圖形化多層鐵磁薄膜的微磁學模擬與電輸運性質研究

《圖形化多層鐵磁薄膜的微磁學模擬與電輸運性質研究》是依託電子科技大學,由陸海鵬擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：圖形化多層鐵磁薄膜的微磁學模擬與電輸運性質研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陸海鵬

項目摘要

高導電特性限制了高磁導率鐵磁薄膜在微波領域的實際套用，圖形化多層結構為這類材料的套用設計提供了一條新的思路。為避免常規的電磁參數等效研究方法對圖形單元之間、各膜層之間相互物理作用的忽略，本項目從材料內部磁矩分布狀態、磁疇變化規律以及電子遷移等方面出發，研究這些微觀物理量對圖形化多層複合材料巨觀電磁性能的影響。項目以FeCo基鐵磁薄膜為主要研究對象，重點研究微圖形之間以及多層膜間的磁化與反磁化過程、電輸運過程，探索圖形化多層薄膜內部磁矩分布與磁疇變化規律，以及在這種多相複合體系中，圖形相的分布、形狀、尺寸等對電子遷移過程的影響規律，最終提出一種圖形化多層鐵磁薄膜巨觀電磁性能的調控設計方法，為開發高頻磁敏感元器件及電磁輻射控制材料提供技術指導與技術支撐。

結題摘要

高導電特性限制了高磁導率鐵磁薄膜在微波領域的實際套用，圖形化多層結構為這類材料的套用設計提供了一條新的思路。本項目從材料內部磁矩分布狀態、磁疇變化規律以及介電性能等方面出發，研究了這些微觀物理量對圖形化多層複合材料巨觀電磁性能的影響。項目以FeCo基鐵磁薄膜為主要研究對象，重點研究了納米尺度的環、條紋、方塊等微圖形之間以及多層膜間的磁化與反磁化過程、電輸運過程，探索了圖形化多層薄膜內部磁矩分布與磁疇變化規律，以及在這種多相複合體系中，圖形相的分布、形狀、尺寸等對介電性能的影響規律，並將其與巨觀等效電磁參數的研究方法相對比，將圖形間的微觀耦合、層間作用、圖形的各向異性、磁化反轉模式等因素考慮進去，最終提出一種圖形化多層鐵磁薄膜巨觀電磁性能的調控設計方法，為開發高頻磁敏感元器件及薄膜型電磁吸波材料提供技術指導與技術支撐。發表SCI期刊論文13篇，培養碩士研究生5人，博士研究生3人。本項目主要意義如下：（1）建立了圖形化多層鐵磁薄膜基本物理模型，套用OOMMF微磁學軟體，在建立物理模型的基礎上研究了圖形單元結構、多層結構、膜厚等對鐵磁薄膜的磁特性及疇轉過程的影響規律，反映出鐵磁材料內部的磁矩分布和磁疇的反轉情況，獲得鐵磁材料巨觀性質和微觀結構參數之間的關係。（2）基於複合體系的離散模型，建立了圖形化多層鐵磁薄膜電磁計算模型。討論了鐵磁圖形單元與空氣隙、鐵磁圖形單元與介質層的邊界磁電阻效應隨圖形單元的尺寸、形狀的變化規律。（3）分析了圖形單元形狀、尺寸、膜厚對電、磁兩方面性能的影響，提出電磁性能調控方法。（4）採用磁控濺射工藝製備了不同尺度鐵磁多層圖形薄膜，表征了薄膜微結構，並測試了研製的圖形化多層膜的電性能，比較了圖形化前後、多層膜與單層膜之間電性能的差異。