足的。图5 给出坐标系和两种不同 塑j ! 堕垫盔堂堡主堂垡坠奎! 旦箜堂尘土一 旋转方式的b l o c h 畴壁之间一种可能的过渡方式。畴壁在x o z 平面中，左边 是右旋的b 1 0 c h 壁( 缈= 0 ) ，右边是左旋的b l o c h 壁( 妒= 石) ，两种畴壁的过 渡区域中心在x = o 处，是沿着z 轴的线状区域，即b l 。假设妒只是x 的函数， 由x 0 的区域，畴壁磁化角妒由0 逐渐增大到厅，在x 2 0 处 实际上是很狭窄的一段n e e l 畴壁。 om 图5布洛赫线的示意图 x 为了得到b l 结构的解析表示，首先写出局部的总能密度 w = 彳岛) 2 + 心n 2 口州务2 s i n 2 口+ 2 刀m 2s i n 2 州n 2 口( 2 - 1 9 ) 其中前三项在讨论b l o c h 畴壁结构时已出现过，第四项是畴壁表面磁荷的静 磁能。以b l 为中心，x 方向长度为2 a ，z 方向为单位长度的畴壁，其能量可 表示为 e = ll w d ) c 毋 = 凹a oa 彳c 旁2 岔白2 s t 内+ 2 石m 2s i n 2q ，s i n 2e a x a y ( 2 2 0 ) 求二函数伏j ，) 和妒( x ) 使e 最小，相应变分问题的e u l e r 方程是 等= 【k + 4 ( 害) 2 + 2 删s i n 2 q ，】s i n 2 占一2 a d 咖2 0 。，- 0 ， ( 2 _ 2 1 ) 面a w _ 【2 州2s i n 2 妒一2 彳窘】s i n 2 拈。， ( 2 屯2 ) 1 2 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 故可得到 联j ，) = + _ _ 2t a n - te x p ( y ) ， 贴) = 垃t a i l - i x p 岳) ， ( 2 2 3 ) ( 2 2 4 ) 式( 2 2 3 ) 和( 2 2 4 ) 即是b l 结构的解析表示。其中人。称为b l 宽度参数： 人。= ( 刍) i ，2 ，( 2 - 2 5 ) ( 2 2 3 ) 式和不含b l 的畴壁结构几乎完全相同，只是畴壁厚度参数由a 。改为。 令刀= k + 4 ( 罢呈) 2 + 2 剃2s i n 2 妒，则有； = 抬= o 【l 瑙( 塞) 2 + q 1s i n 2 矿2 = a o ( 1 + 2 q 一1s i n 2 伊) - 1 1 2 ) ( 1 ， 即b l 宽度远大于畴壁厚度。 e h 式( 2 - 2 3 ) ，( 2 - 2 4 ) 可得到b l 结构的微分表示： 掣：- - s i n b ，( 2 2 7 ) a y 警= 耐s i 峨( 2 - 2 8 ) 含b l 的畴肇能面密度： 吼= 4 西f = a o 1 + 0 2 r x 鱼o x j 、2 + q - is i n 2 洲2 ，( 2 - 2 9 ) 对磁泡材料，上式中和伊相关的项很小，展开后略去高次项，盯。可近似表示 为 盯。= a o ( 1 + q “s i n 2 伊) ，( 2 - 3 0 ) 1 3 河北师范大学硕士学位论文( 同等擎力) 单位长度b l 的能量 巴 e b l = i ( 盯。一仃o ) d x ：k q 一一s i n z 伊( ? 立却) ( 2 3 1 ) ； s i n 妒 上面讨论的是垂直b l 的结构，在复杂的动力学过程中可能在畴壁中出现 水平b l 或更一般形状的b l 。 垂直布洛赫线共有图6 所示的四种过渡方式。按旋转方向将其分为两类。 b l 的旋转方向用一单位矢量芦来标志。f 的定义如下： f = ( v p x v o ) v q , v 口l = g g l ， o 国m 一弋个夕一 om 甲妒j v 护 ot 图6 警c o 竺坚 2 ) 土兰= = o m 甲伊j v 占 pt ( d ) 警 。 国m 一上_ om v 口 l 一v 咿 o t 四种可能的垂直b l 种情况。 根据上述分析可知，只有具有相同旋转方向的b l 很接近地排列在一起时 才能是稳定的。此时对e ( x ) 可采用一个简单的均匀旋转模型来近似， 妒( x ) = ，s ， ( 2 - 3 4 ) 叭而可求得平均畴壁能面密度 盯v = 口o 【14 - ( z a o ，d 2 + ( 2 q ) - 1 】一拉， ( 2 3 5 ) 一根单位长度的b l 具有的能量为s ( a ，一盯。) ，由j ( 盯，一口。) 取最小值的条件可 i 之出平衡时b l 的间距 s e q = 互砌。【1 4 - ( 2 q ) 一1 】1 ，2 ， ( 2 3 6 ) 寸磁泡材料，近似的有 s q 4 a o ， ( 2 3 7 ) 在一定条件下也可实现s 的状态。严格的理论计算指出，当s s e q ，均匀 旋转模型是一个很好的近似。 