导读:本文包含了磁各向异性论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:各向异性,媒质,晶格,应力,功率,材料,霍尔。
磁各向异性论文文献综述
李立新,邱忠超,高强,韩智明,洪利[1]（2019）在《基于磁各向异性方法的铁磁材料应力检测研究》一文中研究指出针对铁磁材料应力至今仍难以有效检测的问题,提出采用磁各向异性方法对铁磁材料应力进行检测。基于磁各向异性方法的检测原理,研制3种不同结构类型的锰锌铁氧体检测探头,搭建由励磁系统、信号采集系统、信号处理系统组成的磁各向异性检测系统,并在不同应力、频率与激励电压下对不同形状试件进行检测试验。结果表明,探头对于试件处于不同应力、激励频率与不同激励电压下均具有很好的检测效果,3种类型探头之间具有不同的检测现象和特征。(本文来源于《仪表技术与传感器》期刊2019年09期）
张静[2]（2019）在《钴、锰氧化物薄膜异质结层间耦合及磁各向异性的研究》一文中研究指出过渡金属氧化物因内部自旋、电荷、晶格和轨道等多重自由度间强烈的关联耦合作用,展示出如高温超导特性、庞磁电阻效应、铁电性、多铁性以及d电子基二维电子液体等一系列新奇的物理现象,是目前新型多功能材料领域的研究热点。将不同过渡金属氧化物组合成异质结构,会打破原有体材料内部各相互作用间的平衡关系,进而在异质结界面处形成新的氧多面体框架,诱导产生不可预见的物理效应和独特功能。如何选择合适的体系构筑功能性异质界面并设计调控其性能,是目前氧化物薄膜异质结领域的核心问题,同时也是本论文的研究重点。我们利用脉冲激光沉积技术制备了高质量的锰氧化物和钴氧化物异质外延薄膜,实现了特殊的反铁磁层间耦合效应;进一步研究发现,基于钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配的异质界面,成功获得了极大的反常垂直磁各向异性,为氧化物异质界面自旋结构设计和调控开阔了新思路。论文具体的研究内容及取得的创新性研究成果如下:1.系统研究了张应变下[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格的界面耦合效应,证明在绝缘铁磁性薄膜界面存在受厚度调制的反铁磁层间耦合作用。我们在(LaAlO_3)_(0.3)(Sr_2AlTaO_6)_(0.7)(LSAT)和SrTiO_3(STO)衬底上制备了不同厚度的[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格。X射线衍射结果表明超晶格薄膜具有良好的外延性,面内晶格常数与衬底保持一致。电镜结果表明超晶格中的LaCoO_3(LCO)层内部出现2a(a为晶胞参数)周期调制的横向暗条纹。磁性测量发现:当LaMnO_3(LMO)层足够薄(t_1<11uc)或LCO层足够厚(t_2>11uc)时,超晶格磁矩在75K附近迅速减弱,出现类似于反铁磁层间耦合的转变。随着测量磁场增加,面内反向排列的磁矩最终被转动到磁场方向,表现为铁磁增强。同时,低温下使用+1T磁场冷却后,超晶格磁化曲线上出现+0.04T的偏移量。反转磁场和交换偏置的存在均证实LCO与LMO界面处磁矩反平行排列,即形成了反铁磁耦合。第一性原理计算结果也表明LMO/LCO超晶格界面处的Mn~(3+)与Co~(3+)磁矩反平行排列,且Co~(3+)磁矩的大小、方向均随CoO_2层与界面层距离发生振荡。该工作展示出利用层间设计实现自旋结构调控的更多可能性。2.系统研究了La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/LaCoO_(2.5)钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配界面导致的LSMO层的反常垂直磁各向异性。通过优化薄膜生长条件,我们在STO(001)衬底上制备了原子尺度平整的LSMO/LCO多层膜。