各向异性的格点矢量模型中钉扎相变现象的研究
摘要:磁性材料中畴壁的运动现象一直是理论和研究的热点,因为这是开发新一代计算机存储器和逻辑运算设备的关键。在之前已经有运用二维随机场伊辛模型以及蒙特卡洛方法,对畴壁运动中钉扎相变的研究,并解释了其中的规律,也较好地解释了悬突和小岛现象。但是在二维随机场伊辛模型中,自旋朝向只能取向上或向下,不能很好地模拟真实的畴壁运动。故在本篇论文中,我们将通过各项异性的格点矢量模型模拟畴壁运动中的钉扎相变现象,揭示畴壁动态的临界行为。
关键词:各向异性;钉扎相变;畴壁运动
一、背景介绍
(一)磁性畴壁的定义
铁电材料中局部区域的自发极化,会使原子磁矩趋向某一方向平行排列。我们将这样的局部区域称作磁畴。因为材料内各磁畴原子磁矩的朝向不相同,所以宏观上不显磁性。各磁畴的的朝向不同,所以它们之间存在着过渡区域,我们将这样的过渡区域称为畴壁。畴壁是有一定宽度的,且在畴壁内,原子磁矩将以一定的角度从一个方向过渡到另一个方向。由图1我们可以看到,畴壁是矢量的,其朝向具有各个方向,而不局限于上下两个方向[1]。
图1 畴壁随时间的演化。展示了在=0.5,H=0.0538时,畴壁随时间的演化,其中箭头代表磁矩的方向。
若两个磁畴自发极化方程互称90度,则将它们之间的畴壁称为90度畴壁或尼尔畴壁。若两个磁畴的自发极化方向互成180度,那么它们之间的畴壁叫做180度畴壁或布洛赫畴壁。而我们要研究的则是180度畴壁。畴壁不仅受到磁畴大小和形状的影响,同时还涉及到相邻畴壁之间的相互协调,因此它是磁畴结构的重要组成部分,也是影响技术磁化的重要因素之一。
(二)畴壁运动的现象
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