论文题目: 磁场诱导MnBi体系的磁各向异性与自旋重取向相变研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 无线电物理
作者: 刘永生
导师: 张金仓
关键词: 磁场诱导,相变,纳米晶软磁合金,磁特性
文献来源: 上海大学
发表年度: 2005
论文摘要: 物质的磁性及其磁相互作用为现代物理学极其重要而又活跃的研究领域之一,也是先进材料、信息技术和自动化技术等高新技术的重要基础。极端条件下(如极低温、强磁场、高压等)凝聚态物质结构和性质的研究,已成为当今物理学、材料学和信息科学关注的热点。作为一种新型的冷物理场,磁场在凝聚态物理和材料物理研究领域得到了广泛的应用,磁场特别是强磁场下材料的制备和物性研究也正日益受到人们的重视。在这一研究过程中,人们发现,磁场作为一种无破坏性的敏感微扰,可以在磁通量子尺度范围内改变电子的轨道和相结构,从而改变一个系统的自旋和带电粒子的运动状态,最终改变整个物理系统的宏观动力学状态,并导致新的物理特性。近年来在强磁场下发现了许多新奇而有趣的物理现象,如磁场诱导的结构相变和量子相变等,而对产生这些现象物理机制的认识尚不明朗,大量亟待解决的问题需要物理和材料科学家去进行深入的研究和澄清。本论文工作首先以Bi-Mn合金为研究对象,运用磁场这一有效的手段从制备、结构和磁特性等方面对MnBi化合物和MnBi-Bi复合物进行了系统的研究;其次,较为系统地研究了两类铁基纳米晶软磁合金Fe-(Co, Ni)的结构和磁特性。论文主要包括以下几方面的内容:(1)运用磁场诱导技术,在较弱的0.5 T磁场下成功制备出了Bi-6 wt % Mn合金,与无制备磁场时相比,此合金具有明显的织构化结构和较强的磁各向异性的特征。通过光学显微镜、SEM、XRD和磁性测量等研究方法和手段,系统研究了强织构样品的结构和磁特性。结果发现,MnBi低温相(LTP)的基平面垂直于制备磁场排列,而c轴方向平行于制备磁场。150 K时MnBi化合物的各向异性场约2.5 T,而300 K时各向异性场增加至5 T左右,表明MnBi的各向异性场随着温度的升高而具有增加的趋势。强织构样品沿制备磁场的饱和磁化强度Ms一直随着温度的升高而减小,而对矫顽力来说,温度高于150 K时矫顽力HC随着温度的升高而增加,低于150 K时HC随着温度的升高而略微减小。剩余磁化强度Mr和Mr/Ms随温度变化的趋势基本相同:150 K以上二者随着温度的升高而增加,而150 K以下,二者基本趋近于零。运用磁晶各向异性的唯象理论,解释了MnBi矫顽力随温度升高而增加的反常现象及其MnBi发生自旋重取向的机
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
一、研究意义
二、研究进展
三、本论文主要研究内容
参考文献
第二章 实验方法和原理
一、实验设备
二、MNBI化合物
参考文献
第三章 磁场诱导的织构化BI-MN 合金的结构和磁性研究
一、引言
二、实验原理及过程
三、强织构BI-MN合金微观组织和结构特征
四、强织构BI-MN合金的磁特性研究
五、本章小结
参考文献
第四章 制备磁场对BI-MN 合金结构、磁性和自旋重取向的影响
一、引言
二、实验原理及过程
三、制备磁场对凝固样品微结构和结晶的影响
四、制备磁场对凝固样品的磁特性和取向因子的影响
五、制备磁场对凝固样品热磁特性和MNBI自旋重取向的影响
六、制备磁场对淬火样品结构和磁性的影响
七、本章小结
参考文献
第五章 磁场诱导的MNBI 化合物磁性相变研究
一、引言
二、实验原理及过程
三、磁场对顺磁-铁磁相变的影响
四、织构化MNBI的热磁特性和自旋重取向相变
五、磁场对SRT 的影响和MNBI的H-T 相图
六、交流磁场对高温淬火样品热磁特性的影响
七、本章小结
参考文献
第六章 纳米晶软磁合金的结构与磁特性研究
一、引言
二、实验原理及过程
三、纳米晶FE-CO 合金的结构与磁特性研究
四、纳米晶FE-NI合金的结构与磁特性研究
五、本章小结
参考文献
第七章 结论与展望
一、主要结论
二、本文的创新之处和展望
攻读博士学位期间完成的研究成果目录
致谢
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发布时间: 2006-12-12
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