电镜结果显示LCO层出现4a周期调制的横向暗条纹,即LCO层具有钙铁石结构,界面处MnO_6八面体与CoO_4四面体直接相连。磁性测量结果表明,LSMO/LCO多层膜样品具有强垂直磁各向异性,LSMO层最大磁各向异性能高达~1.3J/cm~3,比其他常规方法获得的各向异性能高出一至两个数量级。结合第一性原理计算结果,我们发现钙钛矿/钙铁石界面处的对称性失配,致使界面处LSMO层的MnO_6八面体伸长,导致Mn的3d电子优先占据轨道,从而表现出很强的垂直磁各向异性。通过对比不同氧压下制备的LCO/LSMO/LCO多层膜的磁性,我们发现随着制备氧压的升高,LCO层逐渐满氧,钙钛矿/钙铁石型界面被钙钛矿/钙钛矿型界面取代,相应的垂直磁各向异性消失。本工作是首次利用晶格对称性失配实现对氧化物薄膜异质结中自旋取向的调控,并提出了对称性失配氧化物异质结界面设计的新概念。3.探究了LaAlO_3(110)衬底上制备的LaCoO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3双层膜体系的面内磁各向异性。相较于(001)取向的外延薄膜,(110)取向薄膜面内的两晶体取向[001]和[1-10]不再等价,更容易导致面内各向异性。将LSMO层固定为8nm,逐渐改变LCO层厚度(0~8nm),得到不同厚度的LCO(t)/LSMO(8nm)双层膜。磁性测量结果表明,在LaAlO_3(110)衬底上外延生长的LSMO单层膜,[1-10]方向为易磁化方向。当LCO覆盖层厚度超过1nm时,LSMO层开始出现自旋重取向:易磁化轴在225 K以下从[1-10]方向转变为[001]方向。随着LCO层厚度增加,这种转变效应逐渐增强。研究结果表明,LCO/LSMO双层膜体系的磁各向异性不仅受晶格应变的调控,还可能与异质结界面处的结构畸变有关。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
李刚[3]（2019）在《异质结构薄膜的垂直磁各向异性和自旋霍尔效应》一文中研究指出由于钇铁石榴石(Y_3Fe_5O_(12),YIG)具有高绝缘性、极低的阻尼因子和长的磁振子衰减长度,近年来在自旋电子学中吸引了人们的极大兴趣,并且大大促进了自旋泵浦、自旋热电子学、自旋波电子学甚至拓扑自旋电子学的研究。钇铁石榴石薄膜和其他稀土铁石榴石薄膜一样,形状各向异性占主导地位,所以通常具有面内易磁化。随着自旋电子学的迅速发展,具有垂直磁各向异性的磁性绝缘体纳米薄膜变得越来越有吸引力。例如,在自旋波电子学中,自旋波传输的构型需要满足磁化方向与传输方向相垂直;利用自旋-轨道力矩可以实现绝缘垂直磁性薄膜磁化方向的翻转,基于这一原理的非易失性磁存储器和逻辑器件,与相应的全金属器件相比,焦耳热将显着减少;由拓扑绝缘体和垂直磁化的绝缘磁性层所构成的异质结构被认为是实现量子反常霍尔效应和其他拓扑磁电效应的有效方法之一。因此,绝缘垂直磁性薄膜及其异质结构成为人们越来越关注的主题。具有垂直磁各向异性YIG薄膜的制备具有挑战性。文献报道,利用脉冲激光方法在晶格参数大于YIG晶格约1.41%的单晶石榴石衬底上通过特定缓冲层适当减小外延张应力,实现了具有一定垂直磁各向异性的YIG薄膜,复杂的制备过程且较小的垂直磁各向异性都不利于其今后的进一步发展。本论文中,我们选取了叁种单晶石榴石衬底,晶格参数均大于YIG的晶格参数,失配度在0.76%到1.58%范围,利用磁控溅射在叁种衬底上直接沉积了YIG薄膜,通过后退火处理使制备态的非晶YIG薄膜结晶,获得了垂直磁各向异性可调的高质量(111)YIG外延薄膜。在晶格失配度为1.08%和1.58%的衬底上,由于大应变所导致的磁弹各向异性的绝对优势,薄的YIG薄膜显示出了大的垂直磁各向异性;而应变较小的YIG薄膜,包括应变部分弛豫的较厚YIG薄膜和晶格失配度只有0.76%的YIG薄膜,观察到了明显的磁弹各向异性,但不足以克服形状各向异性因而表现为面内易磁化。