【摘 要】
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磁性材料的磁性与其精细磁畴结构有紧密的联系。因此,研究材料的磁畴结构对磁性纳米结构的磁性研究有重大的意义。磁力显微镜(MFM)是观察磁性材料表面微磁结构的重要仪器。但是MFM并不能对磁畴结构进行直接测量,而是测量得到磁性探针和样品表面的磁荷的相关作用。因此,发展和改进分析MFM图像的方法是有益于磁畴研究的。本文通过对磁性探针模型进行简化,从磁力显微镜的图像中计算得到了磁性薄膜样品的表面杂散场,并根
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磁性材料的磁性与其精细磁畴结构有紧密的联系。因此,研究材料的磁畴结构对磁性纳米结构的磁性研究有重大的意义。磁力显微镜(MFM)是观察磁性材料表面微磁结构的重要仪器。但是MFM并不能对磁畴结构进行直接测量,而是测量得到磁性探针和样品表面的磁荷的相关作用。因此,发展和改进分析MFM图像的方法是有益于磁畴研究的。本文通过对磁性探针模型进行简化,从磁力显微镜的图像中计算得到了磁性薄膜样品的表面杂散场,并根据杂散场分布分析了样品的磁畴结构。 首先,MFM的图像可以认为是样品表面磁荷和探针的格林函数的卷积分,为计算方便,简化探针模型为一个点磁荷,通过去卷积的方法,就可以得到磁性样品表面的磁荷分布。样品表面上方空间的磁势满足Laplace方程,其中有一个边界条件与磁荷分布相关。利开离散傅立叶变换(DFT)的方法,可以求得磁势分布,对磁势分布求导,可以得到样品表面上方的杂散场分布。 之后,我们选取了厚度为460nm的FeCoZr磁性薄膜样品的MFM图像,运用上面的方法计算出了杂散场。通过对杂散场分布的特征进行分析,我们认为有两种不同的磁矩分布方式可以产生这种特征的杂散场。其中一种是典型的Bloch磁畴结构,另外一种是垂直磁各向异性导致的样品表面磁矩排列与样品表面成正弦分布的磁畴结构。结合样品的磁性和部分测量得到的样品参数,可以对这两种磁畴结构的能量值的估算,我们认为二者之中能量值较小的符合样品的实际磁畴结构,由此我们可以确定磁性薄膜样品的磁畴结构。 最后,我们计算了Co/Pd多层膜的比特图纹介质的杂散场分布并和理想比特图纹介质的杂散场分布进行了对比,发现两者符合得较好。
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