磁性纳米结构高频磁导率的调控机理研究

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随着网络和技术的快速发展,一些智能家电逐渐普及我们的日常生活。这些设备的应用在一定程度上给我们的日常生活带来了便利,但是也伴随着大量的电磁辐射产生,进而形成了电磁污染。为了克服各种电子器件之间的电磁干扰(EMI),考虑成本和便捷的情况下,采用电磁波吸收材料是一种有效的保护手段。为此需要材料本身能通过自然共振或涡流效应来吸收多余的电磁能,一般在材料的特征数值上表现为磁导率虚部为正值(μ">0),并且虚部的峰值越大表示材料的吸波性能越好。另外由于电子器件的工作频率逐渐向高频发展,从而要求抗电磁干扰的材料的工作频率也相应地提高,这就要求材料的本征高频磁导率图谱的出峰位置能向更高频移动,从而能适应不同频段的电磁波进而达到吸收和衰减电磁能的目的。对于磁性吸波材料而言,一般调节磁导率的方法主要有通过热处理改变材料内部的微观结构、外加磁场改变磁体内部磁矩取向或者控制磁性材料的形状改变各向异性能。本论文的第一部分主要基于这种方法,通过改变纳米线阵列之间的间距,间接调控纳米线阵列内部的磁矩取向。然后外加脉冲磁场得到纳米线阵列的高频本征磁导率图谱,并用FORC图谱表征纳米线阵列内部磁性信息,研究发现材料磁导率虚部的磁共振峰位移主要和材料内部的相互作用力大小有关。本论文的第二部分主要基于自旋转移力矩(STT)效应,利用极化电流中自旋极化电子与局部磁化矢量的相互作用,改变磁化矢量绕有效场的进动行为,从而改变材料的动态磁响应,研究发现阻尼因子、绝热系数和电流极化度的变化,不影响磁性材料的吸波频率,只影响吸波的强弱。本论文的第三部分主要利用Voronoi图研究Finemet纳米晶合金组分的变化对材料磁导率图谱的影响,发现组分的改变不影响出峰的位置,只影响出峰强度,不过效果却可以忽略不计。
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