进一步,YIG/Pt异质结构的磁输运特性表明,我们制备的垂直磁化和面内磁化YIG外延薄膜均具有高质量的磁表面,可以使自旋流在YIG和Pt的界面进行有效的穿透。上述方法同样适用于其他稀土石榴石磁性薄膜,获得可控的垂直磁各向异性。在自旋电子学中,纯自旋流的产生和探测一直是人们关注的焦点,非磁金属的自旋霍尔效应及其逆效应被认为是产生和检测纯自旋流的最有效方法之一,而自旋霍尔角则是对材料的电荷流和自旋流相互转换效率的表征。在“铁磁/非磁金属”异质结构中,由于自旋-轨道耦合相关的自旋霍尔效应,通过非磁金属的电流产生自旋流,被铁磁层吸收,对铁磁层磁矩产生力矩作用,是自旋-轨道力矩的最重要来源之一。自旋-轨道力矩可使铁磁层磁矩翻转,相应的临界电流密度与非磁金属的自旋霍尔角紧密相关。寻找大自旋霍尔角材料具有重要意义。β-W是公认的具有大自旋霍尔角的材料,但是β-W不稳定,经高温退火极易发生相变,转化为稳定的α相,自旋霍尔角大幅减小,因而文献报道的具有垂直磁各向异性、且表现显着自旋-轨道力矩的W/CoFeB/MgO异质结构,其退火温度不能高于300°C,远低于半导体CMOS集成要求的350-400°C。我们发现了一种具有大自旋霍尔角且温度稳定性优于350°C的W-B合金,获得了兼具垂直磁各向异性的W-B/CoFeB/MgO体系;利用直流和脉冲电流诱导的自旋-轨道力矩实现了CoFeB磁化翻转;当外加面内辅助场为130 Oe时,临界翻转电流密度为2×10~7 A/cm~2。我们进一步发现W-B/CoFeB/MgO体系的自旋-轨道力矩由类阻尼有效场主导,W-B的自旋霍尔角为-0.23,与相同厚度的β-W可相比拟。我们研究了Cu缓冲层对Ir_(25)Mn_(75)自旋霍尔效应的影响。利用自旋塞贝克效应和自旋泵浦对YIG/Ir_(25)Mn_(75)和YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)异质结构薄膜进行测量,发现Cu层的存在导致Ir_(25)Mn_(75)产生更大的逆自旋霍尔电压。通过磁性表征发现,直接生长在YIG上Ir_(25)Mn_(75)结晶性较差,室温下反铁磁性减弱;而YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)中的Ir_(25)Mn_(75)则具有较好的结晶性和反铁磁性。利用角分辨X射线光电子能谱技术分析了YIG/Ir_(25)Mn_(75)中Mn的氧化情况,发现Mn以金属相存在,氧化情况不明显。通过铁磁共振测量发现YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)的界面自旋混合电导略大于YIG/Ir_(25)Mn_(75)。因而Ir_(25)Mn_(75)在YIG/Cu/Ir_(25)Mn_(75)中逆自旋霍尔电压的增大主要来自于缓冲层Cu对Ir_(25)Mn_(75)微结构和相应反铁磁性的影响。(本文来源于《中国科学院大学(中国科学院物理研究所)》期刊2019-06-01）
王艳杰[4]（2019）在《二维重金属氧化物和碘化物的磁性及Ta|CoFeB|MgO异质结磁各向异性的第一性原理研究》一文中研究指出自石墨烯成功被剥离,原子层厚度的二维(2D)材料因其独特的物理和化学性质引起了广泛的关注。然而,石墨烯的零带隙限制了其在电子学、自旋电子学和光电子学等方面的应用。为此,很多研究致力于寻找新型2D半导体材料。在2D金属卤化物中,碘化铅(PbI_2)是最近合成的单层半导体,是典型的2D金属卤化物半导体。单层PbI_2是内秉非磁性的,这将限制其在自旋电子学方面的应用。目前,空位和替代非金属原子对单层PbI_2电子结构和磁性的影响尚未报道。值得注意的是,重元素Pb和I具有强的自旋轨道耦合(SOC)作用,可以对PbI_2的能带结构有显着的影响。