磁性纳米颗粒膜的微磁学模拟

江建军; 袁  林; 邓联文; 何华辉

doi:10.7498/aps.55.3043

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磁性纳米颗粒膜的微磁学模拟

江建军 , 袁林 , 邓联文 , 何华辉

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磁性纳米颗粒膜的微磁学模拟

江建军, 袁林, 邓联文, 何华辉

物理学报, 2006, 55(6): 3043-3048.

doi: 10.7498/aps.55.3043

Micromagnetics study of the magnetic nano-granular films

Jiang Jian-Jun, Yuan Lin, Deng Lian-Wen, He Hua-Hui

Acta Phys. Sin., 2006, 55(6): 3043-3048.

doi: 10.7498/aps.55.3043

摘要
用微磁学方法对磁性纳米颗粒膜的磁特性进行了模拟，采用的模型是由122个磁性纳米颗粒组成的面心立方(fcc)结构体系.结果表明：在该体系中，偶极相互作用对体系的静态磁结构的影响显著，而交换相互作用的影响表现不明显.在此基础上，本文还采用有效媒质理论计算分析了磁性合金颗粒不同体积比时颗粒膜的磁谱和表征电磁参量发生显著变化的逾渗现象和逾渗阈值.并完成了对高磁损耗磁性纳米颗粒膜的材料设计.

关键词:
微磁学 /

纳米颗粒膜 /

逾渗阈值 /

磁导率 /

材料设计
Abstract
The nano-granular magnetic films were investigated using the micromagnetics method in this paper. The nano-granular magnetic film model studied consisted of an aggregate of 122 spherical nano-granules with an fcc structure. The computational results showed that the effect of the dipolar interaction of the system on the static magnetic structure is remarkable, while the effect of exchange interaction is indistinc. The frequency dependent permeability spectra of granular films with different volume ratio of magnetic components were simulated and the percolation phenomena of nanostructural magnetic films were extensively analyzed. Thus, the percolation threshold of the system studied was obtained according to the effective medium theory. Furthermore, the design of nano-granular magnetic films with large magnetic losses were carried out.

Keywords:
micromagnetics /

nanogranular film /

percolation threshold /

magnetic permeability /

materials design
作者及机构信息
江建军,

袁林,

邓联文,

何华辉

1.
华中科技大学电子科学与技术系，武汉 430074

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：50371029)、新世纪优秀人才支持计划 (批准号：NCET-04-0702)和湖北省杰出青年基金计划 (批准号：2005ABB002) 资助的课题.
Authors and contacts
Jiang Jian-Jun,

