任意温度下的微磁学及材料磁性与热性质的关联研究

批准号:
51771099
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
韦丹
依托单位:
学科分类:
E0107.金属功能材料
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
曹江伟、王颖、王龙泽、李江南、赵祯、宋俊杰、缪静月、秦兆刚、陈一飞
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中文摘要
自1960年代以来发展的微磁学,实际上只能计算零温或低温下铁磁材料的性能。申请者基于杂化蒙特卡洛方法建立了过去从未有过的自洽的微磁学新算法,以解决任意温度下的铁磁性的计算问题。杂化蒙特卡洛算法是基于哈密顿方程进行计算的,其中每个微磁学单元的磁矩及其共轭变量是迭代变量,磁矩大小不再是固定的某个温度下的饱和磁化强度,而是可以变化,磁矩涨落程度受申请者发现的类似朗道相变理论中的四次方双阱势的限制。有了新的微磁学算法,仍然用我们过去发展的基于在晶粒内部和晶界的多层次微结构计算磁性的思路,可分析任意温度下的软磁或硬磁多晶磁记录材料的磁滞回线和磁畴,以及纳米颗粒的超顺磁性等问题。这个新的微磁学算法具有应用磁学理论方面的基础性意义。
英文摘要
In traditional micromagnetics developed since 1960s, only zero or low temperature magnetic properties of ferromagnetic materials can be calculated. The applicants developed a new method for micromagnetics based on the Hybrid Monte-Carlo (HMC) method, which can calculate the magnetic material properties self-consistently at any finite temperature below the Curie point. The Hybrid Monte-Carlo method utilized Hamilton equations, where magnetic moments and its conjugate variables in micromagnetic cells iterate in the calculation. The amplitude of a magnetic moment is no longer the fixed saturation magnetization at a certain temperature, but it can change under the restriction of a newly developed fourth power double-well potential, which is similar to the Landau’s second order phase transition theory. With this new HMC micromagnetic method, we still use the magnetic material theory built upon the multilevel microstructure including the crystal grains and grain boundary, to analyze the M-H loops and magnetic domains at finite temperature for soft and hard polycrystalline magnetic recording materials, as well as the superparamagnetic properties of nano-particles. In a summary, this new HMC micromagnetic method is fundamentally important in the theory of applied magnetism.
自1960年代以来发展的传统微磁学只能计算零温或低温下铁磁材料的性能。申请.者基于杂化蒙特卡洛方法建立了自洽的微磁学新算法,以解决任意温度下.的铁磁性的计算问题:在一个轨道中,基于哈密顿方程进行迭代,其中每个微磁学.单元的磁矩及其共轭动量是迭代变量,磁矩大小不再是固定的某个温度下的饱和磁化强度.,而是在申请者发现的类似朗道相变理论中的四次方双阱势的限制下可任意变化;在每个轨道结束.时用蒙特卡洛方法判断是否接受迭代结果,温度在此进入计算。.基于此新的微磁学算法,仍然用我们过去发展的在晶粒内部和晶界的多层次微结构.计算磁性的思路,可分析任意温度下的磁记录材料,自旋电子学存储单元的磁滞回线和磁畴,实际.也解决了三维Nd-Fe-B永磁体的任意温度的磁滞回线,并显示了多晶体中三维畴壁的运动。.这个新的微磁学算法具有应用磁学理论中磁学和计算物理方法方面的基础性意义。
期刊论文列表
专著列表
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专利列表
The formation process and structure of the skyrmion bubble lattice in magnetic multilayers
磁性多层膜中斯格明子气泡晶格的形成过程和结构
DOI:10.1063/1.5131322
发表时间:2020
期刊:Journal of Applied Physics
影响因子:3.2
作者:Y.Wang;J.W.Cao;Q.F.Liu
通讯作者:Q.F.Liu
Tuning Slonczewski-like torque and Dzyaloshinskii-Moriya interaction by inserting a Pt spacer layer in Ta/CoFeB/MgO structures
通过在 Ta/CoFeB/MgO 结构中插入 Pt 间隔层来调节类 Slonczewski 扭矩和 Dzyaloshinskii-Moriya 相互作用
DOI:10.1063/1.5026423
发表时间:2018
期刊:Applied Physics Letters
影响因子:4
作者:Chen Yifei;Zhang Qihan;Jia Junxue;Zheng Yuqiang;Wang Ying;Fan Xiaolong;Cao Jiangwei
通讯作者:Cao Jiangwei
Size and temperature dependence of M-H loop for Pt/CoFe/IrMn heterojunction
Pt/CoFe/IrMn 异质结 M-H 环的尺寸和温度依赖性
DOI:10.1063/1.5006322
发表时间:2018
期刊:AIP Advances
影响因子:1.6
作者:Zhao Zhen;Wei Dan
通讯作者:Wei Dan
Micromagnetics of Nd-Fe-B magnets at finite temperature
Nd-Fe-B磁体有限温度下的微磁学
DOI:--
发表时间:2021
期刊:Jpn. J. Appl. Phys.
影响因子:--
作者:Lingbo Bao;Dan Wei;Guohong Yun;Yongjun Cao;Narsu Bai
通讯作者:Narsu Bai
Experimental observation and micromagnetic understanding of the current-induced magnetization reversal process in Ta/Pt/[Co/Ni] n Co/Ta multilayers
Ta/Pt/[Co/Ni] n Co/Ta 多层膜中电流感应磁化反转过程的实验观察和微磁理解
DOI:10.1088/1361-6463/ac16a7
发表时间:2021
期刊:Journal of Physics D: Applied Physics
影响因子:--
作者:X. Zeng;Q. Jia;S. Sun;Y. Guo;B. Wang;Y. Wang;J. W. Cao
通讯作者:J. W. Cao
TMR多层膜及器件的微磁学研究及其在存储、传感领域的应用
- 批准号:51371101
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:80.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:韦丹
- 依托单位:
离子辐照制备超高密度图形化记录介质的研究
- 批准号:51171086
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:55.0万元
- 批准年份:2011
- 负责人:韦丹
- 依托单位:
磁力显微镜对纳米尺度磁畴结构的定量研究
- 批准号:51071088
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:38.0万元
- 批准年份:2010
- 负责人:韦丹
- 依托单位:
国内基金
海外基金