我们采用第一性原理计算方法,系统地研究了I空位和Si、P、S、F、Cl、Br等替代掺杂对单层PbI_2的稳定性、几何结构、电子结构和磁性的影响,同时探讨了SOC对替代掺杂的单层PbI_2电子能带结构和磁性的影响。铁磁性单层材料可以看成是原子层厚度的铁磁性薄膜,将具有大磁晶各向异性的单层铁磁性材料作为磁记录介质有助于提高磁记录的存储密度。值得注意的是,近两年具有强磁各向异性的铁磁性单层CrI_3,VSe_2和Fe_3GeTe_2以及铁磁性二维材料Cr_2Ge_2Te_6相继被实验发现。有关理论研究显示单层RuO_2具有铁磁性。考虑到4d、5d重金属元素具有较强的SOC效应及Os与Ru有相似的d轨道价电子,单层RuO_2和OsO_2可能是具有大磁晶各向异性的二维内禀铁磁性材料。我们采用第一性原理计算方法,系统地研究了单层RuO_2和OsO_2的稳定性、电子结构和磁晶各向异性,研究了应变对单层RuO_2和OsO_2磁性能的影响。具备较高垂直各向异性的磁性电极层能有效降低磁性隧道结的磁矩翻转电流密度。基于Ta|CoFeB|MgO的垂直磁性隧道结具有大的隧穿磁电阻(TMR)值和较低的磁矩翻转电流密度,被广泛关注。目前Ta|CoFeB|MgO垂直磁各向异性的起源还存在争议。有关实验表明退火会导致B从非晶CoFeB中迁移,这可以使退火后Ta|CoFeB|MgO的垂直磁各向异性增加。Wang等人通过电子能量损失能谱(EELS)清晰地观察到Ta|CoFeB|MgO|CoFeB|Ta退火后,B从非晶的CoFeB中迁移到金属覆盖层Ta中。我们采用第一性原理计算方法,系统地研究了间隙硼的位置对异质结Ta|CoFeB|MgO磁晶各向异性的影响。本论文的主要研究成果如下:1.计算的I空位和替代掺杂原子的形成能和分子动力学(MD)模拟结果表明对于单层碘化铅,I空位以及非金属原子(F、Cl、Br、Si、P和S)替代I掺杂在适当的实验条件下是可能实现的。由于F、Cl、Br和I的价电子数量相同,F,Cl和Br掺杂的碘化铅Pb_(16)I_(31)F、Pb_(16)I_(31)Cl和Pb_(16)I_(31)Br体系是非磁性的。而I空位,Si,P和S掺杂的碘化铅Pb_(16)I_(31)、Pb_(16)I_(31)Si、Pb_(16)I_(31)P和Pb_(16)I_(31)S体系的基态是磁性的,I空位、掺杂S、P和Si原子产生的磁矩分别为1.0μ_B、1.0μ_B、2.0μ_B和3.0μ_B。磁矩的分布与掺杂原子与其相邻的Pb与I原子之间、空位附近Pb原子与I原子之间的p轨道杂化有关。此外,由于I空位以及非金属原子替代I掺杂的单层碘化铅体系没有空间反演对称性,考虑SOC后,体系的能带产生自旋劈裂。对于Pb_(16)I_(31)、Pb_(16)I_(31)S、Pb_(16)I_(31)P和Pb_(16)I_(31)Si,SOC产生的自旋劈裂比其交换劈裂要小。更重要的是,SOC产生的自旋劈裂没有改变费米能级附近能带的电子占据,因此在考虑SOC后,Pb_(16)I_(31)、Pb_(16)I_(31)S、Pb_(16)I_(31)P和Pb_(16)I_(31)Si体系的磁矩几乎没有改变,Pb_(16)I_(31)F、Pb_(16)I_(31)Cl和Pb_(16)I_(31)Br体系的磁矩仍然为零。我们的研究结果表明,空位以及非金属原子替代掺杂可以导致单层PbI_2产生磁性。2.T结构的单层1T-MO_2(M=Ru、Os)是稳态并且单层1T-OsO_2可能被实验合成。更为重要的,单层1T-MO_2(M=Ru、Os)是具有大磁晶各向异性的二维内秉铁磁性材料,其磁矩和磁晶各向异性主要来源于Ru和Os原子的贡献。特别地,由于Os原子具有强的SOC作用,单层1T-OsO_2的磁各向异性能高达-42.67meV/cell,且居里温度远高于液氮。值得注意的是,当拉伸应变达2%时,单层1T-OsO_2的磁各向异性增加了19%。