Yuan Lin,

Deng Lian-Wen,

He Hua-Hui

1.
华中科技大学电子科学与技术系，武汉 430074
参考文献

施引文献

[1]	魏新权, 毕甲紫, 李然. 超高强块体非晶合金的研究进展. 物理学报, 2017, 66(17): 176408. doi: 10.7498/aps.66.176408
[2]	包括, 马帅领, 徐春红, 崔田. 过渡金属轻元素化合物高硬度多功能材料的设计. 物理学报, 2017, 66(3): 036104. doi: 10.7498/aps.66.036104
[3]	平志海, 钟鸣, 龙志林. 基于逾渗理论的非晶合金屈服行为研究. 物理学报, 2017, 66(18): 186101. doi: 10.7498/aps.66.186101
[4]	李乐, 李克非. 含随机裂纹网络孔隙材料渗透率的逾渗模型研究. 物理学报, 2015, 64(13): 136402. doi: 10.7498/aps.64.136402
[5]	涂宽, 韩满贵. 磁性多孔纳米片微波磁导率的微磁学研究. 物理学报, 2015, 64(23): 237501. doi: 10.7498/aps.64.237501
[6]	李正华, 李翔. L10-FePt合金单层磁性薄膜的微磁学模拟. 物理学报, 2014, 63(16): 167504. doi: 10.7498/aps.63.167504
[7]	张溪超, 赵国平, 夏静. 鸟类铁矿物磁受体中磁赤铁矿片晶链的微磁学分析. 物理学报, 2013, 62(21): 218702. doi: 10.7498/aps.62.218702
[8]	李立毅, 严柏平, 张成明, 曹继伟. Tb0.3Dy0.7Fe2合金磁畴偏转研究. 物理学报, 2012, 61(16): 167506. doi: 10.7498/aps.61.167506
[9]	李晓莉, 张连水, 孙江, 冯晓敏. 微波驱动精细结构能级跃迁引起的电磁诱导负折射效应 . 物理学报, 2012, 61(4): 044202. doi: 10.7498/aps.61.044202
[10]	叶祥熙, 明辰, 胡蕴成, 宁西京. 体材料结晶能力的理论预测. 物理学报, 2009, 58(5): 3293-3301. doi: 10.7498/aps.58.3293
[11]	陈环, 彭振康, 傅刚. 碳湿敏膜的非线性感湿特性和导电机理. 物理学报, 2009, 58(11): 7904-7908. doi: 10.7498/aps.58.7904
[12]	毕海星, 周云松, 赵丽明, 王福合. 光子晶体中的磁控光子开关线路. 物理学报, 2008, 57(9): 5718-5721. doi: 10.7498/aps.57.5718
[13]	别少伟, 江建军, 马强, 杜刚, 袁林, 邸永江, 冯则坤, 何华辉. 高电阻率多层纳米颗粒膜软磁特性及微波磁导率. 物理学报, 2008, 57(4): 2514-2518. doi: 10.7498/aps.57.2514
[14]	辛宏梁, 袁望治, 程金科, 林宏, 阮建中, 赵振杰. NiFeCoP/BeCu复合结构丝的巨磁阻抗效应和磁化频率特性. 物理学报, 2007, 56(7): 4152-4157. doi: 10.7498/aps.56.4152
[15]	冯增朝, 赵阳升, 吕兆兴. 二维孔隙裂隙双重介质逾渗规律研究. 物理学报, 2007, 56(5): 2796-2801. doi: 10.7498/aps.56.2796
[16]	韩献堂, 王治, 马晓华, 王光建. Fe39.4－xCo40Si9B9Nb2.6Cux纳米晶合金的有效磁各向异性研究. 物理学报, 2007, 56(3): 1697-1701. doi: 10.7498/aps.56.1697
[17]	李宝河, 黄阀, 杨涛, 冯春, 翟中海, 朱逢吾. 垂直取向FePt/Ag纳米颗粒薄膜的结构和磁性. 物理学报, 2005, 54(8): 3867-3871. doi: 10.7498/aps.54.3867
[18]	翁臻臻, 冯　倩, 黄志高, 都有为. 混合磁性薄膜矫顽力及阶梯效应的微磁学及Monte Carlo研究. 物理学报, 2004, 53(9): 3177-3185. doi: 10.7498/aps.53.3177
[19]	陈仁杰, 荣传兵, 张宏伟, 贺淑莉, 张绍英, 沈保根. Sm(Co,Cu,Fe,Zr)z反磁化过程的微磁学分析. 物理学报, 2004, 53(12): 4341-4346. doi: 10.7498/aps.53.4341
[20]	肖君军, 孙超, 薛德胜, 李发伸. 铁纳米线磁行为的微磁学模拟与研究. 物理学报, 2001, 50(8): 1605-1609. doi: 10.7498/aps.50.1605

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物理学报. 2006, 55(6): 3043-3048.

doi: 10.7498/aps.55.3043.

磁性纳米颗粒膜的微磁学模拟

1. 华中科技大学电子科学与技术系，武汉 430074

基金项目: 国家自然科学基金(批准号：50371029)、新世纪优秀人才支持计划 (批准号：NCET-04-0702)和湖北省杰出青年基金计划 (批准号：2005ABB002) 资助的课题.

收稿日期: 2005-12-21
修回日期: 2006-01-04
刊出日期: 2006-03-05

摘要: 用微磁学方法对磁性纳米颗粒膜的磁特性进行了模拟，采用的模型是由122个磁性纳米颗粒组成的面心立方(fcc)结构体系.结果表明：在该体系中，偶极相互作用对体系的静态磁结构的影响显著，而交换相互作用的影响表现不明显.在此基础上，本文还采用有效媒质理论计算分析了磁性合金颗粒不同体积比时颗粒膜的磁谱和表征电磁参量发生显著变化的逾渗现象和逾渗阈值.并完成了对高磁损耗磁性纳米颗粒膜的材料设计.

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