正在加载图片...
.510 北京科技大学学报 第30卷 单元i、j磁化方向的单位向量，在本文中，交换作 化.可以看出，当>0.4时，基本为线性变化且变 用常数用A(0≤≤1)替代.在颗粒内部，交换作 化缓慢.当<0.3时，随B的减小矫顽力迅速增 用比例系数B恒等于1：在颗粒之间，0≤≤1，其大 大，和实验结果一致，可见，当FPt颗粒之间的相 小与颗粒间距即铁磁性颗粒含量的百分比有关，E 互作用减小到一定值的时候，薄膜矫顽力会显著 的计算使用了快速傅里叶变换，用共轭梯度法求得 增大. 自由能极小值，从而确定磁体的磁矩分布、材料的 32 参数取自实验制备的FePt:Au样品，饱和磁化强度 2.8 |M.|=9.98X10Am;磁晶各向异性常数K.= 2.4 4.5×105Jm-3,交换作用常数A=10-1Jm1. 2.0 2结果与讨论 VW/H 1.6 图1给出了一系列FePt:Au颗粒膜样品的实 验结果，可以看出，随着Au成分的增加矫顽力迅速 0.8 增大，尤其当Au体积分数超过20%时，增加更快. 040 0.2 0.40.60.81.0 相应的饱和磁化强度却随Au含量的增加而下降； 特别在Au体积分数低于20%时，下降尤为明显， 图2矫顽力H。随交换作用因子P的变化 Fig.2 Dependence of coercive force on B 10 从磁化反转模式的角度来看，计算结果显示，当 <0.4时不同区域的磁化反转一致性下降.图3 所示为当B=1时FPt颗粒膜反磁化过程中的磁矩 分布变化，从图中可以看出，当外磁场H从 6 -4.48X105Am-1到-4.64×105Am-1变化时， 磁化矢量基本上一致转向外场方向，FPt颗粒膜的 00.050.100.150.200.250.300.35 反磁化是一致反转，在反转过程中，整个薄膜的磁 Au的体积分数 矩基本保持一致， 图1FPt:Au颗粒膜矫顽力He及饱和磁化强度M,与Au体积 当β值下降到0.4时，磁化反转的一致性下降， 分数关系的实验曲线 但仍可视为准一致反转.图4(a)、(b)分别显示了外 Fig.1 Experimental results of the dependence of coercive force and 磁场由饱和降为零时，B=0.4和B=0.7的磁矩 saturation magnetization on the volume fraction of Au 分布. 为了模拟不同非磁性介质Au含量的FePt:Au 图5所示为当B=0.2时FePt颗粒膜反磁化过 薄膜的反磁化过程，改变交换作用比例系数阝值， 程中的磁矩分布变化.可以看出，此时FεPt颗粒膜 使其从1到0变化，对应Au体积分数从零不断增 的磁化反转模式发生了改变，不同的区域磁化翻转 加，图2反映了矫顽力随交换作用比例系数B的变 一致性明显降低 6) (b) 图3B=1.0时FeP1颗粒膜的反磁化过程.(a)=1.0,Hm=-4.48X105Am1:(b)B=1.0,Hm=-4.64×105Am-1 Fig.3 Reversal process of FePt granular films at B=1.0:(a)8=1.0.H=-4.48X105 A'm1;(b)=1.0.H=-4.64X105 Am-1单元 i、j 磁化方向的单位向量．在本文中交换作 用常数用 βA （0≤β≤1）替代．在颗粒内部交换作 用比例系数 β恒等于1；在颗粒之间0≤β≤1其大 小与颗粒间距即铁磁性颗粒含量的百分比有关．Ed 的计算使用了快速傅里叶变换．用共轭梯度法求得 自由能极小值从而确定磁体的磁矩分布．材料的 参数取自实验制备的 FePt∶Au 样品饱和磁化强度 ｜Ms｜＝9∙98×105A·m —1 ；磁晶各向异性常数 Ku＝ 4∙5×106 J·m —3交换作用常数 A＝10—11 J·m —1． 2 结果与讨论 图1给出了一系列 FePt∶Au 颗粒膜样品的实 验结果可以看出随着 Au 成分的增加矫顽力迅速 增大尤其当 Au 体积分数超过20％时增加更快． 相应的饱和磁化强度却随 Au 含量的增加而下降； 特别在 Au 体积分数低于20％时下降尤为明显． 图1 FePt∶Au 颗粒膜矫顽力 Hc 及饱和磁化强度 Ms 与 Au 体积 分数关系的实验曲线 Fig．1 Experimental results of the dependence of coercive force and saturation magnetization on the volume fraction of Au 为了模拟不同非磁性介质 Au 含量的 FePt∶Au 薄膜的反磁化过程改变交换作用比例系数 β值 使其从1到0变化对应 Au 体积分数从零不断增 加．图2反映了矫顽力随交换作用比例系数 β的变 化．可以看出当 β＞0∙4时基本为线性变化且变 化缓慢．当 β＜0∙3时随 β的减小矫顽力迅速增 大和实验结果一致．可见当 FePt 颗粒之间的相 互作用减小到一定值的时候薄膜矫顽力会显著 增大． 图2 矫顽力 Hc 随交换作用因子 β的变化 Fig．2 Dependence of coercive force on β 从磁化反转模式的角度来看计算结果显示当 β＜0∙4时不同区域的磁化反转一致性下降．图3 所示为当β＝1时 FePt 颗粒膜反磁化过程中的磁矩 分布变化．从 图 中 可 以 看 出当 外 磁 场 Hext 从 —4∙48×105 A·m —1到—4∙64×105 A·m —1变化时 磁化矢量基本上一致转向外场方向FePt 颗粒膜的 反磁化是一致反转．在反转过程中整个薄膜的磁 矩基本保持一致． 当β值下降到0∙4时磁化反转的一致性下降 但仍可视为准一致反转．图4（a）、（b）分别显示了外 磁场由饱和降为零时β＝0∙4和 β＝0∙7的磁矩 分布． 图5所示为当β＝0∙2时 FePt 颗粒膜反磁化过 程中的磁矩分布变化．可以看出此时 FePt 颗粒膜 的磁化反转模式发生了改变不同的区域磁化翻转 一致性明显降低． 图3 β＝1∙0时 FePt 颗粒膜的反磁化过程．（a） β＝1∙0Hext＝—4∙48×105 A·m —1；（b） β＝1∙0Hext＝—4∙64×105 A·m —1 Fig．3 Reversal process of FePt granular films at β＝1∙0：（a） β＝1∙0Hext＝—4∙48×105 A·m —1；（b） β＝1∙0Hext＝—4∙64×105 A·m —1 ·510· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