基于二阶微扰理论,我们通过分析Ru和Os原子d轨道态密度及其d轨道间的自旋轨道耦合相互作用矩阵元对磁晶各向异性能的贡献,揭示了单层1T-MO_2(M=Ru、Os)大的磁晶各向异性能主要由Ru和Os原子相反自旋的d_x _y和d_(x2-y2)轨道间的自旋轨道耦合相互作用矩阵元所贡献。而拉伸应变引起单层1T-OsO_2的磁各向异性增大源于Os原子自旋向下d_(yz)和d_z _2轨道之间的矩阵元对Os原子磁各向异性能的贡献由零变为负。3.异质结Ta|CoFeB|MgO的垂直磁晶各向异性主要来源于MgO|CoFe界面的Co原子层及CoFe|Ta界面的Co原子层和Ta原子层的贡献。进一步地,相比于间隙B在异质结Ta|CoFe|MgO的CoFe合金层内,间隙B在异质结Ta|CoFe|MgO的覆盖层Ta内的垂直磁各异性能明显地增强,而且相比于间隙B在异质结Ta|CoFe|MgO的CoFe|Ta界面的CoFe层面上,间隙B在异质结Ta|CoFe|MgO的CoFe|Ta界面的Ta层面上的垂直磁各异性能也明显地增强。这些结果表明间隙B迁移到Ta覆盖层是退火后Ta|CoFeB|MgO垂直磁各向异性增加的原因。(本文来源于《吉林大学》期刊2019-06-01）
王鹏[5]（2019）在《低维金属有机化合物磁各向异性的第一性原理研究》一文中研究指出信息技术是促使当前社会进步的一个重要推动力,随着各种新技术的出现,每天产生的数据都在呈指数级增长,人们对信息存储的需求也随之快速增长。当前使用最广泛的信息存储技术是磁性存储,其成本低,存储密度高,稳定性高,在众多领域得到应用。磁性存储是利用磁性材料作为存储介质,当每个存储单元保持特定方向磁化的磁化状态时,信息被存储在其中。磁存储介质需要有较大的磁各向异性来对抗热扰动等因素的影响,保持其磁化方向,使信息能够保持长期稳定。要提高磁性存储的密度,需要我们不断提高存储介质的磁各向异性,缩小单个存储单元的尺寸。当前的磁性存储正在朝着原子、分子(或团簇)的水平发展,其终极目标是实现单原子存储。磁各向异性主要来源于原子的自旋轨道耦合效应,过渡金属因为其未满的d轨道,且自旋轨道耦合较强,在磁性材料设计上潜力巨大。材料由块体到低维时,配位场发生巨大的变化,有利于增强其自旋轨道耦合作用,找到大的磁各向异性。本文利用第一性原理计算研究了低维有机材料支撑的5d过渡金属原子的磁各向异性,为设计低维磁性材料提供一些新的思路。首先研究了 5d过渡金属修饰的二维酞菁聚合物的磁性。对于单个金属原子修饰的体系(TM@Pc),Re原子修饰二维酞菁聚合物的磁各向异性能(MAE)高达20.7 meV。再用一个同核金属原子修饰,形成二聚体结构后,体系的易磁化轴会在平行于二维衬底和垂直二维衬底的方向切换。同时,在Os2@Pc和Ir2@Pc中发现了40 meV以上的磁各向异性能。我们分析了其电子结构,并讨论了它们的磁各向异性的来源。同时还讨论了其结构稳定性和磁耦合行为。其中的Re@Pc和Ir2@Pc有较高的居里温度,在磁存储器件上有着较大的应用潜力。接着,又研究了5d过渡金属修饰的二维卟啉聚合物的磁性。在W和Re原子修饰的二维卟啉中发现了大约24 meV的MAE。首次提出使用化学官能团修饰来调控二维金属有机材料的磁各向异性。当卟啉分子边缘的H原子被羟基和氨基取代后,Re修饰的维卟啉的MAE可以被增强到60 meV。对电子结构的分析表明,磁各向异性的增强可以被归因于取代基团引起的电荷重新分布和Re原子5d轨道能级的移动。报据计算,该体系的居里温度在200 K左右,稳定性也较好。化学官能团修饰为调控金属有机材料的磁各向异性提供了一个全新的思路。在二维金属有机Kagome晶格中也发现了较大的磁各向异性,分别研究了M3C12N12H12和M3C12O12两种晶格,其中Re3C12N12H12的MAE达到27.6 meV/atom。此外,这些材料还表现出强的铁磁耦合行为。通过蒙特卡洛模拟计算出W3C12O12的居里温度达到458 K,Re3C12N12H12的也达到291K。W3C12012还是一种自旋半金属材料,可以用于未来的自旋电子学器件。