蚝缓勿蝶 一l：乏 一i ：、 哼ii 、嘻 ；l 一一岁 图7 b p 的示意图 l 四、布洛赫点 在微磁学中，我们通常假定磁化强度矢量m ( x ) 随坐标连续变化，但某些 磁分布从拓朴上要求存在奇异点，这种奇点称为b l o c h 点，简称b p 。按一定 的判断方法b p 可分为正负两种，在无限小的范围内m ( x ) 有所有可能的方向， 图7 为b p 的示意图，b p 可看成是不同的b l 间的过渡区域。 计算表明，在厚度h 7 3 ( a 2 力”2 m 。1 的薄膜中，b p 的存在将使b l 的能 量增加，b p 的位置不同，b l 的能量也不同。考虑一平面内各向异性薄膜中的 磁泡，畴壁中含有两条b l 。施加一面内场以，如图8 所示，以平行于膜面。 如b p 位于乃处，b l 的能量将最小，这里乃满足； h 。+ h ，( z 0 = 0 ， ( 2 3 8 ) 凰为畴壁中的杂散场分量，可以根据不同情况计算出来。如孤立条畴的 杂散场为：日：c z ，= 2 m ，t t 善墨 寺吾孚等+ 手，cz + 。2 - 3 9 ，杂散场为： 【矗一zj+ d7 斗 o () t a n t 丢一( 厅一z ) t a n 一，_ 】 zz，l z 这里万= 刀为畴壁的有限厚度，如果万一0 则得： 1 6 三： 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 皿( z ) = 4 石i n 去， 如果同时考虑周围的条畴，并且是宽度为国的周期排列，则有： 皿( z ) = 4 i n 丽t a 面n ( n 丽z 2 c a ) ， ( 2 4 0 ) ( 2 4 1 ) 因此由式( 2 - 3 8 ) 决定的乃为b p 的稳定位置。 有b p 的磁泡的稳定存在依赖于面内场或面内各向异性，如果二者都不存 在，b l 将处于亚稳定状态，一个扰动即可使b l 相互靠近，从而导致b l 成对 消失。 考虑含有两根b l 的情况，其中一根含有b p ，如图9 所示，上半部分的 b l 由于异号会直接解除缠绕，剩余的b l 环的张力将使该环收缩到表面而消失。 b p 的产生又称为b p 形核。由上面的讨论可知，b p 形核需要较大的能量， 约为1 0 - 1 0 e r g 的数量级，形核后的b p 的运动可导致的b l 成对消失。b p 在薄 膜的表面较容易形核。 p 图8面内场作用下的b p ( a ) - 争 ，( 墨 一 - 一 图9两条b l 消失示意图 1 7 ( b ) 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 2 4 磁泡材料上的磁畴特征 多年来，河北师范大学物理学院磁学研究室对若干成分的磁泡 样品进行深入的研究，发现这些样品在直流偏场，脉冲偏场，温度 和面内场作用下，产生不同种类的磁畴，而且得到一些有重要参考 价值的结论并撰写了百余篇论文。因此下面详细介绍磁泡材料上的 磁畴特征”2 6 “。 1 迷宫畴 当样品饱和磁化后，再把磁场降到零时的退磁态畴形。由于明 暗畴面积大体相等，且弯弯曲曲类似迷宫，所以称之为迷宫畴，如 图l0 1 所示。 图1 0 迷宫畴 2 磁畴枝状生长的直流偏场分界场h d 在某一直流偏场下，施加合适的脉冲偏场会出现多枝花和单枝 花畴形，如图11 所示。对应于多枝花和单枝花出现几率为百分之 五十的直流偏场为磁畴枝状生长的直流偏场分晃场h d 。 图1 1 单枝花和多枝花畴 3 固定直流偏场( h 。) 。 固定直流偏场( h 。) 。= h d + o 0 l 宰4 嚣m s ，在该直流偏场下，施加 脉冲偏场会得到较好的软畴段。如图1 2 所示。 1 8 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) 图1 2 软畴段 4 成泡场h 。 对于上述软畴段升高直流偏场，软畴段会逐渐收缩为泡畴，即 磁泡，当视野中只有一、两个段畴存在时的直流偏场即为成泡场h 。， 也称为条泡转变场。 5 软泡缩灭场h 。 测得成泡场h ；“以后继续升高直流偏场，磁泡泡径会缩小，直 至缩灭，当视野中只有一、两个磁泡缩灭时的直流偏场即为软泡缩 灭场h 。 6 条泡转变场标准场h 。7 h | b 7 = h n + 0 0 l 木4 两m s 7 硬泡标准场h 。7 h 0 7 = h o + 0 0 i - 4 m s 8 三类硬磁畴 对软畴段施加系列脉冲偏场硬化后，增大直流偏场h b 到h 。7 时，有些畴收缩为圆形磁畴，且缩灭场分布在h 。7 与硬泡最大缩灭场 h o ，之间，这些畴称为普通硬磁泡( o h b ) ；当h 。增大到h 。7 时仍以 非圆形存在的畴称为哑铃畴。增加直流偏场，那些能缩成泡后再缩 灭的哑铃畴称为第一类哑铃畴( i d ) ，那些不能缩成泡，直接以条形 崩灭的条畴称为第二类哑铃畴( i i d ) ，如图1 3 所示。 1 9 河北师范大学硕士学位论文( 同等学力) ( a ) o h b ( b ) i d ( c ) i i d