除了二维有机材料,磁性金属有机分子也是未来自旋电子学器件的候选材料。我们研究了基于5d过渡金属的茂合物(MCp2和M2Cp3)的磁各向异性。它们是由茂环(Cp)和过渡金属原子形成的叁明治结构分子,能够为金属原子提供一个特殊的配位场,产生新的磁学性质。HfCp2和WCp2表现出了倾向于垂直于茂环平面的磁各向异性,MAE达到10 meV左右。我们进一步研究了叁层过渡金属茂合物(M2Cp3)的磁各向异性,在Ta2Cp3中发现了超过60 meV的MAE。茂合物组成的变化,导致Ta原子受到的配位场发生变化,能级劈裂并发生移动,体系的MAE相比双层增强了很多。本论文通过在低维金属有机材料中改变过渡金属原子的配位环境,增强其自旋轨道耦合作用,设计出具有较大的磁各向异性的稳定结构,为未来的高密度磁性存储和自旋电子学器件找到一些可能的候选材料,对于设计新型磁性材料也有一定的指导意义。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-05-28）
张富臣,李红梅,景宗福,贾瑞清[6]（2019）在《铁磁钢材应力致磁各向异性定量检测特性研究》一文中研究指出为研究铁磁材料的应力致磁各向异性的物理表现及其对应力的定量检测特性,搭建了交流磁化/检测实验装置.在单向加载条件下,对铁磁Q195平板试件施加了不同程度的弹性应力.并在保持每个弹性应力方向及大小不变前提下,施加了不同方向的不饱和交流外磁场,检测了其交流磁化曲线.通过对实验数据的频谱分析、磁滞回线的获取及磁特征参数的提取,分析和讨论了铁磁材料应力致磁各向异性定量特性、磁各向异性特征参数与应力的定量关系.研究结果表明:应力导致了铁磁Q195钢材表现出了磁各向异性特性;应力致磁各向异性磁特征参数随着应力增大而近似于线性增大,可以通过提取对应的参数进而求取对应的应力.研究结果对系统探究铁磁材料的应力致磁各向异性定量特性具有一定参考价值.(本文来源于《华中科技大学学报(自然科学版)》期刊2019年05期）
张庆阳[7]（2019）在《Mn_xGa|Co_2FeAl超晶格磁性及垂直磁各向异性能的第一性原理研究》一文中研究指出随着时代的发展,人们对信息存储的要求越来越高,比如在希望储存容量增大的同时又要便于携带。目前,磁随机存储器(MRAM)因其优良的性能,如非易失性、高速度、高密度、低能耗等,被广泛的应用在存储领域。为了进一步提高磁随机存储器的存储密度,磁随机存储器的磁性层要求满足以下四个条件:1、大的垂直磁各向异性常数()。2、低的磁阻尼常数。3、小的磁矩。4、大的隧道磁电阻率(TMR)。其中,大的垂直磁各向异性在克服热扰动以及增强磁记录稳定性方面起着非常重要的作用;低的磁阻尼常数能减小磁矩翻转电流,从而减小能耗;小的总磁矩,可以有效的降低退磁场,并且能减小相邻存储单元的耦合作用,从而增加记录信息的稳定性,提高信噪比;大的TMR与自旋极化有关,可以进一步提高MRAM的存储密度和存取的速度。因此寻找同时具有大的垂直磁各向异性能与低的、的半金属材料成为问题的关键。我们利用第一性原理,通过控制界面、改变Mn_xGa硬磁层和Co_2FeAl软磁层的厚度与界面交换耦合,对Mn_xGa|Co_2FeAl(x=1,1.66,3)超晶格进行了一系列的研究。结果表明,当反铁磁耦合的Mn_xGa层和Co_2FeAl层具有适合的厚度与界面时,超晶格的总磁矩可以很好地平衡到零附近。在超晶格中,Mn_xGa层可以保留其块体的强垂直磁各向异性(PMA),对于x=1,1.66,3时,块体值分别可到达0.38,0.37,0.22 meV/Mn。超晶格中PMA很少依赖于厚度,但是与Mn_xGa和Co_2FeAl层之间的耦合密切相关。我们发现,Mn-Co界面处的铁磁/反铁磁耦合会产生小/大的界面负PMA,因此会减小超晶格的PMA;然而,对于Ga-Co界面,铁磁/反铁磁耦合对超晶格的PMA产生大/小的正贡献。此外,Ga-Co(MnGa-Co)界面是实验上外延生长Mn_xGa|Co_2FeAl超晶格的最好的界面,因为它可以保证超晶格呈现高稳定性、大PMA和可调磁矩。总之,我们用第一性原理计算研究了Mn_xGa|CFA超晶格(x=1,1.66,3)的几何结构、电子结构和磁性。全面地研究了磁性和垂直次各向异性能对化学组分,界面和厚度的依赖关系,分析了界面交换耦合,并提供了物理机制。此外,我们画出了磁性原子的PDOS图,用二阶微扰公式分析了磁各向异性能的起源,并发现电子在8)=±2之间的跃迁是造成超晶格大的PMA的主要原因。本文对Mn_xGa|Co_2FeAl超晶格的探究不仅对科学研究,而且对磁隧道结的应用有着指导作用,为下一代数据存储设备和自旋电子学存储应用提供新的选择和可行方案。(本文来源于《西南大学》期刊2019-04-01）
孟新红[8]（2019）在《磁各向异性媒质中振荡电四极子辐射功率的角分布》一文中研究指出振荡电四极子在磁各向异性媒质中辐射时,功率的角分布较为复杂.通过缜密的数学推导得到了磁各向异性媒质中电四极子沿极轴振荡时,其辐射功率角分布的表达式.当媒质为各向同性时,计算结果与预期的结果相吻合,从而验证了推导结果的正确性.(本文来源于《吉首大学学报(自然科学版)》期刊2019年01期）
孟新红[9]（2018）在《磁各向异性媒质中半波天线的辐射功率》一文中研究指出在研究电各向同性磁各向异性媒质的电磁特性中,引入了各向异性直角坐标系,推导出电各向同性磁各向异性媒质中满足Maxwell方程组的推迟磁矢势A的表达式,并在此工作基础上,进一步推导得到磁各向异性媒质中半波天线辐射功率的表达式。该表达式充分反映其辐射功率与磁各向异性媒质的μrii有关,当公式中的μrii大小相同时,其结果就是媒质为各向同性时半波天线的辐射功率表达式,从而得出该验证的正确性。同时,利用该结果可对半波天线在磁各向异性媒质中的辐射效果做出判断,为测定半波天线在磁各向异性媒质中的辐射功率分布提供理论参考。(本文来源于《渭南师范学院学报》期刊2018年24期）
孟新红[10]（2018）在《磁各向异性媒质中半波天线辐射能流密度分布》一文中研究指出对磁各向异性媒质中电磁辐射问题已推导了半波型天线在磁各向异性媒质中辐射的场强表达式,由此可得半波型天线在磁各向异性媒质中辐射的能流密度表达式.该能流密度表达式充分反映了在相同距离不同方向上的点其值大小不同的特性,并据此对其分布情况作了进一步深入分析.当媒质为各向同性时其结果与预期的结果相吻合,验证了推导结果的正确性.利用该结果可对半波型天线在磁各向异性媒质中辐射功率的分布和辐射效果做出判断,为测定半波型天线在磁各向异性媒质中辐射的功率分布情况提供理论参考.(本文来源于《泉州师范学院学报》期刊2018年06期）
磁各向异性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
过渡金属氧化物因内部自旋、电荷、晶格和轨道等多重自由度间强烈的关联耦合作用,展示出如高温超导特性、庞磁电阻效应、铁电性、多铁性以及d电子基二维电子液体等一系列新奇的物理现象,是目前新型多功能材料领域的研究热点。将不同过渡金属氧化物组合成异质结构,会打破原有体材料内部各相互作用间的平衡关系,进而在异质结界面处形成新的氧多面体框架,诱导产生不可预见的物理效应和独特功能。如何选择合适的体系构筑功能性异质界面并设计调控其性能,是目前氧化物薄膜异质结领域的核心问题,同时也是本论文的研究重点。我们利用脉冲激光沉积技术制备了高质量的锰氧化物和钴氧化物异质外延薄膜,实现了特殊的反铁磁层间耦合效应;进一步研究发现,基于钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配的异质界面,成功获得了极大的反常垂直磁各向异性,为氧化物异质界面自旋结构设计和调控开阔了新思路。论文具体的研究内容及取得的创新性研究成果如下:1.系统研究了张应变下[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格的界面耦合效应,证明在绝缘铁磁性薄膜界面存在受厚度调制的反铁磁层间耦合作用。我们在(LaAlO_3)_(0.3)(Sr_2AlTaO_6)_(0.7)(LSAT)和SrTiO_3(STO)衬底上制备了不同厚度的[LaMnO_3(t_1)/LaCoO_3(t_2)]_5超晶格。X射线衍射结果表明超晶格薄膜具有良好的外延性,面内晶格常数与衬底保持一致。电镜结果表明超晶格中的LaCoO_3(LCO)层内部出现2a(a为晶胞参数)周期调制的横向暗条纹。磁性测量发现:当LaMnO_3(LMO)层足够薄(t_1<11uc)或LCO层足够厚(t_2>11uc)时,超晶格磁矩在75K附近迅速减弱,出现类似于反铁磁层间耦合的转变。随着测量磁场增加,面内反向排列的磁矩最终被转动到磁场方向,表现为铁磁增强。同时,低温下使用+1T磁场冷却后,超晶格磁化曲线上出现+0.04T的偏移量。反转磁场和交换偏置的存在均证实LCO与LMO界面处磁矩反平行排列,即形成了反铁磁耦合。第一性原理计算结果也表明LMO/LCO超晶格界面处的Mn~(3+)与Co~(3+)磁矩反平行排列,且Co~(3+)磁矩的大小、方向均随CoO_2层与界面层距离发生振荡。该工作展示出利用层间设计实现自旋结构调控的更多可能性。2.系统研究了La_(2/3)Sr_(1/3)MnO_3/LaCoO_(2.5)钙钛矿/钙铁石晶格对称性失配界面导致的LSMO层的反常垂直磁各向异性。通过优化薄膜生长条件,我们在STO(001)衬底上制备了原子尺度平整的LSMO/LCO多层膜。电镜结果显示LCO层出现4a周期调制的横向暗条纹,即LCO层具有钙铁石结构,界面处MnO_6八面体与CoO_4四面体直接相连。磁性测量结果表明,LSMO/LCO多层膜样品具有强垂直磁各向异性,LSMO层最大磁各向异性能高达~1.3J/cm~3,比其他常规方法获得的各向异性能高出一至两个数量级。结合第一性原理计算结果,我们发现钙钛矿/钙铁石界面处的对称性失配,致使界面处LSMO层的MnO_6八面体伸长,导致Mn的3d电子优先占据轨道,从而表现出很强的垂直磁各向异性。通过对比不同氧压下制备的LCO/LSMO/LCO多层膜的磁性,我们发现随着制备氧压的升高,LCO层逐渐满氧,钙钛矿/钙铁石型界面被钙钛矿/钙钛矿型界面取代,相应的垂直磁各向异性消失。本工作是首次利用晶格对称性失配实现对氧化物薄膜异质结中自旋取向的调控,并提出了对称性失配氧化物异质结界面设计的新概念。3.探究了LaAlO_3(110)衬底上制备的LaCoO_3/La_(0.67)Sr_(0.33)MnO_3双层膜体系的面内磁各向异性。相较于(001)取向的外延薄膜,(110)取向薄膜面内的两晶体取向[001]和[1-10]不再等价,更容易导致面内各向异性。将LSMO层固定为8nm,逐渐改变LCO层厚度(0~8nm),得到不同厚度的LCO(t)/LSMO(8nm)双层膜。磁性测量结果表明,在LaAlO_3(110)衬底上外延生长的LSMO单层膜,[1-10]方向为易磁化方向。当LCO覆盖层厚度超过1nm时,LSMO层开始出现自旋重取向:易磁化轴在225 K以下从[1-10]方向转变为[001]方向。随着LCO层厚度增加,这种转变效应逐渐增强。研究结果表明,LCO/LSMO双层膜体系的磁各向异性不仅受晶格应变的调控,还可能与异质结界面处的结构畸变有关。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
磁各向异性论文参考文献
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论文知识图
![六种不同类型的[Co4]簇合物蝴蝶型四核...](http://image.cnki.net/GetImage.ashx?id=1013202904.nh0004&suffix=.jpg)
